Contenido: La aplicación de sistemas de procesamiento de imágenes en edge computing resulta cada vez más atractiva y necesaria. Sin embargo, las exigencias en cuanto a consumo de potencia y alto rendimiento impiden que puedan utilizarse plataformas de procesamiento estándares. En este aspecto, los FPGA son una buena opción para el desarrollo de sistemas de visión computacional a causa de su capacidad de explotación del paralelismo. Por otra parte, el flujo de diseño de las herramientas de síntesis de FPGA actuales admiten lenguajes de alta abstracción como descripciones de entrada, en contraposición a los lenguajes de descripción de hardware. La síntesis de alto nivel (HLS) automatiza el proceso de diseño al transformar la descripción algorítmica en hardware digital mientras se satisfacen las limitaciones del diseño. Sin embargo, a los expertos en procesamiento de imágenes puede resultarles compleja la integración hardware obtenida con el resto de los componentes del sistema, como por ejemplo interfaces de captura y visualización. En este trabajo, se presenta un diseño base para la construcción de aplicaciones de procesamiento de imágenes basada en Zynq. Se proporciona además una metodología que posibilita el desarrollo eficiente de soluciones de procesamiento de imágenes embebidas de manera ágil.

Contenido: El término auralización se refiere a la recreación en los oídos de un oyente de la sensación que percibiría en un espacio acústico determinado. La propagación del sonido en un espacio acústico puede simularse mediante procesos basados en el modelo geométrico o en el modelo ondulatorio. Cada uno ofrece ventajas y dificultades particulares. Entre los modelos basados en ondas pueden mencionarse principalmente el método de elementos finitos, el de contornos finitos o el de diferencias finitas. Se caracterizan por lograr resultados muy precisos para frecuencias únicas aplicadas a recintos de tamaño pequeño o medio. Por otro lado, los modelos geométricos dan lugar al método del trazado de rayos o al método de las fuentes imagen. Estos métodos logran buenos resultados en frecuencias altas y resultan eficientes en salas de gran tamaño con estructuras complejas, pero no pueden dar cuenta en forma sencilla de fenómenos específicamente ondulatorios como la difracción. Los programas comerciales utilizados para obtener auralizaciones suelen utilizar un modelo híbrido combinando el trazado de rayos y las fuentes imagen. El presente trabajo tiene la intención de iniciar una exploración sobre las posibles ventajas y desafíos del uso del método pseudoespectral del espacio k para obtener auralizaciones basadas en el modelo ondulatorio.

Contenido: Se presentan los aspectos prácticos del método de identificación de los parámetros dinámicos de un robot ABB IRB140 (procedimiento de calibración off-line), tales como la identificabilidad, la reducción a parámetros base, la inclusión del modelo del ruido en las mediciones y su influencia en la incertidumbre de la estimación, el escalamiento, y la incorporación del conocimiento previo. Un resultado destacable es el cálculo de las trayectorias que brindan un conjunto de señales persistentemente excitatorias de las dinámicas para mejorar la estimación, pasando la planificación del ensayo a ser una variable más del proceso de identificación. El tratamiento de las señales es otro aspecto relevante pues para reducir el efecto del ruido se limita en frecuencia a la excitación y las derivadas de las posiciones articulares se calculan en el espacio transformado.

Contenido: Para medir el Rechazo en Modo Común (CMR) de un amplificador, es necesario llevar a cabo las mediciones del circuito implementado y terminado, y entonces realizar la medición de su comportamiento en condiciones de funcionamiento real. Esta medición es necesaria para evaluar la susceptibilidad a las interferencias electromagnéticas conducidas (EMI conducidas) sobre el amplificador. En este trabajo, se describe un procedimiento de medición directa del CMR de un amplificador sin alterar el circuito. Las mediciones se verifican mediante simulación con PSpice.

Contenido: En el presente trabajo se describe un procedimiento para el modelado de un convertidor Boost utilizando variables de estado. Se tomará como ejemplo para describir el procedimiento, un convertidor utilizado en el interior de una UPS que debe entregar una tensión constante de 400V para alimentar a un bus. La tensión de entrada de este convertidor viene dada por un conjunto de baterías las que pueden estar totalmente o parcialmente cargadas, razón por la cual la tensión de entrada puede variar entre dos posibles valores extremos. Se realizará como introducción un análisis del circuito convertidor Boost para luego realizar la modelización correspondiente. Esta modelización permitirápoder analizar su estabilidad, las variaciones de la tensión de salida frente a cambios en la entrada, así como las distintas perturbaciones que pudieran ocurrir.

Contenido: En este trabajo, se proponen una serie de experimentos, relativamente sencillos, destinados a medir la velocidad de la luz, en diferentes medios, dentro de un ámbito docente. De este modo, se describen, paso a paso, los diversos métodos y procedimientos que pueden llevarse a cabo, en un entorno de laboratorio universitario, para medir con qué velocidad se propaga la luz cuando ésta viaja por el aire, cristal o agua. Las actividades de medición de la velocidad de la luz presentadas en este artículo suponen una manera divertida y práctica de enriquecer la enseñanza de la óptica y el electromagnetismo, familiarizarse con instrumentación específica como los osciloscopios o los emisores/receptores ópticos o entender la ciencia subyacente tras las fibras ópticas. Finalmente, los experimentos propuestos representan, al fin y al cabo, un ejemplo ideal para acercar a los estudiantes el llamado “método científico”.

Contenido: El sistema de representación en los radares modernos se realiza a partir de la obtención de señales digitales. En el caso de los radares de seguimiento la actualización de la representación se realiza en el orden de las décimas de milisegundos. Para lograr la actualización del display en tiempo real el proceso de adquisición, procesamiento de la señal y representación tiene que cumplir con la exigencia de tiempo de exploración del radar. El objetivo del trabajo es lograr la visualización de la información para un radar en tiempo real empleando la placa Odroid XU4. Se utilizó el método de programación paralela, mediante la creación de hilos en el Entorno de Desarrollo Integrado Qt Creator y el empleo del patrón de programación paralela segmentación de cauce. Esto permitió el uso eficiente de los recursos de cómputo, obteniéndose una disminución del tiempo de ejecución y una mayor aceleración con respecto a la variante secuencial.

Contenido: El presente trabajo se fundamenta en la enseñanza a través de experiencias remotas. El mismo plantea el desarrollo de una infraestructura de aprendizaje a distancia mediante la construcción de laboratorios remotos de forma versátil, escalable y asequible, al apoyarse en la democratización de la tecnología. Si bien la propuesta es aplicable a un sinnúmero de ramas de la ciencia, con el fin de proveer un prototipo funcional, éste se implementó para la enseñanza de sistemas de control. En consecuencia, éste consiste en la construcción de un sistema dinámico, típico del área. Además, cuenta con una interfaz de programación de aplicación (API) que permite a los estudiantes desarrollar sus propios algoritmos de control, utilizando lenguajes de alto nivel, como son Python y GNU Octave, prescindiendo de competencias afines a los sistemas embebidos y a las redes de comunicación.

Contenido: Este trabajo tiene como objetivo presentar una estrategia de retención empleada por la carrera de Ingeniería Electrónica de la Universidad Nacional de Tucumán como una herramienta para motivar, integrar y retener a sus estudiantes. Se emplea como procedimiento la implementación de talleres prácticos orientados a estudiantes de todos los años de la carrera que tienen como premisa “aprender haciendo”. Buscan acercar al estudiante en aspectos propios del ejercicio de la profesión. Se imparten de uno en uno en forma secuencial y se evalúan mediante la realización de un proyecto simple. Los resultados de la metodología empleada se midieron mediante el número de estudiantes inscriptos y encuestas comprobando la satisfacción.

Contenido: Las ondas planas monocromáticas permiten describir adecuadamente muchas de las propiedades de la radiación propagada, reflejada y transmitida a través de medios de distintas propiedades ópticas. Sin embargo, algunas características solo aparecen considerando haces y/o pulsos limitados.  En este trabajo determinamos y analizamos algunas características de transmisión de haces (limitados en el espacio) o pulsos (limitados en el tiempo) con distribución gaussiana. Consideraremos que la transmisión se realiza a través de una placa plano-paralela de material isótropo lineal y haciendo una aproximación a segundo orden. En el caso de un haz limitado en el espacio, consideramos que la dirección de onda media es perpendicular a la placa. Si está limitado en el tiempo, consideramos que la incidencia de todas las ondas es normal a la placa. Comparamos los efectos no geométricos para ambos tipos de limitación para los casos en que la placa es absorbente, transparente o con ganancia en condiciones de linealidad.

Contenido: Existen evidencias en diferentes partes del mundo que sugieren una relación entre cierto tipo de fenómenos magnéticos a frecuencias extremadamente bajas y la ocurrencia de un evento sı́smico. Para estudiar estas anomalı́as resulta esencial recurrir a una mayor evidencia experimental. Sobre la base de esta motivación, en el presente trabajo se describe la implementación de una estación de sensado para registrar emisiones de campo magnético en las bandas TLF-ELF, contribuyendo ası́ al estudio de su posible rol como precursores sı́smicos. El sistema también contempla el sensado de algunos precursores convencionales y de otros parámetros ambientales.

Contenido: En el presente trabajo se describe la implementación de un espectrograma digital sobre un sistema embebido, con el objetivo de permitir la visualización de los efectos de aplicar filtros digitales y Transformada Rápida de Fourier sobre una señal. Se utilizó el sistema operativo FreeRTOS para facilitar la administración de los recursos de procesamiento.

Contenido: En este trabajo se presenta un método para determinar la resolución espacial y la sensibilidad de sistemas para tomografía optoacústica (TOA). Éste consiste en la obtención de la imagen de una muestra basada en una lámina transparente embebida en agarosa. La lámina posee un determinado patrón realizado con una impresora láser que permite determinar la resolución espacial del sistema. Por otro lado, como su umbral de daño es similar a del tejido vivo, también es posible establecer si el sistema posee la suficiente sensibilidad para ser usado en muestras biológicas. El método es directo, rápido y repetible, y fue probado en un sistema TOA para obtención de imágenes bidimensionales desarrollado en nuestro laboratorio.

Contenido: La continua búsqueda de la mejora en los desarrollos electromecánicos impone una clara comprensión de la medición de par necesaria en cada aplicación. Las decisiones tomadas tendrán un profundo impacto en la calidad y el costo de los resultados. En este artículo se presentan los principios comúnmente empleados para el sensado de par mecánico en un eje y el porqué de la utilización extendida de las galgas extensiométricas. Se discuten la importancia en la diferenciación entre las mediciones estáticas y dinámicas, y las tecnologías actuales utilizadas en cada caso. Se describen los factores relevantes que definen a un transductor y se realiza un análisis comparativo entre ellos, para luego examinar los posibles métodos de montaje, con sus beneficios y limitaciones. Finalmente se proponen distintas soluciones de bajo costo para el diseño de la sección de medición de par y velocidad sin sacrificar el rendimiento del sistema, para diferentes bancos de ensayos para controladores de máquinas eléctricas, incluyendo la electrónica de acondicionamiento de señal necesaria. El articulo pretende ser un compendio tutorial de temas a estudiar para implementar con éxito un banco de ensayos sin dañar al transductor de par ni introducir errores de medición, ya que la información sobre esos temas está dispersa y es difícil acceder al conocimiento de los criterios de selección y procedimientos de proyecto.

Contenido: El análisis acústico de disparos realizados por armas de fuego permite obtener valiosa información en el ámbito forense. A través de la medición y el cálculo de diversas propiedades físicas producto de la deflagración de los gases ocurrida al momento de realizar un disparo es posible estimar la energía acústica liberada. En primera instancia se aplica el cálculo de la energía angular de la fuente propuesto en la norma ISO 17201. Posteriormente se realiza la estimación de la propagación acústica en campo libre para obtener el nivel de exposición sonora a distancias determinadas alrededor de la fuente. Por último, se realiza una prueba de campo con la finalidad de validar los valores simulados. La implementación del método se compila en un software práctico para automatizar una rápida carga de datos y obtención de resultados.

Contenido: Los modelos de predicción de aislamiento acústico son una herramienta importante a la hora de diseñar los elementos constructivos que integran una obra de construcción. Existen materiales homogéneos e isotrópicos de diferentes espesores como el hormigón o el vidrio, entre otros. En muchos casos para alcanzar el aislamiento acústico requerido se suele superponer varias capas del mismo o diferentes materiales para aumentar la masa superficial del sistema. En esta investigación se presenta un modelo basado en diferentes aproximaciones según el rango de frecuencias para calcular el índice de reducción sonora R en el caso de paneles simples y paneles multicapa unidos de forma puntual, como puede ser mediante tornillos o clavos. Se evalúa el desempeño del modelo mediante una comparativa entre las predicciones obtenidas utilizando el programa comercial INSUL y las obtenidas con el modelo propuesto. A su vez, se contrastan los valores con mediciones en laboratorio realizadas de acuerdo a la norma ISO 140-3. El estudio considera paneles agrupados en dos categorías de materiales: livianos y pesados. Se examinan las pérdidas por transmisión en bandas de tercio de octava, los índices de reducción sonora ponderados y los términos de adaptación espectral Rw(C,Ctr). Estadísticamente, los resultados muestran que el modelo propuesto se adapta a los ensayos disponibles, tanto para paneles simples como para multicapa.

Contenido: En este trabajo se analizan diferentes arquitecturas de redes convolucionales sencillas para generar espectrogramas sintéticos correspondientes a registros de audio de ballenas barbadas. La sencillez en el modelo juega un rol importante en las implementaciones de este tipo de redes sobre sistemas embebidos. Además, existe una necesidad de generar modelos eficientes frente a la escasez de datos disponibles para  este tipo de aplicaciones. Con tal fin, se presentan arquitecturas de Autoencoders simples y de baja cantidad de parámetros asociados, se entrenan los modelos, se obtienen métricas adecuadas y se realizan las correspondientes comparaciones. Los resultados obtenidos demuestran que la arquitectura con una implementación más directa es, a su vez, la más conveniente. Finalmente, a partir de estos modelos, se generan espectrogramas sintéticos a partir de pocos datos de muestra, empleando una arquitectura de baja complejidad y asumiendo una distribución normal de los vectores reales.

Contenido: En este trabajo se presenta el estudio, desarrollo y caracterización de un sensor ultrasónico cilíndricamente enfocado basado en un material polimérico piezoeléctrico. Para su diseño se realizaron simulaciones usando la herramienta comercial k-Wave y para su implementación se utilizó un método de construcción que tiene una gran repetibilidad y un bajo costo. Para la caracterización del sistema de detección (sensor + amplificador) se hicieron mediciones eléctricas y acústicas que permitieron determinar su sensibilidad y ruido equivalente de presión. Los resultados obtenidos en este trabajo muestran que el sistema de detección implementado es adecuado para ser utilizado en tomografía optoacústica.

Contenido: Los metamateriales en las bandas de frecuencias de microondas han sido ampliamente explorados en el diseño de antenas y arreglos de antenas. En este trabajo se ha estudiado la celda de Yang, que cuando es dispuesta periódicamente sobre un plano, conforma una estructura metamaterial que presenta bandas prohibidas de frecuencia más bajas que otras estructuras, con una mayor eficiencia en el uso del espacio. Se han estudiado los campos eléctricos y magnéticos en los primeros dos modos de propagación electromagnética de esta celda unitaria. Se han construido cuatro modelos circuitales equivalentes de la celda unitaria para poder obtener la respuesta en función de la frecuencia de la estructura metamaterial de forma rápida, que se encuentran explicados en el trabajo. Los modelos fueron validados por simulación numérica electromagnética de onda completa.

Contenido: En este trabajo se propone el uso de una red generativa de confrontación (GAN) para efectuar un aumento de datos con el objetivo de mejorar la reconstrucción de imágenes en sistemas para tomografía optoacústica (TOA). Se utilizó el modelo denominado FastGAN que es una red compacta, capaz de generar imágenes de alta resolución a partir de un conjunto de datos reducidos. La calidad de los datos generados se evaluó a través de dos métodos. Por un lado, se usó la distancia de inicio de Fréchet (FID), observándose una tendencia decreciente a largo de todo el entrenamiento de la GAN. En el segundo método se entrenó una red neuronal U-Net diseñada para un sistema de TOA con y sin datos aumentados. En este caso, el modelo entrenado con los datos extras aportados por la GAN logró una mejora apreciable en las figuras de mérito asociadas a la reconstrucción.

Contenido: Se realiza un análisis de los factores intervinientes en la formación de la señal de los tubos fotomultiplicadores. Estos dispositivos son detectores de luz extremadamente sensibles, muy utilizados en aplicaciones de conteo de fotones. Se aborda el estudio y diseño de la red de polarización de los tubos fotomultiplicadores, sentando las bases para pruebas de desempeño. A través del análisis detallado del funcionamiento de los tubos fotomultiplicadores y su electrónica de polarización, se espera que el usuario pueda separar la respuesta del circuito de polarización de la información que llevan los pulsos de salida.

Contenido: Este trabajo trata sobre el diseño y construcción de un altoparlante direccional, también conocido como parlante de matriz paramétrica (PAL). El funcionamiento del mismo se basa en los principios de un fenómeno denominado autodemodulación que sucede cuando haces de alta frecuencia interactúan en un medio viscoso, debido a las propiedades no lineales del mismo. El sonido obtenido luego de la autodemodulación se forma en el haz de la señal portadora ultrasónica propagándose más allá de la distancia en la que la portadora ha sido suficientemente atenuada. Esto genera una señal audible focalizada y por ende un patrón polar direccional de ángulo angosto. En el presente trabajo se evalúan dos métodos de modulación: en amplitud con doble banda lateral (AM-DBL) y por variación de ancho de pulso (PWM). Se analiza experimentalmente su efecto en la direccionalidad, nivel de presión sonora y distorsión armónica.

Contenido: Se presenta el uso del toolbox k-wave para apoyar la enseñanza de acústica. Este toolbox permite de modo simple y eficiente la simulación de propagación de ondas en el dominio del tiempo. Es ampliamente utilizado para simular el comportamiento de ondas ultrasónicas en medios biológicos. Mediante el agregado de un limitado número de instrucciones es posible simular la propagación de campos acústicos en dos dimensiones con diversas condiciones de contorno, basadas en una imagen de referencia (archivo BMP) en el cual puntos de diferentes colores representan elementos específicos de la simulación. Esto permite experimentar con diferentes condiciones utilizando el toolbox k-wave con mínimos conocimientos de MATLAB/Octave. Cualquier alteración en la imagen mediante operaciones simples de corte, pegado, desplazamiento o rotación produce nuevas condiciones de simulación.

Contenido: Se analizan las reflexiones de ondas acústicas en superficies corrugadas. Para este trabajo se toma como base una propuesta de Yi-Fan Zhu sobre un modelo relativamente sencillo de metasuperficie. Cada ranura de una superficie corrugada puede considerarse análoga a una fuente de un arreglo lineal, mientras que la profundidad de sus hendiduras se relaciona con la fase de cada fuente.  La propuesta original de Zhu toma como parámetro de diseño al gradiente de fase del arreglo. En este trabajo se analizan las ventajas del diseño de superficies a partir del gradiente de retardos temporales. Se presenta además la posibilidad de incorporar breves retardos en todo el patrón de reflexiones de modo independiente al proceso general de diseño.

Contenido: Los Puntos de Intercambios de Tráfico (PIT) han sido los principales autores del mayor cambio del ecosistema de Internet en los últimos 15 años. A pesar de la popularidad de los PITs, gran cantidad de países demoraron en incorporar esta infraestructura a sus redes. En 2013, Bolivia impulsó la creación del PIT nacional, lo que motivó nuestro interés de estudiar por primera vez un PIT en la región, en un país que aún no contará con esta infraestructura. Sin embargo, ante la ausencia de sondas de medición de Internet en Bolivia debidos desarrollar una plataforma (PladMeD) para observar la influencia del PIT. En este artículo se estudió durante seis meses el efecto del PIT en la red nacional, enfocándose en las modificaciones en la interconexión y la calidad de servicio en la red nacional.

Contenido: En este trabajo se presenta un nuevo esquema de medición para espectroscopía fotoacústica de gases traza basado en un esquema de excitación up-chirp. Esta forma combina las ventajas de los esquemas resonante y pulsado. Para mostrar el potencial de esta técnica se la comparó con un esquema de excitación resonante sobre la medición de muestras de dióxido de nitrógeno en aire contenidas en una resonador acústico de alumnio. Los resultados mostraron que la técnica chirp permite realizar mediciones de corta duración con muy buena relación señal a ruido.

Contenido: En este artículo se presentan las bases para el desarrollo de un sistema de entrenamiento para deportes de combate y artes marciales, cuya finalidad es brindarles a los practicantes una herramienta para perfeccionar diferentes técnicas de golpe y adquirir la práctica necesaria previa a la rotura de tablas de madera. Además, permite mejorar el tiempo de ejecución de dichas técnicas, directamente relacionado con el tiempo de reacción del deportista. En el trabajo se abarcan aspectos del diseño del sistema embebido como la adquisición, el procesamiento de datos y su presentación al usuario, pero también se muestra la construcción y el uso de un péndulo de Charpy como instrumento de calibración para la rotura de maderas.

Contenido: Históricamente para la medición de potencia eléctrica se utilizó el vatímetro electrodinámico, pero cuando involucraba frecuencias superiores a las industriales se debían desarrollar equipos especiales. En la actualidad se utilizan medidores digitales de potencia. En este trabajo se estudia la utilización del vatímetro electrodinámico en una aplicación muy frecuente como es la medición de potencia a la salida de un convertidor de frecuencia. Se realizan mediciones comparando la lectura de este instrumento con la de instrumentos digitales en distintos escenarios, en función de la frecuencia, el cos φ, la carga, etc., para determinar en qué condiciones es de utilidad.

Contenido: Este trabajo presenta criterios de selección de materiales y parámetros de celdas en cuña para refractometría en el rango visible. Estas celdas consisten en dos prismas de ángulo recto enfrentados, que definen una cavidad con forma de cuña entre ellas, en la que se coloca la muestra cuyo índice de refracción se desea medir. Éste se determina a partir de la desviación de un haz luminoso que atraviesa la celda. Este modelo para fines de ingeniería tiene en cuenta la geometría de la celda y los índices de refracción del material de la celda y de la muestra. A partir de allí realizamos el cálculo numérico y trazado de rayos correspondiente al sistema óptico. También proponemos ajustes polinómicos para simplificar el tratamiento numérico, como complemento de las ecuaciones completas. Estos polinomios dan el índice de refracción de la muestra como una función explícita del ángulo de deflexión. Se incluye además el análisis de los errores de la aproximación.

Contenido: Este artículo describe el diseño y desempeño de amplificadores de transimpedancia (TIAs) para optoelectrónica, optimizados para su uso en aplicaciones de interferometría óptica dinámica. Para desarrollar el análisis de los amplificadores, mostramos algunos esquemas experimentales donde se utilizan distintas topologías. En cada esquema desarrollado, describiremos la relevancia de cada TIA, mencionando lineamientos y consideraciones de diseño.