Blog

DEPERITA – An intrusion alarm system to improve safety in road work zones

baliza-deperita

 

Road traffic accidents are one of the main causes of death and disability worldwide. Workers responsible for maintaining and repairing roadways are especially prone to suffer these events, given their exceptional exposure to traffic.

The goal of this project is to develop an intrusion alarm system to improve safety in road work zones. It consists of several nodes equipped with ultrasonic sensors to detect possible vehicle breaches in the perimeter. In addition, we will develop individual warning devices to be worn by every worker that will be wirelessly connected to the detector nodes. This way, in case of a vehicle invading the work zone, each worker can be effectively and timely warned in order to make it to safety.

This project emerged from Jose Martin‘s MSc thesis, and later has been funded by the 2015 AEESD public call. Its official details are as follows:

Title: DEPERITA – DEtección PERImeTral para el Aviso a trabajadores en obras lineales
Code: TSI-100503-2015-0039
Duration: October 2015 – December 2017
Partners: Valoriza Infraestructuras and Universidad Politécnica de Madrid (B105-ESL)
Financing entity: Ministerio de Industria, Energía y Turismo (AEESD 2015)

logo_minetur

LÁZARO: Development of an innovative ICT system for the detection of architectural barriers and monitoring based on augmented reality

interiorAR

 

LÁZARO is a project carried out alongside Valoriza Servicios a la Dependencia S.L.U., with the objective of developing a system to automatically detect architectural barriers making use of computer vision and augmented reality. It will integrate the detection provided by sensors and images and the display of an augmented reality layer, together with a warning and checking system for the barriers.

In addition to the first objective, the project pursues another important goal, the development of a wireless sensor network to monitor the living conditions of people with special needs, such as elderly or disabled people. Therefore, the system will result in an integral solution for assisted living facilities and residences, although it can be applied to several other environments.

_JFF3543

The project details are as follows:

Title: LÁZARO: Development of an innovative ICT system for the detection of architectural barriers and monitoring based on augmented reality
Duration: 2016-2017
Partners: Valoriza Servicios a la Dependencia S.L.U. and Universidad Politécnica de Madrid
Financing entity: Valoriza Servicios a la Dependencia S.L.U. via CDTI.

Logo CDTI-MINECO con Gill Sans

SENSORIZA – Real time sensor system for meteorological data acquisition, freeze and snow forecast and road conservation, manteinance and security improvement

snowplowroad

Weather conditions can be very dangerous and produce most of the accidents in road environments. To reduce the road accidents and to maintain the infrastructure, the goal of this project is to perform a wireless sensor system to obtain the weather conditions of the road in real time in order to predict freeze and snow events.

The system consist on a wireless module in the vehicle which takes the sensors information and stores for further processing.

The B105 Electronic Systems Lab. as a representative of Technical University of Madrid(UPM) participates with Valoriza in this innovative research project. To develop it we have the support of the Industrial Technological Center (CDTI) and the Ministry of Enery, Tourism and the Digital Agenda.

 

Logo CDTI-MINECO con Gill Sans

logo-vector-ministerio-de-energia-turismo-y-agenda-digital-web

TFM: Development of an auto-tuned mechanical energy harvester

Prototipo mecánico de energy harvester

The Wireless Sensor Networks (WSNs) field is expected to experience a disruptive development in the next few years. One of the main obstacles that designers face is the extremely low consumption requirements related to this networks, as the operational costs involved in changing empty batteries might be very high. Therefore, technologies that permit recovering residual energy from the environment –frequently referred as Energy harvesting techniques- might become a powerful enabler for WSNs, reducing the pressure exerted by the strict consumption restrictions.

The present work describes the full design and development of a mechanical Energy harvester based on an electromagnetic transducer. The system is capable of transforming mechanical energy in form of vibrations with a non-flat energy density spectrum into electrical energy that can be used to power sensors, ideally increasing their autonomy indefinitely.

In order to transform a reasonable amount of energy, the system must remain tuned with the external excitation: its natural frequency has to match the external vibration frequency. To guarantee this, the system has been designed so that it is able to auto-tune itself by changing its natural frequency within the range of 30 to 70 Hz, which typically contains the vibrations generated by engines and industrial machinery.

With this objective, an initial study of the State-of-the-art models and their working principles has been carried out, and some mechanical architectures to modify the system’s natural frequency have been introduced. The architectures have been simulated, built by means of 3D printing, measured and characterized to conclude that the most adequate one is based on changing the effective vibrating length of a steel cantilever. Strategies to determine whether the system is tuned have been then studied, and the advantages of using an algorithm based on the phase difference between the external excitation and the cantilever tip have been justified. An electronic system based on a microcontroller has been designed to implement the algorithm, and the study of the transducer has shown the need for some conditioning electronics. A voltage multiplier in a parallel topology has been used for this purpose. The multiplier has been designed so that its multiplying steps number can be altered. Finally, a supercapacitor has been proven to fit the application more adequately than a battery, so it has been used as the energy storage solution.

Once the system has been developed, a fully functional auto tuned prototype has been achieved. The prototype is able to power an electronic system. However, due to the great power consumption the electromechanical actuator imposes, the auto-powering of the system is only feasible in environments where tuning is seldom required. This would most likely change with the reduction in electromechanical actuators consumption, which would allow the use of systems as the one described in other fields where vibrations change in a more frequent fashion.

Demotherm: Robotic application of refractory material

Refractory_Project1

The B105 Electronic Systems Lab. as a representative of Technical University of Madrid (UPM) participates with THERMAN and the University of Oviedo (Uniovi) in this innovative research project. To develop it we have the support of the Industrial Technological Center (CDTI) and the Ministry of Economy and Competitiveness, and is co-financed by the European Regional Development Fund (FEDER).

The project aims to achieve an automotive and remote control robot capable of working in hostile environments oriented to the repair of cyclones and cimneys reinforced with refractory material.

This solution represents a revolution in the process and provides economic, strategic, enviromental and safety and occupational health improvements.

Out participation in this project is the development of all the sensorization, actuation and control part of the automobile robot.

therman-feder-banner3

 

Estadísticas Futbolín 2012/2013

futbolin-rso-bilbao

Estadísticas de juego del futbolín B105 para la Temporada que va desde Septiembre 2012 hasta Agosto 2013

Leyenda:

Los más jugones de la temporada: Gente que prefiere pasar su vida jugando al futbolín en el labo porque no tienen vida social (o eso o es que son unos viciosos…).

Los más killers: Los más peligrosos para jugar contra ellos si las condiciones de contorno no son muy favorables (vamos que si tienes un compañero que es un paquete mejor di que te duele una muela y no juegues).

Los más arrastrados: Esos jugadores que sabes que si te tocan de compañeros tienes muchas posibilidades de limpiar el suelo por solidaridad, o si eres uno de ellos, sabes que algo mal has hecho en la vida que te toca llevar esa cruz.

Índice sangriento: Existe una posibilidad entre nosecuantas de que te haga pasar ese jugador (siempre y cuando no mientan las estadísticas -no te puedes fiar-), es persona recomendable para tenerla de compañero pero no de oponente.

Índice desangrado: Eso no es un compañero, es llevar casi todas las papeletas de la tómbola para que, como poco, pierdas tu partido. Hay que tener ganas (o tener un poco espíritu de mártir) para jugar con ellos, es una forma de hacer penitencia o de no jugar mucho seguido al futbolín.

Resultados: Pues eso, es lo que hay, ni más ni menos. La verdad pura y dura. ¿Se gana más en el Atleti? ¿Se gana más en el Madrid? ¿Está manipulado el terreno de juego? ¿Por qué hay gente que siempre quiere jugar con uno de los equipos en concreto?

Equipos preferidos: Aquí estamos con el tema de los amores, los caprichos o la más absoluta falta de dignidad… O juego siempre contigo porque eres mi amiguito o porque creo que es más difícil pasar y más fácil hacer pasar a alguien. La humanidad en su peor expresión.

Top pesados: Esos partidos que se hacen eternos, que deseas morirte porque estás jugando a más de 30 grados en el labo y tu compañero (o el equipo contrario) no logran dar pie con bola, ni a favor ni en contra, no se mete un gol ni por equivocación… Pero, a veces, se da el caso extraordinario de que todos juegan muy bien y resulta muy entretenido de ver (de jugar no, que es muy cansado).

3D Sheet: Study of the feasibility of appearance inspection systems applied to car manufacturing

unnamed

The goal of this project is the study of the feasibility of appearance inspection techniques applied to car manufacturing. During the assembly process in the factory and later stages some defects can be produced. This problem can cause important losses of money to the company and dissatisfaction in the client. Therefore, as soon the defect is detected in the supply chain the easier the solution for both parts. However, the detection of defect in the sheet in a difficult challenge.

Currently, the inspection process is made by skilled personnel. However, this project tries to install a support system that detects these failures automatically within the work cycle (1 minute/car).

sistema3D

The B105 ESL has proposed the study of a low cost 3D scanner. Using two cameras and one projector it can be obtained pictures and the object reconstruction with a high precision. The system is low cost because only used two current cameras and one projector.  The last part is a open software based on the European project 3D Underworld.

 

 

 

TFG: DISEÑO Y DESPLIEGUE DE UN BANCO DE PRUEBAS PARA REDES INALÁMBRICAS DE SENSORES COGNITIVAS

cNGD

 

No cabe duda de que estamos siendo testigos del gran impacto que está teniendo el crecimiento del Internet de las Cosas (Internet of Things, IoT) en la actualidad. Cada vez son más el número de dispositivos wearables, de electrodomésticos inteligentes, coches sensorizados… presentes en nuestra vidas.

 
Se estima que para 2020 más de 250.000 vehículos y más de 245 millones de dispositivos wearables estén conectados a la red.
Es lógico pensar que tal conexión masiva de dispositivos produce y producirá más aún un uso ineficiente del espectro radioeléctrico en las bandas libres disponibles provocando un ineficiente uso de las prestaciones de la red . Por lo que un elemento clave para evitar tal fenómeno son las Redes inalámbricas de sensores cognitivas (Cognitive Wireless Sensor Network, CWSN) compuesta de nodos cognitivos capaces de modificar sus parámetros de comunicación dinámicamente para evitar interferencias dentro de la red, mejorando así las prestaciones de la misma.

 
Una de las principales líneas de investigación dentro del B105 Electronic Systems Lab, es el desarrollo de CWSN. Debido a ello en los últimos años se han llevado cabo en diferentes proyectos tanto el desarrollo hardware de un nodo cognitivo (cognitive Next Generation Device, cNGD) como la implementación software de la pila de protocolos que permite al nodo comunicarse en tres bandas diferentes y libres del espectro radioeléctrico, que cumplen con la legislación vigente en Europa.

 
Este Trabajo de Fin de Grado se centra en realizar el diseño y despliegue de un banco de pruebas (test-bed) de una CWSN. Esto implica realizar un estudio previo de los proyectos mencionados anteriormente para poder realizar un correcto montaje hardware de los nodos cognitivos que integrarán la CWSN así como el diseño, implementación y realización de una serie de pruebas para verificar el correcto montaje de los mismos. Para poder desplegar el test-bed ha sido necesario hacer un previo diseño de la CWSN teniendo en cuenta las limitaciones que presenta el protocolo de comunicaciones, las distintas funcionalidades que puede tener un cNGD y las pruebas a realizar sobre la red. Una vez realizado el despliegue se ha podido caracterizar ciertos parámetros de la red tales como el alcance, la latencia o el consumo de los nodos. Para medir este último parámetro se realizará el diseño e implementación de un módulo de expansión de la placa cNGD para medir el consumo del nodo en sus distintas funcionalidades.

 

TFG: Diseño e implementación de un sistema de gestión del uso de equipos basado en la tecnología NFC

PostTFG1

La situación del B105 Electronic Systems Lab es la de un entorno de trabajo donde varias personas comparten recursos hardware como son un puesto de soldadura o distintos equipos de medida. Si una persona necesita uno de estos recursos, tiene que localizarlo en el laboratorio y comprobar si está libre o en uso. Para facilitar esta tarea, actualmente, la persona que coja un recurso hardware debe dejar constancia en un corcho de su posesión, aunque esta práctica está poco extendida.

Así, el objetivo de este trabajo es el de informatizar dicho control. Aprovecharemos el servidor del que se dispone en el laboratorio para almacenar información sobre las herramientas en uso. Para ello, este trabajo se basa en la gran extensión del sistema operativo Android sobre los teléfonos móviles inteligentes que nos rodean y el uso de la tecnología “Near Field Communication” (NFC). Esta tecnología permite leer pequeños dispositivos sin alimentación, denominados etiquetas, acercando el teléfono móvil a unos pocos centímetros de ellas.

El uso de la tecnología NFC en dispositivos móviles se extendió a partir de la versión de Android 4.4 (Kit Kat) cuando se incluyó la posibilidad de que el smartphone actuase como un emulador de tarjetas. Esta característica conlleva el intercambio de información entre sistemas, ya que permite que un terminal pueda ser leído como una etiqueta NFC. No obstante, para la realización de este trabajo, nos interesará el primer uso que se le dio en Android, el de la capacidad de leer etiquetas pasivas.

Para el despliegue, se distribuirán etiquetas por los equipos de medida conteniendo información sobre estos. El smartphone, al leer una de estas etiquetas, se comunicará con el servidor y dejará constancia de la reserva. Una peculiaridad de algunas herramientas es que la estructura externa es metálica, por lo que se precisará de etiquetas especiales con una capa de ferrita para aislarlas de la estructura.