Tesis de Electrónica y Telecomunicaciones

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Diseño de un sistema de control Autónomo para estabilizar un robot submarino en la captura de imágenes y reconocimiento de especie marina estrella de mar mediante Pixhawk y visión artificial
(La Libertad, Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2025, 2025-03-13) Tumbaco Pilay, Andrés Francisco; Vera González, Sendey Agustín
El presente proyecto aborda el diseño de un sistema de navegación buscando la autonomía para un robot submarino para la captura de imágenes y reconocimiento de una especie marina como la Estrella de Mar. El sistema de navegación autónomo será implementado en el robot submarino de BlueRobotics el cual fue diseñado para ser manipulado remotamente de modo manual, el robot es actualizado con el sistema operativo BlueOS que ha sido instalado en la computadora complementaria Raspberry Pi 4 y que a su vez se aplicara visión artificial para el reconocimiento de la Estrella de Mar. Los componentes de hardware usados para el diseño del sistema de navegación autónoma son: la cabina hermética de componentes electrónicos que está compuesta de los siguientes elementos: controlador Pixhawk PX4, Raspberry Pi 4, GPS, propulsores, y los softwares utilizados son: firmware Ardusub de ArduPilot, Mission Planner y QGroundControl. En la Raspberry Pi 4 se ejecuta el sistema operativo BlueOS que permite la comunicación entre el controlador Pixhawk. El controlador Pixhawk y el firmware Ardusub correctamente parametrizados controlan los propulsores del robot submarino. Los sensores integrados al Pixhawk como el giroscopio, acelerómetro, sensor de profundidad y el GPS incorporado proporcionan datos en tiempo real, que son utilizados para ajustar continuamente los comandos a los propulsores y así mantener la dirección y estabilidad del robot submarino durante una inmersión. En este trabajo se hace una comparativa entre el uso de los softwares Mission Planner y QGroundControl para determinar las ventajas y desventajas del comportamiento del robot submarino en una misión semiautónoma. El reconocimiento de la especie de marina se realiza mediante el uso de técnicas de visión artificial como el entrenamiento de una red neuronal convolucional utilizando un microprocesador Raspberry Pi 4, aplicando código Python y las librerías de OpenCV. El entrenamiento de la red neuronal se aplica Google Colab que proporciona memoria GPU El entrenamiento se desarrolla a partir del modelo preentrenado YOLOv4-Tiny, que es una versión comprimida y con mayor velocidad de detección que YOLOv4. La evaluación del reconocimiento se basó en las gráficas de precisión media promedio mAP, recall y F1. Se logro entrenar una red neuronal convolucional personalizada la cual se evaluó con la matriz de confusión que permite visualizar de manera clara las predicciones correctas e incorrectas, donde el modelo en pruebas reales alcanzo una precisión de 93.35% y recall de 96.76%, lo que nos indica que el modelo entrenado obtuvo buenos resultados. La evaluación del sistema de navegación que realiza el robot submarino se realizó calculando el error cuadrático medio comparando la trayectoria esperada vs la trayectoria real las que permiten identificar la efectividad del sistema de navegación. Para futuros trabajos con el robot submarino se espera que se implemente un sistema de control de estabilidad utilizando un control PID avanzado el cual sea capaz de ajustar los parámetros necesarios para que el robot responda ante cualquier tipo de condiciones en la que se encuentre, además se espera que se utilice las herramientas que no fueron utilizadas en este proyecto como el Gripper y el Sonar Ping360, que serían de gran provecho como el Ping360 que puede trabajar en condiciones de baja visibilidad para evitar obstáculos, seguir una trayectoria en combinación con un sistema de control de PID y a la localización de objetos.
Diseño y simulación de un control PID de orden fraccional para un robot de enlace único con flexibilidad
(La Libertad, Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2025, 2025-03-13) Panchana Parra, Luis Alberto; Saldaña Enderica, Carlos Alberto
La propuesta tecnológica tiene como fin implementar un control de orden fraccionario PID para el control de posición en un sistema con flexibilidad en articulación y eslabón en un software de simulación numérico, se parte del estudio de las partes físicas y mecánicas de los sistemas flexibles en su articulación y eslabón para identificar las dinámicas del sistema, se obtiene un sistema total de articulación y eslabón flexible para poder trabajar en el mismo; se linealiza el sistema por medio de la técnica espacio de estados, y se procede a obtener por medio del simulador numérico un sistema en función de transferencia, el mismo que es necesario para la aplicación del control. Se diseña un controlador de orden fraccionario para el sistema total y finalmente se evalúa el desempeño de este control diseñado aplicado a la dinámica total del sistema en un simulador numérico.
Diseño de un sistema automatizado de gestión y monitoreo que clasifica productos a nivel industrial, aplicando computación cognitiva
(La Libertad, Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2024, 2024-12-10) Cruz Fajardo, Jean Carlo; Chuquimarca Jiménez, Luis Enrique
El proyecto desarrollado se centra en el diseño y la simulación de un sistema integral de clasificación de productos, empleando diversas tecnologías y metodologías para lograr un sistema robusto y eficiente. La integración inteligente de múltiples tecnologías permite crear sistemas industriales avanzados que mejoran la productividad y establecen nuevos estándares en la automatización industrial, alineándose con los conceptos de la industria 5.0 y computación cognitiva. En primer lugar, el diseño mecánico de la cinta transportadora y los cilindros neumáticos de doble efecto fue esencial para simular una infraestructura robusta, destinada al movimiento y manipulación de productos a clasificar. Utilizando SolidWorks, modelé y simulé cada componente con precisión para garantizar su funcionalidad y eficiencia en el entorno industrial. Sin embargo, la verdadera innovación radica en la integración de la visión computacional, que permitió la clasificación automática de productos con alta precisión, reduciendo la necesidad de intervención humana y mejorando la eficiencia operativa. Este diseño se alinea con los principios de la quinta revolución industrial, destacándose por su enfoque en la automatización avanzada y la inteligencia cognitiva. La integración de la visión computacional mediante una cámara IP mejoró significativamente el sistema al permitir la identificación automática de productos en la cinta transportadora. Utilizando el avanzado algoritmo de detección de objetos YOLOv4, el sistema es capaz de reconocer y clasificar hasta seis productos diferentes con una precisión excepcional, lo que reduce la necesidad de intervención humana y optimiza la eficiencia operativa. El sistema ha demostrado su rendimiento sobresaliente al lograr un 100% de TPR y un 0% de Falsos Positivos (FP) en la clasificación de productos. Estos resultados validan que el algoritmo clasifica correctamente todos los productos sin errores, mejorando significativamente la eficiencia operativa y eliminando la necesidad de intervención humana. YOLO v4 se destaca como una opción sólida y efectiva para la detección de objetos en MATLAB. Aunque MATLAB no cuenta con una implementación nativa de YOLO v4, es posible integrarlo utilizando bibliotecas y herramientas externas como Darknet. La amplia aplicación de YOLOv4 en diversos escenarios de visión por computadora subraya su eficacia y utilidad. Se destaca por su precisión mejorada, velocidad competitiva, flexibilidad y adaptabilidad, así como por su capacidad de implementación en diferentes frameworks, lo cual lo convierte en una herramienta versátil y poderosa para una amplia gama de aplicaciones. La utilización del control de procesos mediante PLC y el lenguaje Ladder en CODESYS permitió un manejo preciso y coordinado de los cilindros neumáticos, así como una sincronización efectiva con la cinta transportadora y la cámara de visión computacional. Esta combinación proporcionó una base sólida para el funcionamiento del sistema, garantizando una operación continua y confiable. A diferencia de otros sistemas que se basan mayormente en sensores, este sistema hace un uso extensivo de la visión computacional para clasificar los productos. Por ello, se consideraron diferentes tiempos de retraso para cada tipo de producto, teniendo en cuenta su tamaño y material, lo que asegura un desempeño fluido y eficiente. La conectividad IoT a través de una Raspberry Pi y la plataforma AnyViz facilitó el monitoreo remoto y la gestión del sistema desde cualquier ubicación con acceso a Internet. Esto proporciona una mayor flexibilidad y accesibilidad a los operadores, además de permitir la integración del sistema en entornos industriales modernos, donde la conectividad y la gestión remota son cruciales. AnyViz ofrece una seguridad robusta, compatible con una variedad de equipos industriales y caracterizada por una interfaz amigable. La plataforma soporta diversos protocolos para la integración de datos desde sistemas de control, dispositivos IoT y sensores a AnyViz. Destaca por su encriptación de datos, estableciendo enlaces TCP cifrados con el servidor para asegurar la privacidad y la integridad de la información transmitida. Las técnicas aplicadas en el sistema incluyen el uso de Machine Learning en MATLAB para mejorar el rendimiento a través de la técnica de clasificación. Los modelos utilizados son Gaussian Naive Bayes, Kernel Naive Bayes, Fine KNN, Bagged Trees y Weighted KNN. Estos modelos permitieron ajustar el tiempo de retraso de los productos y activar los cilindros con precisión, lo que contribuye a una mayor precisión y eficiencia en el sistema, adaptándose mejor a las demandas variables del entorno industrial. La Realidad Aumentada (RA) desempeña un papel crucial en la Industria 5.0, proporcionando una herramienta invaluable para la visualización y el mantenimiento de sistemas eléctricos. Entre las diversas aplicaciones de RA, se utilizó específicamente la aplicación EyeJack, la cual permite almacenar imágenes o videos en formato QR. Esto facilita a los operadores ver información contextual y guías de mantenimiento superpuestas en el mundo real. La RA ha mejorado significativamente la eficiencia y precisión en las tareas de mantenimiento y resolución de problemas, lo que ha aumentado la productividad y la fiabilidad del sistema en general. La integración inteligente de múltiples tecnologías puede dar lugar a la creación de sistemas industriales avanzados y altamente eficientes. Al abordar los desafíos de la clasificación automatizada con un enfoque holístico y centrado en el usuario, se ha desarrollado un sistema que no solo mejora la productividad y eficiencia, sino que también establece un nuevo estándar para la automatización en entornos industriales modernos, caracterizados por la Industria 5.0. Este sistema es capaz de clasificar una amplia gama de productos, desde alimentos hasta componentes de manufactura y ensamblaje, adaptándose dinámicamente a las necesidades cambiantes del proceso industrial.
Implementación de un prototipo de Smart Buoys para monitorear variables meteorológicas y calidad de agua del mar en el cantón Salinas
(La Libertad, Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2024, 2024-11-11) Cumbicos Calva, Angel Yoel; Quimís Villao, Eber Efraín; Vera González, Sendey Agustín
Actualmente, la necesidad de medir las variables meteorológicas y la calidad del agua en el campo de la oceanografía es un reto importante. Esto se debe en parte a la progresiva demanda de medidas espaciales y transitorias de alta frecuencia. Sin embargo, hasta ahora, los elevados costes han impedido un seguimiento adecuado de importantes zonas biogeográficas marinas. En este sentido, este trabajo propone un prototipo de "boya inteligente" que pueda monitorizar estas variables en tiempo real en el mar mediante el diseño de una boya de superficie con medidas de temperatura y humedad del aire, precipitaciones, pH del agua, conductividad del agua y temperatura del agua. Además, se incluirá un sensor giroscópico para monitorear el oleaje en diferentes niveles de la columna de agua y transmitir los datos a través de la tecnología LoRa en el cantón Salinas (provincia de Santa Elena, Ecuador). Los resultados obtenidos muestran mediciones de la temperatura y humedad del aire, las precipitaciones, y también se utilizarán para medir el pH del agua, su conductividad y la temperatura del agua, incluyendo el movimiento de toda la masa del mar. Cabe destacar que las mediciones in situ permiten verificar la eficacia y la solidez del prototipo en condiciones de mar abierto. Todos los datos son recopilados en tiempo real en el mar de la playa de San Lorenzo, Salinas, provincia de Santa Elena y enviados a una base de datos para que la comunidad científica interesada en la meteorología pueda estudiar y analizar el comportamiento del clima de este sector de nuestra comunidad. La comunicación entre las boyas y el nodo central se realiza mediante un protocolo de bajo consumo de comunicación de redes de área amplia [LPWAN] que nos ofrece los dispositivos LoRa WAN y que nos permite configurar y operar la red.
Modelado de un sistema SCADA para la automatización de un separador de polímeros mediante el uso de triboelectricidad aplicado en el proceso del tratamiento de desechos sólidos en la provincia de Santa Elena
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2024, 2024-11-11) Román Laínez, Ariel Enrique; Rovira Jurado, Ronald Humberto
El objetivo de la investigación es analizar el comportamiento de la trayectoria de un polímero cargado en un campo electromagnético. Se analizaron las variables que afectan su comportamiento y se las relacionó en un modelo matemático. Se realizaron pruebas con los valores de cada una de las variables mediante el simulador SCILAB. Mediante una seria de pruebas con cada una de las variables se obtuvo hasta un 99% de efectividad del proceso. Así mismo se diseñó un sistema SCADA del proceso de separación donde se relacionó las entradas y salidas del proceso mediante el programa Tia Portal v16.
Desarrollo de escenarios de simulación en un entorno de virtualización de red para un servicio de video streaming multicast sobre MiniNet.
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2024, 2024-11-07) Quishpe Pacheco, Edwin Daniel; Jaramillo Chamba, Daniel Armando
Este estudio se centra en la investigación y desarrollo de escenarios de simulación en un entorno de red virtualizado. Se implementan soluciones tecnológicas que integran la arquitectura de Redes Definidas por Software (SDN) mediante el Protocolo OpenFlow y un controlador centralizado. El objetivo es desplegar un servicio de video en streaming multicast en la plataforma de emulación de redes MiniNet. Para lograr esto, se emplearon los controladores de red OpenDayLight (ODL) y POX, así como el protocolo de gestión de grupos IGMPv3 para proporcionar capacidades de multidifusión. Mediante la virtualización de la red y la aplicación de los protocolos adecuados para la transmisión de datos, se exploran las oportunidades que las SDN pueden ofrecer para optimizar la transmisión de video en streaming y mejorar la administración de la red a través de una lógica centralizada y mediante programabilidad desde el plano de gestión. Los resultados obtenidos de los escenarios con diversas topologías demostraron cómo el aumento del retardo y la pérdida de paquetes pueden afectar significativamente la métrica de rendimiento de la red, produciendo retrasos y fluctuaciones en la calidad de servicio para el usuario final.
Diseño e implementación de un controlador lineal cuadrático aplicado a la estabilización de un sistema electromecánico denominado robot balancín
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2024, 2024-10-22) Pillasagua Ayala, Lídice Mariana; Saldaña Enderica, Carlos Alberto
En este trabajo se exploran los antecedentes y el contexto actual de los sistemas de control, destacando la importancia del regulador lineal cuadrático (LQR) en el control de sistemas no lineales como los robots balancín. Se menciona la relevancia histórica de las ecuaciones desarrolladas en los años 60 para el diseño del LQR. El proyecto se divide en tres etapas centradas en implementar un LQR en un sistema electromecánico, específicamente un robot balancín. Los objetivos incluyen el diseño del modelo matemático del sistema, la implementación del controlador LQR, y la evaluación de su desempeño mediante simulaciones y pruebas físicas. Se justifica la investigación en base a la necesidad de aplicar controladores modernos en sistemas complejos para mejorar su estabilidad y eficiencia. Se mencionan diversos estudios comparativos que demuestran la superioridad del LQR frente a otros controladores clásicos en términos de respuesta y estabilidad. El alcance del proyecto se delimita desde la construcción del modelo matemático hasta la implementación del controlador en el robot balancín físico, utilizando herramientas de simulación y comunicación UART para el intercambio de datos. Se detalla la metodología de investigación, que abarca investigación descriptiva, documental y aplicada, orientada a explorar y aplicar los principios del control LQR en sistemas electromecánicos no lineales. Se presenta el marco teórico necesario para entender y aplicar el control LQR en sistemas electromecánicos como el robot balancín. Se explican los fundamentos del control de realimentación de estados y se introduce la teoría del regulador lineal cuadrático (LQR), destacando su aplicación en sistemas lineales y no lineales. Se abordan conceptos clave como las matrices de ponderación Q y R, fundamentales para el diseño del LQR y la optimización del control. Se describe el modelo matemático del robot balancín, basado en el modelo del péndulo invertido, y se detallan los componentes electrónicos esenciales del sistema, como el microcontrolador, el puente H y el giroscopio. Se explica cómo se realiza la linealización del modelo no lineal del robot balancín y la identificación de parámetros para el diseño del controlador. Además, se analizan estudios previos y aplicaciones del control LQR en diversas áreas como la robótica, vehículos autónomos y sistemas industriales, destacando la eficacia del LQR para mejorar la estabilidad y respuesta de estos sistemas. Se mencionan módulos didácticos y aplicaciones prácticas del robot balancín en la investigación científica y el desarrollo tecnológico. También se detalla el proceso de diseño e implementación del controlador lineal cuadrático (LQR) para estabilizar el sistema electromecánico del robot balancín. Se inicia con la formulación del modelo matemático del sistema en espacio de estado, utilizando ecuaciones que describen la dinámica del robot bajo la influencia de variables como la posición, velocidad y aceleración. Se destacan los pasos para la linealización de las ecuaciones no lineales y la obtención de las matrices dinámicas del sistema. Posteriormente, se discute la aplicación del controlador LQR, que se basa en la minimización de una función de costo cuadrática que pondera el error de estado y la magnitud de la señal de control. Se explican los criterios para la selección de las matrices Q y R del LQR, las cuales influyen en la respuesta del sistema y su estabilidad. Además, se describe la metodología para la implementación del controlador en un entorno de simulación utilizando el software Simulink, lo que permite validar el comportamiento teórico del controlador antes de la implementación física. Se presentan las evaluaciones numéricas y experimentales del controlador LQR en el robot balancín. Se detallan los parámetros de evaluación utilizados, como el tiempo de estabilización, máximo sobreimpulso, señal de control máxima y mínima, error de estado estacionario y ángulo de inclinación máximo. Se realizan simulaciones en Simulink con diferentes condiciones iniciales y señales de referencia, obteniendo datos específicos que muestran el desempeño del controlador. Se comparan estos resultados simulados con pruebas físicas realizadas en el sistema real del robot balancín, destacando similitudes y diferencias clave entre ambos entornos. Finalmente, se presentan conclusiones basadas en los resultados obtenidos, resaltando la efectividad del controlador LQR para mantener la estabilidad del sistema bajo diversas condiciones. También se ofrecen recomendaciones para ajustar y mejorar los parámetros del controlador, así como explorar estrategias alternativas para manejar perturbaciones externas.
Aplicación de protocolos que permitan una intercomunicación mallada entre las comunicaciones de doble banda para mitigar las interferencias en los servicios de internet en la Universidad Estatal Península de Santa Elena
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2024, 2024-10-22) Del Pezo Medina, John Carlos; Escudero Molina, Nevison Eduardo; Amaya Fariño, Luis Miguel
En el presente trabajo de titulación se propone mejorar la calidad de comunicación de las redes Wi-Fi de la Universidad Estatal Península de Santa Elena con la finalidad de mejorar la cobertura, velocidad de internet en las distintas áreas proporcionando un mejor servicio a los estudiantes y docentes de las distintas facultades. La mejora de calidad de servicio cuenta con el manejo de software para los análisis de velocidad, latencia, canales y protocolos de acceso en las dos distintas bandas de frecuencia 2,4 GHz, 5 GHz y un estudio previo de las distintas áreas de la universidad como los equipos Ruckus existentes en ellas. El estudio que se realizó mediante la implementación de un Access Point Ruckus “R650” con mejor tecnología nos permite obtener muestras, que se compararon con datos obtenidos de los equipos ya existentes dentro de la universidad como el Access Point Ruckus “R510” donde su diferencial radica en la velocidad que ofrece en las distintas bandas de frecuencia. Los resultados obtenidos nos indica que la capacidad del equipo actual es mejor tanto en velocidades y tráfico de datos, por lo que utilizando un equipo actual nos permite un mejor control de usuario y un mejor rendimiento en ambas bandas de frecuencias.
Implementación de un modelo inteligente con protocolos de comunicación z-wave para el monitoreo y la gestión de zonas seguras.
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2024, 2024-05-15) Parrales Merino, Carlos Alejandro; Amaya Fariño, Luis Miguel
El presente trabajo de titulación propone desarrollar e implementar un modelo inteligente para monitoreo y gestión en el edificio del Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico perteneciente a la Universidad Estatal Península de Santa Elena, con el fin de mejorar la seguridad y dar un avance tecnológico en cuanto a esta se refiere. La etapa de implementación cuenta con dispositivos para monitorear y gestionar diferentes puntos en el edificio, esto es para garantizar una mayor seguridad en cuanto a los equipos que se encuentran en dicha zona, gestionando puntos como luz, movimiento, temperatura, entre otros. La estructura del modelo inteligente de la implementación está conformada por la etapa en la cual hacemos uso de sensores y controladores. Estas etapas ayudarán a recopilar datos, enviarlos para su gestión y finalmente realizar acciones pertinentes si se presenta anomalía alguna. El diseño se lo realizó en la plataforma Sketchup para poder ubicar de manera correcta y estratégica los equipos a utilizar, cabe recalcar que gracias a este software podemos crear la infraestructura de la zona segura con las medidas reales, analizando de la mejor manera las falencias o puntos débiles que tiene esta edificación.
Diseño e implementación de un sistema de control lineal cuadrático Gaussiano en un sistema no lineal electromecánico denominado Robot Balancín.
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2024, 2024-05-13) Torres José, Yuri Claribel; Saldaña Enderica, Carlos Alberto
El enfoque de la investigación es: diseño e implementación de un sistema de control Lineal Cuadrático Gaussiano (LQG) en un sistema no lineal electromecánico del "Robot balancín". El objetivo principal es lograr la estabilización del robot, mediante el uso de un control por retroalimentación de estados. Para ello, se emplea un estimador lineal cuadrático (LQE) junto a un regulador lineal cuadrático (LQR), ambos complementarios para el control LQG. Esto implica un estudio detallado de la teoría de control clásica y moderna, así como la adquisición de conocimientos previos de electrónica y las telecomunicaciones. Los pasos principales son: aplicar conocimientos de electrónica de programación de microcontroladores, establecer la comunicación entre el dispositivo y la computadora, desarrollar el modelo matemático en lazo abierto no lineal, linealizar alrededor del punto de equilibrio por medio de variables de estados, aplicar el control al sistema linealizado y evaluar el modelo en Simulink e implementar el controlador en Arduino. El propósito final es lograr la estabilización del sistema mediante el controlador LQG, implementado en la tarjeta Arduino Uno.
Estudio de una propuesta para el mejoramiento de un sistema de automatización, monitoreo y digitalización utilizando tecnologías robustas como PLC, HMI Y SCADA dirigido a las técnicas de medición de las temperaturas de los gases de combustión basándose en el funcionamiento del motor HYUNDAI 9H21/32 de la Central Termoeléctrica Santa Elena II de la Unidad de Negocios Electroguayas Celec Ep.
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2024, 2024-01-22) Castillo Lindao, Adriana Stefanya; Chuquimarca Jiménez, Luis Enrique
La Central Térmica Santa Elena está destinada a producir y comercializar electricidad tanto local como nacional. CELEC EP es una empresa comprometida con la producción y transmisión de energía eléctrica que apoya el desarrollo del Ecuador. En algunas centrales térmicas se utilizan motores de combustión interna, los cuales son propulsados por una mezcla de combustible diesel y fuel-oil # 4 que es producido por la Refinería de La Libertad. UNIVERSIDAD ESTATAL PENÍNSULA DE SANTA ELENA FACULTAD DE SISTEMAS Y TELECOMUNICACIONES CARRERA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES “Estudio de una propuesta para el mejoramiento de un sistema de automatización, monitoreo y digitalización utilizando tecnologías robustas como PLC, HMI y SCADA dirigido a las técnicas de medición de las temperaturas de los gases de combustión basándose en el funcionamiento del motor Hyundai 9h21/32 de la central termoeléctrica santa elena II de la unidad de negocios ELECTROGUAYAS CELEC EP” Tutor: Luis Enrique Chuquimarca Jiménez Con el tiempo, el motor puede experimentar múltiples fallas y su función prevista puede verse comprometida, lo que resulta en una interrupción del ciclo de trabajo del sistema. Estos cambios pueden o no ser significativos y pueden alcanzar un punto máximo de tensión o falla, causando inestabilidad operativa disminuyendo su vida útil. Actualmente los datos de las temperaturas de los gases de combustión las obtiene manualmente el proceso se lo realiza diariamente. El operador se acerca al motor y obtiene los datos a través de los medidores (termómetro de glicerina) la cual sus resultados podrían variar y no estar entre los rangos de temperatura admisibles establecidos por el mismo fabricante (Hyundai). Debido a esta problemática se propone realizar un estudio de una propuesta para el monitoreo de las temperaturas de los gases de combustión de los motores Hyundai 9H21/32 de la Central Termoeléctrica Santa Elena II, a través de un PLC proyectándolos en un HMI
Diseño de una infraestructura de red de telecomunicaciones para la transformación hacia la Industria 4.0 en una planta de producción de bebidas carbonatadas y no carbonatadas
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2024, 2024-01-22) Moreno Romero, Gabriela Estefanía; Bosmediano Andrade, Tamily Miryan; García Santos, Vladimir
Esta propuesta se enfoca en el diseño de una infraestructura de red de telecomunicaciones para impulsar la transición hacia la Industria 4.0 en una planta de producción de bebidas carbonatadas y no carbonatadas. Se busca mejorar la eficiencia y el control de los procesos de producción mediante la integración de tecnologías emergentes, como la convergencia de las tecnologías TI y OT. Se analizan los requerimientos de la planta y el levantamiento de información de la red de comunicación actual mediante una exploración de las instalaciones, lo que servirá de base para el diseño de la red propuesta. Se desarrolla un diseño detallado que incluye, la planificación de la red, la planimetría, selección de los dispositivos y la arquitectura de la red de telecomunicaciones. El diseño de la infraestructura de red tiene en cuenta la escalabilidad, la redundancia y la seguridad para adaptarse a las demandas cambiantes de la Industria 4.0. El resultado es una infraestructura robusta que facilita la integración y el intercambio de información en tiempo real, mejorando la eficiencia y la toma de decisiones en la planta de producción de bebidas carbonatadas y no carbonatadas. Se llevaron a cabo pruebas de simulación para evaluar la robustez de la arquitectura en anillo junto con el protocolo de enrutamiento OSPF en el entorno de red. Estas pruebas demostraron la capacidad de la red para mantener la continuidad de las operaciones incluso en circunstancias adversas, como la caída de enlaces. Además, se realizaron pruebas específicas para garantizar la ausencia de bucles infinitos en la topología en anillo, empleando el protocolo STP. Los resultados de estas pruebas resaltan la solidez del diseño de la red y su capacidad para mantener una comunicación sin pérdida de paquetes, lo que confirma su idoneidad para satisfacer las necesidades críticas de conectividad y fiabilidad en el entorno de producción.
Determinar de manera gráfica los valores vectoriales emitidos por sistemas basados en interferencias para fines de seguridad en ambientes prácticos controlados
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2023., 2023-05-30) Tigrero Perero, Freddy Félix; Amaya Fariño, Luis Miguel
El presente trabajo de titulación propone la implementación de equipos que permiten analizar las señales interferencia en el laboratorio de Telecomunicaciones de la Universidad Estatal Península de Santa Elena con la finalidad de mejorar el conocimiento de los estudiantes por medio de prácticas que les ayudara a desenvolverse mejor ante una situación laboral a futuro. El análisis se realiza por medio de dos dispositivos , el generador de interferencia por pulso, que se encargar de transmitir las señales de interferencia con la banda que se desee trabajar, y el libre VNA que es analizador vectorial que permitirá visualizar el comportamiento de las señales perturbadas ante una señal de interferencia, además este dispositivo también incluye una carta de Smith con la que se verificara si la antena transmisora esta acoplada y si está emitiendo la señal con una potencia adecuada. También contará con un manual práctico técnico, con el desarrollo de tres practicas donde se indicará el paso a paso del desarrollo de la interferencia de las señales GSM de 900MHz, 4G LTE de 700MHz y Wifi de 2.4 GHz cada uno con sus respectivos valores de ancho de banda, la ganancia, relación de onda estacionaria (ROE), la perdida en el espacio libre y las potencias de transmisión, incidente y reflejada encontrados mediante cálculo matemático. Además de que contara con un programa de control de mantenimiento preventivo y correctivo de los dispositivos a utilizar.
Optimización de una red LTE de la provincia de Santa Elena mediante el software ATOLL utilizando estrategias Máximum C/I MAX C/I y Proportional Demand PD de Packet Scheduling
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2023., 2023-05-23) Figueroa Rodríguez, George Michael; García Santos, Vladimir Israel
El presente Proyecto se basa en la optimización de una red LTE en la Provincia de Santa Elena , para esto se realiza una investigación sobre los parámetros de la red que se desea optimizar en la cual la Empresa CNT nos brinda información de 15 radios bases que están actualmente en la Provincia de Santa Elena específicamente en el Cantón La Libertad, con estos parámetros se procede a emular en el programa Atoll con datos reales aplicando estrategias de Packet Scheduling que mejoran el rendimiento de una red 4G que es Proportional Demand (PD) y Máximun C/I mediante las predicciones que permite Atoll, se elige la estrategia que mejorará la cobertura de red en este caso Down link (DL) y el Uplink (UL) para un tráfico o multitud de personas conectadas al mismo tiempo , finalizando con parámetros optimizados que brinda el software Atoll para implementar en la vida real es decir un estudio sobre parámetros que mejorarían la red actual LTE de la Provincia de Santa Elena en el Cantón La Libertad
Análisis y medición vectorial de las características de transmisión de un enlace punto a multipunto basado en el estándar IEEE 802.16 en el rango de las súper altas frecuencias proporcionando conectividad a las estaciones suscriptoras
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2023., 2023-05-22) Tumbaco Reyes, Zully Yimabel; Amaya Fariño, Luis Miguel
El proyecto de tesis titulado “Análisis y medición vectorial de las características de transmisión de un enlace punto a multipunto basado en el estándar IEEE 802.16 en el rango de las super altas frecuencias proporcionando conectividad a las estaciones suscriptoras” tiene como finalidad proporcionar a los estudiantes un centro de pruebas de mediciones vectoriales sobre una red inalámbrica WIMAX , el cual permitirá al practicante interactuar con los equipos que la conforman, creando diferentes pruebas de enlaces punto a multipunto, para que por medio del análisis vectorial de cada escenario realizado, el estudiante pueda observar y conocer el funcionamiento de los Parámetros S de los equipos usados en este sistema basado en el estándar IEEE 802.16 en el rango de SHF. El presente trabajo de titulación propone la implementación de un laboratorio de enlace punto a multipunto mediante el estándar IEEE 802.16 (WIMAX) en la Universidad Estatal Península de Santa Elena, para el cual se ocupa distintos escenarios variando la frecuencia de trabajo, tomando como referencia valores desde 5.4GHz hasta 5.7GHz y el Bandwith de 20MHz. Para el análisis vectorial de los elementos del enlace se utilizará un analizador vectorial de redes (VNA), que nos ayudará a obtener medidas de los parámetros S, para poder realizar una evaluación logarítmica de los más importantes y de las representaciones graficas de la carta de Smith del principal parámetro, mismos que se obtienen durante el análisis del dispositivo; permitiendo así al estudiante poner en práctica ciertos cálculos matemáticos que posibiliten recabar las características precisas para un buen diseño de enlaces inalámbricos. Por último, para la verificación de problemas de los protocolos de internet IP sobre redes IEEE 802.11, se optó por montar un sistema WLAN sobre el sistema WIMAX, logrando así que dispositivos que trabajan bajo este estándar puedan navegar en internet. A partir de esto, se examinará la tecnología especifica que usa la red y se identificará los problemas de acuerdo a la compatibilidad de las versiones de la misma al igual que los tipos de brechas que suelen presentarse en estas redes.
Control predictivo basado en modelo para un sistema tipo SISO de nivel de líquido representado en variables de estados y su comparación con el control PID y control por redes neuronales artificiales
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2023., 2023-05-17) Aguilar Malavé, José Saúl; Saldaña Enderica, Carlos Alberto
En la actualidad la temática de control automático es considerado como una pieza clave tanto en procesos industriales, así como en la investigación científica, sin embargo, el conocimiento de las técnicas y estrategias de control moderno son opacadas por las estrategias de control clásico utilizados en la mayoría de industrias. El presente proyecto se enfoca en el desarrollo de un controlador predictivo basado en modelo (MPC) y su comparativa con los algoritmos de control: Proporcional, Integral, Derivativo (PID) y Redes Neuronales Artificiales (RNA). Aplicándolos sobre un sistema de nivel de líquido de una entrada y una salida (SISO) representado en espacio de estados. Esta propuesta tecnológica tiene como fin analizar las propiedades del comportamiento de un proceso industrial al aplicar tres diferentes técnicas de control. Se parte de la adquisición de datos para la identificación y el modelado del sistema, obteniendo la representación de la planta en espacio de estados, se procede a acoplar los sistemas de control evaluando el desempeño del proceso en estado estable y de esta manera comprender el funcionamiento, ventajas, desventajas y especificaciones técnicas que deben tomarse en consideración al momento de incorporar un controlador a un sistema.
Estudio de las interferencias en el campo electromagnético que se producen en las diferentes bandas de frecuencia no licenciadas, para determinar cómo se ven afectados las señales si se transmiten en una misma frecuencia o en un mismo canal
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2023., 2023-05-17) Muñoz Pérez, Cristhian Abrahan; Amaya Fariño, Luis Miguel
Las interferencias son producidas por señales ajenas que afectan a la señal original y existen 3 tipos: admisible, aceptada y perjudicial, partiendo de esta premisa, el estudio del comportamiento de lo que ocurre cuando una señal afecta a otra, es de vital importancia para crear transmisiones más robustas. Para realizar este trabajo se aplicó un generador de interferencias por pulsos y por medio del analizador de espectro electromagnético NARDA SRM 3006 observar que ocurre cuando se presenta una interferencia en el medio. A lo largo del avance de este estudio fue necesario agregar dos diferentes equipos generadores de interferencia, por barrido y por banda angosta, que trabajen en la banda no licenciada de los 2.4GHz de wifi, con el fin de comprender de manera correcta el comportamiento de las señales al ser afectadas por una interferencia. Los resultados finales vistos en el analizador de espectros electromagnéticos indican que cada uno de los generadores de interferencia, produjo una señal interferente perjudicial, lo cual afecto totalmente las comunicaciones en 2.4GHz del WIFI de la red wifi del laboratorio de telecomunicaciones de la universidad.
Diseño de un prototipo generador de interferencias en la frecuencia de 2.4GHZ para el desarrollo educativo de la facultad
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2023., 2023-05-17) Plaza Lucas, Josué Guillermo; Amaya Fariño, Luis Miguel
El estudio de las interferencias en el ámbito de las telecomunicaciones implica un punto necesario para el entendimiento de la propagación de señales y para su comprensión la aplicación práctica es de gran importancia, es por ello que se propone un dispositivo capaz de generar una señal de interferencia que pueda bloquear una parte del espectro de 2.4GHz. Para ello es importante revisar toda la documentación relevante para realizar un buen diseño que se adapte a los requerimientos de la red, que en este caso será dedicado a los laboratorios de la universidad. La investigación experimental será un punto central para el proyecto debido a que existen componentes que requieren diferentes configuraciones para funcionar según el diseño. Los resultados preliminares demuestran un correcto funcionamiento del equipo, en el caso de los datos comparativos con el generador externo, estas muestran una clara diferencia con respecto a la distancia de medición debido a la calidad de los componentes de ambos dispositivos.
Desarrollar un sistema de redundancia con niveles de seguridad pasivo-óptica y enlaces de radio frecuencia (RF) para una convergencia en redes punto a punto y de back up
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena, 2023., 2023-05-09) Borbor Guerrero, Bryan Lenin; Malavé De La O, Bryan Damian; Amaya Fariño, Luis Miguel
El siguiente documento de titulación consiste en el desarrollo e implementación de un sistema de red de distribución que converge tecnología guiada por fibra óptica e inalámbrica por medio de antenas para formar una red tipo anillo con sistema redundante, se introduce todos los conceptos relacionados con las tecnologías implementadas que son fundamentales para la justificación de la propuesta. El proyecto se lo realiza para establecer una solución a los proveedores de servicios de internet que existen en la actualidad dedicado a usuarios empresariales por medio de este laboratorio ubicado en las instalaciones de telecomunicaciones en la Universidad Estatal Península de Santa Elena, se encuentra realizado con estándares de comunicación de medios guiados ANSI/TIA/EIA 568 B.3 y TIA/EIA 598-A con arquitectura de tecnología GPON y comunicación inalámbrica con IEEE 802.11an, la infraestructura de la red se encuentra digitalizado por medio del software SKETCHUP a escala real del laboratorio de trabajo con cada componente y elementos. El CAPÍTULO I, define los componentes fundamentales de la propuesta tecnológica en él se describe los aspectos que se debe considerar para el desarrollo del trabajo planteado con sus debidos resultados. En el CAPÍTULO II, se establecen las definiciones teóricas de las tecnologías empleadas para el desarrollo e implementación de la propuesta, detallando los medios de comunicaciones, protocolos, normas y estándares específicos para realizar el trabajo de titulación. Para el CAPÍTULO III, se encuentra el análisis técnico de todos los equipos, herramientas y componentes que se utilizaran en el área de trabajo, además del diseño de la red compuesto por ubicaciones de equipos, simulaciones y cálculos del medio inalámbrico, etiquetado, estudio de factibilidad y costos del proyecto. El CAPÍTULO IV, está compuesto por los detalles de la implementación del sistema, en base al diseño establecido en el capítulo anterior, en él se muestra el desarrollo de la distribución por Fibra óptica, cálculos del presupuesto de potencia óptica con la comprobación de resultados teóricos y prácticos. Además, el enlace punto a punto de las antenas, cálculo delos parámetros del radioenlace y sus resultados de la comprobación teórica y práctica. El CAPÍTULO V, se realiza las configuraciones de equipos para realizar el sistema de redundancia, se establece los parámetros de seguridad, y además de garantizar la calidad de los servicios. Asimismo, se presenta los resultados del funcionamiento del protocolo de redundancia, comprobación de seguridad en la red y calidad de servicio en el lugar a implementar la propuesta tecnológica.
Implementación y evaluación de un módulo portátil con elementos pasivos y activos de una red de fibra óptica para un escenario de pruebas en el laboratorio de telecomunicaciones
(La Libertad: Universidad Estatal Península de Santa Elena. 2023, 2023-02-15) Urgilés Reyes, Diego Israel; Santos García, Vladimir Israel
Las redes de fibra óptica son elementos de transmisión de mayor uso de datos dentro del área de las telecomunicaciones, contiene características de muy alto interés como son: amplio ancho de banda, elevadas velocidades en el envío de datos, nivel bajo de atenuación y cero sensibilidades a interferencias. El proyecto de tesis titulado “Implementación y evaluación de un módulo portátil con elementos pasivos y activos de una red de fibra óptica para un escenario de pruebas en el laboratorio de telecomunicaciones”, tiene como objetivo emular entornos reales para el enlazamiento de la señal óptica enviaba desde una OLT a través de la estructura modular de manga portátil así mismo evaluando la señal resultante con equipos de mediciones ópticos. De esta manera, el módulo de manga portátil se encargará de realizar enlaces ópticos con todos los equipos dentro del laboratorio, generando más escalabilidad en la expansión de redes de fibra óptica, ya que la manga cuenta con 48 hilos fusionados a patchs cords, que a su vez se pueden splittear hasta dos niveles más, dando un aproximado de 200 hilos individuales para realizar prácticas y simulaciones de entornos reales, donde la OLT cumple con un papel importante al enviar pulsos de luz y potencia óptica hacia cada uno de los enlaces realizados, llegando finalmente hacia los terminales ópticos. El módulo de manga portátil genera un despliegue más desarrollado en fibra óptica conmutando la tecnología EPON con GPON y hacia diferentes entornos emulados como FTTH, FTTB y FTTX dentro del laboratorio de telecomunicaciones, las mediciones ópticas cumplieron con las recomendaciones dictadas por las normas internacionales de las telecomunicaciones UITR BT.1367-2, por el cual se pudo constatar los umbrales de error que se obtuvieron durante las evaluaciones efectuadas en el módulo de manga portátil, dando un promedio de error total del 1.735 %.

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