Métodos de TinyML para análisis de la marcha en sensores corporales (sin asignar)

Alumnos proyectistas: 

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Gabriel Hermosilla

Resumen: El análisis de la marcha es un procedimiento médico que sirve para detectar enfermedades como esclerosis múltiple, evaluar la recuperación de pacientes, o estimar la estabilidad del caminar de adultos mayores. Este procedimiento se realiza en centros médicos bajos ambientes controlados, por lo que exportarlos a sensores corporales tiene varias ventajas, como una mayor representabilidad de las mediciones y una mejor adopción de parte de los pacientes. 

Desarrollo de aplicaciones en Tiempo-Real utilizando FreeRTOS (sin asignar)

Alumna proyectista:

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Sebastián Fingerhuth

Resumen: Lograr la ejecución simultánea de múltiples tareas dentro de un sistema embebido con capacidad computacional limitada posee una serie de desafíos para un desarrollador, como el uso compartido de los recursos, como la CPU, memoria, o periféricos. El estudio de métodos para lograr esta tarea de forma escalable se denomina Sistemas en Tiempo-Real, y es de gran importancia para sistema de seguridad críticos, como en la electrónica automotriz, ascensores, o aviónica. FreeRTOS es un sistema operativo en tiempo real que permite administrar múltiples tareas en paralelo en sistema embebidos restringidos computacionalmente. 

Objetivo General:  Se desea estudiar el uso e incorporación de FreeRTOS en distintas procesadores embebidos, como ARM, PIC, y Atmel para fines académicos. 

Objetivos Específicos:

1. Investigar estado del arte en RTOS gratuitos para sistemas embebidos y realizar comparación. 

2. Estudiar documentación asociada a FreeRTOS.

3. Definir una aplicación demostrativa de un sistema en Tiempo-Real.

4. Implementar FreeRTOS en procesadores PIC, Atmel, y ARM. 

Financiamiento:  Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista. 

Estudio e implementación de un Servidor de Proyectos para uso académico (sin asignar)

Alumno proyectista:

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Sebastián Fingerhuth

Resumen: En la actualidad, la Escuela de Ingeniería Eléctrica desarrolla cientos de proyectos cada año, entre Pregrado, Postgrado e Investigación. Por muy distintos que sean los temas de proyecto, éstos requieren de las misma herramientas informáticas para su gestión: un sistema de documentación colaborativa, repositorio de código, control de versiones, control de acceso, gestión de avance, etc. Para esto, existen servidores de gestión de proyectos públicos, como Github o Gitlab, sin embargo, algunas de sus servicios son limitados, y se pierde el control de quién accede o hace copias de los datos almacenados al no tener control físico de los servidores. Un alternativa es implementar un servidor de proyectos local en la Escuela de Ingeniería Eléctrica, el cual pueda ofrecer servicios ajustados a las necesidades de la EIE, y donde los datos estén físicamente en dependencias de la Universidad. 

Objetivo General:  Se desea estudiar las principales necesidades para la gestión de proyectos en la Escuela, para luego evaluar e implementar distintos Proyectos de Código Abierto de Servidores de Gestión de Proyectos, seleccionando el más adecuado. 

Objetivos Específicos:

1. Estudiar el marco teórico sobre gestión de Proyectos de Ingeniería, servidores linux, y sistemas informáticos de gestión de proyectos. 

2. Revisar el estado del arte en proyectos de código abierto para gestionar proyectos de ingeniería. 

3. Definir algunos sistemas candidatos y evaluarlos según métricas de interés para la Escuela.

4. Implementar sistema candidato. 

Financiamiento:  El proyecto no requiere financiamiento.

Diseño y construcción de fuente de poder de laboratorio de código abierto (asignado 1S2022)

Alumnos proyectistas: Felipe Cabrera V. y Claudio Tejada A.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Sebastián Matus

Resumen: Se propone diseñar una fuente de poder de laboratorio con características similares a las disponibles comercialmente, esto es, ajustable o programables, con protecciones de corriente y voltaje, con sistema UPS, etc., para luego evaluar económicamente el proyecto. El diseño deberá quedar como un proyecto de código abierto, para poder ser usado por la comunidad de forma gratuita.

Desarrollo de un entorno simulado de conducción autónoma para la adquisición de datos en CARLA (asignado 1S2022)

Alumnos proyectistas: Paula Granja C.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Gabriel Hermosilla

Resumen: El simulador Carla, basado en el motor Unreal 4, es una plataforma utilizada para evaluar algoritmos de conducción autónoma en un ambiente controlado y reproducible. Se desea crear un entorno simulado relacionado a un sistema de transporte público, e implementar una aplicación demostrativa. La aplicación debe utilizar los sensores de los vehículos autónomos simulados, como LIDAR, sensores de distancia, y cámaras.

Estudio de herramientas de Procesamiento del Lenguaje Natural (NLP) para aplicaciones de Ambientes Inteligentes para el cuidado de adultos mayores (asignado 1S2022)

Alumnos proyectistas: Benito Carrizo C.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Gabriel Hermosilla

Resumen: El avance en el desarrollo de herramientas de NLP de código abierto ha impulsado aplicaciones en otros dominios, como los ambientes inteligentes. Debido al cambio demográfico global, se prevé que el creciente grupo de adultos mayores requerirán cada vez más de herramientas tecnológicas para extender su vida independiente, por lo que NLP son de mucha utilidad.

Desarrollo y evaluación de algoritmos de procesamiento de imágenes utilizando la plataforma ESP32-CAM (asignado 1S2022)

Alumnos proyectistas: Guillermo Cid A.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Gabriel Hermosilla

Resumen: El módulo embebido ESP32-Cam consiste en un microcontrolador de 32 bits con conexión Wifi y una cámara de 2 megapixeles. El conjunto permite montar un servidor web y transmitir imágenes en vivo en el mismo dispositivo. Al ser de bajo costo, se desea montar un sistema de transmisión de imágenes de entornos domésticos para aplicaciones de ambientes inteligentes para adultos mayores.

Desarrollo de back-end para asignatura Laboratorio de Robosoccer (asignado 1S2022)

Alumnos proyectistas: Katherine Hernández E.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Gabriel Hermosilla

Resumen: En los próximos semestres se desea impartir en la EIE la asignatura optativa Laboratorio de Robosoccer, con el objetivo de enseñar conceptos de Ingeniería de Software y de Proyectos, y Programación Orientada a Objetos por medio de robos que juegan fútbol. Parte de la infraestructura IT del curso consiste en rutinas y librerías disponibles para que los alumnos participantes puedan desarrollar algoritmos de control de los robots. 

Prototipo de bajo costo para la detección temprana de incendios forestales utilizando un módulo OpenMV (asignado 1S2022)

Alumnos proyectistas: Margarita Pacheco A.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferentes: Gabriel Hermosilla, Felipe Guzmán

Resumen: En Chile existe un gran número de incendios forestales cada año. Este proyecto busca crear un dispositivo robusto y de bajo costo con comunicación inalámbrica para la detección temprana de incendios forestales utilizando Machine Learning (ML). El modelo de ML se ejecutará localmente en el dispositivo y procesar las imágenes capturadas por una cámara infrarroja posicionada en altura en la parte con mayor visibilidad de una zona boscosa. 

Evaluación de una  arquitectura RISC-V en una plataforma Open FPGA (asignado 1S2022)

Alumnos proyectistas: Gabriel Tapia A.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Sebastián Fingerhuth

Resumen: El proyecto RISC-V es cada vez más popular al incorporar una arquitectura de CPU tipo RISC al dominio del hardware libre, lo que permite ser implementado en hardware programable tipo FPGA. Por otro lado, ICEStudio es una plataforma de desarrollo de código abierto para FPGAs ICE del fabricante Lattice. Ambos hitos permiten desarrollar proyectos de código abierto a bajo costo, beneficiando así a la academia y entusiastas de sistemas embebidos. 

Evaluación del protocolo de comunicación DASH7 (asignado 1S2022)

Alumnos proyectistas: Camila Trujillo H.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Christof Reinarz

Resumen: Existen distintos protocolos de comunicación inalámbrico para aplicaciones industriales. Uno de ellos es DASH7, el cual tiene características de bajo consumo y de predictibilidad en sus transmisiones. Se desea evaluar y comparar las prestaciones del protocolo DASH7 contra otros similares, como WirelessHART, Xbee o LoRa. Finalmente, se desea implementar una aplicación demostrativa. 

Estudio e implementación de protocolo de comunicación inalámbrico  Bluetooth Mesh (asignado 1S2022)

Alumnos proyectistas: Gonzalo Villarroel R.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Christof Reinarz

Resumen: El protocolo de comunicación Bluetooth Mesh es una extensión del protocolo Bluetooth Low Energy (BLE), y está pensado para habilitar redes del tipo malla en aplicaciones inalámbricas industriales y domóticas, entre otras. Se desea estudiar la última especificación del protocolo Bluetooth Low Energy y la implementación de la extensión Mesh, además de implementar una aplicación demostrativa utilizando módulos BLE del fabricante Nordic Semiconductors. 

Evaluación de sistemas Software Defined Radio (SDR) para su uso en aplicaciones de Procesamiento Digital de Señales (asignado 1S2021)

Alumno proyectista: César Ibarra

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Juan Vignolo

Resumen: El poder de procesamiento de las últimas generaciones de procesadores DSP ha permitido demodular y modular señales de RF por software y en tiempo-real, permitiendo recibir y enviar señales de cualquier protocolo con un mismo hardware. Este concepto se conoce como Software-Defined Radio (SDR), y su campo se extiende a las telecomunicaciones, radioastronomía, instrumentación, etc. En la actualidad, existe una gran variedad de tarjetas SDR en el mercado, con distintas capacidades y costos.

Objetivo General:  Se desea estudiar los distintos proyectos de hardware SDR para su eventual uso en asignaturas relacionadas con Procesamiento Digital de Señales (DSP), como Análisis y Procesamiento de Señales, Sistemas Embebidos, o Telecomunicaciones. 

Objetivos Específicos:

1. Estudiar literatura sobre SDR y aplicaciones.

2. Investigar y clasificar distintos módulos SDR disponibles en el mercado, según costo, documentación disponible, capacidad, entre otros.

3. Evaluar un módulo SDR en conjunto con algún software de uso académico como MATLAB.

4. Documentar su uso 

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista. 

Estudio de sistemas aviónicos de código abierto para aeronaves no tripuladas (UAVs) (asignado 1S2021)

Alumno proyectista: Nicolás Fuentes

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Sebastián Fingerhuth

Resumen: La masificación comercial de aeronaves no tripuladas (UAVs) como drones principalmente ha impulsado en gran medida el desarrollo de sistemas aviónicos de menor costo y mayor desempeño, como los sistemas de baterías, motores, controladores de vuelo, telemetría, etc. Algunos de estos sistemas se basan en proyectos de código libre, e involucran el desarrollo de cientos de personas. 

Objetivo General:  Se desea realizar un estudio del estado del arte de sistema aviónicos de código abierto para drones, y evaluar la eventual extensión de uno de estos proyectos con fines académicos, por ejemplo, evaluar distintos métodos de control automático, instrumentación, o sistemas embebidos. 

Objetivos Específicos:

1. Definir marco teórico respecto a aviónica en drones.

2. Investigar estado del arte sobre sistema aviónicos actuales.

3. Investigar proyectos de código abierto para control de vuelo, telemetría, drivers de potencia, etc.

4. Seleccionar proyectos en base a su facilidad para ser modificados para fines académicos, por ejemplo, por medio de MATLAB o con compiladores libres. 

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista. 

Evaluación de software de simulación de redes de sensores inalámbricos  (asignado 1S2021)

Alumno proyectista: Alberto Cari

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Sebastián Fingerhuth

Resumen: Existen software de simulación de enrutamiento de redes inalámbricas para evaluar aspectos de calidad de servicio, como latencias, consumo, o robustez de enlaces. Uno de estos simuladores es el NS-3, el cual permite simular, entre otros, redes de sensores inalámbricos con topologías malla o estrella. 

Objetivo General:  Se desea ganar experiencia y evaluar simuladores de redes de sensores inalámbricos para fines de investigación. Además, se desea generar documentación y ejemplos para su uso por parte de alumnos en el futuro. 

Objetivos Específicos:

1. Investigar simuladores de redes de sensores inalámbricos disponibles. 

2. Verificar disponibilidad de documentación y evaluar candidatos en término de prestaciones, soporte, costos, protocolos soportados, etc. 

3. Instalar simulador adecuado según evaluación y generar documentación correspondiente. 

4. Simular una red compleja de sensores inalámbricos y evaluar distintas métricas. 

Financiamiento:  El proyecto no requiere financiamiento.

Desarrollo de TinyML en plataforma OpenMV para aplicaciones de asistencia a personas discapacitadas  (asignado 1S2021)

Alumna proyectista: Heddy Iglesias

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Gabriel Hermosilla

Resumen: Con la masificación y democratización de los métodos de Machine Learning (ML) en el último tiempo, se ha comenzado a buscar su implementación en todo tipo de dispositivos, incluyendo también sistema embebidos con menor capacidad computacional como microcontroladores, término acuñado como TinyML. En la actualidad, existen varias plataformas embebidas con capacidad de capturar imágenes. Una de ellas es el dispositivo OpenMV. La capacidad de correr algoritmos de ML en dispositivos de bajo consumo permitirían, entre otros, desarrollar asistentes personales compactos y vestibles para personas con discapacidad, p. ej.,  visual o cognitiva, que le ayuden a desarrollar de mejor manera sus actividades de la vida diaria. 

Objetivo General:  Se desea evaluar las capacidades del módulo OpenMV para correr métodos de TinyML, especialmente relacionados con aplicaciones de detección de objetos. 

Objetivos Específicos:

1. Estudiar literatura sobre discapacidad visual y cognitiva, y las respectivas dinámicas en el desarrollo de sus actividades de la vida diaria.

2. Estudiar literatura sobre TinyML y OpenMV.

3. Implementar código de ejemplo en plataforma OpenMV.

4. Desarrollar métodos de reconocimiento de objetos y escenarios en plataforma OpenMV. 

Financiamiento:  Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista. 

Desarrollo y evaluación de métodos de administración energética para sensores inalámbricos con capacidades de micro-generación o energy harvesting (asignado 2S2020)

Alumno proyectista: Matías Rojas H.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Miguel López

Resumen: Para extender su autonomía energética y pese a su pequeño tamaño, redes de sensores inalámbricos suelen utilizar dispositivos para capturar energía disponible del ambiente, p. ej., por medio de paneles solares o micro generadores eólicos. Esta energía cosechada debe ser administrada eficientemente tanto en generación, almacenamiento y uso.

Objetivo General:  Se desea estudiar métodos de administración energética para sensores inalámbricos asociados a los distintos métodos de cosecha energética, considerando sistemas de almacenamiento híbrido, con el fin de extender la autonomía energética de la red.

Objetivos Específicos:

1. Levantamiento el estado del arte de métodos de cosecha energética y de administración energética para sensores inalámbricos.

2. Simular por medio de Simulink esquemas de cosecha energética, simulando condiciones geográficas y meteorológicas reales.

3. Desarrollar algoritmo de administración energética optimizados en base a simulaciones.

Financiamiento: El proyecto no requiere financiamiento.

Estudio comparativo de los protocolos de comunicación NB-IoT y LoRaWAN (asignado 2S2020)

Alumno proyectista: Pablo Pozo V.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Francisco Alonso

Resumen: Con la realización del concepto de las ciudades inteligentes aumenta la necesidad de conectar cada vez más dispositivos IoT, como medidores de consumo, semáforos, o parquímetros inteligentes. Dos protocolos de comunicación candidatos para esta tarea son NB-IoT y LoRaWAN.

Objetivo General:  Se desea estudiar comparativamente ambos protocolos de comunicación en términos técnicos, económicos y operacionales, y analizar el estado actual de su implementación a nivel global.

Objetivos Específicos:

1. Realizar revisión bibliográfica técnica del estándar de ambos protocolos de comunicación. 

2. Realizar levantamiento de proveedores de tecnología para ambos protocolos, y realizar comparación comercial.

3. Realizar estudio del estado de la implementación de ambas tecnologías a nivel global, y sus proyecciones.

Financiamiento: El proyecto no requiere financiamiento.

Desarrollo y evaluación de algoritmos de procesamiento de imágenes para la plataforma ESP32-CAM (asignado 2S2020)

Alumno proyectista: Erasmo Orrego V.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Correferente: Gabriel Hermosilla

Resumen: El módulo embebido ESP32-Cam consiste en un microcontrolador de 32 bits con conexión Wifi y una cámara de 2 megapixeles. El conjunto permite montar un servidor web y transmitir imágenes en vivo en el mismo dispositivo, además de realizar tareas más complejas como realizar procesamiento de las imágenes.

Objetivo General:  Se desea desarrollar y evaluar nuevos algoritmos de procesamiento de imágenes de bajo requerimiento computacional para implementar en la plataforma, como seguimiento de objetos, reconocimiento óptico de caracteres, u otros.

Objetivos Específicos:

1. Revisión de documentación técnica del módulo (hojas de datos, foros, tutoriales).

2. Implementación del kit de desarrollo de software provisto por el fabricante.

3. Compilación de aplicaciones de ejemplo provistos por el fabricante.

4. Desarrollo y evaluación de nuevos algoritmos de procesamiento de imágenes.

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista. 

Desarrollo de experiencias didácticas de una plataforma Programable System-on-Chip (PSoC) basada en ARM (asignado 1S2020)

Alumno proyectista: Samuel Norero R.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Francisco Alonso

Resumen: En el contexto de Sistemas Embebidos, el módulo PSoC5LP del fabricante Cypress consiste en una plataforma embebida basada en un microcontrolador ARM Cortex M3 y bloques de hardware reconfigurable, lo que permite procesamiento en paralelo superior a plataformas embebidas convencionales. Dentro de estos bloques de hardware reconfigurable se encuentran controladores DMA, drivers LCD, conversores ADC y DAC, amplificadores operacionales y comparadores, controladores de comunicación USB, UART, SPI/I2C, alguno de los cuales se pueden replicar varias veces dentro de una misma aplicación embebida. El laboratorio LABSEI cuenta con dos plataformas de desarrollo, las cuales se quieren utilizar en el futuro para un curso de Sistemas Embebidos. 

Objetivo General:  Utilizando las plataformas de evaluación de microcontroladores PSoC5LP disponibles en el LABSEI, el entorno integrado de desarrollo (IDE) gratuito y la documentación provisto por el fabricante, el proyectista deberá desarrollar una guía didáctica de experiencias prácticas para el uso de esta plataforma embebida por parte de alumnos de la carrera. Además, deberá desarrollar una serie de demostraciones orientadas a aplicaciones de instrumentación y procesamiento digital de señales. 

Objetivo específico 1:

• Comparar distintas sistemas embebidos con capacidad de hardware programable (p.ej., Zynq, MyRio).

• Estudiar características principales del microcontrolador PSoC5LP utilizado por la plataforma de evaluación.

• Estudiar características y limitaciones de los módulos de hardware programable.

Objetivo específico 2:

• Estudiar documentación de las librerías de los módulos de hardware programable provistas por el fabricante.

• Definir una serie de experiencias y demostraciones para la guía didáctica. 

Objetivo específico 3:

• Documentar e instalar IDE, compilador y drivers provistos por el fabricante.

• Compilar y evaluar aplicaciones embebidas demostrativas provistas por el fabricante.

• Compilar y evaluar aplicaciones embebidas demostrativas definidas para la guía didáctica.

• Desarrollar y fabricar una tarjeta de expansión con componentes básicos, como potenciómetros, botones, conectores y pantalla.

Objetivo específico 4:

• Generar documentación y material demostrativo.

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista. 

Desarrollo de experiencias didácticas de procesamiento digital de señales (DSP) para una plataforma ARM (asignado 1S2020)

Alumno proyectista: Matías Pedreros V.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Juan Vignolo

Resumen: La plataforma de evaluación de bajo costo STM32F4 Discovery incluye hardware especializado en el tratamiento de señales análogas, como un procesador de punto flotante, un micrófono electret con salida digital, conversores análogo-digitales (ADC), digital-análogos (DAC), y controladores de audio, entre otros. El objetivo de este proyecto es crear una serie de experiencias didácticas de DSP utilizando esta plataforma. 

Objetivo General:  Utilizando librerías provistas por el fabricante, el proyectista deberá crear programas demostrativos utilizando los periféricos más relevantes de la plataforma. Éstos se utilizarán para evaluar métodos básicos de DSP, como filtraje digital y análisis espectral. Además, el proyectista deberá diseñar una tarjeta de expansión con componentes básicos, como potenciómetros, botones, conectores y pantalla, que permita la interacción entre un usuario/estudiante y la plataforma embebida.

Objetivo específico 1:

• Estudiar características principales del microcontrolador ARM utilizado por la plataforma.

• Estudiar características de DSP del microcontrolador ARM.

Objetivo específico 2:

• Realizar un levantamiento y comparación del estado del arte de Entornos de Desarrollo Integrado (IDE) disponibles para el desarrollo de aplicaciones en la plataforma STM32F4 Discovery.

• Estudiar documentación de librerías de DSP provistas por el fabricante y verificar compatibilidad con IDEs disponibles.

Objetivo específico 3:

• Definir y habilitar el IDE seleccionado en evaluación previa.

• Compilar y evaluar aplicaciones demostrativas básicas provistas por el fabricante.

• Compilar y evaluar aplicaciones demostrativas que utilicen procesos de DSP.

• Desarrollar y fabricar una tarjeta de expansión con componentes básicos, como potenciómetros, botones, conectores y pantalla.

Objetivo específico 4:

• Generar documentación y material demostrativo.

Requisitos del Postulante:

• Conocimientos básicos de programación de sistemas embebidos como Arduino o PIC.

• Haber cursado una asignatura de DSP.

• Capacidad de leer y comprender inglés técnico.

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista. 

Desarrollo de un dispositivo portátil programable para el estudio de interfaces cerebro-computadora (sin asignar)

Alumno proyectista: José González G.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Juan Vignolo

Resumen: Las interfaces cerebro-computadora (BCI) están presente en distintas aplicaciones médicas, como ayudar a pacientes con parálisis a comunicarse con su entorno, pronosticar crisis de epilepsia, o alertar un estado riesgoso de somnolencia en un conductor. Debido a que para todas estas aplicaciones el diseño electrónico base es el mismo, se desea desarrollar un prototipo de BCI genérico, personalizable y portátil, para fines didácticos y de investigación.

Objetivo General:  Basado en prototipos electrónicos existente para la medición y clasificación de ondas cerebrales (EEG), la/el proyectista debe crear una versión portátil de este sistema, además de incluir capacidades de visualización y almacenamiento de las señales cerebrales con el fin de estudiar, implementar y evaluar distintos algoritmos de análisis y clasificación en el futuro.

Objetivo específico 1:

• Estudiar conceptos básicos de electro-encefalografía (EEG) e interfaces cerebro-máquina (BCI).

• Revisar el estado del arte en ambas temáticas.

Objetivo específico 2:

• Estudiar etapa analógica y digital de circuito EEG disponible en el LABSEI y proponer mejoras.

• Definir requerimientos y características de prototipo EEG portátil.

Objetivo específico 3:

• Implementar etapas analógica y digital en protoboard.

• Implementar interfaz gráfica basada en Raspberry Pi.

• Diseñar circuito impreso y estructura mecánica para prototipo portátil.

Objetivo específico 4:

• Adquirir y desplegar señales de EEG con el prototipo.

• Generar documentación y material demostrativo. 

Requisitos del Postulante:

• Conocimientos de programación de sistemas embebidos como Arduino o PIC (importante).

• Conocimientos básicos de Linux (preferible).

• Haber cursado Procesamiento Digital de Señales, o Análisis y Procesamiento de Señales (preferible).

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista.

Desarrollo de librerías y experiencias didácticas para una plataforma ARM con pantalla TFT (asignado 1S2020)

Alumno proyectista: Nicolás Hermosilla R.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Juan Vignolo

Resumen: La plataforma de evaluación de bajo costo STM32F429 Discovery incluye una pantalla táctil TFT QVGA de 2,4”, 64 MBits de memoria SDRAM externa, puerto USB OTG, y giróscopo MEMS, entre otros. El objetivo de este proyecto es desarrollar experiencias didácticas basadas en las librerías y aplicaciones demostrativas, el cual será usado como material para el desarrollo de una asignatura optativa de la EIE.

Objetivo General:  El proyectista deberá desarrollar breves aplicaciones demostrativas que incluyan objetos en la pantalla TFT como rótulos, botones, gráficos, o barras deslizantes. Además, deberás desarrollar una guía sobre la programación de la plataforma y el uso de la pantalla y otros periféricos. Esta plataforma será utilizada en el futuro por otros proyectistas para la creación aplicaciones multimedia, como juegos interactivos, despliegue de datos de sensores, o la visualización de imágenes y videos.

Objetivo específico 1:

• Estudiar conceptos básicos sobre pantallas utilizadas para aplicaciones embebidas.

• Estudiar conceptos básicos sobre pantallas TFT.

• Estudiar características principales del microcontrolador ARM utilizado por la plataforma.

• Estudiar protocolo de comunicación entre plataforma ARM y pantalla TFT.

Objetivo específico 2:

• Realizar un levantamiento y comparación del estado del arte de Entornos de Desarrollo Integrado (IDE) disponibles para el desarrollo de aplicaciones en la plataforma STM32F429 Discovery.

• Estudiar documentación de librerías para el uso de la pantalla gráfica TFT y verificar compatibilidad con IDEs disponibles.

Objetivo específico 3:

• Definir y habilitar el IDE seleccionado en evaluación previa.

• Compilar y evaluar aplicaciones demostrativas básicas provistas por el fabricante.

• Compilar y evaluar aplicaciones demostrativas que utilicen la pantalla TFT.

• Desarrollar una serie de ejemplos utilizando componentes gráficos típicos, como rótulos, botones, gráficos, o barras deslizantes.

Objetivo específico 4:

• Generar documentación y material demostrativo.

Requisitos del Postulante:

• Conocimientos de programación (importante).

• Capacidad de leer y comprender inglés técnico (importante).

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista.

Evaluación de un método basado en RFID para la estimación de desgaste de revestimientos de goma en molinos (asignado 1S2020)

Alumno proyectista: Rodolfo Geraldo U .

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Juan Vignolo

Resumen: Se plantea el estudio de factibilidad para implementar un nuevo sistema de estimación de desgaste, introduciendo RFID Tags en goma. Se evaluará el funcionamiento de un módulo de lectura RFID de largo alcance, y su interacción con RFID Tags de distintos tamaños y disposiciones dentro del material del revestimiento. Se evaluarán las propiedades mecánicas de los tags.

Objetivo General:  Determinar si la tecnología RFID de largo alcance es adecuada para el monitoreo de superficies de goma.

Objetivo específico 1:

• Realizar levantamiento del estado del arte de tecnologías para la estimación del desgaste de superficies de goma en procesos mineros o similares.

Objetivo específico 2:

• Investigar y comparar aspectos técnicos de tecnologías RFID.

Objetivo específico 3:

• Investigar funcionamiento de módulo comercial de evaluación de tecnología RFID de largo alcance.

• Definir y realizar experimentos de comunicación con tags de distintos modelos.

• Evaluar interacción de tags con carpeta de revestimiento de goma.

Objetivo específico 4:

• Presentar resultados de experimentos en forma de tablas y gráficos.

• Extrapolar resultados.

• Generar conclusiones y recomendaciones.

Evaluación de métodos de detección de fallas en correas transportadoras (asignado 1S2020)

Alumno proyectista: Fernando Pérez B.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Juan Vignolo

Resumen: En el proceso de molienda en la minería se requiere de correas transportadoras para trasladar el material molido. Estas correas sufren cortes longitudinales parciales los cuales derivan con el tiempo en su corte total, provocando así la interrupción del proceso minero hasta el reemplazo de la correa. Debido a esto, se propone estudiar distintos métodos electrónicos para la estimación de las condiciones mecánicas de la correa transportadora, considerando las condiciones ambientales y operacionales típicas de las faenas mineras. 

Objetivo General:  Evaluar métodos de escaneo de superficies basados en sensores de distancia ópticos, acústicos y electromagnéticos para la estimación de las condiciones mecánicas de correas transportadoras. 

Objetivo específico 1:

• Realizar levantamiento del estado del arte de tecnologías para escaneo de superficies en procesos industriales.

• Estudiar métodos de procesamiento digital de señales empleados para esta aplicación. 

Objetivo específico 2:

• Investigar y comparar aspectos técnicos de sensores de distancia ópticos, acústicos y electromagnéticos. 

Objetivo específico 3:

• Implementar un modelo a escala de una correa transportadora, replicando características principales.

• Evaluar cada sensor sobre superficie de prueba a distintas condiciones operacionales (velocidad, carga, vibración).

• Adquirir señales eléctricas de sensores para procesar digitalmente.

• Evaluar distintos métodos de DSP para la detección de fallas en la correa.

Objetivo específico 4:

• Presentar resultados de experimentos en forma de tablas y gráficos.

• Extrapolar resultados.

• Generar conclusiones y recomendaciones.

Desarrollo de algoritmos de detección de caídas para sistemas heterogéneos de sensores corporales (asignado 2S2019)

Alumno proyectista: Matko Milovic H.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Juan Vignolo

Objetivo(s) General(es): Ambient-Assisted Living (AAL) es el concepto donde adultos mayores y personas con dificultades de movilidad son asistidas en su entorno doméstico por sensores y actuadores inteligentes, permitiéndoles depender en menor medida de personal de cuidado y familiares para llevar a cabo sus actividades cotidianas. Una tarea importante de estos sistemas es el reconocimiento y detección automática de caídas de los pacientes, lo cual permite alertar a familiares o personal de cuidado de esta situación, y dar así asistencia vital de forma oportuna.

Objetivo(s) Específico(s): Estudiar, implementar y evaluar distintos algoritmos de detección de caídas en un sistema de sensores inalámbricos corporales basados en sistemas heterogéneos de sensores microelectromecánicos (MEMS), como acelerómetros, giróscopos, compases magnéticos, sensores de presión y micrófonos.

Requisitos del Postulante: Conocimiento de programación (importante).

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados a la/el proyectista.

Desarrollo de un sistema portátil de comunicación inalámbrica de bajo consumo para búsqueda y rescate de excursionistas. (asignado 1S2019)

Alumno proyectista: David Osses M.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Juan Vignolo

Objetivo(s) General(es): En ocasiones, excursionistas se extravían o sufren accidentes en zonas sin cobertura celular, lo que dificulta su localización y rescate. El objetivo de este proyecto es crear un dispositivo portátil de gran autonomía energética que permita comunicar automáticamente la posición de la persona extraviada al grupo de búsqueda.

Objetivo(s) Específico(s):  El proyectista deberá diseñar el hardware y software del dispositivo, considerando requerimientos de autonomía, cobertura, peso, y tamaño. El dispositivo deberá incluir sistemas de posicionamiento, inter-comunicación por texto o voz, y detección de estado de inmovilidad o inconciencia del usuario, entre otros. 

Requisitos del Postulante: Conocimientos de programación de sistemas embebidos como Arduino o PIC (indispensable), capacidad de leer y comprender inglés técnico (deseable).

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista.

Desarrollo del software de un sistema de adquisición de datos basado en un microntrolador dsPIC y un microcomputador Raspberry Pi. (asignado 1S2019) 

Alumno proyectista: Ricardo Vera S.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Juan Vignolo

Objetivo(s) General(es): Desarrollar el software de un sistema de adquisición de datos para dos señales análogas, a tasas de muestreo del orden de miles de muestras por segundo, basado en hardware de pequeño tamaño y bajo costo, fabricado en un proyecto previo. 

Objetivo(s) Específico(s):  

• Completar el hardware del sistema.

• Desarrollar el software del sistema en lenguaje C.

• Evaluar la velocidad de proceso del sistema con aplicaciones típicas de DSP.

Requisitos del Postulante: Conocimientos de programación de sistemas embebidos como Arduino o PIC, capacidad de leer y comprender inglés técnico.

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista.

Diseño de un sistema de control de altura de olas para canal de oleaje (asignado 1S2019)

Alumno proyectista: Diego Carrasco B.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Sebastián Fingerhuth

Prof. Corref 2: Patricio Winckler (UV)

Objetivo(s) General(es): Diseñar un modelo del canal de oleaje para evaluar algoritmos de control en una simulación, y luego evaluar algoritmos sobre el sistema de control de oleaje real del canal, ubicado en la Escuela de Ingeniería Oceánica de la Universidad de Valparaíso.

Objetivo(s) Específico(s): Buscar en bibliografía modelos físicos de canales de oleaje. Adquirir señales desde sensores de altura de ola y sensores de desplazamiento del émbolo actuador en el canal de oleaje. Ajustar modelo a señales adquiridas. Crear simulación utilizando modelo definido. Crear sistema de control de altura de ola sobre modelo simulado y contrastarlo con canal real.

Requisitos del Postulante: Conocimientos de Labview (preferible), haber cursado "Modelado y simulación de sistemas dinámicos (preferible).

Financiamiento: Externo.

Desarrollo de un sistema de control para convertidores electrónicos de potencia basado en una plataforma ARM. (asignado 2S2018)

Alumno proyectista: René Valenzuela R.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Javier Riedeman

Prof. Corref 2: Juan Vignolo

Objetivo(s) General(es):  El control de un convertidor electrónico de potencia requiere adquirir rápidamente múltiples señales de voltaje y corriente obtenidas de la carga y los distintos componentes del convertidor. Estas señales son procesadas por el controlador para luego generar y ajustar señales moduladas por ancho de pulso (PWM) que activa los componentes electrónicos de potencia. El objetivo de este proyecto es implementar este controlador en una plataforma embebida de bajo costo.

Objetivo(s) Específico(s):  Utilizando librerías provistas por el fabricante, el proyectista deberá implementar el controlador en una plataforma de evaluación STM32F4 Discovery basado en el microcontrolador ARM Cortex M4. Además, deberá crear una tarjeta de expansión que sirva de interfaz con el convertidor, la que incluirá componentes básicos como potenciómetros, botones y una pantalla que permita la interacción del usuario con el software de del convertidor. 

Requisitos del Postulante: Conocimientos de programación de sistemas embebidos como Arduino o PIC (indispensable) , capacidad de leer y comprender inglés técnico (indispensable).

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista.

Evaluación de protocolos MQTT y 6LoWPAN en computadores de placa reducida para el transporte de datos de redes de sensores inalámbricos (asignado 2S2018)

Alumno proyectista: Francisco Torres D.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Juan Vignolo

Objetivo(s) General(es): El protocolo de mensajería MQTT está basado en un modelo de publicación y subscripción, y se utiliza en aplicaciones de internet de mensajería instantánea, sin embargo, ha sido adoptado en redes de sensores inalámbricos para fines de optimización de recursos energéticos y de ancho de banda. Similarmente, el protocolo 6LoWPAN nace de la necesidad de acceder por medio de IPv6 a redes de sensores inalámbricos de forma energéticamente eficiente. Se desea estudiar y documentar el uso de estos protocolos para su implementación en futuros proyectos de sensores inalámbricos.

Objetivo(s) Específico(s): El proyectista deberá implementar y evaluar en un computador de placa reducida (SBC) los protocolos MQTT y 6LoWPAN en términos de escalabilidad, consumo energético y uso de ancho de banda. Estos protocolos se combinarán con protocolos de comunicación inalámbrica Bluetooth Low-Energy (BLE), 802.15.4 (Zigbee), y LoRa, por lo que el proyectista deberá emplear pequeñas redes de sensores basadas en esta tecnología.

Requisitos del Postulante: Conocimientos de programación de sistemas embebidos como Arduino o PIC (indispensable) , capacidad de leer y comprender inglés técnico (indispensable), conocimientos básicos de RaspberryPi o Linux (preferible).

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados al proyectista.

Desarrollo de experiencias didácticas de sensores inalámbricos basados en protocolo de comunicación Bluetooth Low-Energy (asignado 1S2018)

Alumno proyectista: Carlos Murillo H.

Prof. Guía: Daniel Yunge

Prof. Corref 1: Juan Vignolo

 Objetivo(s) General(es): Gracias al desarrollo de técnicas de bajo consumo de sistemas embebidos y protocolos de comunicación como Bluetooth Low-Energy (BLE), cada vez más artículos domésticos como termostatos, aspiradoras o cafeteras se convierten en dispositivos inteligentes, dando paso a hogares inteligentes que se adelantan a las necesidades de las personas. Sin embargo, estos dispositivos carecen muchas veces de interfaces gráficas con las cuales los usuarios puedan interactuar, situando a los teléfonos inteligentes como candidatos naturales para conectar a los usuarios con su entorno. Sin embargo, debido al diseño optimizado del protocolo BLE, su implementación en sistemas embebidos, aplicaciones de PC o smartphones no es sencilla, siendo una mayor documentación y código demostrativo gran ayuda para estudiantes y futuros proyectistas.

Objetivo(s) Específico(s): Diseñar una serie de aplicaciones de sensores y actuadores inalámbricos basados en microcontroladores Nordic de la serie nRF51. Diseñar librerías para utilizar módulos nRF por parte de plataformas embebidas externas como microcontroladores ARM o PIC. Implementar una serie de aplicaciones de demostración para Smartphone y PC para la interacción con los módulos nRF, como adquisición de datos remotos, programación por el aire (OTA), y creación de redes mesh. Documentar aplicaciones y librerías en una guía didáctica para estudiantes y proyectistas.

Requisitos del Postulante: Conocimiento de programación en C para sistemas embebidos (indispensable), programación para sistemas Android o Linux (indispensable), haber cursado Instrumentación Electrónica (preferible).

Financiamiento: Los componentes electrónicos serán suministrados a la/el proyectista.