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Resumen:

La energía residual captada del ambiente (EnergyHarvesting) es útil para la alimentación de sistemas electrónicos aislados. En este trabajo se estudia la captación de energía electromagnética y mecánica, así como su posterior acondicionamiento y almacenamiento en baterías o supercondensadores, para conseguir unos niveles de tensión adecuados y obtener la potencia necesaria para alimentar un sistema de bajo consumo. Para ello, se necesitan convertidores reductores para los piezoeléctricos y elevadores para la radiofrecuencia. Como aportación, se combinan en serie dos sistemas de captación de energía, en este caso del mismo tipo,aunque podrían ser de distintos tipos. En este trabajo sepresentan los resultados de medida de la tensión generada por los piezoeléctricos y el período de muestreo del transmisor dedicado de radiofrecuencia en función de la distancia, así como, una aplicación de usuario con sensores ambientales.

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Los cables de litz con un gran número de hebras se suelen fabricar enrollando varios mazos de un número inferior de hebras. Además de la sencillez de producción, esta técnica conlleva ventajas adicionales, como la distribución equitativa de corriente y, consecuentemente, un reparto equitativo de pérdidas y uso óptimo de la sección del cable. Sin embargo, las configuraciones complejas de enrollado conllevan problemas de análisis, modelado y diseño que dificultan la elección de parámetros para una aplicación concreta. En este artículo se presenta un modelo completo en 3D que incluye explícitamente el efecto de enrollado de mazos a distintos niveles. Este modelo permite obtener la verdadera densidad de corriente que circula por las hebras en sus diferentes posiciones del cable, tanto para corriente conducida como inducida por un campo magnético externo. El modelo se implementa mediante una rigurosa descripción matemática de trayectorias de hebras, y se aplica para analizar el efecto de diversos parámetros, como niveles de mazo, paso de hélice, y espesor del aislante entre hebras.

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Los fabricantes de dispositivos se enfrentan a un mercado muy fragmentado y con múltiples posibilidades en la elección del protocolo de comunicación. Incluso ante una misma tecnología, dispositivos de distintos fabricantes son incapaces de interactuar. Diseñar nuevos dispositivos inteligentes obliga a decidir qué tecnología integrar en un mercado cuya evolución es exponencial. Si bien se han desarrollado algunas tecnologías específicas para el sector residencial, los usuarios prefieren aquellos dispositivos cuya instalación, puesta en funcionamiento y servicios les ofrecen un rendimiento inmediato a un costo mínimo, tendiendo hacia el Internet de los Servicios (IoS). En este trabajo se analizan las distintas tecnologías que integran los fabricantes de dispositivos y electrodomésticos para el “Internet de las Cosas” (IoT), las fortalezas y debilidades que presentan, su grado de interoperabilidad, los servicios que ofrecen, así como otros factores que les permitirán o no mantenerse en un mercado muy dinámico.

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La tecnología Power-Hardware-In-the-Loop (PHIL) ofrece una herramienta que permite evaluar escenarios en los que exista un intercambio de potencia elevada, en los cuales la realización de tests experimentales resulten muy complejos. Uno de los aspectos cruciales en estos sistemas es el análisis previo de la estabilidad del sistema, usado con el objetivo de garantizar la integridad de la plataforma PHIL antes de realizar cualquier experimento, para realizar este test es necesario modelar las impedancias de los diferentes componentes empleados en la simulación PHIL. Teniendo en cuenta que en la mayor parte de los escenarios de estudio PHIL se utilizan Inversores (Generación eólica, enlaces HVDC, etc), y la obtención de un modelo analítico de la impedancia de entrada de un inversor trifásico puede llegar a resultar demasiado compleja, necesitando de un tiempo de desarrollo muy elevado. Se ha validado el uso de un modelo comportamental reducido de la impedancia de entrada de un inversor trifásico con el fin de reducir la complejidad en los análisis de estabilidad de sistemas PHIL.

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Measurements in electrical and thermal parameters of LED lamps over time have been studied. To get comparable results between lamps, for compliance testing and benchmarking, measurements after stabilization are recommended. Two cases have been tested in the lab: stabilization with sinusoidal voltage waveform and stabilization with distorted voltage waveform both with and without external cooling of the lamp, giving four tests for each LED lamp.The parameters tested were illuminance, active power and temperature of the LED lamps. Based on the results for voltage variations, no significant difference of the parameters studied have been observed. On the other hand, according to the results about environmental thermal variations (emulated using forced ventilation) it is concluded that the illuminance increases with low temperatures, and in addition, in greater percentage than the active power consumed, since the low temperatures would decrease the temperatures of thermal stabilization of LED lamps.

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En este trabajo se presenta un sistema que realiza la detección de personas utilizando únicamente la información de profundidad proporcionada por una cámara RGB-D ubicada en posición frontal. La solución propuesta se basa en una red neuronal convolucional (CNN) con una arquitectura encoder-decoder, formada por bloques residuales de ResNet, que han sido ampliamente empleadas en detección y clasificación. El sistema parte de un mapa de profundidad adquirido por un sensor que puede estar basado en tiempo de vuelo (ToF) o en luz estructurada, y genera a su salida un mapa de confianza en el que cada persona detectada se representa mediante una función gaussiana, cuya media corresponde a la ubicación en coordenadas 2D de la cabeza de la persona en la imagen. Una vez generado este mapa, se aplican técnicas de refinado de hipótesis para mejorar la precisión de la detección. Para el entrenamiento del sistema se han utilizado únicamente imágenes de profundidad sintéticas, generadas mediante el programa de diseño Blender, evitando la necesidad de contar con grandes bases de datos reales. Para la evaluación se han utilizado datos reales adquiridos con una Kinect II. Además, se han comparado los resultados obtenidos con otros trabajos del estado del arte, comprobando que los resultados son similares a pesar de no haber incluido datos reales en el entrenamiento.

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This paper aims to highlight the maintenance needsin cybersecurity for industrial environments, by applying normalized techniques in more accessible domotic systems for training purposes. The IEC62443 norm is applied to a small office home office (SOHO) environment that integrates a simple domotic system based on IoT sensors and actuators. The purpose is to train in an industrial cybersecurity standard from a practical point of view. The training follows the IEC62443 procedure: identify the system under consideration, assets, vulnerabilities,threats and attacks, and to determine the security level and therefore the mitigating actions. The goal is to integrate this practice into a maintenance engineering curricula.

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Los convertidores multinivel modulares (MMC) han sido adoptados de manera extensiva en aplicaciones de media y alta potencia durante los últimos años. Las principales ventajas son su modularidad y su escalabilidad. Sin embargo, su topología implica altos costes así como importantes desafíos desde el punto de vista del control, como la fluctuación de energía de los condensadores. Este trabajo presenta un estudio comparativo de los MMC basados en topologías submodulares (SM) distintas, como son el puente medio (HB) y el puente completo (FB). El análisis teórico de la fluctuación de energía de los condensadores revela que empleando la topología submodular en puente completo (FBSM), el tamaño del convertidor puede reducirse mientras que se aumenta la eficiencia. Se aportará un índice de fluctuación de energía por submódulo como guía para el diseño de topologías FB-MMC. A través de simulaciones, se verificará el diseño propuesto.

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Los sistemas de posicionamiento local basados en ultrasonidos (ULPS) han tenido un gran avance dentro del desarrollo de espacios inteligentes en robótica. Estos sistemas se basan normalmente en una serie de balizas que se despliegan en el entorno, dando cobertura a una zona donde un receptor puede procesar las transmisiones y estimar su posición. Se trata de soluciones idóneas en muchas aplicaciones robóticas debido a su bajo coste, a su relativa facilidad de implementación, y a su precisión en el rango de centímetros. Estas prestaciones se alcanzan normalmente gracias al empleo de técnicas de codificación y correlación de la señal ultrasónica, las cuales permiten determinar los tiempos de llegada (Times-of-Arrival, TOA) de las transmisiones ultrasónicas de forma precisa entre balizas y receptores. El inconveniente de estas técnicas de correlación es que implican un incremento en la carga y la complejidad de la electrónica asociada a los transductores ultrasónicos, lo cual dificulta en gran medida la validación experimental de nuevas propuestas ante la necesidad de realizar un desarrollo hardware específico para las mismas. Este trabajo presenta el desarrollo de un demostrador online abierto, basado en el sistema de posicionamiento LOCATE-US, flexible y configurable de forma remota, para que pueda ser controlado mediante una aplicación web por un usuario cualquiera. El sistema propuesto permite modificar los diferentes parámetros de configuración de las emisiones ultrasónicas, y tras su validación, almacenar dichas configuraciones en una base de datos alojada en un servidor. El sistema consulta la base de datos para establecer las distintas configuraciones requeridas y envía las mismas a cada baliza. En paralelo, unos receptores realizan las adquisiciones y las almacenan en un servidor, desde donde los resultados son remitidos a un usuario remoto. Éste podrá de esta forma desarrollar nuevos esquemas de transmisión para un sistema de posicionamiento ultrasónico y validarlo experimentalmente de forma remota.

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En la producción de hojalata, la banda de acero debe pasar por un último proceso de laminado en frío conocido como laminación temper. Un control automático muy sofisticado monitoriza y regula los parámetros del proceso para obtener el espesor, las propiedades mecánicas y el acabado deseados. Sin embargo, y a pesar de este control, aún aparecen defectos superficiales en la banda de acero, disminuyendo la calidad de la misma y ocasionando graves costes económicos. En una acería, la supervisión por parte del personal reduce el problema en cierta medida, pero no consigue, sin embargo, eliminarlo. En este trabajo, se evalúa el coste asociado a este escenario empleando datos registrados durante seis años. Con dichos datos, se investigan también cuales son las causas que provocan los defectos, analizándose la ruta metalúrgica y los parámetros del proceso para identificar la relevancia de cada uno de ellos. Finalmente, se propone una solución, que fundada en métodos matemáticos, es simulada e implementada en planta. La efectividad de dicha solución se demuestra monitorizando los resultados de producción durante los años subsiguientes.

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Los robots asumen de manera automatizada cada vez más tareas que son peligrosas, monótonas o imposibles de realizar para las personas. Los robots están penetrando en múltiples ecosistemas industriales, a menudo operan junto a los humanos, en forma de robots de colaboración (también conocidos como cobots). En este trabajo se presenta el diseño de un prototipo de un sistema robotizado que permite la monitorización y supervisión de la información requerida para la revisión y mantenimiento preventivo de un sistema de canalización multipropósito en un entorno industrial. Se pretende disponer de un sistema que permite tanto detección de patologías en tuberías, posibles atascos, como comprobar el buen funcionamiento de las canalizaciones. Entre estas funciones se destaca el aspecto de control de gestión que contempla la supervisión del sistema y la operación de elementos de reparación. Así mismo se contempla, mediante una interfaz de control, el sistema de monitorización de estado y control de movimientos del robot.

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It is well known that the interaction between the input filter and the negative input impedance of systems with constant power load (CPL) causes instability. One of the alternatives to solve this stability problem is the implementation of the active stabilization methods since they modify the input or output impedance in a virtual way to fulfill the stability criteria. This paper proposes a new technique of active stabilization method which consists of regulating and attenuating the surplus energy that is produced in the input capacitor of the LC filter. The proposed method can be applied to converters with control in current mode or voltage mode, so the excess energy can be stored or dissipated in the load. As part of the analysis, the different generalized transfer functions are presented, such as the closed loop input impedance and the open loop transfer function for both current and voltage mode control. Based on the transfer function analysis, a control design methodology is proposed. Finally, some simulations are performed to confirm the theoretical predictions.

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La potencia entregada a un recipiente en aplicaciones domésticas de calentamiento por inducción es fuertemente dependiente de varios parámetros sobre los que el diseñador no tiene control directo: tipos y tamaños de los recipientes, descentramientos, temperaturas, etc. Una medida fidedigna de la potencia es esencial para asegurar que el electrodoméstico trabaja bajo el régimen adecuado y que la experiencia de usuario es la esperada. Además, toda reducción de hardware es bienvenida por los fabricantes de este tipo de electrónica de consumo. En este trabajo se proponen dos métodos para estimar la tensión de salida de un semipuente sin necesidad de medirla con un conversor analógico digital, evaluando los efectos que esta estimación tiene sobre la medida de potencia.

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El acuerdo de Paris de 2015 (COP21) marcó el primer acuerdo mundial sobre el clima. En 2018, en Katowice, (COP24) la Unión Europea ratificó la estrategia “Un planeta limpio para todos”, y asignó un presupuesto de más de 1.000 millones de euros para mantener el incremento de temperatura global por debajo de los 2 ºC, destacando el apartado para fomento del transporte público eléctrico en las ciudades. Aunque las flotas de autobuses eléctricos se encuentran todavía en una fase incipiente en términos de aplicación pública, se están desarrollando múltiples proyectos piloto a nivel mundial en ciudades con características muy distintas (tamaño, orografía, clima, etc.). Se trata fundamentalmente de comprobar la eficiencia, flexibilidad, seguridad, coste, etc. del binomio autobús-sistema de recarga. Sin embargo, el resultado va a depender en gran medida de que la tecnología de baterías empleada en el autobús se haya seleccionado adecuadamente: la batería debe responder a los requerimientos del vehículo y adecuarse a la estrategia de recarga. Este artículo se centra en el desarrollo actual y tendencias de futuro tanto de los autobuses eléctricos con baterías (BEBs) como de las estrategias de recarga, y su relación con la introducción en el mercado de las nuevas tecnologías de baterías de litio-ion.

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En este artículo se presenta un control no lineal con modulador de anchura de pulsos y un mecanismo de estimación de la potencia de salida para regular la tensión de un convertidor elevador que alimenta una carga de potencia constante (CPL). El controlador utiliza dos parámetros Kp y KE y confiere una naturaleza adaptativa al regulador. El comportamiento de éste puede expresarse a partir de la descripción dinámica de tres tipos de error: i) el error de corriente o desviación del valor medio de la corriente del inductor respecto a su valor en equilibrio, ii) el error de la tensión de salida o desviación de la tensión de salida respecto al valor deseado en equilibrio y iii) el error de potencia o desviación de la potencia estimada respecto al verdadero valor de la misma. El análisis del comportamiento dinámico de los errores proporciona la región paramétrica en el plano Kp-KE en la que se garantiza la estabilidad del sistema. El regulador responde con rapidez y precisión en la tensión de salida frente a variaciones de tensión de entrada o de potencia de carga.

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Las comunicaciones PLC (Power-Line Communications) son una importante línea de investigación hoy en día debido a la creciente importancia que han ido adquiriendo en ciertos ámbitos, como el Internet-of-Things (IoT) o las Smart Grids. Su relevancia se debe también en parte al amplio despliegue actual de la red eléctrica, de forma que, al realizar las comunicaciones por medio de este canal, se evita la implementación de otra red de comunicación paralela con las ventajas que esto conlleva. Las comunicaciones PLC de banda ancha, como cualquier otra, requieren en su capa de acceso al medio de la implementación de modulaciones multi-portadora, y otras técnicas (sincronismo, estimación e igualación de canal, etc.), normalmente de una elevada complejidad computacional. A esto se une la necesidad de disponer de los correspondientes conversores analógico/digital, y viceversa, así como las necesarias etapas de acondicionamiento, normalmente englobados en los módulos Analog Front-End (AFE). En este sentido, este trabajo propone una arquitectura capaz de realizar comunicaciones PLC de banda ancha, empleando como técnica de acceso al medio una modulación multi-portadora basada en banco de filtros (FBMC, Filter-Bank Multi-Carrier) y un sincronismo basado en secuencias piloto. Dicha arquitectura, diseñada en un dispositivo FPGA (Field-Programmable Gate Array) e integrada en un SoC (System-on-Chip), realiza el control y gestión digital del correspondiente módulo AFE. La propuesta ha sido verificada satisfactoriamente mediante un conjunto de pruebas experimentales, validando la funcionalidad prevista.

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El comportamiento dinámico es un temacrucial en la industria de la automoción. A raíz delimpulso que han sufrido los vehículos eléctricos y a lasdistintas arquitecturas que permiten implementar parasus sistemas de tracción, los algoritmos que tratan demejorar dicho comportamiento se han convertido enun tema cada vez más interesante en el que investigar.En este sentido, la complejidad añadida que introducenlas diversas topologías (uno, dos o cuatro motores)requieren de una correcta estrategia de gestión del paren rueda, lo que se ha traducido en un creciente interésen las estrategias de distribución de par o “TorqueVectoring” (TV). Debido a esto, en este trabajo serealiza un estudio de las diversas estrategias de torquevectoring propuestas en la literatura.

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En este trabajo se presenta el diseño, el análisis de robustez y la implementación de un control en modo deslizante con frecuencia de conmutación fija basado en la dinámica promedio cero para un convertidor reductor multifase. El control opera a frecuencia de conmutación fija, implementa una técnica de entrelazado que conlleva cancelación del rizado de la corriente de salida e incluye una estrategia de ecualización de corriente que evita el desbalanceo de potencia entre las fases. Un detallado estudio de estabilidad permite diseñar los parámetros del control para garantizar el correcto funcionamiento considerando pérdidas desequilibradas entre las fases. Los controles se han implementado en una FPGA y el diseño se ha validado en un convertidor de 1.5kW.

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Este trabajo presenta el diseño, implementación y ensayos de un vehículo tipo ROVER, remotamente tripulado, de muy bajo perfil de forma que pueda desplazarse por sitios de difícil acceso y emitir imágenes y vídeo, para inspección de bajos de vehículos, etc. Este trabajo constituye una segunda versión optimizada y mejorada, corrigiendo fallos e introduciendo mejoras en la concepción del mismo. Se presenta en este trabajo el proceso de diseño, especificando cada bloque y su misión. Por otro lado, este trabajo tiene una vertiente académica importante: Este trabajo se realiza por un grupo de estudiantes de Ingeniería Mecatrónica de la Universidad de Oviedo, en el marco de la asignatura “Desarrollo de un sistema mecatrónico industrial”, tercer semestre y se persigue el aprendizaje de las dstintas disciplinas por medio de este proyecto grupal.

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En la actualidad, los vehículos eléctricos híbridos basados en pila de combustible comienzan a ser una alternativa viable a los vehículos de combustión interna. Para este ámbito, este artículo desarrolla una estrategia de gestión de energía para el sistema de distribución de potencia de un vehículo eléctrico híbrido, orientada a la mejora de su autonomía. Dicho sistema cuenta con una pila de combustible, como fuente primaria de energía, que a través de un convertidor de potencia se une al bus de carga, en el cual se encuentra conectada directamente la batería, como fuente secundaria de energía.Un primer objetivo de este artículo es analizar el impacto que tiene en la optimización de la gestión de energía, varios parámetros como la resistencia interna y la tensión de circuito abierto tanto de la batería como de la pila de combustible, el rendimiento del convertidor de potencia, así como el rango potencia de la pila de combustible. El segundo objetivo es analizar la viabilidad de modelos simplificados de la tensión de circuito abierto de la batería, y de la resistencia variable de la pila de combustible.Todo ello, se realiza dentro del proceso de optimización de la gestión de energía, que minimiza las pérdidas de energía totales en la batería y en la pila de combustible, a lo largo de una jornada laboral (8h).

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En este trabajo se presenta la secuencia de diseño y los resultados experimentales obtenidos con la etapa inversora de un balasto electrónico de dos etapas (etapa correctora del factor de potencia (CFP) e inversor resonante (IR)) para alimentar lámparas de inducción magnética sin electrodo (EFL). Este tipo de lámpara se caracteriza por trabajar a frecuencias superiores a los 250 kHz. Dentro del balasto, la etapa CFP proporciona un nivel de tensión estable, Vdc = 340 V, mientras que la estabilidad de la corriente por la lámpara se logra desde el IR. Se propone emplear como etapa inversora un convertidor clase E, que únicamente emplea un dispositivo de conmutación, permitiendo trabajar a altas frecuencias con un elevado rendimiento. Se presenta la secuencia de diseño del convertidor para alimentar lámparas EFL en régimen permanente, y el sistema de control empleado para adaptar su funcionamiento a los dos estados de la lámpara: encendido resonante suave cuando está apagada e IR una vez se ha encendido. Estos modos de funcionamiento se controlan desde un PIC18F2220.

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Este artículo presenta la comparación de dos topologías activas para sistemas de almacenamiento híbrido incorporadas en una microrred eléctrica y validadas a través de simulaciones mediante el software PSIM. Para desarrollar dichas simulaciones se seleccionó un modelo da batería y ultracapacitor adaptado al caso de estudio (operación en una microrred eléctrica). Por otra parte, se diseñaron los convertidores DC- DC que permiten el adecuado funcionamiento del sistema hibrido en la microrred y se simularon dos configuraciones de topologías activas, la paralela y la ultracapacitor serie. Finalmente se comparó el funcionamiento de dichas topologías desde el punto de vista de la respuesta dinámica y se establecieron las conclusiones.

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The optimal operation of facilities based on renewable energy sources requires the deployment of advanced systems to automate and supervise the involved magnitudes. This paper describes the prototype of a semi-continuous anaerobic biodigester based on the automatic recirculation of biogas. The main objective of this work is the development of a system for the measurement and monitoring of the operating parameters of such biodigester. The emphasis is put on the design and implementation of the measurement system of the biogas production as this is the most important factor. Some experiences of anaerobic digestion have been carried out with waste from the tomato industry in semi-continuous mode, with the aim of validating the measurement system for biogas production, as well as the influence of the experimental device on the production of biogas.

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En este trabajo se presenta un estudio de cobertura y estimación de posición de un Sistema de Posicionamiento Ultrasónico (ULPS), compuesto por una configuración de cinco balizas ubicado en el techo, pero con la posibilidad de orientar dicho conjunto de forma oblicua con diferentes grados de inclinación. El objetivo al inclinarlo es orientar la cobertura ultrasónica hacia una zona determinada, para obtener el máximo área de localización posible en dicha zona. Independientemente de la inclinación de las balizas los receptores están orientados siempre en sentido vertical (lo que es útil por ejemplo en navegación de robots móviles), al tener un ángulo de recepción de 180º. Esta configuración puede ser muy beneficiosa en determinadas situaciones en las que un ULPS sin inclinación, instalado en el techo y ubicado en el centro de un área de interés no llegue a cubrir toda el área debido a una limitada altura del techo o que por determinadas consideraciones el ULPS deba de ser instalado en un extremo del entorno. Este trabajo representa un primer estudio en el que se evalúa el comportamiento del sistema de posicionamiento ultrasónico cuando se ubica de forma inclinada, ya que en trabajos previos estos sistemas tradicionalmente se analizan con las estructuras instaladas sin inclinación con respecto al techo o la pared. Es por ello que se han realizado pruebas experimentales en un área de cobertura de 33m2 con el ULPS ubicado en uno de los extremos del área e inclinaciones, respecto de la horizontal, de 0º, 15º, 45º y 60º. Los resultados muestran la posibilidad de estimar la posición en prácticamente toda el área de interés cuando el ULPS se encuentra inclinado hasta 60º.

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Electrodynamic tethers are proposed as propulsion and energy harvesters for space probes orbiting planets with a magnetic field, however there are no descriptions in the technical literature of a design of an electrical power system for such application at any level of detail. This paper presents a proposal for such a power system that extracts energy from an electrodynamic tether in low Earth orbit. The application of the system is the powering of the satellite while in its final de-orbiting manoeuvres at end-of-life.

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Se muestra el incremento de la sensibilidad de un sensor de nivel de líquido basado en una estructura de fibra monomodo-multimodo-monomodo (SMS) mediante un proceso de ataque químico con ácido fluorhídrico. El comportamiento del espectro durante el proceso de ataque del diámetro fue analizado y monitorizado de forma experimental, lo que permitió observar que se puede obtener un espectro sinusoidal para diámetros bajos.Como resultado, se logró un incremento de la sensibilidad de 2,7 veces a partir de un diámetro inicial de 125 a 50 µm. También se realizó una reducción del diámetro hasta 15 µm. Además, la forma sinusoidal del espectro óptico permitió monitorear los cambios de nivel de líquido en longitud de onda. Finalmente se estudió la sensibilidad cruzada del sensor a la temperatura.

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En este trabajo presentamos el diseño de un sistema autónomo para la monitorización remota de colmenas de abejas, pensado para ser instalado en una colmena que se encuentre aislada y donde no sea posible instalar una red de sensores. Los datos adquiridos en la colmena se envían utilizando mensajes SMS. El usuario puede, mediante mensajes de texto SMS, configurar algunos parámetros importantes como, por ejemplo, el periodo de muestreo o el número de teléfono al que se deben enviar los datos. Este trabajo se integra dentro de un sistema general de monitorización remota que se comenzó a diseñar e instalar en el año 2015, llamado WBee, fruto de la colaboración entre los Departamentos de Zoología y de Ingeniería Electrónica y Computadores de la Universidad de Córdoba y que pretende cubrir todas las necesidades de monitorización de colmenas, en cuanto a tipos y número de sensores sin importar la distribución espacial de las colmenas. El nodo se ha desarrollado utilizando la plataforma de bajo consumo Waspmote de la compañía Libelium y está alimentado por una batería.

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Nowadays, new Information and Communication Technologies (ICT) play a fundamental role in teaching since they favor the teaching / learning process. However, sometimes, its cost is excessive which makes difficult its use in the classrooms. In this work, a prototype of IRS based on Free and Open Source Hardware is presented.

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Debido a las limitaciones computacionales actuales, los análisis por elementos finitos en tres dimensiones no son posibles para todos los componentes magnéticos, por lo cual, algunas simplificaciones han sido analizadas en anteriores estudios [1]. Una de las soluciones más efectivas es la modificación de la sección del conductor de circular a poligonal modificando las propiedades del material del conductor para obtener idénticos valores de la resistencia en corriente continua. El efecto pelicular y de proximidad producen que dicha variación no sea válida para la obtención de los parámetros eléctricos del componente inductivo en medias y altas frecuencias.Se presentan en este paper los análisis de los efectos en alta frecuencia de forma independiente para un conductor rectilíneo aislado y una espira circular con sección poligonal.

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In the last decades, the use of elements of daylighting in buildings is increasing in order to improve the sustainability of urban environments. In this context, heliostats play a fundamental role since they redirect sunbeams to a desired point avoiding the limitations imposed by the high density of buildings in cities. In this paper, a new simple and economic polar heliostat is presented. Furthermore, its behavior when it is oriented into a generic direction (not necessarily parallel to the Earth’s rotation axis) and the pointing errors associated to this functioning mode is analyzed. It has been found out that it is possible to define a direction around the heliostat must rotate in order to reflect sunbeams towards the desired point with high precision and pointing errors assumable for small urban applications (0.01 rad average pointing error).

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Los biopotenciales electrooculográficos son generados por el movimiento ocular. La amplitud de estos biopotenciales es muy baja y con presencia de diversas fuentes de ruido, por lo que se requiere una cuidadosa etapa de acondicionamiento. Estas señales adquieren gran importancia en las personas con discapacidades motrices severas, dado que raramente sufren alteraciones en el movimiento ocular. Por ello, una correcta clasificación de dichas señales podría encontrar aplicación en el diseño de sencillos interfaces de usuario que le permitan una mayor independencia y capacidad de comunicación. En este trabajo se presenta los primeros estudios para llevar a cabo dicha clasificación mediante el empleo de algoritmos del campo del aprendizaje automático.

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En este documento se describe un modelo bio-mecánico de miembros inferiores para monitorizar rutinas de ejercicios pautados.El uso de unidades de medidas inerciales permite el análisis de movimientos humanos, proporcionando información cuantitativa sobre la corrección en la realización de ejercicios. Así, se evalúa el desarrollo de su ejecución.El sistema implementado obtiene los ángulos de las articulaciones mediante un filtro de Kalman extendido utilizando las medidas del acelerómetro y del giróscopo como entradas al mismo. Además, se consideran restricciones cinemáticas para mejorar la precisión de las medidas.Se obtienen resultados muy prometedores de los que extraer información sobre la exactitud de los ejercicios similar a la esperada.La información sobre el desarrollo de ejercicios tiene como objetivo ayudar a los pacientes a realizar de forma correcta ejercicios pautados. Esta ayuda es especialmente importante en adultos mayores que normalmente tienen problemas en realizar las rutinas de rehabilitación como las pautan los especialistas.

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En este artículo se presenta el análisis de la cinemática y dinámica de un robot manipulador de tres grados de libertad rotacionales. El objetivo principal es obtener los modelos cinemático directo e inverso del robot, éste último utilizando redes neuronales artificiales, como una propuesta de solución a la complejidad que se presenta en las ecuaciones, que por lo general son no lineales y por lo tanto no siempre es posible encontrar una solución cerrada utilizando métodos análiticos. También se presentan las ecuaciones que describen el movimiento de los pares: τ1, τ2 y τ3 , mediante el modelo dinámico y el desarrollo de las ecuaciones de Lagrange; por este motivo en este documento se muestra el análisis matemático de ambos modelos. Una vez descritas las ecuaciones que representan al robot, se describen los cálculos del controlador PD+, así como los resultados obtenidos mediante la simulación de las ecuaciones del manipulador, utilizando el programa VisSim 6.0, con el cual se realizó la programación de los modelos cinemáticos. Para observar la importancia de este análisis, se diseñó una trayectoria lineal predefinida, la cual normalmente se utiliza en diversas aplicaciones industriales

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El análisis de fiabilidad es un factor clave en la industria de hoy en día, ya que sirve para cuantificar la calidad del producto que se ofrece. Hasta hace unas décadas, este estudio se realizaba mediante herramientas clásicas como el Análisis Modal de Fallos y Efectos (AMFE) o el Árbol de Fallos, los cuales han adquirido un alcance limitado a medida que la tecnología ha ido aumentando en complejidad. De modo que, los últimos años se vienen utilizando nuevas metodologías para mejorar el análisis de fallos, como por ejemplo el análisis basado en modelos. Esta herramienta mezcla la base estructural de los métodos clásicos, con información adicional, recogida de la inyección de fallos en simulaciones que replican de forma fiel el sistema real. En este artículo, se presenta la aplicación del análisis de fallos basado en modelos, en el equipo de tracción de un autobús eléctrico. Con la utilización de este método, se pretende aumentar el conocimiento sobre los efectos de los fallos a diferentes niveles, y mejorar la calidad del AMFE actual. De este modo se quiere que el AMFE enriquecido sea una herramienta, no solo para el análisis de fallos, sino también para su integración en estrategias de mantenimiento, algoritmos de diagnóstico y mejoras de diseño.

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El convertidor en cascada de puentes H (CHB) es una solución para múltiples aplicaciones, como lo son los sistemas de transmisión AC flexibles o los controladores de motores, entre otros. Este trabajo se centra en la operación de un CHBcompuesto por un gran número de celdas (más de tres), en general con tensiones DC desiguales. Bajo estas condiciones, el espectro de la tensión de salida presenta una distorsión armónica elevada, para el doble de la frecuencia de la portadora y sus sucesivos múltiplos. Para analizar este fenómeno, se presenta un análisis de la distorsión armónica de la tensión de salida del convertidor. A partir de este análisis matemático, se propone una modificación de la modulación PWM de 3 fases de cara a obtener mejores resultados en cuanto a la distorsión armónica.

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Este estudio se centra en la detección y validación de la medida del estrés en personas mayores a través de un sensor de resistencia galvánica en la piel. Para lo cual se desarrolló un dispositivo de medida y que adicionalmente tiene capacidades de comunicación inalámbrica. Este sistema fue probado en una muestra de población mayor ante determinados estímulos aislados que les produjeran situaciones controladas de estrés. El objetivo final, es el desarrollar un sistema de alarma ambulatoria que permita a un cuidador recibir una señal de alerta cuando el nivel de estrés de un paciente que lleve el sensor supere un determinado umbral.

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La gran mayoría de aparatos eléctricos se conectan a la red mediante convertidores electrónicos. Para reducir el tamaño y el precio de estos convertidores, se suelen utilizar topologías avanzadas de filtros de conexión. En particular, para aplicaciones de alta potencia, los filtros LTCL son una solución atractiva ya que permiten reducir el tamaño de los componentes inductivos manteniendo una frecuencia conmutación moderada. Sin embargo, estos filtros generan resonancias que deben ser amortiguadas utilizando elementos resistivos. Una alternativa a los elementos resistivos son las técnicas de amortiguamiento activo. Estas técnicas permiten emular el efecto de resistencias con el sistema de control, por lo que se evitan pérdidas y se reduce el número de componentes del filtro. En este artículo, se aborda el diseño y control de un filtro LTCL para un convertidor fuente de tensión (Voltage Source Converter, VSC), y se presta especial atención al amortiguamiento de la resonancia del filtro. Se muestra que se puede conseguir un amortiguamiento correcto de dos maneras diferentes. La primera, mediante la selección de los componentes del convertidor (sin componentes adicionales), mientras que en la segunda se añade un compensador en serie con el controlador de corriente. El método de diseño y la metodología de control se verificaron en una simulación de un VSC de 15 kW conectado a la red mediante un filtro LTCL.

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This paper deals with the design of the electrical components of a hybrid E-carriage. Heavy carriages can impact greatly on the health of horses working in Tourism. To reduce drawn load, a motor powered E-carriage is presented in this paper. An E-carriage combines horse power with electric power, creating a hybrid, different from other types of vehicles. To realize the proposed carriage, analysis of such design must be performed. This includes mathematical modeling, control schemes, power electronics and mechanical parts‘ selection. Equations for calculating components are presented, and computer application is developed for calculating an optimal battery. That allows flexible design, even if some parameters change during the construction and realization phases.

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In this work, a medical imaging system based on microwave signals for detection and positioning of foreign elements in biological tissue is presented. The system consists on 16 broadband printed antennas that allow characterize the object under study by analyzing the reflections when a Gaussian pulse is transmitted. The entire system has been automated by using high frequency switches with the associated electronics and a Python code that manages the entire measurement process. Finally, a program developed in Matlab processes the received signals and generates the images, where the different parts of the analyzed object can be detected and positioned.

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Con la disponibilidad de dispositivos System on Chip (SoC) en la que se integran unidades lógicas programables (FPGA) y microcontroladores se puede ir más allá de una simple implementación de un regulador digital que permita cerrar el lazo de control. Estas plataformas digitales permiten crear sistemas autónomos con capacidad de identificar la función de transferencia de cualquier convertidor, diseñar su regulador y cerrar el lazo de control. Dentro del proceso de identificación uno de los parámetros de mayor importancia es la amplitud de la perturbación que generalmente lo establece el usuario ya sea a través de una interfaz o previamente en el código del programa. En ambos casos se refleja que el sistema aun depende del factor humano para obtener resultados óptimos en la identificación. En este artículo se describe un sistema de identificación y control con capacidad de establecer de forma autónoma la amplitud de la perturbación a utilizar durante el proceso de identificación sin la necesidad del factor humano. Los resultados experimentales obtenidos permiten comprobar el correcto funcionamiento del algoritmo.

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La utilización de plantas termosolares se considera una alternativa rentable para la producción de energía renovable. A diferencia de otras instalaciones energéticas en este tipo de plantas, la transferencia y almacenamiento energético se ha solucionado mediante la utilización de sales fundidas. Estas sales discurren entre dos depósitos a través del sistema de generación de vapor que alimenta la turbina. Aunque la utilización de sales como fluido caloportador se considera adecuado, no por ello carecen de problemas. Uno de ellos es la formación de bloqueos en las tuberías por una solidificación parcial de las mismas que conduce a la parada de la instalación, con las consiguientes pérdidas económicas. La localización de estos bloqueos de forma rápida y mínimamente intrusiva es el objetivo perseguido en este trabajo. El método para conseguirlo se basa e el empleo de un nuevo sensor magnetostrictivo que permita simplificar anteriores diseños.

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A fin de establecer y cuantificar las posibilidades competitivas del convertidor Reductor-Elevador Bidireccional con Acoplamiento Magnético (MCB3) frente a topologías semejantes, en este artículo se presenta la comparativa frente al convertidor Reductor-Elevador de Cuatro Interruptores (FSBB), que se reconoce como su principal competidor. Ambas topologías se describen de manera general bajo modulaciones que permiten minimizar las pérdidas, haciendo hincapié en los estreses que soportan los MOSFET y los componentes magnéticos. Para ayudar en la comparativa, se proporcionan los resultados de las pérdidas en simulación bajo la misma especificación de diseño de los MOSFET y los componentes magnéticos, para el MCB3 construido con magnéticos discretos e integrados, y para el FSBB con una y dos fases. El resultado de la comparación da cierta ventaja en rendimiento al FSBB de dos fases, y al MCB3 con los componentes magnéticos integrados en término de volumen, que se reduce alrededor del 30% respecto al FSBB de dos fases, con una diferencia de rendimiento a máxima potencia de alrededor de un 2%.

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En este trabajo se desarrolla la elaboración de un Interfaz Hombre Máquina (HMI del inglés Human Machine Interface) para el control y supervisión de un sistema electro-neumático servo-controlado clasificador de piezas por peso.La finalidad de la implantación del HMI es dar al usuario la posibilidad de establecer un diálogo con la máquina en cuestión, de tal suerte que tenga acceso no solo a la botonera física, sino que además pueda manipular y acceder al resto de variables digitales y analógicas (peso, posiciones reales del manipulador sobre la guía, estado de los sensores…) de forma remota, dotando al sistema de un análisis de diagnóstico (conocer el estado de las seguridades).Por último, se han propuesto una serie de prácticas para que el alumno aplique los conocimientos de cada bloque temático de la asignatura de forma práctica en el equipo.

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Las pérdidas de energía más significativas en convertidores de potencia de alta frecuencia vienen dadas normalmente por las pérdidas de conmutación de los transistores. Las técnicas con conmutación suave permiten una reducción de dichas pérdidas, pero incluso en esas condiciones, las pérdidas pueden ser significativas a altas frecuencias de conmutación. En este trabajo, se evalúan y comparan MOSFET de Super-Unión especialmente diseñados para aplicaciones con conmutaciones suaves, trabajando a alta frecuencia en un convertidor resonante LLC. Se utilizan dos técnicas de simulación basadas en elementos finitos y circuitos analógicos para predecir las pérdidas de energía por conmutación que aparecen en los transistores. A diferencia de otros trabajos, y por primera vez, en este estudio se tienen en cuenta las pérdidas de energía relacionadas con la histéresis de la capacidad de salida de los MOSFET que tienen influencia en las pérdidas de conmutación. Finalmente, teniendo en cuenta esas pérdidas de energía, se propone una figura de mérito que facilita la selección de los dispositivos para aplicaciones con altas frecuencias de conmutación. Se aportan, además, medidas experimentales que validan el estudio propuesto.

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Este artículo presenta la problemática asociada a la predicción de degradación de las baterías mediante las métricas clásicas (SoH), proponiéndose una metodología basada en redes neuronales de tipo SOM (Mapas autoorganizados) para clasificar las celdas según sus patrones de tensión de descarga, obtenidos en ensayos de ciclado.El objetivo es conseguir una representación gráfica de la trayectoria que recorren los ciclos de tensión de descarga en función del estado de salud de cada una de las baterías. Adicionalmente, la herramienta basada en SOM permite discriminar grupos de celdas con condiciones de ciclado distintas (profundidad de descarga, temperatura ambiente y corriente de descarga).Esta línea de estudio resulta muy interesante para la clasificación de celdas en función, no solo de sus parámetros estáticos actuales (capacidad, impedancia), sino también de su uso en su vida pasada. Esto permitirá realizar predicciones de su vida útil remanente (RUL) con mayor precisión.

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En este artículo se explota el grado de libertad que ofrece la operación clase-E modo continuo en la banda de UHF en el diseño de inversores de potencia con sensibilidad reducida a variaciones de la carga. Tras analizar dicha continuidad de modos desde dos perspectivas distintas en RF, se deriva una solución apropiada para conseguir que el rendimiento no se degrade de forma significativa a niveles de potencia muy por debajo del valor nominal. En base a dicha solución, se aborda el diseño de un inversor clase-E/F2 en tecnología GaN HEMT a 700 MHz, incorporando la vía de alimentación en drenador en la síntesis de los valores de impedancia requeridos para aproximar la condición de conmutación a tensión cero del dispositivo (ZVS) en un amplio rango de cargas resistivas. El inversor implementado mantiene una eficiencia de 70% hasta un 5.4% del valor máximo de la potencia de salida. Integrado posteriormente en una topología con control de fase, permite conseguir una eficiencia superior al 60% a 13 dB por debajo de la potencia pico (47 W), de cara a su uso en la trasmisión de señales LTE en comunicaciones móviles.

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Las plataformas de desarrollo basada en FPGA juegan un papel fundamentalen el diseño digital al proporcionar al diseñador la capacidad y flexibilidad suficientespara experimentar con las diversas opciones de diseño, a un coste relativamente bajo,y acelerando el bucle de iteración hacia el diseño óptimo.La posibilidad de incorporar bloques propietarios debidamente testados,o incluso integrar potentes microprocesadores de propósito general, da la posibilidadde implementar en ellos sistemas embebidos de elevada complejidad,que incluyen elementos de interfaz con sensores y periféricos, u otros instrumentos de medida.Como herramienta docente, estas plataformas resultan muy útiles tanto en las asignaturas básicas,como aquellas en las que se introducen conceptos avanzados de diseño.En ambas, su uso permite proponer y desarrollar proyectos atractivos y motivadores para los estudiantes, y de una complejidad difícilmente abordable con elementos discretos.Además, permiten ejercitar y evaluar las competencias adquiridas por los estudiantes en entornos próximos a los profesionales.La utilización de estas plataformas de desarrollo como elemento de coordinación e integración de las prácticas de diferentes asignaturas, permite además ofrecer una imagen de continuidad en el proceso de formación, así como una mejor distribución y aprovechamiento del trabajo realizado por los estudiantes en cada una de las asignaturas involucradas.El propósito de esta ponencia es presentar en este foro algunos detalles de la experiencia de uso de estas plataformas como herramienta para la coordinación e integración de las prácticas de diferentes asignaturas que desarrollan el diseño electrónico en una misma titulación de grado.

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Los inductores acoplados son componentes magnéticos ampliamente empleados en los convertidores de potencia. Uno de los mayores problemas que presenta este componentes es realizar un diseño óptimo. En este estudio se analiza el inductor acoplado y se propone un método de diseño óptimo demostrándose analíticamente que se puede reducir el valor de las inductancias a diseñar y en consecuencia minimizar masa y volumen. Se propone una expresión para la inductancia equivalente de cada bobinado, se explica el rizado cero y además se establece la influencia del acoplamiento en el comportamiento del inductor acoplado. A partir de aquí se propone el diseño óptimo que corresponde a un acoplamiento determinado.

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Although the power electronics converters involved in glass furnace boosting process may be as diverse as require the electric heating system, in tin bath and annealing lehr heating systems a thyristors-based AC-AC voltage converter controlled by integral cycle control (ICC) is often employed, distributed over the multiple heating zones. The ICC is widely used due to its multiples benefits such as low transient current, increased reliability and limited harmonic distortion, but noteworthy at low frequency. The goal of this research is to establish an optimal demand response (DR) and power quality (PQ) strategy using a hybrid technique derived from ICC through a straightforward algorithm characterized by a low computational cost that provides successful results for both thermal stability as well as from the PQ and DR point of view.

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El subsistema de potencia de un satélite es el encargado de suministrar la energía obtenida a partir de un panel solar y una batería al resto de subsistemas del satélite. Dado que no existe una estandarización en los niveles de potencia del satélite, ni en la construcción de su panel solar (muy dependiente del espacio disponible para los mismos), los distintos convertidores que forman el subsistema de potencia suelen ser diseñados desde cero para cada misión, aumentando costes y tiempo de desarrollo. A raíz de una colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA), se ha tratado de replantear el subsistema de potencia a nivel de convertidor, con el objetivo de desarrollar una única topología válida para todos los convertidores empleados en el mismo. De esta forma, el rediseño necesario para cada misión se vería drásticamente minimizado o, incluso, eliminado. Este artículo presenta los resultados derivados del estudio realizado, resaltando qué topologías serían las más idóneas desde un punto de vista de estandarización respetando las restricciones de diseño impuestas por la ESA, y bajo la condición de maximizar el rendimiento. Finalmente, se presenta el uso del transformador electrónico como posible solución alternativa de cara a independizar el subsistema de potencia del diseño variable del panel solar. Para este caso se ha desarrollado un prototipo paralelizable donde se fijan las tensiones de entrada y salida en 56 V y 28 V respectivamente, para una potencia de trabajo de 200 W y una frecuencia de conmutación de 400 kHz.

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El control de los procesos industriales forma parte de la industria 4.0 en sentido amplio. De ahí que la automatización de estos procesos ayuda a mejorar los ratios de eficiencia en cualquier industria. El aprendizaje de herramientas software y hardware, ayuda a comprobar la funcionalidad de un posible sistema real mejorando el diseño y evitando errores antes de su implantación. Como ejemplo de aplicación práctica se presenta en este trabajo una parte del desarrollo de cualquier industria logística, como es el diseño e implementación de una maqueta 3D de automatización de una estación de empaquetado compacta que forme parte de una línea modular de embalaje, correspondiente a una PYME dedicada al sector de servicios. El sistema utiliza aplicaciones como entorno de simulación para realizar, tanto estudios de implantación, como comprobación de programaciones, cambios de proceso y sirve como herramienta de formación docente y entrenamiento de operarios. Ya sea para una necesidad concreta o para realizar pruebas y ensayos reales de compatibilidad y resistencias, el sistema permite realizar pre-series con materiales y acabados definitivos. Se utiliza un sistema HMI para corroborar el correcto control y funcionamiento del proceso.

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Uno de los componentes más importantes y difíciles de optimizar en los convertidores integrados (Power Supply on Chip) es la bobina, debido al alto número de parámetros que intervienen en su diseño. En este artículo, se realiza un procedimiento de análisis y optimización asistido por ordenador, para bobinas con geometría racetrack usadas en este tipo de sistemas. La metodología de diseño y el modelo de la bobina integrada han sido validados usando un simulador de Elementos Finitos. Los resultados coinciden con las ecuaciones de diseño y se comparan con resultados obtenidos de publicaciones pasadas. Debido a que la bobina es sólo un componente del convertidor completo, se presentan conclusiones sobre las decisiones a tomar al optimizar el convertidor de potencia como conjunto.

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La producción de hidrógeno a partir de energías renovables, y su posterior almacenamiento y transformación en energía eléctrica, forman parte lo que se conoce como economía del hidrógeno, que da respuesta al problema de la disponibilidad en sistemas de generación de energía eléctrica que pretenden reducir su dependencia de fuentes de energías contaminantes. Aunque las diferentes tecnologías utilizadas para cada una de estas etapas del ciclo son completamente viables, aún se enfrentan a muchos desafíos en cuanto a costes, eficiencia y vida útil. Es por ello que el Centro Nacional del Hidrógeno (CNH2) pone al servicio de toda la comunidad científico-tecnológica e industrial diferentes laboratorios para optimizar e impulsar estas tecnologías. El presente trabajo hace una revisión de las herramientas y técnicas de simulación, control automático, instrumentación y electrónica de potencia aplicadas a pilas de combustible, y enfocadas a distintos niveles de desarrollo: simulación y escalado previos a la fase de diseño, bancos de ensayos para prototipos, controladores embebidos para productos comerciales, y por último, ensayos de integración en aplicaciones estacionarias como microrredes inteligentes y edificación, o aplicaciones para el transporte propulsadas por hidrógeno.

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El uso de inversores conmutados en los vehículos eléctricos (EVs) introduce una tensión de modo común (CMV) que genera ciertos problemas. Entre ellos, destacan las corrientes de fuga que pueden llegar a deteriorar e incluso destruir los rodamientos del motor, así como aumentar las interferencias electromagnéticas (EMI). Con el fin de prolongar la vida útil de los motores, es importante reducir los efectos negativos producidos por la CMV. Entre la gran variedad de soluciones que existen para hacer frente a la CMV destacan las técnicas de modulación, debido a su sencilla y económica implementación. En este artículo se revisan y comparan las técnicas Active Zero State PWM (AZS-PWM), Near State PWM (NS-PWM) y Remote State PWM (RS-PWM) para la reducción de la CMV. Además, se simula su comportamiento durante un ciclo de conducción en un modelo de EV mediante la plataforma de simulación OP4510 de OPAL-RT.

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La instrumentación virtual es el hilo conductor a través de la cual, en la docencia de dos asignaturas, se evoluciona de un modelo educativo conductista a otro modelo cognitivo. En el desarrollo intelectual, mediante este modelo educativo, entre otros aspectos se potencia la capacidad de razonar, el análisis y experimentación de conceptos, procesar adecuadamente la información, así como una metodología afín a la investigación científica y sobre todo, en este caso tecnológica. Es compatible con la metodología docente ABP empleada incrementando el progreso de un aprendizaje activo. Palabras Clave. — Modelos Educativos, RTD, Instrumentación Virtual, LabVIEW.

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En este artículo se describe, paso a paso, el procedimiento de diseño de un componente magnético integrado construido sobre un núcleo comercial tipo E, con tres entrehierros y dos devanados situados en las columnas laterales. Para ello, se aborda la resolución del circuito equivalente eléctrico, a partir del circuito magnético; el modelado a partir del modelo clásico de un transformador; la obtención de las expresiones para el cálculo de las pérdidas totales; y la guía paso a paso para la construcción del componente final, siguiendo un criterio de minimización de pérdidas totales. El procedimiento se aplica para la sustitución de dos bobinas y un transformador, mediante un único componente integrado. Finalmente, se realiza una comparación entre el volumen y las pérdidas de potencia de los componentes magnéticos ante ambas estrategias, con o sin integración, dando como resultado, la reducción del volumen total de componentes magnéticos en un 57%, con una pérdida de eficiencia a máxima potencia del 0,1%.

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La gran potencia de las plantas fotovoltaicas que se están instalando en la actualidad hace que empiece a plantearse la posibilidad de la conexión de las instalaciones directamente a media tensión a través del inversor. Los convertidores multinivel conectados en cascada (CHB), donde un convertidor CC/CC ofrece el aislamiento entre etapas e incluso la posibilidad de adaptar la tensión, es una de las topologías más prometedoras. Los convertidores CC/CC que solo trabajan en un cuadrante (unidireccionales) serán más económicos, pero tendrán ciertas peculiaridades en su funcionamiento en el momento que el inversor conectado a red trabaje con factores de potencia diferentes a la unidad. En este trabajo se presenta una explicación teórica del comportamiento del inversor en estas condiciones y un cálculo numérico de cómo puede afectar el funcionamiento al dimensionado de los condensadores de desacoplo conectados en paralelo con los generadores fotovoltaicos. Se presenta el impacto de este funcionamiento en la eficiencia del seguimiento del punto de máxima potencia y se compara con otras soluciones.

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En este artículo se presenta un driver de LEDs de alto rendimiento basado en la técnica de Outphasing para comunicación por luz visible (Visible Light Communication, VLC). La técnica de Outphasing se basa en la generación de una señal senoidal modulada en amplitud y fase mediante la suma de dos señales senoidales moduladas únicamente en fase y de amplitud constante, lo cual incrementa la eficiencia de la etapa amplificadora. El prototipo presentado está realizado mediante dos amplificadores de potencia y un convertidor CC/CC. Los dos amplificadores reproducen las dos señales senoidales moduladas en fase necesarias para la técnica de Outphasing mientras que el convertidor CC/CC polariza los LEDs. La propuesta aprovecha que la señal deseada en el sistema VLC es luz, y en lugar de sumar ambas señales eléctricamente estas se suman en luz. Esta modificación reduce la complejidad del diseño debido al aislamiento eléctrico entre ambos amplificadores. Como resultados experimentales se presenta un transmisor basado en dos amplificadores clase E reproduciendo una modulación digital 16-QAM con una frecuencia de portadora de 5 MHz. El prototipo alcanza una eficiencia del 78% en la generación de señal (91% cuando se considera la eficiencia de los amplificadores y del convertidor) y una tasa binaria de hasta 4 Mbps a una distancia de 1 m.

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This paper deals with the control of the full-bridge inverter using bipolar and unipolar strategies. This problemis rigorously formulated as a sinusoidal reference trackingproblem, the reference being generated by an appropriateexosystem. A unified model of the inverter for the two strategies is first derived, and then, the problem is translated into a regulation of the tracking error around zero. The derived control can be interpreted as a switched state feedback control and more precisely as a sliding mode control for which sliding surfaces are automatically generated. The stability properties of the proposed control are guaranteed from the Lyapunov theory without invoking the equivalent control paradigm whose application, in that context, could be not easy. Simulation results shows the potentialities of the proposed approach.

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En este trabajo proponemos un sistema y un método para posicionamiento en interiores basado en la propia iluminación del entorno con dispositivos LEDs. La propuesta se basa en la modulación de la señal visible emitida, en frecuencias entre los 50 y 200 kHz y su detección sobre un fotodiodo PSD (Position Sensitive Detector). Se presenta una primera aproximación del modelo y de su implementación en los que se asume que el detector se desplaza sobre un plano (en este caso a distancias entre 1 y 3 metros de la fuente de luz) y se detecta su localización a partir de un punto de luz. La técnica para llevar a cabo el posicionamiento se basa en el ángulo de llegada de la señal luminosa (AoA). En el trabajo se han utilizado algoritmos genéticos para determinar los parámetros del modelo del detector (compuesto por un PSD y lente acoplada) y posteriormente se han realizado pruebas para determinar la precisión en el posicionamiento a 3 metros de distancia y sobre un área de cobertura de 3x3 m2. En el apartado de resultados se refleja el error medio en la detección de la posición. Como se puede observar, con bajo efecto de los multicaminos (MP) el error en posicionamiento está por debajo de 1 cm en el 80% de los puntos. Con la presencia de efectos fuertes de multicaminos los errores máximos en el posicionamiento no superan los 4.5 cm.

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Hoy en día, el interés por los motores de reluctancia síncrona asistido por imanes está creciendo tanto en la investigación como en la industria. Sin embargo, una de las principales desventajas consiste en el riesgo de desmagnetización de los imanes de ferrita. En este artículo se propone un modelo híbrido utilizando análisis de elementos finitos y Simulink para simular desmagnetizaciones en los imanes de las barreras de flujo. Tres conjuntos de datos correspondientes a distintos niveles de magnetización son calculados usando elementos finitos, para después usar los valores de flujo y par electromagnético en Simulink. El modelo propuesto se compara con uno analítico y ofrece resultados más precisos, abriendo la posibilidad de estudiar la máquina en circunstancias más realistas.

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En este artículo se presenta un driver de alta eficiencia para comunicaciones por luz visible (visible Light Communication, VLC) basado en la técnica de ayuda lineal. La técnica de ayuda lineal está basada en la utilización de una circuitería de alta eficiencia pero ancho de banda limitado que maneje la mayor parte de la potencia de comunicaciones y una circuitería rápida pero de baja eficiencia (etapa lineal) que corrija la distorsión de la señal. La propuesta aquí presentada aprovecha que la señal de salida de un sistema VLC es luz, permitiendo que la suma de las contribuciones de la etapa principal y la ayuda lineal se puedan hacer en luz en lugar de eléctricamente, lo cual permite el aislamiento entre ambas etapas y reduce la complejidad del diseño comparado con la técnica tradicional usada en seguimiento de envolvente (Envelope Tracking) y en eliminación y restauración de envolvente (Envelope Elimination and Restoration). Como resultados experimentales, se presenta el diseño de un transmisor con ayuda lineal basado en un amplificador clase E generando una modulación digital de fase 16-PSK con una frecuencia de portadora de 1 MHz. Por una parte, el amplificador clase E proporciona la mayor parte de la potencia de señal, (92% de la potencia de señal) a alta eficiencia (81% de eficiencia), mientras que la etapa lineal proporciona la señal de error. La eficiencia en la generación de señal es del 75% y la eficiencia del sistema completo, teniendo en cuenta la polarización de los LEDs alcanza el 85%.

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El aumento de la penetración de fuentes de energía renovable en las redes de distribución trae consigo nuevos retos en la operación de las redes de baja tensión. Los convertidores de electrónica de potencia son ampliamente utilizados para conectar estas fuentes de energía a la red, y la emulación de generadores síncronos ha atraído la atención de los investigadores en los últimos años. Dichos convertidores reciben el nombre de Maquina Síncrona Virtual o ”Virtual Synchronous Machine” (VSM). Este artículo presenta el modelado y análisis de una VSM con impedancia virtual conectada a una red débil. Cada elemento dinámico de la VSM se modela en detalle y se unen para formar un modelo en variables de estado. El impacto de la impedancia de red y de la impedancia virtual se evalúa mediante el análisis de autovalores. Los desarrollos teóricos se validaron experimentalmente en un prototipo de VSM de 15 kVA conectado a red.

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El plasma, conocido como el cuarto estado de la materia, es un gas de iones, electrones y átomos neutros que presenta un comportamiento inherentemente complejo cuando interacciona con superficies metálicas o no metálicas, con líquidos, con flujos de partículas, con radiación electromagnética... Para describir su comportamiento es necesario utilizar las leyes físicas del electromagnetismo, de la termodinámica y de la física cuántica. En este trabajo se presenta el dispositivo, basado en la utilización de una sonda de Langmuir (un conductor con geometría cilíndrica o esférica), con el que puede obtener la característica IV de la sonda de Langmuir inmersa en el plasma. El sistema está automatizado y controlado por ordenador mediante LabView para realizar la diagnosis de un plasma luminiscente (glow plasma), es decir, un plasma frío generado en una cavidad amplia. Con este sistema se permite la caracterización del mismo en base a magnitudes medibles con significado físico, en condiciones óptimas de forma que la medida sea confiable y útil para contrastar las teorías que se desarrollan sobre la interacción del plasma con superficies metálicas y utilizar las medidas en aplicaciones industriales.El dispositivo que se describe en esta contribución se ha diseñado con una motivación esencialmente científica, es decir, para estudiar las distintas teorías que rigen el movimiento de los iones al acercarse a una sonda de Langmuir, aunque con el objetivo de que la comunidad de investigadores en el área del plasma y sus aplicaciones puedan utilizar estos resultados para controlar sus plasmas con mayor precisión.

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Debido a los problemas medioambientales actuales, la electrificación de aeronaves o concepto MEA (More Electric Aircraft) está atrayendo el interés de la comunidad científica. Como resultado, los sistemas de actuación hidráulica están siendo paulatinamente sustituidos por sistemas de actuación electromecánica. Sin embargo, los requisitos de seguridad y disponibilidad del sector aeronáutico sugieren la sustitución de motores eléctricos trifásicos tradicionales por motores multifase con grados de libertad adicionales y tolerancia a fallos. En este sentido, es importante disponer de modelos de simulación fiables para el estudio de este tipo de sistemas. Por ello, en este trabajo se presenta el modelo completo de un tren de aterrizaje electromécanico que incluye una máquina síncrona de imanes permanentes (PMSM) multifase, el cual permite estudiar el comportamiento del sistema en régimen de operación normal y durante situaciones de falta.

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La Modulación del Rizado (MR) es una técnica que proporciona una tensión de salida variable utilizando el rizado de la tensión de salida de un Convertidor Conmutado de Potencia (CCP). Fue propuesta para reproducir la señal de comunicación de transmisores de Comunicación por Luz Visible (CLV), evitando así el uso de Amplificadores Lineales de Potencia (ALPs), los cuales alcanzan un bajo rendimiento. Sin embargo, la MR ha tenido una gran limitación hasta ahora: no se ha reportado cómo reproducir esquemas de Modulación Multiportadora (MM), que son los esquemas de modulación preferidos debido a su buen funcionamiento en comunicaciones inalámbricas. En este trabajo se demuestra que la MR puede reproducir esquemas de MM considerando la envolvente y la fase instantánea de la señal de comunicación. Además, el sistema de control de la etapa de potencia se describe en detalle, explicando cómo modular el ancho y la fase de las señales de puerta de los MOSFETs, el cálculo del desfase que es necesario para seguir la envolvente, etc.

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En este trabajo se presenta el modelo discreto del Dual Active Bridge Series Resonant Converter (DABSRC). Este modelo permite describir con fidelidad el comportamiento del convertidor en medias y altas frecuencias. El modelo se elabora considerando algunos elementos parásitos. Además se analiza mediante simulación el efecto que los tiempos muertos tienen sobre todo en altas frecuencias. Los resultados del modelo teórico y los efectos de los tiempos muertos estudiados en simulación son validados experimentalmente. El modelo propuesto tiene un impacto significativo en el diseño de reguladores y el análisis de estabilidad.

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El presente trabajo realiza la caracterización eléctrica de un sensor comercial de corriente de tecnología magnetorresistiva de efecto túnel (TMR). El dispositivo en cuestión se trata del sensor CT219 de Crocus Technology, que integra dos magnetorresistencias (MR) junto a dos resistencias de valor fijo que sirven para fijar la corriente de bias de las MR en una configuración en lazo cerrado. En este trabajo se detalla el banco de ensayo para la caracterización de dicho sensor. En primer lugar, se emplea un sistema para la caracterización de las MR en lazo abierto y lazo cerrado con corriente bidireccional en DC. Seguidamente se observa la respuesta de circuito de acondicionamiento en lazo cerrado y con corriente bidireccional DC.

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Las modulaciones multiportadora usadas en las comunicaciones PLC (Power-Line Communications), como Filter-Bank Multi-Carrier (FBMC), permiten enlaces de comunicación de banda ancha y mejoran la comunicación a través del canal PLC, a expensas de añadir complejidad al sistema. El principal inconventiente de las mismas es el canal de comunicación PLC, rudioso y con notables interferencias. Para compensar esos efectos adversos introducidos en el canal, en la etapa de recepción se incluye en ocasiones un estimador de canal y un igualador, a costa de incrementar la carga computacional y la complejidad del sistema en la etapa de recepción. Este trabajo propone el uso de la unidad vectorial NEON, disponible en ciertos Systems-on-Chip (SoC), para realizar el cálculo de la estimación de canal PLC, con el objetivo de estudiar la viabilidad de alcanzar una arquitectura HW/SW para la implementación de un transmultiplexor FBMC con estimador e igualador de canal. Los resultados de este estudio incluyen la evaluación del tiempo que consume la unidad vectorial NEON en el cálculo de la FFT (Fast Fourier Transform) y diferentes operaciones vectoriales, como la suma o multiplicación entre vectores. Se presenta la aceleración que supone el uso de la unidad vectorial NEON frente a la codificación en C sin uso de la misma. Por último, se proporciona el consumo de recursos que tendría el cálculo de una FFT similar implementada en hardware específico para completar la comparación.

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En el artículo se presenta el diseño de un esquema de control de la corriente inyectada a la red por un inversor monofásico. El inversor se conecta a la red a través de un filtro LCL que elimina los armónicos de conmutación presentes en la forma de onda de salida del inversor. Además, para obtener una buena respuesta dinámica, el esquema de control amortigua la frecuencia de resonancia del filtro LCL. El control para la corriente se basa en un regulador resonante implementado en un esquema de dos grados de libertad que permite definir la situación de todos los polos del lazo cerrado del sistema sin necesidad de observadores y midiendo solo la corriente inyectada a la red. Las distintas simulaciones y resultados experimentales muestran el correcto funcionamiento del esquema de control.

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En este trabajo se presenta la plataforma de simulación, Navindoor. Esta es una plataforma desarrollada en MATLAB para el diseño, prueba y evaluación de sistemas de localización, que provee de herramientas para la definición del escenario, la generación de trayectorias, la simulación de señales sintéticas, el procesamiento de estas señales y la comparación de algoritmos. Navindoor se ha diseñado de forma modular, de manera que los modelos de simulación y algoritmos de procesamiento sean independientes de la plataforma. De esta forma nuevos modelos y algoritmos pueden ser fácilmente implementados.

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Los supercondensadores son una tecnología de almacenamiento energético por diferencia de potencial que presenta una densidad de potencia elevada y baja densidad energética. Sus características técnicas los hacen ideales para aplicaciones de alto ciclado donde se debe aportar o absorber elevados picos de potencia. Para la gran mayoría de aplicaciones, se deben utilizar numerosas celdas en serie o paralelo. Este trabajo afronta la problemática surgida de las configuraciones serie. Debido a las diferencias que existen entre celdas de supercondensadores conectados en serie es necesario implementar un sistema de equilibrado que trate de igualar la tensión de los mismos para evitar sobretensiones que puedan dañar y/o envejecer las celdas de manera desigual. En el presente trabajo se estudian distintos métodos activos y pasivos de actuación por celda. Se presentan conclusiones respecto al tiempo de equilibrado necesario, el coste de las soluciones y la idoneidad para aplicaciones con distintos perfiles de uso.

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Una de las alternativas atractivas para sistemas con múltiples flujos de potencia es el convertidor Multi Active Bridge Modular (MMAB), constituido por tantos puentes activos como puertos. El control de los flujos de potencia implica calcular los desfases de las tensiones generadas por cada uno de los puentes para obtener la corriente deseada en cada puerto. No es un problema trivial puesto que el valor de cada corriente depende del valor de todos los desfases. En este trabajo se presenta la implementación de un algoritmo de control en lazo abierto por iteraciones sucesivas que permite obtener el valor de corriente deseado en cada puerto. Los resultados son validados experimentalmente en un convertidor con 5 módulos.

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La industria alimentaria necesita de instrumentación analítica adecuada para el control de la calidad y de la contaminación. Tales instrumentos deben ser rápidos, fiables, específicos y de bajo coste. En este sentido, los sistemas de análisis de flujo continuo con biosensores integrados pueden ser importantes herramientas de análisis de alimentos. Este artículo presenta el desarrollo de un bioanalizador automático para el análisis de alimentos utilizando biosensores enzimáticos como detectores amperométricos. El instrumento puede ser utilizado para el análisis de una gran variedad de analitos, como etanol, fructosa, glucosa, lactato, colesterol, etc. Está controlado por una aplicación de ordenador que permite configurar todos los parámetros de la medida y obtener la curva de calibración

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Recientemente se ha propuesto utilizar el concepto de emulador de resistencia, basado en convertidores electrónicos de potencia, para la mitigación de ferroresonancias en transformadores en redes eléctricas de media tensión (MT) con neutro aislado. En este trabajo se evalúan experimentalmente dispositivos de mitigación de ferroresonancias basados en este concepto. Los dispositivos desarrollados responden a topologías Boost y Flyback, operando en modo de conducción continua (CCM) y modo de conducción crítica (CrCM) respectivamente, y controlados para emular un comportamiento resistivo a su entrada durante las ferroresonancias. Los dispositivos mitigadores desarrollados se evalúan sobre un banco de pruebas de laboratorio realizado al efecto y se comparan con un dispositivo activo disponible comercialmente, que utiliza una resistencia térmica, PTC.

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In this paper, the control problem of microgrids with hybrid energy storage system (ESS) from long-term economical optimization towards real time power quality issues is afforded using Model Predictive Control (MPC) techniques. The different control levels are solved using hybrid MPC and Finite Control Set (FCS) MPC.In the economical layer, the proposed MPC controller allows the enhancement of the economic benefit of the microgrid, minimizing degradation causes of each ESS and fulfilling the different system constraints at the same time. In order to capture both continuous/discrete dynamics and to switchbetween different operating conditions. The plant is modeled withthe framework of Mixed Logic Dynamic (MLD). In the technical layer of the microgrid, the transient response is minimized improving the power quality aspects of the microgrid proposing an innovative FCS-MPC algorithms.

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El incremento de la frecuencia de conmutación, junto con la implementación de compensadores lineales digitales que se está experimentando en el campo de la electrónica de potencia, ha impulsado la necesidad de conseguir moduladores por ancho de pulso digitales (Digital Pulse Width Modulation, DPWM) con una alta resolución, para mejorar las prestaciones del circuito de control. En este artículo se propone una arquitectura de DPWM de alta resolución, formada por un contador síncrono combinado con una serie de recursos de la Serie 7 de Xilinx para generar el flanco de bajada en un tiempo diferente al flanco del reloj. Las pruebas experimentales del diseño de DPWM se realizan en una FPGA de Xilinx, en concreto en una Kintex-Ultrascale de la Serie 7. Para estas pruebas, se ha generado una señal PWM de 39 MHz y se ha obtenido que la resolución de la arquitectura es de 4,82 ps.

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Los sensores de fibra óptica son especialmente interesantes por sus ventajosas características como inmunidad a interferencias electromagnéticas, capacidad de multiplexado, fiabilidad para trabajar en ambientes hostiles, altas temperaturas, etc. Además, la fibra óptica no solo es un medio sensor sino que puede utilizarse como medio transmisor. Entre las dos tipologías como corresponde a los sensores distribuidos (Raman, Brilluoin) y los quasi-distribuidos (Bragg) este trabajo se centra en los sensores basados en redes de Bragg (Fiber Bragg Grating, FBG). Además del estudio sobre lo sensores ópticos se ha realizado un amplio desarrollo e implementación de instrumentación virtual para el control de la instrumentación óptica de campo, la adquisición, monitorización y procesado de las señales obtenidas. A su vez se proponen aportaciones para que, mediante la adquisición continua del espectro, se puedan calcular las distintas longitudes de onda que componen la señal, así como la variación de éstas provocadas por distintas magnitudes físicas. Conjuntamente, se realiza el estudio de varios algoritmos en el procesado de los espectros adquiridos como el método del centro de masa o ajuste gaussiano. Palabras Clave. — Fibra óptica, Redes de Bragg, Instrumentación Electrónica, Instrumentación Virtual, LabVIEW.

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En este artículo se presenta un nuevo sistema de protección híbrido e inteligente para aplicaciones DC. La protección dispone de un sistema de monitorización y decisión digital que determina en función de las condiciones instantáneas términos límite de protección (tiempos de limitación de corriente, umbrales, etc.) con el objetivo de incrementar la robustez de la red donde se instale y su vida útil. El trabajo incluye una descripción detallada del concepto, la descripción de la implementación del sistema digital. Se ha desarrollado un prototipo empleando una tarjeta de desarrollo REDPITAYA. Los resultados experimentales verifican el correcto funcionamiento del sistema.

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En este trabajo se propone un procedimiento para determinar el programa diario de operación óptimo de la batería de una instalación de autoconsumo dotada de paneles fotovoltaicos, a partir de predicciones de generación fotovoltaica y demanda eléctrica de la instalación. La estrategia formulada no contempla factores económicos para facilitar su aplicación a diferentes escenarios, con independencia de la normativa vigente en cuanto a métodos de retribución. El proceso de toma de decisiones de carga/descarga de la batería es realizado mediante algoritmos genéticos bajo el objetivo de conseguir el beneficio conjunto de los principales agentes interesados (autoconsumidor y operador de red). El método de planificación se ejecuta horariamente, manteniendo un horizonte de programación de 24 horas, para mitigar los problemas derivados de la incertidumbre de las predicciones empleadas. Se trata de una estrategia sencilla, que consigue buenos resultados en comparación con un enfoque de una sola programación diaria, más habitual en la literatura.

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El uso de inversores conectados a motores de corriente alterna se ha generalizado en las últimas décadas, especialmente en aplicaciones industriales, permitiendo controlar dichos motores en par y velocidad de una forma eficiente. Sin embargo, estos inversores introducen una tensión de modo común (CMV), la cual genera una serie de problemas como interferencias electromagnéticas (EMI) y corrientes de fuga que deterioran los rodamientos, pudiendo estas últimas reducir significativamente la vida útil de los motores. Por todo ello, la comunidad científica y la industria están continuamente investigado y proponiendo múltiples soluciones que permiten mitigar las consecuencias de esta tensión. En este sentido, este trabajo explica en detalle los problemas producidos por el fenómeno de la CMV, y revisa las principales soluciones para su mitigación, discutiendo las ventajas y desventajas de cada una de ellas.

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En este documento se analizan arquitecturas avanzadas de convertidores DC-DC que buscan reducir la potencia a manejar por estos mismos. Para ello, en primer lugar, se describen las ventajas y desventajas que presentan este tipo de arquitecturas. Después, con el objetivo de compararlas con las actuales arquitecturas, se definen criterios de comparación que tengan en cuenta diferentes factores como la potencia manejada (tanto activa como no activa), estrés de los componentes y eficiencia del sistema. A lo largo de la comparativa, en base a una misma topología, se evalúa una arquitectura convencional enfrentada a una arquitectura avanzada de potencia parcial. Para terminar, a raíz de los resultados obtenidos, se concluye que la arquitectura avanzada es una alternativa eficiente en aplicaciones donde no se requiera aislamiento galvánico.

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Las comunicaciones se han usado típicamente para establecer valores de referencia y monitoreo en los convertidores de potencia convencionales, en tales casos, la comunicación no juega un papel crítico. Gracias a los inversores en Cascada H-Bridge (CHB) y sistemas de control distribuido, el papel de la comunicación ha crecido significativamente. Por lo tanto, se han propuesto protocolos de comunicación serie de alta velocidad como EtherCAT, CAN y UART. Este artículo presenta un prototipo en fase de construcción del control distribuido de un CHB de cuatro subniveles utilizando el protocolo de comunicación UART. Las señales de disparo de los inversores deben estar sincronizadas para aprovechar las ventajas de la topología y así reducir la frecuencia de conmutación de cada convertidor y con ello mejorar el rendimiento. Esta sincronización debe lograrse mediante las comunicaciones, lo que será un reto en este trabajo. Todo esto en un ambiente ruidoso desde el punto de vista electrónico y con tensiones de aislamiento de varios kilovoltios que harán imprescindible el uso de topologías de comunicaciones basadas en fibra óptica.

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Los convertidores reductores (buck converter) de corriente continua (cc) con modulación por anchura de pulso (PWM) son sencillos de implementar, pero emiten emisiones armónicas conducidas a las redes de corriente alterna (ca) de las que reciben energía. Un método para reducir la emisión es ensanchar el espectro (spread spectrum), con ello se reduce la amplitud de las señales armónicas indeseadas. El espectro ampliado se logra aleatorizando alguno, o algunos, de los parámetros de la señal PWM, llamándose en general PWM aleatorio, RPWM (Ramdom PWM). En este artículo se van a desarrollar dos métodos de aleatorización PWM empleando como herramienta de generación tecnología FPGA. Se usará un convertidor reductor que alimenta a un conjunto led de alta luminosidad para realizar las pruebas. Las medidas se realizarán a la entrada cc del convertidor. La conmutación en el reductor produce la emisión armónica que se extiende, a través de la entrada cc del convertidor, hasta la propia red de alimentación de alterna. Se mediarán las emisiones armónicas conducidas de voltaje para cada uno de los dos métodos propuestos de reducción, se compararán ambos y se sacarán las conclusiones derivadas de los resultados.

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The quality of the electrical supply based on the continuity and its uninterruptibility require monitoring systems, reaching the point where each device connected to the network can self-diagnose and continue its normal operation, if the power supply conditions are optimal, to prevent malfunctions or system breakdowns. This work presents the design of a system for measuring the Power Quality based on wireless communications and specifically on the paradigm of the Internet of Things, as an embedded solution for Smart Appliances

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En este trabajo se propone el uso de una Unidad de Medida Inercial (IMU) ubicada en el tobillo de personas mayores para realizar un análisis de la actividad diaria a partir de monitorizaciones diurnas de larga duración (semanas consecutivas). El objetivo de esta monitorización continua es obtener estadísticas consistentes relacionadas con la actividad motora del paciente, de manera que se utilicen como patrones basales para posteriormente monitorizar durante periodos más cortos de tiempo (varios días consecutivos) a los mismos pacientes y poder detectar cambios significativos en su actividad, que pudieran estar relacionados con situaciones de enfermedad, cambios de tratamiento, etc. De esta manera se pueden proporcionar evidencias objetivas de los cambios, y si los mismos pueden tener influencia en el estado de fragilidad del paciente. Se han realizado pruebas experimentales con dos pacientes voluntarias de 90 años de edad media dentro de un centro sociosanitario. En una primera fase, se ha monitorizado a cada paciente durante aproximadamente cuatro semanas. Con los algoritmos desarrollados se ha obtenido el patrón basal de cada paciente vinculado al movimiento (número medio de pasos caminados, distancia recorrida, velocidad media, etc.). En una segunda fase, cuatro meses después de la primera, se han repetido las pruebas durante unos días. Los resultados muestran como una paciente mantiene su patrón basal, pero en cambio para la otra se ha detectado un deterioro del mismo. El personal sanitario ha confirmado el solapamiento de problemas de salud con el cambio del patrón. Aunque el estudio todavía está en una fase inicial, se puede concluir que el desarrollo de patrones de actividad de los pacientes puede proporcionar información relevante y objetiva al personal asistencial, pudiendo ser además de utilidad para establecer conductas que puedan mejorar la calidad de vida de los pacientes, retrasando lo máximo posible este deterioro en su estado de fragilidad.

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En este documento se diseña un sistema de control para implementar el protocolo DALI (Digital Addressable Lighting Interface) en FPGAs (Field Programable Gate Array) utilizado en el control de luminarias para la comunicación de los nodos en redes inalámbricas de sensores. La descripción del sistema de control se realiza en lenguaje descriptivo de hardware VHDL 93 estándar, para ser embebido en FPGAs y funcione sobre un nodo inalámbrico basado en el estándar IEEE 802.15.4, con codificación Manchester diferencial bi-phase. El funcionamiento se comprobó con la implementación en dos plataformas con FPGAs, de bajo consumo energético y costo, con el objetivo de disminuir el consumo de energía generado en la comunicación, y hacer viable la realización de un prototipo de un nodo inalámbrico para emplearlo en el control de luminarias.

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En este artículo se presenta una alternativa para la interconexión de sistemas en chip bajo la filosofía de Redes Definidas por Software (RDS). Se presentan y definen los elementos que componen el modelo de referencia. Basados en el modelo presentado, se muestra una arquitectura basada en bus, donde se observan las capacidades de la filosofía de interconexión de sistemas en chip utilizando los conceptos de RDS

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En grandes plantas industriales, la parada del proceso productivo por un hueco de tensión puede conllevar elevadas pérdidas económicas. Estadísticamente, el efecto que más se repite tras la perturbación es la parada de motores eléctricos alimentados por variadores de frecuencia (en adelante VSD, Variable Speed Drive), por lo que en determinadas etapas críticas para el proceso, es conveniente estudiar el comportamiento de estos dispositivos frente a huecos de tensión más severos que los que la norma EN61000-4-34:2007 [1] exige para la homologación de los mismos. En la presente comunicación se compara la respuesta ante este tipo de perturbaciones de cinco VSDs con distintos tipos de control, en condiciones de instalación y carga que simulan las reales de la planta en la que se deben instalar.

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El concepto de recolección de energía (energy harvesting en terminología internacional) se relaciona con la obtención de energía eléctrica a partir de diferentes formas (fuentes) de energía renovable.Para cada fuente particular, esta transformación requiere de la implementación de una estructura básica formada por un transductor, un sistema de adaptación y un sistema de almacenamiento adecuados como etapas previas a su utilización en un dispositivo final.La recolección de energía a gran escala mediante grandes generadores eólicos o paneles fotovoltaicos constituye ya una alternativa real a la energía proveniente de fuentes fósiles, y puede considerarse plenamente integrada como disciplina académica en cualquier plan de estudios de las ingenierías relacionadas con la gestión de energía.Sin embargo, la creciente miniaturización en los dispositivos electrónicos, su tendencia al ultrabajo consumo, y la explosión del uso de las redes de sensores y del Internet de las cosas, entre otros factores, hacen posible enfocar la atención en el desarrollo de sistemas de recolección de energía en el rango de 10 a 100 uW por cm2 o cm3. Estos nuevos recolectores permiten el aprovechamiento de fenómenos energéticos de muy baja intensidad y pueden ser usados de manera individual por el dispositivo correspondiente, facilitando así su instalación en lugares estratégicos o de difícil acceso, aumentando su autonomía energética y minimizando sus requisitos de mantenimiento.A diferencia de lo expresado para la recolección a gran escala, consideramos que esta recolección a pequeña escala no está, al día de hoy, plenamente integrada en el currículo académico de las titulaciones de ingeniería y las ciencias experimentales. Su incorporación, no sólo aportaría el oportuno conocimiento de una tecnología en creciente demanda, sino que permitirá un estudio globalizado de la materia de la Electrónica incluyendo sus fundamentos físicos y los conceptos asociados a la electrónica digital, analógica, de potencia, etc. En este trabajo se presenta una propuesta de organización para la docencia de esta materia a partir de la experiencia adquirida en su puesta en práctica en la asignatura "Laboratorio de sistemas de alimentación para ultrabajo consumo", impartida en el Máster en Ingeniería de Telecomunicación de la ETSI de Telecomunicación de la Universidad de Málaga. En este estudio, se introducen, atendiendo al ya mencionado carácter global de la materia, los distintos componentes y campos conceptuales que la vertebran, así como diversas directrices y líneas generales de la metodología propuesta. En el anexo I se describen de manera muy esquemática los aspectos principales de una posible guía docente para la materia, incluyendo contexto, competencias específicas, contenidos, actividades y recomendaciones metodológicas.

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En este artículo se presenta el diseño e implementación de un robot seguidor de líneas basado en Programable System on Chip de Cypress Semiconductor. Este robot se usará por los estudiantes en la práctica final de la asignatura “Sistemas Electrónicos de Señal Mixta” de cuarto curso del Grado de Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicación de la Universidad Miguel Hernández de Elche, donde se ha implementado un aprendizaje basado en proyectos. En la práctica final, los robots, una vez programados por los estudiantes, deben de superar tres pruebas: Carrera, Laberinto y Circuito Sinuoso. Con esta práctica se pretende consolidar los conocimientos teóricos vistos tanto en esta asignatura como en otras asignaturas del mismo Grado a través de una actividad motivadora para los estudiantes.

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Actualmente convive en el mercado una gran variedad de recursos y herramientas que permiten por su configuración y precios asequibles facilitar el desarrollo de herramientas enfocadas a la electrónica de potencia. En este trabajo se desarrolla una herramienta que funciona a modo de convertidor de potencia modular y reconfigurable a partir de un microcontrolador (LAUNCHXL-F28379D de Texas Instruments), una FPGA (ZYBO de Digilent) como herramienta auxiliar, y un convertidor IGBT (Semiteach IGBT de SEMIKRON). El estándar de comunicaciones es UART con base de transmisión por fibra óptica (FO). La configuración del sistema presenta como principal ventaja su modularidad, siendo posible la interconexión de más placas para trabajar en rangos mayores de potencia. El sistema aún se encuentra en desarrollo, aunque muchos de sus componentes han sido construidos y se están en fase de pruebas.

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Los transistores de Nitruro de Galio de alta movilidad de electrones (HEMT, High Electron Mobility Transistor) pertenecen a la clasificación de dispositivos semiconductores de gap ancho (WBG) que presentan ventajas teóricas de rendimiento frente a la actual tecnología de Silicio. No obstante, estos dispositivos están en proceso de evolución, lo que hace que por el momento presenten problemas de fiabilidad. El problema que se estudia en este artículo es el conocido como Resistencia dinámica. En concreto se estudia cómo afectan los tiempos de estrés y los niveles de tensión aplicados a los dispositivos demostrando que, dependiendo de la estructura, el comportamiento puede ser muy distinto. Posteriormente se añade a estos test la evolución de esa resistencia con el número de pulsos, demostrando la existencia de un segundo atrapamiento, generado en las conmutaciones, que puede ser eliminado mediante el uso de conmutaciones suaves.

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Open source technologies provide several benefits such as ease of use, low-cost, and resources shared and supported by a community in the Internet. Due to these reasons, Research and Development projects are increasingly introducing this type of technology for both software and hardware components. Some relevant examples are the microcontroller platform Arduino at hardware level, and the programming environment Easy Java/Javascript Simulations (EJS) at software level, which are frequently reported in scientific literature. In order to empower this valuable technology, this paper presents experimental cases in the fields of data acquisition and monitoring of Smart MicroGrids based on renewable energies, where the aforementioned technologies have been successfully applied.

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The requirement of the LC filter at the input of the main converter that supplies power to traction system or auxiliary services in railway applications may cause instability. There are many methods that modify the output or input impedance in a physical or virtual way in order to fulfill with the stability criterion. This paper proposes a brief review, detailed analysis, and comparison of the most common active-damping methods that allow solving the stability problems that the LC filter causes in railway applications. The different generalized transfer functions as the closed-loop input impedance and open-loop transfer function of the compared techniques are presented. Finally, some simulations are performed to confirm the theoretical predictions.

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En este artículo se describen y comparan dos sistemas de localización empleados en zonas interiores muy amplias, como las que pueden corresponder a almacenes de tamaño medio. Estas tecnologías son la basada en ultrasonidos y la basada en RF- UWB. En el caso ultrasónico se ha empleado un sistema de desarrollo propio, que mide tiempos de vuelo de señales, adaptado para trilateración esférica mediante una sincronización de emisores y receptores con infrarrojos; para el caso UWB se han empleado nodos comerciales basados en el dispositivo DECAWAVE que opera con medidas de tiempos de ida y vuelta entre emisores y receptor. En ambos casos se realiza un balizamiento del entorno con emisores y se posicionan receptores, en un número que puede ser ilimitado. De los resultados obtenidos se puede concluir que ambas tecnologías pueden emplearse en este tipo de entornos, con precisiones decimétricas y, en cierto modo, considerarse complementarias, toda vez que se ven afectadas por distintos fenómenos de propagación y tipos de ruidos. Aunque el auge de la tecnología UWB es cada vez mayor, el menor coste de la tecnología ultrasónica, unido al confinamiento de señales y, con ello, la securización del proceso de localización, puede hacerla también atractiva.

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Este artículo estudia un convertidor resonante paralelo con un condensador como filtro de salida para generar y mantener una descarga luminiscente en el aire. Por una parte, se requiere alta tensión de salida para provocar la ruptura dieléctrica del aire y por otra una tensión de salida más baja para mantener la descarga. En este artículo se presta especial atención al funcionamiento en régimen permanente y las características dinámicas del convertidor.

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La fotobiomodulación (PBM) o terapia con luz de baja intensidad (LLLT) es una técnica transcraneal que utiliza luz láser o diodos LED para mejorar la función tisular de manera no invasiva. Para poder aplicarla lo más correctamente posible, es preciso identificar la longitud de onda más adecuada: la que pase a través del cráneo y las meninges que envuelven el cerebro y logre producir cambios positivos en la actividad cerebral. Para ello, hay que desarrollar un equipo que gestione la aplicación de esta luz láser con una dosis establecida y en unas condiciones experimentales controladas. El presente artículo da respuesta a estas necesidades, y presenta un sencillo circuito que, en estas etapas del estudio, se usa para experimentar en busca de la energía más conveniente a aplicar en el tratamiento.

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El amplio uso del control digital en convertidores CC-CC de alta frecuencia de conmutación plantea la necesidad de disponer de modelos discretos del convertidor para diversas situaciones de funcionamiento. Actualmente se dispone de técnicas de modelado para condiciones de muestreo a la frecuencia de conmutación, o a frecuencias de muestreo superiores. En este artículo se presenta una extensión del procedimiento de modelado de convertidores CC-CC en tiempo discreto. Se estudia el caso de que el tiempo entre muestras de las variables de estado sea un múltiplo entero de períodos de conmutación, es decir varios períodos de conmutación ocurran entre la toma de muestras. A este caso se le denominara sub-muestreo. El objetivo es obtener un modelo discreto en pequeña señal con el que se pueda medir la degradación en la respuesta dinámica producida por el sub-muestreo y diseñar reguladores que tengan en cuenta este efecto.

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Los sistemas de posicionamiento con luz visible (VLPS) son actualmente una alternativa viable que ha comenzado a expandirse debido a su bajo coste, fácil integración en el entorno de trabajo y ausencia de riesgo para la salud. Su auge se encuentra en parte motivado por la reciente aparición de multitud de aplicaciones y servicios basados en la localización en espacios interiores. Este trabajo se centra en el diseño e implementación de un sistema local VLPS basado en un fotorreceptor QADA y cuatro focos LEDs, donde se analiza el comportamiento del array de fotodiodos empleado, así como de los transmisores en distintos puntos del volumen. El sistema propuesto utiliza medidas del ángulo de llegada para estimar la posición del receptor a partir de la codificación empleada al transmitir. El sistema ha sido validado en distintas posiciones de un volumen 2x2x2 m obteniendo errores inferiores a los 7 cm.

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La electrificación de los sistemas de propulsión de aeronaves está atrayendo el interés de la comunidad científica debido a las metas de reducción de emisiones de CO2 y NOx impuestas al transporte aéreo. Los motores eléctricos de imanes permanentes de tipo BLDC (Brushless DC) ofrecen para esto características interesantes en cuanto a densidad de potencia y par. Considerando los requisitos de fiabilidad y disponibilidad del sector aeronáutico, las máquinas síncronas de imanes permanentes multifase constituyen la mejor alternativa para este tipo de aplicaciones críticas gracias a su inherente tolerancia a fallos. Sin embargo, el aumento del número de fases incrementa la complejidad del sistema.En este trabajo, una vez estudiadas las distintas alternativas disponibles para la representación vectorial de la máquina multifase, se seleccionan las más apropiadas y se desarrollan sus fundamentos matemáticos detalladamente. Estas transformaciones permiten simplificar el modelo de la máquina, ademas de el diseño del lazo de control de par. Una vez realizado este análisis general, se implementa el control de un sistema de propulsión para una aeronave para transporte intra-urbano basado en múltiples hélices propulsadas por BLDCs de 5 fases.

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La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad que afecta al sistema nervioso central y especialmente al sistema visual; actualmente no existe un único marcador que permita realizar su diagnóstico. El estudio de los potenciales evocados visuales aporta información sobre el diagnóstico y la evolución de la EM. El registro y estudio de las amplitudes y latencias del electrorretinograma multifocal (mfERG) puede aportar evidencias para el correcto diagnóstico de la EM. En este trabajo se implementa un sistema de diagnóstico automático de EM a partir del cálculo de la correlación con una plantilla de señales de referencia obtenidas en los sujetos de control. Se dispone de señales mfERG de 15 pacientes con EM (edad: 41,93±8,81) con diagnóstico reciente (< 12 meses) y de 6 sujetos de control (edad: 35,33±10,78). A partir de los registros de controles, se creó una plantilla normativa para diferentes regiones del campo visual. Para realizar el diagnóstico de un paciente, se calculó la correlación entre sus registros y las correspondientes plantillas. Los valores de correlación se utilizan como entradas a una máquina de vectores soporte y se obtuvo la matriz de confusión. Los parámetros de clasificación son: precisión=0,86, especificidad=0,83 y sensibilidad=0,87. Si estos resultados se confirman en estudios con una base de datos más amplia, el método propuesto podría servir de apoyo en el diagnóstico y seguimiento de EM.

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En este trabajo se diseña un control en modo deslizante en un convertidor reductor que garantiza alcanzabilidad del estado estacionario en tiempo finito. El estudio que se detalla en el artículo permite seleccionar los parámetros de la superficie de conmutación del control en modo deslizante de modo que el máximo de la corriente circulante quede limitado a un valor deseado y, a su vez, se optimice el tiempo requerido en alcanzar el valor de la tensión de salida deseada del convertidor. Por último, el uso de un comparador con anchura de histéresis controlada permite garantizar que el convertidor opera a frecuencia de conmutación fija en estado estacionario. Se presentan resultados de simulación comparativos entre el diseño propuesto y un control en modo deslizante de primer orden que confirman las buenas prestaciones previstas teóricamente.

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Este trabajo presenta un análisis de los resultados de posicionamiento obtenidos a partir de las señales GPS en crudo capturadas con un teléfono móvil basado en el sistema operativo Android, incluyendo como principal novedad el uso de señales emitidas en la banda L5. Para ello se han llevado a cabo capturas de datos en tres entornos experimentales distintos: un entorno de exterior con buena visibilidad del cielo, un entorno de exterior con visibilidad reducida y un entorno de interior. Los resultados obtenidos al procesar estos datos muestran que el uso de señales en esta nueva banda mejora particularmente la precisión del posicionamiento en el entorno de interior, aunque estos resultados no pueden considerarse concluyentes debido al reducido número de satélites emitiendo en esta nueva banda durante las capturas experimentales realizadas.

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El reconocimiento de acciones humanas es una tarea fundamental en la visión artificial y ha cobrado gran importancia en los últimos años debido a sus múltiples aplicaciones en diferentes ámbitos, como el estudio del comportamiento humano, la seguridad o la vídeo-vigilancia. En este contexto, se propone un sistema de detección de acciones humanas basado en redes neuronales convolucionales 3D (3D-CNN) utilizando únicamente la información de profundidad proporcionada por un sensor RGB-D. El uso de este tipo de información permite reconocer las acciones realizadas por las personas, protegiendo la privacidad de las mismas, al no permitir reconocer su identidad. Las 3D-CNN permiten realizar de forma automática la extracción de características y clasificación de acciones a partir de la información espacial y temporal de las secuencias de información de profundidad. La evaluación de la propuesta se ha efectuado mediante pruebas experimentales. Para ello se ha empleado la base de datos "NTU RGB+D Action Recognition Dataset", que incluye secuencias de vídeo de color y profundidad, con múltiples personas realizando acciones desde distintos puntos de vista en un entorno interior. Para las pruebas experimentales únicamente se ha empleado la información de profundidad, tanto para el entrenamiento como para la evaluación de la red, obteniéndose resultados que han permitido validar la propuesta.

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La contención mecánica (CM) es una medida coercitiva, vital y controvertida, indicada en la mayoría de los países de la UE para el manejo del paciente con agitación psicomotriz que no cede a otras intervenciones y en la que el riesgo de violencia y agresión es inminente. La aplicación de esta medida implica riesgos para la salud somática de la persona contenida que van desde lesiones traumatológicas hasta, en algunos casos, la muerte súbita. A pesar de estos riesgos, la supervisión y monitorización somática de los pacientes en CM es limitada, siendo realizada periódicamente por personal de enfermería con equipo manual portátil en lugar de tecnológicamente. En este contexto, asegurar una monitorización continua mediante equipo automático seguro es una necesidad urgente no cubierta. El presente artículo da respuesta a estas necesidades mostrando un sistema para la adquisición y transmisión inalámbrica y en tiempo real de parámetros fisiológicos haciendo uso de tecnologías basadas en microcontroladores para la adquisición y procesamiento de la información de los sensores y de la tecnología Bluetooth y Wi-Fi para la transmisión de la información hasta el servidor donde se encuentre el perfil del paciente que incluirá los parámetros vitales proporcionados por el personal sanitario. Se desarrolla una interfaz gráfica para el puesto de enfermería en la cual se detectaran alertas en caso de situaciones críticas de algún paciente monitorizado.

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Los sistemas fotovoltaicos aislados de la red eléctrica están generalmente compuestos por una agrupación de paneles fotovoltaicos, un elemento de almacenamiento como baterías, un convertidor DC-DC que actúa como cargador fotovoltaico y una carga a alimentar. El dimensionamiento de estos puntos puede tener distintos enfoques, y ha sido previamente estudiado y analizado. Sin embargo, este tipo de sistemas sufren de diversos problemas, que hacen que la arquitectura tradicional pueda ser mejorada en base a la hibridación de tecnologías de almacenamiento. La idea es que combinando distintas químicas de batería, especializadas en distintos tipos de uso, se consigue una mejor operación de los sistemas. Este concepto está comenzando a ser estudiado, pero aún falta trabajo por desarrollar. Uno de los aspectos clave a estudiar es el dimensionamiento de estos sistemas híbridos. Este artículo busca la aplicación de métodos clásicos de dimensionamiento de sistemas fotovoltaicos aislados al paradigma de la hibridación de elementos de almacenamiento, obteniendo conclusiones generales para este tipo de sistemas y hallando los porcentajes de hibridación óptimos en cada situación.

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The required knowledge and skills that should be provided to the novice developer, designing and testing the safety critical device in automotive industry using Hardware-in-the-Loop (HiL), are presented in the paper. They should be available to the student finishing the MSc level of Electrical Engineering or Mechatronics that aims to seek the employment in the automotive industry. The development process is presented in short, together with the brief explanations of phases, which include some typical examples of written text in the documentation (requirements, test cases, etc.). The process follows the Automotive SPICE and focuses on the tip of the V-model. The presented text can serve as a useful information in the process of adapting the existing curriculum to the new occurring needs introduced by the new development and testing processes in industry.

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Múltiples sistemas de sincronización y posicionamiento están basados en la medición de tiempos de vuelo (TOF, Time of Flight) o tiempos de llegada (TOA, Time of Arrival) de señales acústicas codificadas. Su correcta detección depende en gran medida de las prestaciones del instrumental utilizado y de las propiedades de correlación de las señales emitidas. Para la correcta recuperación de la señal en el receptor es conveniente disponer de transductores con un ancho de banda adecuado. Así, uno de los objetivos de este trabajo incluye la evaluación del transductor RESON TC 1026 en un entorno subacuático, en búsqueda de una zona de operación a frecuencias mayores y con mayor ancho de banda del proporcionado por el fabricante. La zona de trabajo propuesta, en base a los ensayos realizados, es puesta a prueba con la emisión de señales codificadas empleando secuencias Kasami y Zadoff-Chu, ampliamente utilizadas en sistemas de posicionamiento y en comunicaciones, y convenientemente moduladas a partir de esquemas basados en modulación OFDM, Chirp o por fase, tales como BPSK o QPSK. Los resultados permiten corroborar el funcionamiento correcto del transductor en el rango de frecuencias de operación propuesto, con resultados de precisión inferior a los 6 mm en la medida de tiempos de vuelo para los esquemas de codificación evaluados.

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La necesidad de almacenamiento de energía en aplicaciones de mediana potencia (transporte, sistemas eléctricos de respaldo o sistemas electrónicos autónomos entre otros) ha propiciado el incremento del uso de las baterías. La energía que una batería puede almacenar está limitada por su tecnología de fabricación y por los ciclos de carga y descarga a que se ve sometida durante su utilización, ya que estos procesos degradan paulatinamente su capacidad de almacenamiento.La gestión de las baterías, entendiendo como tal el control de los procesos de carga y descarga de las mismas, se ha convertido en parte importante de los sistemas a los que alimentan. Es necesario, por tanto, monitorizar su estado con el objeto de prevenir condiciones peligrosas de operación, hacer eficiente su carga y descarga y prolongar su vida útil. Estas funciones las realizan los denominados sistemas de gestión de baterías (Battery Management System o BMS)En este artículo se hace un análisis comparativo de los principales métodos de estimación del estado de carga (State of Charge o SOC) y del estado de salud (State of Health o SOH) para baterías, a modo de introducción a la gestión de baterías. Finalmente se realiza una implementación física del método que mayores prestaciones presenta y se propone un ajuste por regresión para simplificar la estimación.

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In this paper, for the test and validation of railway control components, a Hardware-in-the-Loop (HiL) test environment is designed and built. Two real-time, time-synchronized National Instruments PXI systems running VeriStand with custom extensions. On this test system, the Train Control and Monitoring System (TCMS) can be fully tested.The purpose of the proposal is to collaborate with the development of virtual homologation for railway environments, based on a simulation framework. Modelling and simulation have been recognized as a method for teaching in terms of learning exercises as well as risk mitigation for functional aspects. The usage as evidence-based tool for validation of real-world scenarios in certification procedure is a slightly unknown area with a lack of standardization compared with the automotive industry.The reason originates in the natural purpose of the certification. It compares requirements, definitions and design with the realization. To exchange partly the realization for components, complete functionality or even the surrounding environment and physics contradicts this purpose. A natural uncertainty is applied to the simulation approach. The adoption of virtual homologation methods will substantially improve the efficiency of the development processes, reducing costs of both development and validation in vehicle.

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Hoy en día, los smartphones cuentan con impresionantes capacidades de sensorización, lo que permite el registro y procesamiento de múltiples fuentes de información. Esta potencia hace posible la creación de aplicaciones útiles, como la localización continua tanto en exteriores como interiores. Desafortunadamente, mucha experimentación es típicamente realizada por grupos de investigación, cada uno de los cuales utiliza métodos o formatos de registro no estándar. En este trabajo presentamos un conjunto de herramientas basadas en smartphones para hacer posible el registro multisensor en un marco común, con el fin de facilitar la creación y el intercambio de experimentos entre diferentes investigadores, posibilitando procedimientos para calibrar mapas, y definir trayectorias de referencia para la posterior comparación del rendimiento de los algoritmos de posicionamiento. Presentamos las funcionalidades de una aplicación Android, denominada GetSensorData, que muestra y captura las señales de los diferentes sensores internos disponibles en un teléfono, así como los sensores externos adicionales que se pueden registrar después del emparejamiento por Bluetooth o mediante cable host USB. Describimos el formato de cada tipo de sensor, parsers de lectura, y una interfaz de usuario de mapeo para geocalibrar mapas de interiores CAD y definir puntos de referencia (GT o Ground-truth) para probar el rendimiento de las soluciones de posicionamiento. Por último, citamos las aplicaciones de estas herramientas en ediciones de competiciones de localización internacionales, así como en actividades de enseñanza.

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Los métodos tradicionales de calibración para la obtención de valores de resistencias mediante la utilización de un Circuito de Interfaz Directa, DIC (compuesto por un condensador y algunas resistencias de calibración), son una opción barata y simple. Sin embargo, en este artículo se muestra un método alternativo para este tipo de circuito que determina con mayor precisión el valor obtenido y simultáneamente extiende el rango de resistencias que pueden ser medidas. Los resultados de las simulaciones realizadas prueban estas afirmaciones.

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El uso de sistemas de almacenamiento masivo de energía (Energy Storage Systems, ESS) en la red eléctrica está creciendo notablemente en los últimos años. Permiten ayudar a la integración de energías renovables en la red y realizan funciones de estabilización, tanto de frecuencia como de tensión. Dentro de las diferentes tecnologías de almacenamiento utilizadas, una de las más prometedoras son las baterías, concretamente las baterías basadas en litio. No obstante, existen diferentes tecnologías de baterías de litio-ion, cada una con sus propias características, pudiendo ser más o menos apropiadas para su empleo en los ESS. En este artículo se analiza la problemática del almacenamiento masivo de energía en la red eléctrica, en particular mediante el empleo de baterías (Battery Energy Storage Systems, BESS). Además, se estudian las tecnologías de baterías de litio-ion existentes y su grado de desarrollo actual, así como su idoneidad para las distintas aplicaciones de los BESS. Finalmente, y en base a los estudios más importantes realizados sobre las baterías de los BESS en servicio, se analizan sus perspectivas de futuro.

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En el artículo se presenta el diseño de un esquema de control para un cargador de baterías basado en un sistemade transferencia de potencia por acoplamiento inductivo (ICPT) para el vehículo eléctrico (VE). A diferencia de otros trabajos, el método propuesto emplea una batería como modelo para la carga en lugar de una resistencia y considera que la carga de la batería se realiza a través de un convertidor Buck alimentado por fuente de corriente. El sistema de carga inductivo utiliza un esquema de compensación serie-serie, se controla por una tensión de entrada constante y opera en modo de onda cuadrada. Las simulaciones muestran cómo el control permite regular la corriente de carga de la batería de una forma efectiva para un amplio rango de valores de corriente.

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Resumen:

Current pollution issues generated by internal combustionengine (ICE) based vehicles have lead to their progressiveintroduction of electrified transport systems. However, their main drawback is their poor autonomy when compared to conventional vehicles. In order to mitigate this issue, the scientific community is extensively researching on energy optimization and prediction strategies to extend the autonomy of electric vehicles (EV). In general, such strategies require the knowledge of the route profile, being of capital importance to identify whether the vehicle is on route or not. Considering this, in this paper, a geo-fence based route tracking diagnosis strategy is proposed and tested.The proposed strategy relies on the information provided by the Google Maps API (Application Programming Interface) to calculate the vehicles reference route. Additionally, a Global Positioning System (GPS) device is used to monitor the real vehicle position. The proposed strategy is validated throughout simulation and experimental tests.

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This paper deals with the emulation system for the power electronics converters (PEC). The emulation of PEC is performed on the field-programmable gate array (FPGA) capable for hard real time operation. The converter operation is described by use of a differential equations-based model. Differential equations coefficients are changed according to type of converter and excitation technique. The tie-set matrix approach for the converter modelling is performed in order to describe the converter operation in a general way. Emulator is experimentally verified by synchronous operation with the real DC-AC converter built for this purposes.

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Resumen:

El trabajo presenta los resultados del sistema de posicionamiento en interiores basado en infrarrojo desarrollado por nuestro grupo de investigación. Dado que uno de los princi-pales problemas que se presentan en todas las tecnologías para posicionamiento en interiores es el de los multicaminos (MP) debidos a reflexiones en objetos y paredes, en una primera fase del trabajo presentamos los estudios realizados para analizar cómo afectan en función de las diferentes técnicas de medida utilizadas y cómo se pueden mitigar. A continuación, se presenta nuestra propuesta tecnológica para el desarrollo de un sistema de posicionamiento basado en infrarrojos (IR), seguido de los resul-tados obtenidos. Como se muestra, los errores de posicionamien-to con un solo detector, trabajando a la vez en la determinación de múltiples agentes, es inferior al centímetro.

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En este artículo se presenta la experiencia docente resultante de coordinar cuatro asignaturas del Máster Universitario de Ingeniería de Telecomunicación de la Universidad de Oviedo para lograr que los alumnos trabajen en un único proyecto de gran envergadura: un robot capaz de localizar y desplazarse hasta la posición de una radiobaliza, almacenar datos del camino seguido, enviarlos a una estación base, y poder reconstruir con ellos el trayecto que ha seguido y determinar su posición final. El desarrollo de este robot se plantea con un aprendizaje basado en proyectos coordinado. El objetivo del mismo es el de desarrollar las competencias comunes de las cuatro asignaturas, así como dar cabida a aquellas competencias particulares de cada una de ellas. Para ello, se hace uso del carácter multidisciplinar de un robot y del planteamiento como proyecto global y común. Por otro lado, también se fijan como objetivos secundarios el incrementar el nivel de motivación de los alumnos y el nivel de satisfacción con el aprendizaje

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En este trabajo presentamos un transductor inductivo acoplado a un dispositivo mecánico articulado para aplicaciones de harvesting. Dicho dispositivo, está pensado para aprovechar el vaivén de las olas del mar, produciendo un movimiento oscilatorio diferencial en el conjunto solenoide-imán. Del estudio, obtenemos un modelo del transductor que permite simular su comportamiento y obtener conclusiones sobre la conectividad de diversos transductores entre sí, y con el exterior. El objetivo es desarrollar una arquitectura eléctrica, basada en el principio de adaptación de impedancias, para un array de transductores inductivos que maximice la energía recolectada. Con esta intención se compara el funcionamiento y las prestaciones de dos circuitos procesadores diferentes.

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La reducción de la siniestralidad del personal de equipos de intervención en emergencias es una prioridad en el desarrollo de sistemas de apoyo a los mismos. Uno de los mayores problemas es la localización en interiores de dicho personal junto con la recopilación de otras variables de interés en tiempo real. En este entorno, se requiere una herramienta integral de apoyo a la localización, orientación o reconocimiento del entorno, basada en la combinación de dispositivos portátiles y sistemas autónomos guiados. En este artículo se presenta un sistema de monitorización y un planteamiento de localización, junto con sus interfaces, orientado al apoyo a equipos de intervención en situaciones de emergencia. El objetivo es recoger información relevante en situaciones de emergencia como del entorno en que se ha intervenido. El sistema se está desarrollando en entornos reales de carácter hostil, validando la monitorización en tiempo real, la cual permitiría conocer información útil en una intervención en emergencias

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This paper presents the development of a sensor-array intended to be used as an educational application. First, the paper focuses on the implementation of an automatic procedure able to perform periodically readings of the array sensor and sending the data through a conventional serial port by the implementation of the USB Communication Device Class (CDC). And second, the sensor-array is intended to be used as an educational tool in order to allow an easy approach to collect, analyze, compare and discuss the data obtained from an array of sensors. This paper show the first results obtained with the miniature sensor-array. The measurement system has been tested by reading measurements of temperature, pressure, humidity and gas resistance in two different areas in order to detect data variations and check the correct performance of the automatic procedure implemented to read information from the sensor.

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La tensión de modo común (CMV) genera una serie de problemas en los sistemas electrónicos de potencia actuales. Por ejemplo, en aplicaciones fotovoltaicas, la CMV crea corrientes de fuga capacitivas que circulan a través de los paneles, reduciendo su vida útil. En aplicaciones que incorporan máquinas eléctricas, la CMV también genera corrientes de fuga capacitivas, las cuales atraviesan los rodamientos de los motores, pudiendo generar fallos prematuros en los mismos. Todos estos problemas han suscitado el interés de la comunidad científica y se han propuesto varias soluciones, tales como la incorporación de filtros dedicados, la implementación de técnicas de modulación específicas o la definición de nuevas topologías de convertidores de potencia. Considerando todo lo anterior, este trabajo se centra en la revisión del estado de la tecnología de las principales topologías DC/AC trifásicas que permiten mitigar los problemas derivados de la CMV.

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En este trabajo se presenta el uso de medidas distribuidas en fibra óptica con el objetivo de determinar la salud estructural de conductos. La técnica empleada ha permitido medidas con una resolución espacial de 5 mm a lo largo de una longitud de 18,7 m. Para ello se ha empleado reflectometría óptica en el dominio de la frecuencia, utilizando un láser de poca potencia (decenas de mili-vatios) y en onda continua. Proporciona un montaje compacto y sencillo, capaz de interrogar fibra estándar.

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En el contexto de los planes de estudio adaptados al EEES, en el año 2013 se propuso la asignatura optativa de Sistemas Digitales Aplicados a la Ingeniería Eléctrica, en el Grado de Ingeniería Eléctrica, orientada a completar los conocimientos de electrónica digital y presentar los microprocesadores. El carácter optativo de la asignatura y el currículum docente de alumnos no especialistas en electrónica condicionó la propuesta de la asignatura, basada en un enfoque práctico utilizando como aplicación de referencia el control en lazo cerrado de un convertidor de potencia conmutado. Con los años se han encontrado ciertas limitaciones a la aproximación presentada, sobre todo debido a la necesidad de múltiples conocimientos requeridos para hacer funcionar la aplicación y que no dependían solo de la asignatura que se impartía. Por esa y otra razones se ha modificado la aplicación de referencia a un sistema de iluminación basado en LEDs, que es una aplicación visual que no requiere instrumentación para valorar su funcionamiento, es atractiva y está dentro de las competencias del graduado en Ingeniería Eléctrica. También se han introducido otras novedades como un cambio en el microcontrolador de referencia y la publicación de material de ayuda en formato vídeo.

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