Ingeniería Mecatrónica
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Publicación Acceso Abierto Obtención de Datos Climatológicos Utilizando un Sistema de Comunicación 4G Para el Cultivo de CacaoRafael Olaya; Mauricio Cifuentes; Aroca Trujillo, Jorge Luis (2022-01-01)Publicación Acceso Abierto Diseño de un dispositivo de procesamiento y compilación de señales electromiográficasJuan Pablo Medina Bustos; Rodríguez Serrezuela, Ruthber (2023-01-01)Uno de los componentes más importantes en Interfaces Cerebro Maquina en la parte de prótesis de manos y piernas son los sensores de electromiografía (EMG, de las sus siglas en inglés). La electromiografía (EMG) se utiliza para medir el potencial de activación de los músculos y de esta forma poder interactuar con las prótesis de manera adecuada. El objetivo de este trabajo de grado es desarrollar un dispositivo EMG que pueda medir señales bioeléctricas y transmitir estos datos a otros dispositivos. Este trabajo de grado es principalmente una exploración para identificar la solución potencial y se necesita más trabajo para desarrollar el sistema requerido. El dispositivo EMG debe ser pequeño, modular, alimentado por batería y capaz de comunicarse de forma inalámbrica con otros dispositivos. Un sistema EMG que funcione requiere una amplificación adecuada para que el resultado sea legible y exige un filtrado exhaustivo, así como un diseño detallado de la placa de circuitos para eliminar el ruido o las interferencias que puedan afectar al resultado. En el desarrollo de este proyecto se empleó un enfoque descendente, en el cual se diseñó una arquitectura para el sistema EMG y se descompuso en bloques funcionales. Cada uno de estos bloques se implementó individualmente, y se llevó a cabo una prueba experimental completa para asegurar que se cumplían todas las especificaciones. Con el fin de validar el dispositivo EMG, se utilizaron imágenes de referencia y se examinó directamente la correlación entre la activación muscular y su señal mediante un osciloscopio. Se logró desarrollar satisfactoriamente un dispositivo EMG completamente operativo, el cual constaba de dos PCB: una con circuitos EMG (circuito analógico) y otra con procesamiento digital para la comunicación (circuito digital). Los resultados obtenidos mediante EMG fueron coherentes entre los distintos sujetos de prueba y pudieron correlacionarse sin dificultad alguna con el movimiento muscular y la fuerza. Las imágenes de referencia demostraron que el dispositivo funcionaba de acuerdo con lo previsto. Sin embargo, aún se presentaba ruido de modo común de 60 Hz en el dispositivo EMG, lo cual podría ser atribuible a su amplio ancho de banda y sus limitadas propiedades de baja frecuencia.Publicación Acceso Abierto Diseño e implementación de un equipo de prueba de jarras para el tratamiento de aguasAlvaro Felipe Escobar Patiño; Jamer Oswaldo Chala Ramirez; Aroca Trujillo, Jorge Luis; Losada Benavides, Luis Carlos (2022-01-10)La presente propuesta se pretende diseñar e implementar un equipo de prueba de jarras para el tratamiento de aguas. Pare ello, se inicia con contenidos que ayuden al lector entender las generalidades del tema, exponiendo consideraciones básicas sobre los tratamientos de aguas y de las etapas de la coagulación, mecánica del proceso y sistema de agitación. Más adelante se expondrá el tema de prueba de tratabilidad, funciones de la agitación y las trayectorias del flujo de la agitación. Con lo anterior se pretende dar a conocer las características teóricas y prácticas para el desarrollo de las prueba de tratabilidad o ensayo de jarras en muestras de aguas, con el fin de simular el proceso a nivel laboratorio. Seguidamente, se abordarán contenidos relacionados con el equipo. De esta forma, se mostrará temas relacionados con los sistemas mecánicos, eléctrico y de control, que permitirán realizar la implementación del equipo. La presente propuesta pretende obtener una herramienta en la cual se pueda realizar las pruebas (prueba de jarras) de laboratorio donde se pueda determinar la dosis óptima de químicos para los procesos de coagulacion y floculacion en una planta de tratamiento de aguas.Publicación Acceso Abierto Diseño y análisis biomecánico de una prótesis de rodilla para artoplastiaIlber Yohane Chávez Garzón; Brayan Sleiner Dussan Cabrera; Aroca Trujillo, Jorge Luis (2024-01-01)En la actualidad, las personas que han sufrido una amputación buscan soluciones en prótesis mecánicas o mecatrónicas para recuperar su capacidad de realizar actividades cotidianas. Sin embargo, el elevado costo de estas prótesis es una limitación para muchas personas. En respuesta a esta problemática, se ha desarrollado un prototipo de prótesis de rodilla con un diseño funcional y ergonómico, utilizando materiales comerciales de titanio y polietileno. Para su diseño, se llevaron a cabo estudios previos sobre la funcionalidad de la rodilla y se identificó el mecanismo óptimo para su construcción. Mediante el uso del software SolidWorks, se diseñó una prótesis total de rodilla para amputados con un nivel de actividad K3 que cumple con los criterios de estabilidad necesarios. En la simulación mecánica, se comprobó que el prototipo, hecho de titanio y polietileno, es capaz de soportar el peso de una persona de 102 kg sin presentar fallos de ruptura, debido a que cuenta con un factor de seguridad mayor a 1. El diseño, cálculos y simulaciones del prototipo se realizaron para procesos de fatiga, desgaste y deformación, lo que garantiza su durabilidad y resistencia. Sin embargo, para la construcción del prototipo se utilizó material de ácido poliláctico (PLA), debido a los altos costos que implicaría su producción en Colombia. Finalmente, el prototipo se construyó en una empresa china, lo que permitió reducir los costos y hacerlo más accesible a quienes necesitan una prótesis de rodilla de calidad.Publicación Acceso Abierto Detección del centro de la pupila usando la transformada de simetría radialAlex Fernando Collazos González; Rowanlee Einstein 21-S López Valenzuela; Rodríguez Serrezuela, Ruthber (2022-01-02)Eye-movement analysis is crucial for the functional study of the vestibular system and the diagnosis of neurodegenerative and neuro-psychiatric diseases, among others. Although electro-oculography is the most widely used eye movement recording technique, it requires a complex electronic design to comply with electrical safety standards. On the other hand, video-oculography is more feasible from the point of view of electrical safety, costs and generalization. However, it requires processing methods to accurately detect the pupil center position. In this research work, we implement an algorithm based on the radial symmetry transform to estimate the pupil center position. It is based on gradient calculation in order to detect points of high radial symmetry. It was implemented in MATLAB. The algorithm was evaluated with infrared images from CASIA database. Annotation and pupil center detection processes were carried out using the graphical interface “LABELPUP” developed in this work. The evaluation with 400 images showed competitive results with the state of the art.Publicación Acceso Abierto Estrategias de control avanzadas para la navegación autónoma de motocicletas: optimalización del seguimiento de trayectoria y estabilidad dinámicaCamilo Andres Pascuas Perdomo; Jorge Luis Aroca Trujillo (2024-07)Publicación Acceso Abierto Análisis Análisis de la capacidad de flujo y vuelo de un dron bioinspiradoe la capacidad de flujo y vuelo de un dron bioinspiradoJordy Abelardo Perdomo Suarez; Santiago Trujillo Gutiérrez; Jorge Luis Aroca Trujillo (2024-10-10)Publicación Acceso Abierto Diseño y desarrollo de un robot antropomórfico con 6 grados de libertad orientado a la educaciónMichael Tovar Tovar; Rodríguez Serrezuela, Ruthber (2024-10-10)Publicación Acceso Abierto Análisis de señales EEG para interfaz cerebro-computadora en rehabilitación motoraSebastián Núñez Cuellar; Sergio Alejandro Nieto Valenzuela; Jorge Luis Aroca Trujillo (2024-10-01)Publicación Acceso Abierto Desarrollo y validación de un controlador híbrido para la estabilización de un péndulo invertido rotativo usando estrategias LQR y modo deslizanteYonatan Enrique Muñoz Medina; Oscar Javier Calderón Salazar (2024-10-10)Publicación Acceso Abierto Diseño e implementación de un control pid para un prototipo de Mezclador de velocidad constanteMario Alejandro Casanova Ramirez; Juan Pablo Escobar Patiño; Rodríguez Serrezuela, Ruthber (2021-01-30)Publicación Acceso Abierto Clasificación de gestos manuales utilizando imágenes tiempo-frecuencia y enfoques de validaciónCamilo Andres Chaparro Macias; Maicol Estiven Cardozo Sánchez; Jorge Luis Aroca Trujillo (2024-10-06)Publicación Acceso Abierto Análisis de Señales EEG Mediante Algoritmos Clasificadores Usando el Hardware OpenBCILina Marcela Chavarro Losada; Andres Eduardo Rivera Gomez; Jorge Luis Aroca Trujillo (2023-01-11)La revolucionaria interfaz cerebro-ordenador (BCI) ha transformado la comunicación cerebral al capturar señales electroencefalográficas (EEG) para su posterior análisis, abriendo así un vasto espectro de novedosas aplicaciones en la interacción cerebral con el entorno. En este contexto innovador, se utiliza la placa Cyton Biosensing Board (8-channels) desarrollada por OpenBCI, que proporciona los datos necesarios para representar y descifrar comandos de control a partir de señales cerebrales. Para lograr esto, se implementa un proceso que incluye filtración de señales entre 1-30 Hz, extracción de características en el dominio tiempo y frecuencia y un algoritmo clasificador basado en SVM (Máquinas de Soporte Vectorial). Los resultados obtenidos y las métricas evacuativas presentadas en este trabajo pueden influir en el desarrollo de futuras aplicaciones tecnológicas, que puedan ser usadas para comandos de sillas de ruedas y brazos robóticas controlados por la mente.