Revista elektron

40-47

Authors: Maximiliano Daniel Reigada, Martín German González, Leonardo Javier Rey Vega

En este trabajo se aborda el estudio y desarrollo de un sistema que posibilita la obtención de imágenes de ultrasonido bidimensionales. El enfoque principal del desarrollo consistió en conseguir que el sistema sea apto para reutilizarlo en otras aplicaciones de índole semejante. Para este propósito, se empleó un transductor de inmersión comercial, se diseñó e implementó un subsistema para explorar la muestra bajo estudio desde distintos ángulos, y se desarrolló un algoritmo de reconstrucción para generar las imágenes a partir de las mediciones acústicas registradas. Asimismo, se desarrolló un modelo computacional para simular el funcionamiento del tomógrafo en su totalidad. Para evaluar el desempeño del sistema real y el simulado, se utilizaron dos figuras de mérito (correlación de Pearson y relación señal a ruido pico) entre las imágenes de referencia y las reconstrucciones obtenidas.

53-60

Authors: Gustavo Albarran, Juan Nicolodi, Dante Ruiz, Diego Gonzalez-Dondo, Gonzalo Perez-Paina

Autonomous Mobile Robots, known as AMRs, are used in the internal logistics of many types of industries and production sectors. This type of robots replaces the traditional Automated Guided Vehicles (AGVs). In the case of AGVs, the path to follow is previously defined, and these robots do not have the ability to choose a different path. On the other hand, AMRs are more flexible, safe, and precise, due to the incorporation of technologies reserved until recently for research, such as autonomous navigation, computer vision systems, and Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) technology, among others. Many of these technologies are implemented using the Robot Operating System (ROS). ROS is a set of free and open-source software libraries and tools for building robot applications. Its new version, ROS 2, was developed to be applied to production environments. This paper describes the development of a controller for a differential-drive AMR with support for ROS 2 using its implementation for embedded systems, micro-ROS. This controller is the evolution of a previous version that was used in different mobile robots for over 10 years at CIII (UTN). It is worth clarifying that this work is mainly focused on hardware development. However, some preliminary software tests have been carried out, mainly to evaluate the correct functioning of the differential-drive robot controller. Firstly, the design requirements are defined, and a microcontroller with native support for micro-ROS is selected. Then, the development of each controller stage is described, such as the power supply, the USB communication, the battery voltage sensing, the debugging port, and the final PCB design. Finally, the initial software tests that allow verifying the correct operation of the controller and the improvements compared to the previous version are mentioned.

71-76

Authors: German Eduardo Caro, Eduardo Omar Acosta, Liliana Ines Perez, Francisco Ezequiel Veiras

Este estudio se enfoca en la reflexión de ondas electromagnéticas a través de placas paralelas isotrópicas utilizando el método interferométrico, en lugar de tratar el sistema como un todo y resolverlo con las condiciones de contorno. Esto consiste en considerar cada una de las múltiples reflexiones que se dan en este tipo de sistemas, de forma de obtener un desarrollo con distintos términos que convergan a la solución exacta. Así buscamos examinar si las primeras reflexiones son suficientes para una buena aproximación. Se derivaron expresiones para los coeficientes de reflexión para polarizaciones paralelas (p) y perpendiculares (s). Los resultados muestran que considerar solo la primera reflexión no es una buena aproximación, pero si lo es considerar los primeros dos términos.

1-6

Authors: Alex Manuel Rivera, Lázaro Andrés O’Farrill Núñez, Amanda Martí Coll

El presente trabajo describe el diseño e implementación del hardware y software de un sistema de adquisición y procesamiento de datos de una estación meteorológica. El hardware del sistema está basado en el ESP32 de Espressif Systems y una serie de módulos comerciales de bajo costo para suplir las funcionalidades de RTC (real time clock), la conexión vía ethernet, el almacenamiento interno y la conexión vía RS485. Aprovechando la disponibilidad de Wi-Fi embebida en el ESP32, el sistema se comunica con una computadora personal, donde un software hecho a medida permite realizar ajustes al sistema y visualizar gráficamente los datos. Los resultados obtenidos permitieron poner en funcionamiento la estación meteorológica WS501-UMB de la empresa Lufft que carecía del data logger, en la actualidad el sistema está siendo utilizado por el Instituto de Ingeniería Agrícola de Cuba.

19-27

Authors: Alejandro Fabio Veyrat Durbex, Yaki Nachajon Schwartz, Hernán Tacca

Historically, for the measurement of electrical power, the wattmeter electrodynamometer was used, but when dealing with frequencies higher than those of power line, it was necessary to develop special equipment. Digital power meters are currently used. This work studies the use of the electrodynamometer wattmeter in a very frequent application such as power measurement at the output of a frequency converter. Measurements are made by comparing the readings of this instrument with those of digital instruments in different scenarios, depending on the frequency, cos φ, load, etc., to determine under which conditions it is useful.

34-39

Authors: Nicolás Vargas Alice

En este artículo se presenta el diseño e implementación de un equipo capaz de generar filamento plástico apto para uso en impresoras 3D a partir de botellas descartables de plástico PET. Se buscó desarrollar un dispositivo de fácil implementación, económico y que sea simple de controlar con el fin de ser utilizado en centros educativos por personas sin una amplia experiencia previa. Además, se aporta información referida a la impresión 3D y al reciclaje de plásticos.

65-76

Authors: Claudio Pose, Leonardo Garberoglio, Ezequiel Pecker-Marcosig, Ignacio Mas, Juan Giribet

In the last years, multirotor aerial vehicles have gained popularity both as consumer products and in professional applications. Safety is one of the main concerns during operation, and different approaches to fault tolerance have been proposed and continue to be developed. For a control system to be able to handle off-nominal situations, failures must be properly detected and identified; therefore, a fault detection and identification algorithm is required. Also, the control loop has to be accordingly modified to cope with each particular failure in the best way possible. These algorithms usually run on the vehicle’s low-level flight computer, imposing on it a large additional computational load. In this work, a fault detection and identification module is used to evaluate its impact in terms of additional processing time on a flight computer based on the Cortex-M3 microcontroller. While a highly optimized version of the algorithm is able to run, it still suggests potential hardware limitations for expanding the system capabilities. The evaluation of the same module on an improved flight computer design based on a Cortex-M7 micro-processor shows a significantly reduced footprint in the overall performance, allowing for the addition of an augmented method for faster failure detection.

86-95

Authors: Leonardo Garberoglio, Patricio Moreno, Ignacio Mas, Juan Giribet

Applications with small unmanned vehicles have grown remarkably in recent years. Along with this, the interest and the need to carry out tasks using several of these vehicles has gained relevance. This paper presents the use of a formation based on the cluster space control technique between an unmanned surface vehicle and an aerial vehicle, with the aim of monitoring river basins. The different perception of the environment that each vehicle has and the ability to transport different sensors are fundamental characteristics for this type of application. Results are presented both in a simulation environment and in a real application with unmanned vehicles belonging to the research groups.

101-106

Authors: Juan Pablo Rumie Vittar, Dario Walter. Diaz, Gustavo Miguel Rodriguez, Juan Octavio Oviedo, Ariel Cristian Principi, Damian Hector Primo, Diego Daniel Badino, Francisco Martin Escobar

This paper presents the analysis, design, development and implementation of a data acquisition system from various sensors, to be installed and used in different FAA Air Vehicles, through an ARM® Cortex®-R4F CPU microcontroller that meets critical safety standards, such as IEC 61508 , ISO 26262 and DO-178 (at the Software level). The sensors are: a GNSS (Global Navigation Satellite System), an IMU (Inertial Measurement Unit) and atmospheric pressure and temperature sensors. The ARM microcontroller was mounted on a development board called CIAA-Safety and its programming was carried out under the BAREMETAL format, that is, without a Real Time Operating System.

107-114

Authors: Nicolás Urbano Pintos, Héctor Lacomi, Mario Lavorato

In this work, a Binary Quantized Convolution neural network for image classification is trained and evaluated. Binarized neural networks reduce the amount of memory, and it is possible to implement them with less hardware than those that use real value variables (Floating Point 32 bits). This type of network can be implemented in embedded systems, such as FPGA. A quantization-aware training was performed, to compensate for the errors caused by the loss of precision of the parameters. The model obtained an evaluation accuracy of 88% with the CIFAR-10 evaluation set.

129-134

Authors: María Celeste Cabedio, Marco Carnaghi

In this paper, different architectures of simple convolutional networks are analyzed to generate synthetic spectrograms corresponding to baleen whales. Simplicity in these models plays an important role in the implementations of these type of networks on embedded systems. In addition, the scarcity of available data requires the generation of efficient models. With this aim in mind, simple Autoencoder architectures with a low number of as- sociated parameters are presented and trained in this paper. Then, adequate metrics are obtained and the corresponding comparison among the architecture alternatives is made. The obtained results show that the more straightforward architecture is, in turn, the most convenient. Finally, from these models, synthetic spectrograms are generated from few data samples are generated, employing a low complexity architecture and assuming a normal distribution of the latent space vectors from the training data.

1-7

Authors: Tomás Ariel Medina, Martín Vázquez, Lucas Leiva

La modernización en las fábricas es un factor clave para la producción y la calidad del producto final. Sin embargo, esta modernización puede suponer una inversión que las empresas no pueden asumir, dejándolas fuera de la adaptación a la Industria 4.0. En la industria de fabricación de baldosas cerámicas se utilizan inspecciones visuales para determinar la calidad del producto final. Estas tareas son realizadas generalmente por operarios expuestos a entornos de riesgo. Este trabajo presenta una solución de bajo costo para la inspección automática de baldosas cerámicas. Los defectos analizados son gotas, defectos de material, esquinas, bordes y dimensiones. Todos los algoritmos se implementaron en SoC FPGA (dispositivo Xilinx Zynq) utilizando síntesis de alto nivel. Los algoritmos se verificaron y validaron en un entorno controlado construido para evaluar aplicaciones de inspección visual. Los resultados de utilización de recursos y tiempos de procesamiento indican que la implementación en una línea de producción real es factible.

20-28

Authors: Luca Sarramone, Martin Vazquez, Lucas Leiva

Los sistemas de control basado en lógica difusa (FLC, Fuzzy Logic Controller) poseen ventajas, ya que no requieren modelado matemático y además son útiles cuando se necesita del conocimiento de un experto para el manejo de datos imprecisos. Resulta interesante para la implementación de un FLCs la utilización de la tecnología FPGA. Esta tecnología presenta ventajas respecto a la velocidad de procesamiento, consumo de potencia, flexibilidad de diseño y reconfiguración. Este trabajo presenta una herramienta basada en HLS para generar FLCs sobre FPGA. Durante su desarrollo también se analizaron las directivas de síntesis con mayor impacto sobre la performance de los algoritmos. Además se desarrollaron tres problemas de lógica difusa para verificar el funcionamiento de la herramienta.

36-40

Authors: Guido Rombolá, Lucas Leiva, Martín Vázquez, Juan Toloza, Federica Sagües, Carlos Saumell

Un control parasitario eficiente permite reducir pérdidas significativas en la agroindustria. Los métodos actuales con los que se realiza este tipo de controles imponen costos y demoras. Por ello, se propone el desarrollo de un dispositivo portátil que automatice esta tarea. En este trabajo se presenta la implementación hardware de un algoritmo de conteo automático de huevos de parásitos utilizando síntesis de alto nivel. Los resultados demuestran la factibilidad de la implementación, con un 87% de precisión operando a una tasa de hasta de 65 frames por segundo y una ocupación de LUTs menor al 45%, considerando dos kits comerciales (PYNQ-Z1 y ULTRA96V2).

46-51

Authors: Raúl Eduardo Lopresti, Maximiliano Antonelli, Julio Dondo, Luciana De Micco

Gran parte de las aplicaciones electrónicas requieren de números pseudoaleatorios, en general, para mejorar su funcionamiento. Tal es el caso de los sistemas de encriptación, codificación y modulación digital. Si, además, los números pseudoaleatorios varían dinámicamente su función densidad de probabilidad (PDF) es posible potenciar el efecto causado. En este trabajo se presenta el diseño e implementación de un circuito capaz de entregar números pseudoaleatorios que varían su PDF en el tiempo. Para ello, se utilizan como base mapas caóticos, los que son diseñados según las PDF deseadas. Luego, la implementación se realiza mediante Reconfiguración Parcial Dinámica (RPD) la cual permite modificar, en tiempo de ejecución, parte del circuito para variar la PDF de la salida generada.

58-64

Authors: Pablo Capusso, Vanesa Roxana Sánchez

En los últimos años han aumentado considerablemente las investigaciones en el campo de las neurociencias y el comportamiento. En este trabajo se expone el diseño e implementación de un sistema de detección y registro automático de parámetros de pruebas experimentales en modelos murinos. La solución tecnológica desarrollada permite asociar el funcionamiento del equipo con una interfaz que facilita a los usuarios la realización de ensayos experimentales, el análisis y el seguimiento de los resultados de manera sencilla y eficiente.

83-93

Authors: Pablo Sebastian Gonzalez

The practical aspects of the dynamical parameter identification method of an ABB IRB140 robot (off-line calibration procedure) are presented, such as identifiability, reduction to base parameters, inclusion of the measurements noise model and their influence on estimation uncertainty, scaling, and prior knowledge incorporation. A remarkable result is the calculation of the trajectories that provide a set of persistently excitatory signals of the dynamics in order to improve the estimation. The signals preprocessing is another relevant aspect since, to reduce the effect of noise, the excitation is limited in bandwidth and the derivatives of the joint positions are calculated in the transformed space.

100-104

Authors: Lucas Sambuco Salomone, Mariano Garcia-Inza, Sebastián Carbonetto, Adrián Faigón

The radiation response of programmed/erased floating gate cells is studied by numerical simulations through a recently developed physics-based numerical model. The role played by oxide trapped charge in the overall threshold voltage shift with dose is properly evaluated by varying the capture rate of radiation-generated holes. A simplified analytical model is considered, and its limitations are discussed.

112-119

Authors: Javier Alejandro Atadia, Ramiro Alonso, Leonardo Martín Carducci

E-SIC is an algorithm designed to synchronize the clocks of embedded controllers through a Local Area Network (LAN) using 802.11 (WI-FI) technology. It’s based on the SIC algorithm that synchronizes frequency between the clocks by taking advantage of the symmetry of the networks round trip time. By considering an historic window of measurements and the usage of the mode as an estimation tool, the E-SIC algorithm has achieved absolute clock sync between two devices with a higher accuracy than two milliseconds without the requirement of extra hardware.