DESARROLLO DE UN ENTORNO CON CONTROL DE TEMPERATURA ORIENTADO A SIMULACIONES DE REDES DE SENSORES INALÁMBRICAS

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Siempre que se realiza el diseño de un sistema electrónico se debe tener en cuenta en qué condiciones estará funcionando. No siempre es posible realizar todas las pruebas de funcionamiento sobre el terreno y por ello es necesario disponer de entornos de laboratorio en los que poder hacerlas previamente. Con la idea de cubrir esta necesidad ha surgido este proyecto, en el que se ha desarrollado un sistema sobre el cual poder realizar dichas pruebas de funcionamiento controlando la temperatura.

El funcionamiento del sistema es sencillo, el usuario debe conectarse a la Raspberry Pi 2, que se utiliza como sistema de control. Una vez conectado deberá ejecutar el software desarrollado y el propio sistema le pedirá uno por uno los valores necesarios para definir el perfil de temperatura del experimento. Al finalizar el experimento el sistema ofrece un archivo en el que se han almacenado las lecturas segundo a segundo realizadas por los sensores internos.

La caja se ha realizado de madera por ser un material resistente a focos de temperatura altos y poderse manejar fácilmente a la hora de realizar un montaje casero. El sensado de la temperatura se realiza mediante termopares tipo K a los que se ha añadido un convertidor ADC específico para este tipo de dispositivos. El calor se genera mediante tubos de infrarrojos similares a los que podemos encontrar en las estufas eléctricas de casa o en lámparas para mantener la comida caliente. Además el sistema cuenta con un conjunto de ventiladores y ventanas que pueden abrirse de manera controlada para expulsar el calor del interior del sistema.

SONRISAS – Sistema modular para el desarrollo de servicios IoT

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El B105 se mete de lleno en el Internet de las cosas (IoT) de la mano de BQ con el proyecto SONRISAS.
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Este proyecto tiene como objetivo el desarrollo de un sistema innovador para el desarrollo de servicios en el campo del IoT flexible, modular, de bajo coste y altas prestaciones con gran potencial para su comercialización en el mercado e implantación masiva.

 

Aquí os dejamos algunos datos oficiales:

TÍTULO: SISTEMA DE BAJO COSTE PARA EL DESARROLLO DE SERVICIOS SOBRE EL INTERNET DE LAS COSAS ‐ SONRISAS
CÓDIGO: RTC-2015-3601-3
DURACIÓN: 30 meses
CONSORCIO: Mundo Reader S. L. y Universidad Politécnica de Madrid (B105-ESL)
ENTIDAD FINANCIADORA: Ministerio de Economía y Competitividad (Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad)

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En este proyecto, que comenazó en otoño del año pasado, se pretende realizar el desarrollo de un sistema flexible que sea capaz de proporcionar nuevos servicios en el nuevo campo del IoT. El primer escenario de aplicación que trabajaremos será el del ahorro energético en el hogar a través de un sistema de monitorización y optimización de consumo eléctrico.

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La participación del B105 en este proyecto está enfocada en el diseño e implementación de los módulos que conformarán este sistema. Además se profundizará en temas de investigación como nuevos mecanismos para la reducción de consumo de la red (mediante técnicas de radio cognitiva o el desarrollo de módulos Wake-on-radio) y técnicas de energy harvesting para mejorar el tiempo de vida de la red.

TFG: Diseño, desarrollo e implementación de una red de sensores inalámbrica orientada a la monitorización de un futbolín

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El futbolín del B105 Electronic Systems Laboratory dispone de una Raspberry Pi que incluye un sistema desarrollado por Nicanor Romero (más información aquí). La interacción con dicho sistema es completamente manual, siendo el usuario el que tiene que introducir todos los eventos generados durante la partida a través de una pantalla táctil. Por lo tanto, se requiere un nuevo sistema capaz de interactuar con el anterior para monitorizar el futbolín y automatizar ciertas tareas.

Aquí es donde entra en juego el presente TFG, en el que se ha desarrollado una red de sensores inalámbrica orientada al bajo consumo y a la flexibilidad. Cada nodo de la red se comunica vía radio con la Raspberry Pi, que actúa como nodo central de la red, recibe las notificaciones y actúa en consecuencia.

Dichos nodos incluyen varios sensores y actuadores que permiten ofrecer al usuario una serie de nuevas funcionalidades que se describen a continuación:

  • Detección automática de goles durante la partida. Se han desarrollado sensores de infrarrojos para su colocación en los carriles por donde bajan las bolas en el interior del futbolín.
  • Identificación biométrica. Se ha incluido un lector de huellas dactilares para la identificación automática  de los usuarios en el sistema.
  • Iluminación de las porterías. Se iluminan por medio de unas tiras de LEDs RGB, variando su color en función del resultado del marcador en cada momento.
  • Liberación automática de bolas. Cuando los sensores infrarrojos detecten que se han acabado las bolas del cajón, un servomotor tirará de la palanca para permitir su liberación.

Además para proteger a los nodos del polvo en el interior del futbolín así como para permitir una correcta sujeción de los sensores y evitar posibles medidas erróneas, se han diseñado los siguientes modelos para su impresión en 3D:

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Finalmente se desarrolló una aplicación para Windows 10 para comprobar el correcto funcionamiento del sistema y demostrar la portabilidad del mismo. La siguiente imagen muestra la interfaz gráfica de la aplicación:

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Se ha desarrollado un sistema flexible, modular, orientado al bajo consumo y  en el que se pueden introducir mejoras fácilmente. De esta forma se podrá aumentar cada vez más la experiencia de juego de los usuarios del futbolín.

 

Finalización del proyecto DAMAS: desarrollo de un sistema automático de monitorización inalámbrico para grandes presas

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El proyecto DAMAS llega a su finalización y justificación y el pasado 1 de Octubre de 2015 se celebró una reunion con el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTi) para mostrar los resultados de los desarrollos llevados a cabo.

Este proyecto ha sido cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, FEDER, dentro del Programa Operativo de la Comunidad de Madrid 2007-2013 (Unión Europea).

Durante la reunión llevada a cabo se hicieron dos presentaciones y demostraciones, mostrando los resultados. Una era relativa a la parte de los desarrollos electrónicos y de equipos. En esta parte el B105 Electronic Systems Laboratory hizo una demostración del funcionamiento de los nodos inalámbricos desarrollados. La demostración fué autoexplicativa y se fué guiando a los asistentes a través del proceso que seguiría la detección de un evento físico en la presa. Esto es, el accelerómetro proporciona modificaciones de la tensión en función a sus aceleraciones. Esas aceleraciones se transforman y almacenan como datos de 24 bits. Y por ultimo tramas de bits se transmiten aun nodo central que las procesa.

La segunda parte de la presentación fué llevada a cabo por la escuela de Caminos que eran los responsables de explicar como se procesan los datos y que información se puede extraer de los mismos. De esta forma y con los datos reales tras monitorizar la presa, es posible calibrar el modelo teórico.

 

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Paper aceptado en el IOMAC’15 – Gijón

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Las conferencias IOMAC’15 se celebrarán en Gijon, España, del 10 al 14 de Mayo de 2015.

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Estas ‘International Operational Modal Analysis Conference (IOMAC)‘, que nacieron en 2005, son las primeras conferencias que tienen como principal asunto el análisis modal operacional.

El paper que hemos presentado y que ha sido aceptado lleva por título:

Effects of time synchronization on Operational Modal Analysis”

y cuyos autores han sido: Jaime García-Palacios, Francisco Tirado-Andrés, Jose M. Soria, Ivan M. Diaz y Alvaro Araujo.

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Anteriores ediciones del IOMAC se celebraron en:

  • 2005 Copenhagen (Denmark)
  • 2007 Copenhagen (Denmark)
  • 2009 Portonovo (Italy)
  • 2011 Istambul (Turkey)
  • 2013 Guimarães (Portugal)

Foto | Francisco Rodríguez

Puentes – Low cost bridge health monitoring by ambient vibration tests using wireless sensors

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The proposed research project is aimed to develop and implement a system for damage detection and localization in bridge structures. This structural health monitoring system is based on ambient dynamic tests, i.e. tests subjected to uncontrolled loading (traffic, wind etc.), and on the application of advanced structural identification techniques. The tests are carried out in such a way that existing bridge traffic remains undisturbed. The structural health monitoring system is automated to integrate the different measurement phases:

  1. positioning of sensors,
  2. data acquisition,
  3. deduction of dynamic structural characteristics and,
  4. evaluation of the structural behaviour.

The measurement campaign can be carried out by a reduced technical team in a relatively short time. In this context different bridge tests can be considered: bridges without accessible design, with a preliminary design, with an updated design and with results from a previous ambient dynamic test. Existing algorithms and related software will be upgraded in view of automatic design of low cost sensor distribution and damage localization from the test output data. The developed system will be applied to two pilot bridges to check the quality level of the derived damage information. The structural health monitoring system will be tailored to the common bridge types: simply supported or continuous, in reinforced or prestressed concrete. Finally, in order to evaluate the efficiency of the low cost wireless sensor system, a comparison will be made with a traditional wired system, regarding feasibility and cost effectiveness.

Visit the web page of the project for more information

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SETH – Sistema integral de monitorización estructural de Edificios basado en Tecnologías Holísticas

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[Spanish version below]

SETH is the Spanish acromin of “Comprehensive structural monitoring system for buildings based on Holistic Technologies

This project began in early 2013 and will run for two years.

The consortium is composed of: UPM (Technical University of Madrid), CSIC, Isoluz-Corsan, Geocisa and FCC

The objective of this project is:

  • Reduce the impact of vibrations in buildings and people in the environment in which they are founded, through continuous monitoring and quick structural diagnostics.
  • Assess the damage with a high level of accuracy to facilitate decision-making related to the integrity of the building and its need for evacuation and / or rehabilitation.
  • Promote the implementation of the system in the residential area by its easy handling and low cost market.

For this project we are using a set of techniques and devices, some developed in-house and other third parties:

  • Wireless monitoring system of high sensitivity (24 bit) with piezoelectric sensors.
  • Wireless monitoring system of low power MEMS sensors
  • Weather Station PCE-FWS-20

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RS – Rehabilitación Sostenible de edificios

  • Title: Rehabilitación Sostenible de edificios (RS)rs
  • Funding Organization: FCC via Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) – Ministerio de Ciencia e Innovación
  • Participants:
    • Companies: FCC, URSA, METALES EXTRUIDOS, ENERGESIS and OPLAN.
    • Research Centers: Universidad de Málaga (UM), Universidad de Sevilla (US), Universidad Politécnica de Madrid (UPM) and Instituto Eduardo Torroja.
  • Description: The main objective of the RS project is the development of an integrated system to achieve an improvement in energy efficiency in the sustainable rehabilitation of existing buildings. Related topics are smart power management, thermal control and renewable energy systems. LSI-B105 at UPM is in charge of monitoring power consumption and temperature at home, gathering user data and preferences and designing energy-efficient strategies for warming the different rooms.

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