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Hacia la implementación de un prototipo para la aplicación de IoT y Ciencia de Datos en la Actividad Agropecuaria Sostenible

Ivanna M. Lazarte, Paola I. Beltramini, Sergio H. Gallina, Marcos D. Aranda, CONAIISI 2022

La conjunción y aplicación de las TIC, el Internet de las Cosas y la Ciencia de Datos en el sector agropecuario, posibilitan mejoras considerables de los procesos productivos, contribuyendo al desarrollo, al manejo y a la producción rentable y sostenible de la región. En este trabajo se presenta una propuesta de un sistema de información (hardware - software) que permita la apropiación de estas tecnologías a productores en áreas aisladas que no cuentan con ningún tipo de infraestructura de red de datos, como ocurre en regiones del Noroeste Argentino, con el propósito de impulsar la rentabilidad, productividad y competitividad favoreciendo el crecimiento sostenible del sector agropecuario. Se espera promover el desarrollo de dicho sector, atendiendo de esta manera a los crecientes requerimientos, principalmente en zonas áridas donde el animal debe recorrer largas distancias diarias para buscar alimento.

IoT aplicado a la ganadería extensiva

Marcos D. Aranda, Paola I. Beltramini, Jesús E. Cano, Luis D. Virragrán, Juan P. Moreno, Sergio H. Gallina, Oscar Ariel Herrera Conegliano. RADI, 2020

La ganadería en la región NOA es en términos generales extensiva, es decir que se realiza en amplias superficies donde los animales recorren grandes distancias en busca de pasturas y agua. En el presente trabajo se describe la tecnología IoT puesta a disposición de la ganadería a los efectos de mejorar la producción y rentabilidad, con sostenibilidad del territorio. El desarrollo llevado a cabo entre el INTA Catamarca y el Grupo de Investigación en Internet de las Cosas de la Facultad de Tecnología de la UNCA, hace uso de redes de bajo consumo y largo alcance para el monitoreo de animales. Se presenta el desarrollo de un nodo diseñado para obtener información acerca de la posición y estado biológico del ganado, y la manera en la que resolvió el almacenamiento y la transmisión de dicha información mediante la combinación de LoRa y MQTT. Se logró un prototipo de excelentes prestaciones.

Posicionamiento de un manipulador robótico de tres ejes

Matías Leandro Ferraro, Sergio Hilario Gallina, Esteban Colombo. Primer Congreso Virtual de Microcontroladores y sus aplicaciones. Parana, septiembre 2009.

El presente trabajo muestra la solución adoptada para el control de los motores que mueven un brazo robótico con tres grados de libertad, que se desarrolla como practica de articulación horizontal entre  las cátedras: sistemas lógicos II,  Informática, Análisis Matemático de la carrera de Ingeniería Electrónica de la Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicadas – UNCa. Se presenta en primer lugar el análisis teórico del problema  y la solución encontrada a través de un software desarrollado en lenguaje C y compilado para correr sobre un microcontrolador PIC®.

El software desarrollado se ha incorporado y experimentado dentro del marco del “Desarrollo de un Manipulador de tres grados de libertad” que llevan a cabo estudiantes y docentes de la carrera mencionada. Si bien el sistema se encuentra todavía en su faz de desarrollo, los resultados obtenidos sobre el prototipo son acordes a lo esperado.

Procesamiento Digital de Señales en FPGA para Análisis de Alta Velocidad en Entornos Industriales

Mariano Lizárraga, Sergio Gallina, Juan Contreras, Gastón Peretti. INTERCOM, Peru, 2010 

Este trabajo propone un sistema de procesamiento de información en alta velocidad cuyo diseño está distribuido entre partes de software, hardware y firmware, buscando mostrar la utilidad de incluir sistemas basados en FPGA (Field Programmable Gate Array) en aplicaciones industriales donde se requiera un procesamiento rápido, por ejemplo para el procesamiento digital de señales (Digital Signal Processing, DSP).

Así se muestra que el procesamiento realizado en la FPGA puede ser complementado con un tratamiento en una PC, en la que se puede aprovechar la potencia y funcionalidades especiales de herramientas de software estándar tales como Matlab®. El vínculo entre las plataformas en este caso se basa en una comunicación Ethernet que se implementa en la FPGA mediante una descripción VHDL de uso libre que se ha desarrollado para este trabajo. Para la conexión física se ha construido una interfaz de adaptación entre puertos de E/S de la FPGA y un puerto Ethernet. Finalmente, en la PC se administra la comunicación mediante una conexión Ethernet/IP/UDP convencional, lo que da versatilidad al diseño dado que permite independizarse del lenguaje de programación y ser aprovechado en otras aplicaciones específicas.

Se presenta un caso de estudio para el cual se utiliza un algoritmo basado en el cálculo de la transformada de Fourier (Fast Fourier Transformation, FFT) para la determinación de la velocidad de giro de un motor eléctrico a partir de señales vibratorias captadas.

Sistemas de Tiempo Real - Introducción al diseño.

Autores: Sergio Hilario Gallina; Marcos Darío Aranda; Matías Leandro Ferraro; contribuciones de Natalia Susana Gallina. - 

1a ed revisada. - Ciudad Autónoma de Buenos Aires: ACSE - Asociación Civil para la investigación, Promoción y Desarrollo de Sistemas Eléctricos Embebidos, 2015.

ISBN 978-987-45523-7-2


CONTENIDO

CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE TIEMPO REAL

CAPITULO 2: MODELADO Y SIMULACIÓN 

CAPITULO 3: MICROCONTROLADORES DE 32 BITS 

CAPITULO 4: CMSIS (Cortex Microcontroller Software Interface Standard) 

CAPITULO 5: PERIFÉRICOS 

CAPITULO 6: LPC1769 ARM Cortex-M3 

CAPITULO 7: EDU – CIAA – NXP 

BIBLIOGRAFÍA 

Apuntes para escribir tesis o trabajo final, proyectos de investigación, artículos científicos.

Autores: Sergio Hilario Gallina. Nelly Tapia-  1ra ed revisada. - editorial Científica Universitaria de la Universidad Nacional de Catamarca,  2015.

ISBN  978-950-746-239-9


CAPITULO I:

     Introducción.

     El universo de tesis, monografías y trabajos finales .

     La investigación científica: escritura .

     Como desarrollar una tesis. 

 

CAPITULO II

     La investigación sistematizada.

     Proyecto de investigación.

     Planteo del proyecto.

     Requisitos para formular un proyecto.

     Etapas de elaboración del proyecto.

 

CAPITULO III

     Elaboración del informe de investigación

     Contexto académico.

 

CAPITULO IV

     Como escribir artículos científicos.

     Tipos de textos académicos.

     El articulo científico (Paper)

     Recomendaciones para un buen estilo.

     Características del texto que se escribe.

Planta piloto para la producción de aceite de oliva de alta calidad.

Gallina, S. H., Ahumada, E. R., Gómez, P. E., Filippin, A. J., y Andrada, C. A. (2015). Planta piloto para la producción de aceite de oliva de alta calidad. Provincia de Catamarca - Argentina. En, D. Pérez-de-Lema y C. Garrido-Noguera (Coords.) Vinculación de las universidades con los sectores productivos. 54 casos de éxito en Iberoamérica, vol. 1, (página 45 a  55). México D.F. - Cartagena, México - España: FAEDPYME y ALCUE., 2016 

ISBN de la Colección 978-607-8066-17-9 

ISBN del volumen 1: 978-607-8066-25-4 


Este trabajo representa la labor conjunta entre la Universidad Nacional de Catamarca y un grupo de pequeños productores olivícolas agrupados en la Cooperativa “Los 12 Olivos”. En el presente artículo se describe la vinculación Universidad / Cooperativa de Productores Olivícolas del Valle Central de la Provincia de Catamarca. En el proyecto han participado docentes, investigadores y profesionales expertos del país y de Europa, para diseñar, instalar, equipar, poner en marcha y transferir una planta piloto para la producción de aceite de oliva de alta calidad, que será transferida a los pequeños productores olivícolas del Valle Central. Complementariamente, y una vez finalizada la puesta en funcionamiento de la planta piloto, los docentes e investigadores de la Universidad se plantean nuevos objetivos acordes a las necesidades surgidas de la operación de la planta piloto, por lo que se buscacapacitar y asesorar a los productores en diferentes aspectos relacionados con la actividad:(1) asistencia técnicapara la operación de la maquinaria, (2) capacitación y acceso a la información para la toma de decisiones empresariales, (3) la organización empresarial, (4) el comercio exterior y (5) las formas de acceso al crédito, entre otras.

Esta diferencia de objetivos conducen a dividir el proyecto en dos etapas:la primera, desde el nacimiento de la idea hasta la puesta en producción, se caracteriza por la gestión financiera, capacitación de operadores, construcción del edificio y montaje de la maquinaria; la segunda, ya con la planta en producción,se centra en la realización de estudios e innovaciones para incrementar la rentabilidad de la empresa mediante diversas estrategias. También se describen brevemente los problemas, beneficios y riesgos futuros de la empresa; finalmente se detallan las líneas actuales de investigación y desarrollo tendientes a fortalecer la unidad de negocios.

Desarrollo del Nodo Control de Ganado

Luis Daniel Villagran, Marcos D. Aranda,, Juan P. Moreno, Paola Beltramini, Jesús E. Cano, Sergio H. Gallina.  XIV Jornadas de Ciencia y Tecnologia. Tucuman, 2019


El presente trabajo realizado conjuntamente entre la Universidad Nacional de Catamarca y el Centro Regional Catamarca-La Rioja del INTA, introduce aplicaciones tecnológicas de nodos de control o nodos inteligente para el control del ganado en la zona agropecuaria de NOA, basados en la necesidad de integrar sensores y crear un sistema de monitoreo en línea para controlar la trazabilidad de animales.

A efectos de acotar el desarrollo, en este trabajo se implementa el diseño de un nodo que permita determinar la temperatura corporal, ambiente, humedad y desplazamiento del ganado.

La arquitectura del nodo se divide en varios bloques: el módulo principal con microcontrolador ARM Cortex M0 con tecnología LoRa, un acelerómetro analógico de tres ejes, con él se podrá estudiar el movimiento y comportamiento del animal; un módulo GPS basado en el chip NEO 6M, con él se podrá determinar la ubicación del animal, uno termómetro Infrarrojo con interfaz I2C, sensor no invasivo que permite detectar la temperatura corporal del ganado, y un sensor de temperatura y humedad ambiental.

El trabajo se enmarca en el proyecto de investigación “Sistema de Control Ganadero con Nodos Inteligentes” para mejorar el método del manejo de rodeos en la Provincia de Catamarca 

Sistema de Control Electrónico de Estabilidad para Estudiar Datos de Interés Estratégico Sobre Cultivos

Sergio Gallina, Peretti Gastón, Felissia Francisco, Bernardi Emanuel, Pipino Hugo, Depetris Leonardo, Cervetto Mayco, Depetris Lorenzo. XIX Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación (WICC 2017), Buenos Aires, Abril de 2017.

En este proyecto se propone desarrollar un sistema de control electrónico de estabilidad factible de ser montado sobre un aeromodelo, que nos permita obtener el enfoque y la resolución necesaria para capturar imágenes de muy alta resolución y luego mediante las mismas, extraer datos de interés estratégico del cultivo como tipos de cultivos, rendimientos, estimación de pérdidas, cantidad de superficies inundadas, necesidades hídricas (cantidad de agua que necesitan), etc. El sistena será montado sobre dos tipos de aeromodelos (cuadricóptero y un planeador). El motivo de montar el sistema sobre distintos aeromodelos, es analizar y evaluar el comportamiento del sistema de estabilización electrónico a desarrollar, y por otra parte evaluar la eficiencia de ambos tipos de aeromodelos en función de la variable que se desee analizar.

Laboratorio de Escritorio para Enseñanza de Electricidad y Electrónica

Luis Daniel Villagran, Marcos D. Aranda, Matias Ferraro, Paola Beltramini, Jesús E. Cano, Sergio H. Gallina, Marcelo D´amore, Luis Schneiter .  XIX Workshop de Investigadores en Ciencias de la Computación (WICC 2017), Buenos Aires, Abril de 2017

Los estudiantes universitarios de hoy aprenden de manera muy diferente de lo que solían hacerlo hasta hace pocos años. La educación superior ya no se centra en la consulta a libros de texto y en asistencia a presentaciones expositivas y prolongadas en el tiempo.

Actualmente el estudiante tiene acceso en línea a mucha información y múltiples plataformas de aprendizaje, por lo que ha perdido el interés en disponerse y centrarse en estos métodos de enseñanza tradicionales.

Para satisfacer estas exigencias, se propone el desarrollo tecnológico y pedagógico de un Laboratorio Portátil de Escritorio que permita al estudiante “ver” lo que estudia mediante la construcción de los ensayos y el uso de una interfaz gráfica como apoyo al proceso de visualizar señales y parámetros no visibles al ojo. Este desarrollo implica la construcción del  hardware necesario y los aspectos didácticos de su utilización y al nuevo rol del alumno y del profesor. Finalizado el proyecto, se deberá confirmar en la práctica que esta nueva herramienta permitirá cambio real y favorable en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Todo esto implicará además analizar: Metodologías y enfoques crítico-aplicativos para el autoaprendizaje - Actualización de programas - Construcción personalizada de aprendizajes significativos - Trabajo colaborativo.

Implementación Multi-Core en la Computadora Industrial Abierta Argentina - NXP

Marcos D. Aranda, Paola I. Beltramini, Sergio H. Gallina, Jesus Eduardo Cano, Gabriel A. Daz, Mara Valeria Poliche y Marcelo D'amore

Este trabajo expone un ejemplo de implementación de multiprogramación utilizando la Computadora Industrial Abierta Argentina (CIAA) en el desarrollo y construcción de un Laboratorio Portátil para la enseñanza de electrónica básica en carreras de Ingeniería de la Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicadas de la Universidad Nacional de Catamarca. Específicamente se describe el diseño e implementación de dos etapas del Laboratorio que deben ejecutarse simultáneamente, un generador de señales y una interfaz gráfica de usuario, detallando la comunicación entre ambos.

Congreso Argentino de Sistemas Embebidos. Buenos Aires,  Agosto, 2017.

Sistema de control de rodeos con nodos inteligentes

Sergio H. Gallina1, Paola I. Beltramini, Daniel Villagran, Marcos D. Aranda, Juan P. Moreno, Jesús E. Cano1, Matías Ferraro. XI JUCEN - Educación en la ciencia y la tecnología - Catamarca- 2016

El presente trabajo se enmarca en el proyecto de investigación de idéntico nombre, iniciado en este año 2016, a través del cual se busca desarrollar e implementar nodos inteligentes para mejorar el método del manejo de rodeos en la provincia de Catamarca. Esto permitirá la identificación y la optimización del uso de los campos con pasturas naturales, la ubicación y aprovechamiento de las aguadas y de esta manera alcanzar una mejor trazabilidad ganadera. En este artículo se comentan los lineamientos y metodología de investigación que se considerarán para abordar adecuadamente, la normativa existente, asi como avances y primeros resultados logrados en esta primera etapa.

Diseño de prácticas de laboratorio en Electrónica con TICs

Jesús Eduardo Cano, María Valeria Poliche, Paola Inés Beltramini, Sergio Hilario Gallina, Flavio Sergio Fama & Marcelo D`amore. CONAIISI, 2016.


La propuesta presenta como objetivo central trabajar en la generación de competencias y habilidades de desempeño en el alumno de ingeniería desde una etapa temprana de su formación académica. La incorporación

de laboratorios usando las nuevas TICs (tecnologías de la información y la comunicación) pretende incentivar la capacidad de resolución de problemas cercanos a la vida profesional integrando el saber, saber hacer y saber ser, a través de la promoción de la automotivación, la toma de decisiones, la comprensión, el análisis y la síntesis, el uso de estrategias adecuadas en la búsqueda de la solución más pertinente y el trabajo grupal colaborativo.

Red de nodos inteligentes basados en las normas IEEE 1451 como una estructura de información.

Red de nodos inteligentes basados en las normas IEEE 1451 como una estructura de información.

Ferraro Matias, Marcos D. Aranda, Paola I. Beltramini, Luis D. Villagrán, Juan P. Moreno, Sergio H. Gallina. XX Congreso Argentino de Ciencias de la Computación. Buenos Aires, 2014


El presente trabajo describe el desarrollo de una red de nodos basada en una estructura lógica de lista, con la explicación correspondiente de la selección de esta estructura entre otras. Además son considerados, el protocolo de comunica-ción a usar en la red y las funciones básicas que brinda la capa de red a la capa de aplicación del nodo. Finalmente, se resume las ventajas de esta red.

El objetivo que se busca es el establecimiento de una red de información que per-mita la interacción de nodos, caracterizada por no requerir altas velocidades ni gran ancho de banda, con una cantidad acotada de nodos y de fácil instalación.

Los resultados indican que la combinación de Internet 0, que facilita el internet sobre cualquier medio y la abstracción de pensar a un nodo como una unidad de información, identificada por una dirección, permiten el desarrollo de esta red apta para permitir que nodos independientes interactúen, con un mínimo de recurso de hardware y de software.

Internet 0 en Entornos Residenciales

Pucheta Julián Antonio, Gallina Sergio Hilario, Villagrán Luis Daniel, Beltramini Paola, Peretti Gaston, Felissia Sergio Francisco - Congreso Argentino de Ingenieria (CADI) Mar del Plata, 2012

En la actualidad se están desarrollando numerosos proyectos tendientes a conseguir “casas inteligentes” o viviendas domóticas. El desafío que se propone en este trabajo, consiste en desarrollar una propuesta de una red de módulos con las funcionalidades necesarias para el control automático e interoperabilidad de distintos equipos presentes en los hogares, sin la necesidad de un controlador central, tal cual es habitual encontrar en los sistemas domóticos ofrecidos en el mercado Argentino. Esto es dotar de mayor autonomía e inteligencia a cada nodo que forma parte de la red. Para la realización del proyecto se considera el concepto denominado “Internet de las cosas”, basados en nodos independientes, identificables y con el protocolo “Internet cero” embebido.

Circuitos digitales : un recorrido desde la compuerta al VHDL.

Autores: Sergio Hilario Gallina. -  1a ed revisada. - Editorial Científica Universitaria de la Universidad Nacional de Catamarca, 2009.

ISBN 978-987-1341-46-7


CONTENIDO

CAPITULO 1:  Sistemas de numeración

CAPITULO 2: Algebra de Boole

CAPITULO 3: Tecnología digital 

CAPITULO 4:  Sistemas combinacionales

CAPITULO 5: Biestables - Contadores - Registros

CAPITULO 6:  Sistemas secuenciales

CAPITULO 7:  Memorias

CAPITULO  8: Microprocesadores - Microcontroladores

CAPITULO 9: Lenguaje ensamblador