Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item Diseño de un sistema IoT para determinar el aforo de la zona de asientos libres del Complejo de Innovación Académica (CIA)(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-11) Minaya Orihuela, Carlos Guillermo; Carrión Pardo, Julio Renato; Velarde Criado, Luis Ángelo; Lucho Romero, Cesar StuardoEn tiempos previos a la pandemia la biblioteca del Complejo de Innovación Académica (CIA), de la PUCP, presentaba un aforo insuficiente para la cantidad de alumnos, ello producía que tanto los espacios de estudios libres y grupales (cubículos) presenten una disponibilidad limitada. Por el lado de los cubículos, estos cuentan con un sistema de reservas que permite una gestión de los mismos; pero por el lado de la zona de estudio de libre disponibilidad no hay presencia de un sistema de monitorización provocando que la búsqueda de asientos libres para un estudiante o grupo de estudiantes tome un tiempo mayor. Ante posible retorno a clases para el 2022, el control de aforos dentro de este establecimiento será necesario y obligatorio, para así, poder evitar posibles contagios. Esta tesis busca diseñar un sistema IoT para determinar y monitorizar el aforo en tiempo real de los asientos libres de la biblioteca del CIA. Se determinó que el uso de cámaras en combinación con algoritmos de inteligencia artificial corriendo en pequeños equipos de procesamiento (SBCs) como son los Raspberrys, cubren los objetivos propuestos en la tesis. Además, se propone una aplicación web desplegada en la nube, la cual se comunica con el SBC bajo el protocolo de comunicación MQTT. Esta página web permite consultar y administrar determinada información con respecto al aforo dependiendo de los permisos del usuario. El diseño y análisis se centra en un área del primer piso de la biblioteca, pero puede ser aplicada en todos los pisos de este espacio o incluso replicado en otros ambientes que necesiten tal fin.Item Diseño de una fuente de poder de voltaje variable para electroforesis en gel de agarosa(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-03-20) Morán Arias, Kevin Walter Alejandro; Velarde Criado, Luis ÁngeloEl presente trabajo consiste en el diseño de una fuente de poder para ensayos de electroforesis horizontal en gel de agarosa. La electroforesis es un método de separación de biomoléculas usado en los laboratorios de biología molecular. Dentro de las técnicas y tipos de electroforesis existentes, la variante horizontal en gel de agarosa es la que utiliza menos equipamiento. Esta variante se usa para separar proteínas y ácidos nucleicos, teniendo otras áreas de aplicación como la investigación en criminalística, los exámenes clínicos, entre otros. El equipamiento necesario para el tipo de electroforesis mencionado es una cámara de ensayos y una fuente de poder, siendo este último componente sobre el cual se centrará el presente trabajo. Debido a los inconvenientes que puede acarrear la obtención de estos equipos del extranjero, como retrasos en el tiempo de entrega, incremento del costo por el envío, posible daño del equipo al momento del traslado, regulaciones del país, etc., sumado a la iniciativa del estado peruano por el avance tecnológico del país y a una propuesta del grupo de investigación Grupo de Desarrollo de Equipos para Laboratorios Biológicos “Equi-LaB” es que se decidió por el desarrollo de este tipo de equipos. Este diseño es el resultado de la experiencia obtenida en el diseño y construcción de un modelo previo de una fuente de poder para electroforesis, cuyo autor es el mismo que el del presente trabajo. Las características eléctricas máximas del modelo anterior (al que llamaremos “modelo Alfa”) eran de 150 V y 150 mA, las cuales fueron incrementadas hasta los valores de 300 V y 400 mA en el presente diseño (al que llamaremos “modelo Beta”), ya que con estos últimos valores se obtienen características que pueden ser competitivas contra las fuentes de poder para electroforesis comerciales. Para realizar el diseño electrónico de la fuente, siendo este el objetivo principal, fue necesario completar los siguientes objetivos específicos: i) Entender el principio de electroforesis, ii) Consultar la teoría y recomendaciones para el diseño, iii) Diseñar los circuitos teniendo como base los requerimientos de la fuente y iv) Simular los principales circuitos del diseño y analizar los resultados.Item Diseño de un sistema inteligente de monitoreo intradomiciliario y remoto para el cuidado de la población adulta mayor(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-11-22) Muñoz Zuta, Jose Luis; Velarde Criado, Luis ÁngeloLos adultos mayores suelen sufrir ciertos problemas de salud, deterioro físico, entre otras afecciones que son propias de la edad. En el Perú, son más de 800 000 personas mayores que viven en hogares unipersonales y carecen de un acompañante. Ante una situación de emergencia y al vivir solos, los adultos mayores corren el riesgo de no recibir atención inmediata, ya que no poseen una forma de comunicación rápida con sus familiares o cuidadores, quienes, a la vez, no poseen una herramienta que les informe de lo ocurrido. El presente trabajo de tesis consiste en el diseño e implementación de un sistema de monitoreo intradomiciliario y remoto para las viviendas unipersonales de adultos mayores en el Perú. El diseño se basa en el enfoque AAL (vida asistida por el ambiente), el cual tiene como objetivo mejorar la calidad de vida independiente de las personas mayores y discapacitadas mediante la aplicación de nuevas tecnologías para integrar funcionalidades de monitoreo y cuidado en su vivienda. El sistema se divide en cinco subsistemas: módulo wearable, tecnologías integradas en la vivienda, unidad de control y comunicaciones, base de datos y un aplicativo móvil. El sistema desarrollado es capaz de monitorear en tiempo real el pulso cardíaco del usuario con una precisión del 93%, y detecta si ha sufrido una caída intradomiciliaria con una precisión del 72%. También, se integra un sistema de botones de emergencia en la vivienda, los cuales, al ser accionados, envían una alerta inmediata al familiar indicando que se requiere su atención. Se integra un módulo de prevención de caídas, el cual emite advertencias sonoras en zonas de riesgo de accidentes para reforzar el cuidado al transitarlas. Por último, el familiar de la persona mayor visualiza el pulso cardíaco en tiempo real en un aplicativo móvil para Android OS, y recibe alertas vía aplicación y SMS en caso de una situación de emergencia ocurrida en la vivienda.Item Diseño de un sistema IOT de medición de la experiencia de usuario wifi en un campus universitario(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-24) Santillana Castañeda, Yorkman Steve; Velarde Criado, Luis ÁngeloEn la presente tesis, se realiza el diseño de un sistema capaz de la medición de experiencia de usuario en una red de área local inalámbrica que pueda ser implementado para su uso en la Pontificia Universidad Católica del Perú mediante un dispositivo programable IoT y servicios en la nube que complementan el funcionamiento del sistema. Para ello, se elaboran programas encargados de la medición y cálculo de parámetros, despliegue de recurso de cómputo en la nube, configuración de base de datos e implementación de una interfaz gráfica web para visualización de resultados. La presente tesis está estructurada de la siguiente manera: en el primer capítulo, se detalla la situación actual de las redes WiFi y su aplicación en redes de campus, junto con el alcance y los objetivos de la tesis; en el segundo capítulo, se desarrolla el estudio de los indicadores de medición de experiencia de usuario definiéndolos inicialmente desde la calidad de experiencia y explicando los modelos de evaluación existentes; en el tercer capítulo, se desarrolla el diseño del sistema, sus requerimientos, explicación de los algoritmos utilizados, el proceso de elección de sus componentes, la configuración de cada componente, diagrama funcional y esquemático y un análisis del costo de implementación del prototipo; y, en el cuarto capítulo, se desarrollan las pruebas de funcionamiento integral del sistema y otras pruebas adicionales sobe el rendimiento y operación del sistema.Item Evaluación y diagnóstico en la red de comunicación de datos de un hospital de nivel III-2 para dar la propuesta de una nueva red(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-13) Alarcón Vega, Adolfo Martín; Velarde Criado, Luis ÁngeloEste trabajo de tesis se realizó como parte del convenio de colaboración, Intercambio y unión de capacidades entre el Hospital Cayetano Heredia/HNCH-MINSA y la Pontificia Universidad Católica del Perú, con el objetivo de mejorar la infraestructura de la red de comunicaciones en el Hospital Cayetano Heredia, para lograrlo se hizo un estudio del flujo de información existente entre las oficinas y también se hizo un estudio de la infraestructura del cableado de comunicaciones y los equipos instalados, determinándose luego que se debería diseñar una nueva red, para tal efecto luego de un estudio de las distintas soluciones de cableado par trenzado UTP existentes en el mercado, se eligió la tecnología Gigabit Ethernet para propuesta del diseño final. Se realizaron inspecciones a las distintas oficinas, consultorios y ambientes donde se ha tendido el cableado estructurado por dentro y por fuera del Hospital Cayetano Heredia, para documentar el estado de sus instalaciones. Con el objetivo de realizar mediciones del uso del ancho de banda, se procedió a instalar el equipo LANMETER 860 de la marca Fluke y el software Network Inspector, ambas herramientas permitieron obtener valores estadísticos de parámetros tales como: la difusión (broadcast), colisiones, tasa de errores, etc. de los principales conmutadores instalados de 10/100 Mbps, estos resultados fueron útiles para saber como era la tasa de uso de la red y elaborar los requerimientos reales para el diseño de la red de datos. Además de dimensionar el sistema de red, se escogió una solución para el despliegue del cableado UTP de manera flexible, práctica y adecuada a la infraestructura del edificio. También se brindan los criterios y cálculos necesarios para la realización de un enlace inalámbrico con línea de vista, entre aquellos edificios que requieren comunicación que por su lejanía, no se encuentran integrados a la red. Los equipos y el cableado a ser considerados para el diseño, se eligieron después de hacer una comparación de marcas ofrecidas en el mercado de las telecomunicaciones, basándose en el análisis comparativo del desempeño, como también observando el aspecto económico. Finalmente se ha realizado una descripción económica de costos para su implementación, añadiendo a éste un cronograma de actividades que contemplaría los tiempos y los recursos que demandaría la futura red.Item Diseño de un sistema de monitoreo para un invernadero experimental basado en una red de sensores(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-13) Pozo Gonzales, Jhordy Merlin; Velarde Criado, Luis ÁngeloLa agricultura en el Perú es una actividad económica muy sensible a los cambios en el clima, sin embargo, de ella depende la seguridad alimentaria de todos los peruanos. Debido a esto, se impulsa la aplicación de técnicas agrícolas que ofrezcan ventajas respecto al modelo tradicional. Por ejemplo, una de ellas es el uso de invernaderos, la cual permite, entre otras cosas, protección contra climas adversos, reducción del tiempo de cultivo y mejora de la calidad a través de una atmósfera interna controlable. Comúnmente, estos invernaderos son operados manualmente por el agricultor en base a su experiencia, por lo que no se obtiene condiciones ambientales adecuadas para una agricultura de precisión. Sumado a esto, el cambio climático y la diversidad de los pisos altitudinales a lo largo del país, hacen que sea necesario buscar alternativas de adaptación tecnológicas. En este sentido, el Internet de las Cosas (IoT-Internet of Things) y el desarrollo de software, ponen a nuestra disposición herramientas para la implementación de soluciones innovadoras aplicadas a la agricultura, las cuales ayudarán a incrementar el rendimiento y la calidad de los productos. Por lo tanto, la solución tecnológica propuesta, como objetivo de esta tesis, es diseñar un sistema de monitoreo que permita hacer el seguimiento de variables críticas dentro del invernadero basado en una red de sensores.Item Diseño e implementación de un sistema de inventario RFID para el almacén de la sección de electricidad y electrónica de la PUCP(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-03) Sotelo Narváez, Mario Gustavo; Velarde Criado, Luis ÁngeloDebido a que en la actualidad los sistemas RFID son ampliamente utilizados en el manejo y control de inventarios, se ha observado que el almacén de la Sección de Electricidad y Electrónica de la PUCP podría beneficiarse de las ventajas que estos ofrecen en temas de mejora y automatización de procesos. De acuerdo con múltiples autores, automatizar procesos cuenta con muchas ventajas, las cuales incluyen una mayor productividad, reducción de probabilidad de errores, reducción de tiempos de ejecución de tareas, entre otras. Por lo tanto, los objetivos de la presente tesis residen principalmente en el desarrollo de un sistema que automatice los procedimientos de préstamo y devolución de equipos del almacén a estudiantes y profesores, ya que con esto se cubre más del 80 por ciento de actividades diarias del personal encargado. El sistema ha sido desarrollado y probado con algunos equipos, por lo que es bastante factible su despliegue en el entorno de trabajo del almacén. Los resultados obtenidos muestran que la automatización del método actual cumple con la función de reducir tiempos de espera de los usuarios, lo cual se traduce en un mejor servicio y en una mayor productividad del personal del almacén.Item Diseño de una red de sensores para medir variables ambientales utilizando 6LoWPAN(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-05) Chávez Salinas, Manuel Antonio; Velarde Criado, Luis ÁngeloLas redes inalámbricas que se usan en la actualidad a menudo presentan fallas y no representan una alternativa fiable para la mayoría de las aplicaciones que requieren mantener la integridad de la información. Por este motivo, se empezó a explorar la posibilidad de implementar nuevos protocolos y topologías para interconectar los dispositivos pertenecientes a una red. Este proyecto de tesis se centra en el diseño de una red inalámbrica utilizando 6LoWPAN en topología tipo mesh, donde se estudia sus características y se analiza su fiabilidad para aplicaciones en general. Para poder observar el flujo de información y como circula por toda la red, se toma muestras de variables ambientales como temperatura y humedad, generando una red de sensores inalámbrica que, a diferencia de las comúnmente usadas, presenta un riesgo mínimo de pérdida de datos y enfatiza la importancia de una red que emplea 6LoWPAN. En este trabajo de tesis, se emplea el software Contiki OS para programar el algoritmo que permite implementar todas las características que se requieren para garantizar la eficacia de la red 6LoWPAN en topología mesh. Asimismo, se hace uso del simulador Cooja para diseñar la red y validar sus características mediante diversas pruebas en simulaciones y el nodo Tmote Sky para validar la robustez de la red mediante hardware. El desarrollo del proyecto permitió visualizar como las variables ambientales, cuyas muestras han sido tomadas por cada nodo, circulan en la red inalámbrica y se generó un interfaz para poder apreciar a los nodos vecinos, así como la información que transmiten.Item Diseño de un sistema de monitoreo y control de Ph de nutrientes para un prototipo de cultivo hidropónico usando PLC y software Scada(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-07-15) León Rojas, Billy Antonio; Velarde Criado, Luis ÁngeloEn la actualidad, el crecimiento poblacional y las consecuencias medioambientales generadas por diversas actividades realizadas por el hombre están reduciendo las áreas cultivables en el mundo y afectando la disponibilidad de los recursos naturales como el agua. Debido a ello, surge la importancia de la aplicación de novedosas técnicas agrícolas como la Hidroponía que al ser soportadas por la tecnología ofrecerían el sostenimiento alimentario mundial del futuro, el desarrollo socioeconómico y la conservación del ecosistema. En nuestro país, la agricultura tradicional es la técnica más realizada intensivamente la cual origina un elevado consumo de agua y la utilización de pesticidas que dañan en el tiempo las áreas cultivables. Además, los procesos de cultivo son realizados manualmente y muchas veces sin asesoría técnica. La existencia de técnicas como la Hidroponía trae muchas ventajas comparadas a la agricultura tradicional, y mejor aún, al ser soportada por la tecnología incrementaría la calidad y la productividad sin dañar el ecosistema. Con ello, nuestro país podría abrirse a mercados competitivos e impulsar su desarrollo tecnológico para la producción de plantas. El objetivo de esta tesis se centra en el diseño de un sistema de monitoreo y control del pH de nutrientes minerales para un prototipo de cultivo hidropónico recirculante usando PLC y software Scada. Con el control del pH se optimiza la calidad del producto pues se entrega a la planta los nutrientes minerales necesarios para su crecimiento eficientemente. No requiere de la tierra ni de pesticidas. Debido al sistema recirculante de los nutrientes se obtiene un menor consumo de agua y mayor oxigenación de las raíces de las plantas. Por otro lado, el monitoreo remoto permite obtener datos del procesos en tiempo real, un mejor análisis del comportamiento de la planta durante su crecimiento, información histórica del comportamiento del sistema, notificaciones instantáneas mediante alarmas, mejor toma de decisiones ante fallas, posibilidad de integración con las redes de telecomunicación, integración a diferentes aplicativos de oficina basados en Windows y completo control del proceso desde un centro de supervisión.Item Diseño de la red interna de datos de un centro acuícola en la región de Madre de Dios(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-09-22) Lizárraga Lizárraga, Sergio Luis; Velarde Criado, Luis ÁngeloEl presente documento describe las características y procesos del Centro Acuícola La Cachuela, ubicado en Puerto Maldonado y las necesidades de comunicación dentro del mismo. Además, basado en esas necesidades, propone un diseño para una red interna de comunicaciones, detallando los detalles a considerar para la implementación. En el capítulo 1 de la presente tesis, se analiza el proceso de producción de alevines en el Centro Acuícola La Cachuela y se observa de manera general los requerimientos de comunicación y almacenamiento de datos. En el capítulo 2 se revisan algunas las tecnologías usadas a la comunicación en zonas rurales y que podrían tener aplicación en el caso particular de La Cachuela. En el capítulo 3 se exponen los objetivos generales y específicos del diseño; y en el capítulo 4 detallan las características del diseño propuesto y se muestran las simulaciones realizadas.