Ingeniería Electrónica
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Item Diseño de un sistema de control de humedad para la granja ecológica PUCP en Huyro - Cusco(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-04-04) Oré Mayo, David Ricardo; Alcócer García, Alejandro CarlosLa tesis presente describe el diseño de un sistema de control de humedad para un mariposario localizado en la ciudad de Huyro en Cuzco con la finalidad de crear un ambiente propicio para el crecimiento y desarrollo de las mariposas en todas sus etapas. Se diseñarán los elementos involucrados en la parte del sensado, control y visualización. En el primer capítulo se analiza la situación actual de los mariposarios en el Perú, tanto en su diseño como en su producción. En el segundo capítulo se estudia a la mariposa y de manera breve las diversas técnicas de control usadas en los mariposarios, así como los componentes para el control respectivo. En el tercer capítulo se presenta el diseño del sistema que incluye el algoritmo de control implementado en un microcontrolador. Se seleccionó un sensor de humedad con salida digital cuyos rangos de medición abarcan las posibles mediciones de campo. Por último, se presenta la interfaz de usuario la cual nos permite observar las mediciones de humedad y temperatura en un pequeño monitor LCD y controlar los cambios de humedad mediante pulsadores. En el cuarto capítulo se analizan los resultados obtenidos de la implementación del sistema de automatización para la verificación del algoritmo de control e interfaz de usuario. Se presenta el presupuesto para la implementación del sistema.Item Implementación de un sistema de monitoreo eléctrico y fluvial basado en tecnología GSM para una mini central hidroeléctrica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-11-02) Malasquez Huayapa, Darko Gabriel de Jesús; Alcócer García, Alejandro CarlosActualmente, los sistemas de monitoreo remoto son implementados por aquellas empresas que necesitan conocer el estado y funcionamiento de sus equipos, se encuentran en zonas alejadas o en lugares de difícil acceso con el fin de desarrollar acciones preventivas frente a problemas futuros. En particular, una mini central hidroeléctrica, es una instalación en zona alejada donde la energía del flujo de los ríos es transformada en energía eléctrica a través de distintos procesos. Con el fin de asegurar el buen funcionamiento de sus equipos y la calidad de su servicio de generación, es necesario el monitoreo constante de los estos parámetros: voltaje, corriente, frecuencia, potencia y nivel de caudal. Por la lejanía de la instalación se sugiere un enlace vía la red de telefonía celular. El objetivo de esta tesis es el diseño y la implementación de un sistema de monitoreo de parámetros eléctricos y fluvial para una mini central hidroeléctrica, empleando la tecnología GSM. La visualización de estos parámetros permitirá tomar acciones preventivas a problemas futuros o acciones correctivas frente a problemas actuales. Luego de implementar el sistema de monitoreo para la mini central hidroeléctrica de Santa Leonor se observó el cumplimiento de los objetivos iniciales tales como el envío de datos en tiempo real, la visualización interactiva de las gráficas en la página web o en la App del celular, así como los mensajes de alerta frente a cortes o reconexiones en la central. Finalmente se concluye que el sistema de monitoreo basado en la tecnología GSM es una opción viable y económica frente a otras tecnologías para la supervisión remota de datos.Item Diseño de un sistema de monitoreo inalámbrico y control de riego automático aplicado para el piñón blanco en la estación experimental "El Porvenir" en Tarapoto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-02) Coha Guerra, Carol Gypsy; Alcócer García, Alejandro CarlosEl presente proyecto de tesis consiste en elaborar el diseño de un sistema de monitoreo inalámbrico que suministrará información al agricultor en lo que se refiere a las condiciones en las que se encuentra el piñón blanco en Tarapoto. Esta información permitirá identificar las variables climáticas y de suelo en un servidor y, a su vez, permitirá que se active un sistema de control de riego para mantener la temperatura y humedad de la plantación en los niveles adecuados; con el fin de mejorar la productividad y el rendimiento de la parcela a través de un sistema fiable y autónomo. El primer capítulo está centrado en realizar un estudio de las actividades que se realizan durante la siembra y cosecha de dicha planta. Este análisis también provee las condiciones óptimas que necesita el piñón blanco para crecer y desarrollarse a fin de entregar semillas de muy buena calidad para el procesamiento y extracción del aceite biodiesel, el cual se extrae del corazón del fruto de esta planta. Además de elio, también se aborda la agricultura y su problemática a nivel nacional. El segundo capítulo busca informar al lector que, para realizar un diseño como este, deberá conocer los criterios básicos a tener en cuenta para luego hacer una comparativa entre los estándares de comunicación en una red, tales como Wifi, Bluetooth y Zigbee. Como resultado de ello, se procederá a elegir la más adecuada para esta aplicación. Asimismo, se presenta un cuadro de proveedores que tienen mayor demanda en el mercado, cada uno con sus propias características y ventajas. El monitoreo se realiza a través de un programa, el cual también servirá para el contra! de riego según parámetros indicados por el agricultor. El tercer capítulo presenta la elaboración del diseño propuesto para la toma de datos y posterior control de riego. Para ello, se indican las medidas del terreno agrícola, los rangos de temperatura y humedad en los que debe mantenerse el piñón y la configuración de los equipos para una correcta comunicación y eficiencia energética. El cuarto capítulo, por su parte, consiste en comprobar el correcto funcionamiento del diseño en lo que respecta a la comunicación y el control. También se presenta una tabla de costos que muestra la inversión que requiere una aplicación como la presentada en esta tesis.Item Diseño e implementación de un sistema de control microclimático para la preservación de orquídeas endémicas del Perú en invernadero(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-02-20) Lara Jáuregui, Kevin Arthur; Alcócer García, Alejandro CarlosEl control ambiental en invernaderos permite replicar las zonas de vida o microclimas de cualquier variedad de cultivo. La estructura del invernadero brinda protección al cultivo contra los factores externos y el sistema de control monitorea y regula las variables ambientales en el interior. El cerebro del sistema de control es un microcontrolador, el cual alberga en su memoria un algoritmo que gobierna el comportamiento del invernadero. En este trabajo se propone el diseño e implementación de un sistema de control microclimático de temperatura, humedad e iluminación para la preservación de orquídeas endémicas del Perú en un invernadero ubicado en el distrito de Ate, Lima. Se dispone de un prototipo de invernadero, propiedad de la empresa peruana Incatech S.A.C. Se planteó replicar tres de las principales zonas de vida de orquídeas endémicas del Perú mediante el control de la temperatura y humedad relativa. El algoritmo de control está basado en la lógica difusa para la temperatura y humedad. Se utilizó lógica on/off para el control de la iluminación dentro del invernadero. El sistema de control planteado replicará y mantendrá automáticamente los parámetros de cada zona de vida alrededor de un valor medio establecido con una desviación máxima de ± 3 °C de temperatura y ± 5 % de humedad relativa. Se requiere un sistema de control que establezca la zona de vida en un tiempo menor a 15 minutos al iniciar su funcionamiento o al cambiar de una zona de vida a otra. Para la medición de la temperatura y humedad se seleccionó el sensor DTH22 que provee un rango de medición de - 40 a 100 °C y 0 a 100% respectivamente. La medición de la intensidad luminosa se realiza mediante un fotoresistor (LDR) que permite al sistema diferenciar entre el día y la noche. Se implementó una resistencia calefactora para incrementar la temperatura interior y dos de ventiladores axiales para disminuirla. Para incrementar y disminuir la humedad relativa se utilizó un humidificador ultrasónico y un extractor de aire respectivamente. El sistema de iluminación comprende de 20 leds ultrabrillantes de color blanco distribuidos en 4 arreglos de 5 leds cada uno. Finalmente se desarrolló una interfaz gráfica para el control y monitoreo del invernadero por medio de una computadora. Se realizaron las pruebas del sistema de control e interfaz de usuario en ambos modos. El modo automático logra replicar las tres zonas de vida de las orquídeas endémicas, el modo manual permite al operador activar y variar los actuadores a diferentes potencias.Item Diseño e implementación de un sistema de potabilización de agua de lluvia mediante un esterilizador ultravioleta(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-02-11) Manotupa Cueva, Ellison; Alcócer García, Alejandro CarlosEl presente trabajo de tesis se basa en el diseño e implementación de un sistema de potabilización de agua de lluvia mediante una lámpara germicida que emite luz ultravioleta que permite reducir y eliminar los microorganismos presentes en el agua y con ello contrarrestar el origen de diferentes enfermedades gastrointestinales que se originan por el consumo directo del agua sin previo tratamiento. En el primer capítulo se presenta el problema de la escasez del agua potable en poblados rurales peruanos, así mismo, se menciona brevemente a las enfermedades más comunes causadas por la presencia gérmenes en el agua y como una de estas enfermedades: la diarrea aguda trae como consecuencia la desnutrición crónica infantil. En el segundo capítulo se reúne información acerca de los procesos de purificación del agua, fuentes de abastecimiento de este recurso, las formas de captación y los aspectos relacionados a la desinfección del agua de lluvia por irradiación ultravioleta. En el tercer capítulo se revisan las consideraciones y requerimientos para alcanzar los objetivos planteados respecto al diseño de un sensor de nivel de agua, el control On-Off para la conmutación de dos electroválvulas y el encendido de la lámpara ultravioleta. Así mismo, en base a ello se presenta un diagrama de flujo que permite apreciar el funcionamiento del sistema de esterilización con radiación ultravioleta (UV), que se diseña, para luego trabajar sobre los requerimientos, alternativas y selección de los componentes que integran el sistema automático diseñado; dando a conocer las soluciones y justificaciones correspondientes. En el cuarto capítulo se detalla el cuadro de costos y se presentan los resultados de los elementos del sistema para finalmente mostrar los resultados de un ensayo con agua de lluvia en el que se prueba el funcionamiento del sistema de potabilización operativamente de acuerdo a diferentes tiempos de irradiación considerados en el controlador arduino UNO. Se concluye que el diseño e implementación del sistema de potabilización de agua de lluvia cumplió los objetivos de éste trabajo.Item Diseño de un sistema de comunicaciones de tecnología inalámbrica para el control de activos y personas para una mina de tajo abierto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-08-03) Carbajal Mendoza, Diego Armando; Alcócer García, Alejandro CarlosEl presente proyecto de tesis se realiza con el objetivo de lograr un sistema de comunicación con tecnología inalámbrica para poder supervisar en tiempo real y diagnosticar, en caso de avería, a los vehículos que se encuentran trabajando dentro de la mina de tajo abierto en Cuajone. Esto ayudará a solucionar los problemas de comunicación entre los vehículos y operadores del centro de monitoreo, así como también poder controlar las acciones de la maquinaria de la mina y poder gestionarlos eficientemente para obtener su máxima producción. El sistema de comunicación que se planteará se divide en dos etapas que son completamente independientes. En la etapa 1: se cubrirá el estudio de cobertura del área de la mina, el dimensionamiento y planificación de la red para poder abarcar la mayor parte de la zona de trabajo dentro de la mina. Luego, en la etapa 2 se efectuará el estudio de mercado de los equipos GPS, su configuración e integración con una plataforma para la supervisión y control de los vehículos, y el personal que trabaja dentro de la mina. En la etapa 1 la red de comunicación se dimensionó con la red celular como la red principal y a la red satelital como respaldo para ocasiones donde haya una zona sin cobertura celular. De esta manera se estaría cubriendo toda el área de la mina para que haya una comunicación continua en tiempo real. En la etapa 2 para la elección del equipo GPS, que usarán los vehículos, se buscó equipos que puedan soportar la red celular y la satelital, estos deben tener la capacidad de poder transmitir como parámetros principales la posición, la velocidad y el odómetro. Por otro lado, para el personal que se encuentra en las zonas de trabajo se usó un equipo GPS más pequeño y estos transmiten como mínimo su posición. Estos dos equipos GPS se deben configurar para que puedan reportar a una misma plataforma (centro de control). Así supervisar y controlar lo que sucede en la mina. Adicionalmente, el personal podrá hacer uso del Internet en las zonas de cobertura para casos que así lo requieran. Finalmente, se realizó la propuesta económica de todo el sistema, los equipos y los materiales que se utilizarán.Item Diseño e implementación de un germinador electrónico piloto para semillas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-12-11) Masuda Nishimata, Manuel Alejandro; Alcócer García, Alejandro CarlosEl Perú se encuentra entre los países más vulnerables al cambio climático. En este contexto, el país depende mucho de la agricultura, pues es la actividad más realizada en sectores rurales. Diversos estudios indican que pequeñas variaciones en condiciones climáticas pueden influir negativamente la germinación, lo cual afecta a la agricultura. Una posible medida para asistir a los agricultores son los germinadores, que pueden controlar las diversas condiciones ambientales para incentivar el brote de semillas. Sin embargo, no existen proveedores conocidos de estos dispositivos en el Perú, y los que existen en el extranjero suelen apuntar a fines diferentes a la agricultura. La idea de desarrollar un germinador nace en el Grupo de Apoyo al Sector Rural (GRUPO PUCP), pues necesitaba hacer brotar unas semillas en Lima, Perú. No obstante, estas necesitaban condiciones climáticas diferentes a las de la zona, y emplear un invernadero completo no era viable. Es por esto que la organización busca apoyo en los tesistas de Ingeniería Electrónica para realizar el proyecto. Dada la necesidad de hacer germinar estas semillas y teniendo en cuenta que localmente no existen estos dispositivos, en la presente tesis se desarrolla un piloto de germinador electrónico que pueda servir como base para el futuro desarrollo de equipos similares. Para lograr esto, en primer lugar se realiza una investigación acerca del tema, para luego determinar que los factores más críticos para la germinación son la temperatura y la humedad a la que la semilla es expuesta. Una vez que se determinan los parámetros que debe seguir el diseño, se procede a detallar todo el diseño del germinador en sí. Se abarca desde la selección de los componentes hasta la fabricación y ensamblado de los circuitos electrónicos, para lograr implementar un modelo funcional. Una vez armado el piloto, se realizan pruebas de funcionamiento para verificar que el circuito regulador del microclima funciona correctamente. Estas pruebas incluyen dejar el germinador operando por varios días, para determinar sus ventajas y limitaciones. Se concluye que como piloto y a nivel de circuito de control, el proyecto funciona de manera correcta, pero se debe armar la estructura del germinador tomando en consideración las pérdidas térmicas para lograr una mayor diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del equipo. Asimismo, se sugieren cambiar ciertos componentes para reducir el riesgo de un mal funcionamiento. Por último, se hace énfasis en que el proyecto se realizó de manera modular para que se pueda reusar el diseño de algunas partes en caso se decida hacer un rediseño de hardware.Item Diseño de un telecentro para la localidad de Lamud(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-02-14) Arbieto Huerta, Carlos Alexis; Alcócer García, Alejandro CarlosLa localidad de Lamud se encuentra localizada en la Región Amazonas, provincia de Luya, dicha localidad básicamente es agrícola, además de ser visitada continuamente por turistas extranjeros debido a sus restos funerarios. Lamud tiene como principales problemas los siguientes: no cuenta con servicio de Internet y telefonía, el suministro eléctrico tiene continuos fallos, un único centro educativo secundario y de salud con poco abasto e ineficiente. La presente tesis describe el diseño de un telecentro ubicado en Lamud, dicho telecentro debe tratar de cubrir algunas de las necesidades básicas de los pobladores de esta zona tales como conectividad, búsqueda de información y generación de contenidos. En el capítulo 1 se presentará las diferentes problemáticas que afectan a esta zona, tales como la problemática social, ambiental y económica. En el capítulo 2 se describirá la tecnología a utilizar en el diseño del telecentro, como wimax, riogenerador, paneles solares, entre otros. En el capítulo 3 se mostrará los requerimientos de los pobladores, para luego a partir de dichos requerimientos, diseñar el telecentro. En el capítulo 4 se analizará el presupuesto de la implementación del telecentro y la rentabilidad de este.Item Optimización del diseño de antenas Yagi-Uda usando algoritmos genéticos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-10-16) Velásquez Silva, Jhoel; Alcócer García, Alejandro CarlosEl ser humano desde siempre ha tenido la necesidad innata de comunicarse en cualquier lugar y en cualquier momento. Esto ha impulsado un desarrollo asombroso en el área de las telecomunicaciones y especialmente en los últimos 30 años, en los cuales se han logrado tales avances en esta área de la ingeniería que a esta etapa de la historia de la humanidad se le ha denominado como la “era de las comunicaciones”. Hace más de un siglo que Hertz demostró la posibilidad de enviar ondas electromagnéticas de un punto al otro vía inalámbrica. Menos de una década después, Marconi puso en marcha la primera comunicación transatlántica dando origen al negocio de las telecomunicaciones [1]. En los últimos treinta años, gracias al avance de los computadores y al perfeccionamiento de las técnicas numéricas se han producido mejoras significativas en los parámetros de desempeño de las antenas, debido a que se han podido implementar dichos métodos para estructuras muy complejas. En la actualidad existen diversos programas de análisis de antenas basados en estos métodos, los cuales han contribuido al avance de las telecomunicaciones [1]. En el presente trabajo de investigación se expone los fundamentos electromagnéticos aplicados a antenas y su implementación computacional; posteriormente se explicara los fundamentos teóricos de optimización teniendo como técnica principal a los algoritmos genéticos. A partir de esto se propone un diseño para la solución óptima de desempeño para antenas Yagi. El desarrollo del diseño del sistema de optimización se expone en 4 capítulos. En el primero, se aborda la teoría de antenas; en el segundo, se expone a los algoritmos genéticos; en el tercero, se explica el diseño de optimización y sus restricciones; finalmente, en el cuarto, se realizan las pruebas de simulación para demostrar el funcionamiento adecuado y esperado.