Computational Science and Its Applications – ICCSA 2023. ICCSA 2023. Lecture Notes in Computer Science, 2023
In the city of Barranquilla (Colombia), the company that provides residential energy services use... more In the city of Barranquilla (Colombia), the company that provides residential energy services uses analog meters to mea- sure energy consumption. These meters are not user friendly and keeping track of energy consumption based on their reading is a tedious task. In addition, it is not generally known how this energy consumption is calculated in money, especially considering that the calculation changes depending on the socioeconomic status of the user. For this reason, most users do not know how much they have consumed, nor the economic cost of the service, until they receive the bill. There are solutions that use the IoT and that offer the user a more accessible and easy way to keep track of energy consumption, but they do not offer an ac- curate representation of the monetary value of energy consumption, since they do not take into account the Colombian con- text. In this work, a solution that takes this into account is expo- sed. The PZEM-004T multiparameter meter and the PZCT-02 current sensor were used to measure energy consumption in a home. These are connected to a microcontroller with a Wi-Fi module, the NodeMCU ESP8266, which communicates with a Telegram application messaging bot for data visualization and user interaction. Through the messaging bot of the Telegram application, the user can set alarms, check in real time the estimate of their energy consumption and its monetary value, make adjustments to the parameters used to calculate the energy value, as well as exercise control of some of the loads that demand more power in the home. The result obtained by the developed system deviated by -1.37% with respect to the energy service provider’s bill.
Se presenta una revisión conceptual generalizada de los conformadores de entrada de sistemas de c... more Se presenta una revisión conceptual generalizada de los conformadores de entrada de sistemas de control como herramientas para eliminar vibraciones en la salida de los sistemas. Se desarrollan los diferentes tipos de conformadores como versiones mejoradas de Posicast, el conformador original. Luego se presentan las aplicaciones de Posicast en el desarrollo de sistemas electrónicos, específicamente, en circuitos de potencia y en circuitos microelectrónicos.
Certain vehicles need to send information to their monitoring stations constantly, this informati... more Certain vehicles need to send information to their monitoring stations constantly, this information is usually sent by the vehicles, through the cellular network. The use of these wireless networks depends on coverage that it is not usually available in all geographic areas. This is the case of road segments where the coverage of data service of cellular networks is partial or zero, making transmission impossible. A particular case is the roads between the municipality of Juan de Acosta and the city of Barranquilla in Atlantico department (Colombia). As a solution, Delay-Tolerant Networks (DTN) emerge, which allow the transmission of data to the monitoring stations when there is no cellular network coverage. In this work, a simulated evaluation of the performance of some message routing protocols for DTN is performed, in the Juan de Acosta – Barranquilla scenario. Using “The Opportunistic Networking Environment”, we determined the performance of these message routing protocols. The ...
Debido a la complejidad para introducir por primera vez la temática de los convertidores de imped... more Debido a la complejidad para introducir por primera vez la temática de los convertidores de impedancia en el ámbito universitario, específicamente los giradores (Circuito de Antoniou) y circuitos FDNR (Frequency Dependent Negative Resistance), se elabora una introducción didáctica, básica y detallada de los convertidores de impedancia, específicamente de los giradores y los circuitos FDNR usados en el curso de Electrónica II de la Universidad de la Costa.
Shannon’s sampling theorem is one of the most important results of modern signal theory. It descr... more Shannon’s sampling theorem is one of the most important results of modern signal theory. It describes the reconstruction of any band-limited signal from a finite number of its samples. On the other hand, although less well known, there is the discrete sampling theorem, proved by Cooley while he was working on the development of an algorithm to speed up the calculations of the discrete Fourier transform. Cooley showed that a sampled signal can be resampled by selecting a smaller number of samples, which reduces computational cost. Then it is possible to reconstruct the original sampled signal using a reverse process. In principle, the two theorems are not related. However, in this paper we will show that in the context of Non Standard Mathematical Analysis (NSA) and Hyperreal Numerical System R, the two theorems are equivalent. The difference between them becomes a matter of scale. With the scale changes that the hyperreal number system allows, the discrete variables and functions be...
Shannon’s sampling theorem is one of the most important results of modern signal theory. It descr... more Shannon’s sampling theorem is one of the most important results of modern signal theory. It describes the reconstruction of any band-limited signal from a finite number of its samples. On the other hand, although less well known, there is the discrete sampling theorem, proved by Cooley while he was working on the development of an algorithm to speed up the calculations of the discrete Fourier transform. Cooley showed that a sampled signal can be resampled by selecting a smaller number of samples, which reduces computational cost. Then it is possible to reconstruct the original sampled signal using a reverse process. In principle, the two theorems are not related. However, in this paper we will show that in the context of Non Standard Mathematical Analysis (NSA) and Hyperreal Numerical System R, the two theorems are equivalent. The difference between them becomes a matter of scale. With the scale changes that the hyperreal number system allows, the discrete variables and functions become continuous, and Shannon’s sampling theorem emerges from the discrete sampling theorem.
International Conference on Computational Science and Its Applications, 2021
The construction of integrated circuits involves testing the correct operation of its internal bl... more The construction of integrated circuits involves testing the correct operation of its internal blocks. For this, a common practice is the integration of functional blocks to stimulate the internal subsystems and extract the responses to those stimuli. In this article, the design and simulation of a circuit for the extraction of the response signals of the devices under test in analog and mixed-signal integrated circuits is presented. The extraction block is a 2-stage 5-bit segmented A/D converter, operating at a sampling frequency of 10 MHz, implemented in a 0.12 µm technological process, which can be powered with 1.5 Vdc. This proposal offers a reduction in the area consumed, by requiring fewer comparators than other similar solutions found in the literature.
Se presenta una revisión conceptual generalizada de los conformadores de entrada de sistemas de c... more Se presenta una revisión conceptual generalizada de los conformadores de entrada de sistemas de control como herramientas para eliminar vibraciones en la salida de los sistemas. Se desarrollan los diferentes tipos de conformadores como versiones mejoradas de Posicast, el conformador original. Luego se presentan las aplicaciones de Posicast en el desarrollo de sistemas electrónicos, específicamente, en circuitos de potencia y en circuitos microelectrónicos.
In this article, part I of II, the development of a course on linear signals and systems is prese... more In this article, part I of II, the development of a course on linear signals and systems is presented, based on an infinitesimal calculus model, called MicroCalculus. Such a calculus model allows a didactic development of the fundamental concepts of a signal course. The signals are defined from the fundamental elements of variable and function. MicroCalculus offers a new vision to signal classification, as well as a treatment of non-standard functions as generalized functions, which in the new calculus model can be treated as standard functions. Then, the development of the discrete and continuous convolution operation is presented, from a unified approach. In part II of the article, the solution of the differential equations of linear systems using infinitesimal calculus is presented. Then, a unified development of the Fourier Analysis is performed, where the Fourier Series, the Transform and the Discrete Transform are presented as 3 versions of the same entity. Finally, a didactic development of the Discrete Fourier Transform is presented.
International Conference on Applied Informatics, 2019
Certain vehicles need to send information to their monitoring stations constantly, this informati... more Certain vehicles need to send information to their monitoring stations constantly, this information is usually sent by the vehicles, through the cellular network. The use of these wireless networks depends on coverage that it is not usually available in all geographic areas. This is the case of road segments where the coverage of data service of cellular networks is partial or zero, making transmission impossible. A particular case is the roads between the municipality of Juan de Acosta and the city of Barranquilla in Atlántico department (Colombia). As a solution, Delay-Tolerant Networks (DTN) emerge, which allow the transmission of data to the monitoring stations when there is no cellular network coverage. In this work, a simulated evaluation of the performance of some message routing protocols for DTN is performed, in the Juan de Acosta – Barranquilla scenario. Using “The Opportunistic Networking …
Analog filters are essential in industrial environments for noise reduction. The filter approxima... more Analog filters are essential in industrial environments for noise reduction. The filter approximation that presents the best performance in noise reduction is Tchebyshev. This approximation introduces distortions in pulsed signals due to overshoot. The analysis and design of analog filters using a Posicast element are presented. Posicast is a feedforward compensator that reduces overshoot in system response. The authors present a direct method to design analog filters using Posicast, which is based on knowledge of the step response overshoot and system's damped time response period. Simulated results for two filters (Tchebyshev and Bessel) indicates that the new method reduces distortion in pulsed signals, without affecting its performance in frequency. Index Terms-Analog filters, input shapers, lightly damped systems, Posicast. I. INTRODUCCI´ONINTRODUCCI´ INTRODUCCI´ON E N este artículo se presenta una aproximación para reducir el comportamiento ligeramente amortiguado de la aproximación de filtro activo Tchebyshev, con el objeto de conseguir un filtro con un mejor desempeño en frecuencia sin que introduzca distorsiones en las señales de pulsos que procesa. Se procede entonces a experimentar usando Posicast como el mecanismo para reducir las distorsiones por sobreimpulsos de los filtros [1]. Posicast fue originalmente propuesto por Otto Smith como un mecanismo para cancelar el comportamiento oscilatorio de los sistemas ligeramente amortiguados [2]. De hecho, su libro de sistemas de control fue el primero en describir el funcionamiento de Posicast. Smith demostró cómo un conocimiento exacto del amortiguamiento de un sistema y la frecuencia natural amortiguada, podrían ser utilizados para diseñar un compensador dinámico de lazo abierto que cancela el sobreimpulso en la respuesta al escalón unitario de los sistemas. No todas las aproximaciones de filtro tienen un comportamiento ligeramente amortiguado. Estas aproximaciones con buen desempeño en el tiempo, tienen un pobre desempeño en el dominio de la frecuencia, razón por la cual limitan la reducción de ruido. Las aproximaciones que distorsionan los pulsos tienen el mejor desempeño en Este artículo es resultado de una investigación realizada mientras J. Simancas-García cursaba la Maestría en Ingeniería de la Universidad de la Costa, con una beca otorgada por la misma universidad, bajo la dirección de J. Vélez-Zapata y F. Meléndez-Pertuz. J. L. Simancas-García, está en el dominio de la frecuencia siendo más eficientes en la reducción de ruido. Para resolver el clásico problema de distorsión por sobreimpulso en ciertas aproximaciones de filtros, la empresa Burr-Brown elaboró un boletín de aplicación en el que presentó un circuito basado en diodos y una red RC en la salida del filtro [3]. Esta solución presenta la limitación de que al agregar capacitores adicionales en la salida del amplificador operacional se incurre en el riesgo de hacerlo inestable y que oscile. La solución es mediante redes de compensación igualmente capacitivas. El sobreimpulso es debido al retardo de grupo no constante en los filtros, lo que distorsiona la forma de las señales con bordes o cambios abruptos, como las de pulsos [4]. Una forma de reducir el sobreimpulso es mediante la compensación del retardo de grupo mediante filtros paso-todo en cascada con el filtro en cuestión que se esté diseñando. El uso de estas redes de compensación tiene la limitante de que aumentan el tiempo de establecimiento de la señal [4]. Este procedimiento se denomina compensación de retardo con filtro invariante en el tiempo [4]. A partir de este punto, algunos investigadores han introducido técnicas de compensación usando filtros variantes en el tiempo [4], [5] que tienen la ventaja de no aumentar el tiempo de establecimiento. La ventaja de utilizar Posicast frente a la solución presentada en [4], es la simplicidad. Llevar a cabo el diseño de filtros variantes en el tiempo es más complejo que diseñarlos como sistemas invariantes. Con Posicast, los filtros se diseñan de forma convencional usando los métodos invariantes en el tiempo. Luego se caracteriza el filtro obtenido mediante su respuesta en el dominio del tiempo. A partir de allí se obtienen los parámetros de la red Posicast que antecederá al filtro. El artículo se organiza de la siguiente manera: en la sección II se presentan los antecedentes relacionados con la aplicación de Posicast a sistemas electrónicos. En la sección III se desarrolla la explicación teórica de Posicast clásico utilizado en este artículo. Se continúa con la sección IV, donde se desarrolla el análisis del filtro Tchebyshev y el diseño de Posicast para reducir las distorsiones. En la sección V se presentan los resultados de ejercicios de simulación a nivel circuitos electrónicos de los filtros y Posicast, así como su implementación hardware. Finalmente en la sección VI se presentan las conclusiones. II. ANTECEDENTES Las aportaciones que se han hecho en el campo de la microelectrónica desde Posicast van dirigidas al diseño de amplificadores operacionales, y han consistido en: mejorar la estabilidad de los sistemas [6], [7]; reducir las distorsiones introducidas en las señales de pulsos procesadas por tales
Debido a la complejidad para introducir por primera vez la temática de los convertidores de imped... more Debido a la complejidad para introducir por primera vez la temática de los convertidores de impedancia en el ámbito universitario, específicamente los giradores (Circuito de Antoniou) y circuitos FDNR (Frequency Dependent Negative Resistance), se elabora una introducción didáctica, básica y detallada de los convertidores de impedancia, específicamente de los giradores y los circuitos FDNR usados en el curso de Electrónica II de la Universidad de la Costa.
En este trabajo se plantea el desarrollo de un dispositivo, llamado junta expansiva, para mitigar... more En este trabajo se plantea el desarrollo de un dispositivo, llamado junta expansiva, para mitigar la ruptura de tuberías para el transporte de hidrocarburos, causada por deslizamientos de tierra o dilatación lineal. La solución propuesta, involucra el desplazamiento de 2 tubos que alargan el dispositivo, aliviando la tensión y retardando la ruptura de la tubería. La medida del desplazamiento de esos tubos, requiere ser monitoreada para determinar qué tan pronto ocurrirá la ruptura y emprender las acciones correctivas para evitar el derramamiento del hidrocarburo, razón por la que se plantea este sistema de monitoreo electrónico con interfaz gráfica de usuario que facilita la visualización del desplazamiento de manera remota. De esta forma se complementa la junta expansiva y se ofrece la posibilidad al operador de mantenimiento de la tubería monitoreada, de reaccionar a tiempo. Las pruebas ejecutadas mostraron la funcionalidad del sistema de monitoreo propuesto en la junta expansiva
Los algoritmos de reconocimiento de voz son utilizados en aplicaciones de control inteligente esp... more Los algoritmos de reconocimiento de voz son utilizados en aplicaciones de control inteligente especialmente en el área de la medicina. Una de las aplicaciones es el control de equipos de asistencia motora como las sillas de ruedas para pacientes con discapacidad motora total de sus extremidades inferiores y superiores. Las personas en esta condición tienen dificultad para trasladarse de un lugar a otro, dependiendo siempre de ayuda externa. El presente artículo describe el desarrollo de un algoritmo de reconocimiento de comandos de voz aplicando técnicas no lineales para la identificación de instrucciones de control en el desplazamiento de equipos de asistencia motora, con el fin de proporcionar un desplazamiento autónomo a personas con discapacidad motora total que pueden oír, ver y hablar. Las muestras de voz fueron recolectadas en un ambiente sin ruido y con ruido, aplicando un filtro digital para la eliminación del mismo. El procesamiento de la información filtrada se realizó mediante análisis rápido de Fourier y coeficientes cepstrales de Mel, y finalmente se aplicaron redes neuronales para el reconocimiento por voz de los comandos de control.
Computational Science and Its Applications – ICCSA 2023. ICCSA 2023. Lecture Notes in Computer Science, 2023
In the city of Barranquilla (Colombia), the company that provides residential energy services use... more In the city of Barranquilla (Colombia), the company that provides residential energy services uses analog meters to mea- sure energy consumption. These meters are not user friendly and keeping track of energy consumption based on their reading is a tedious task. In addition, it is not generally known how this energy consumption is calculated in money, especially considering that the calculation changes depending on the socioeconomic status of the user. For this reason, most users do not know how much they have consumed, nor the economic cost of the service, until they receive the bill. There are solutions that use the IoT and that offer the user a more accessible and easy way to keep track of energy consumption, but they do not offer an ac- curate representation of the monetary value of energy consumption, since they do not take into account the Colombian con- text. In this work, a solution that takes this into account is expo- sed. The PZEM-004T multiparameter meter and the PZCT-02 current sensor were used to measure energy consumption in a home. These are connected to a microcontroller with a Wi-Fi module, the NodeMCU ESP8266, which communicates with a Telegram application messaging bot for data visualization and user interaction. Through the messaging bot of the Telegram application, the user can set alarms, check in real time the estimate of their energy consumption and its monetary value, make adjustments to the parameters used to calculate the energy value, as well as exercise control of some of the loads that demand more power in the home. The result obtained by the developed system deviated by -1.37% with respect to the energy service provider’s bill.
Se presenta una revisión conceptual generalizada de los conformadores de entrada de sistemas de c... more Se presenta una revisión conceptual generalizada de los conformadores de entrada de sistemas de control como herramientas para eliminar vibraciones en la salida de los sistemas. Se desarrollan los diferentes tipos de conformadores como versiones mejoradas de Posicast, el conformador original. Luego se presentan las aplicaciones de Posicast en el desarrollo de sistemas electrónicos, específicamente, en circuitos de potencia y en circuitos microelectrónicos.
Certain vehicles need to send information to their monitoring stations constantly, this informati... more Certain vehicles need to send information to their monitoring stations constantly, this information is usually sent by the vehicles, through the cellular network. The use of these wireless networks depends on coverage that it is not usually available in all geographic areas. This is the case of road segments where the coverage of data service of cellular networks is partial or zero, making transmission impossible. A particular case is the roads between the municipality of Juan de Acosta and the city of Barranquilla in Atlantico department (Colombia). As a solution, Delay-Tolerant Networks (DTN) emerge, which allow the transmission of data to the monitoring stations when there is no cellular network coverage. In this work, a simulated evaluation of the performance of some message routing protocols for DTN is performed, in the Juan de Acosta – Barranquilla scenario. Using “The Opportunistic Networking Environment”, we determined the performance of these message routing protocols. The ...
Debido a la complejidad para introducir por primera vez la temática de los convertidores de imped... more Debido a la complejidad para introducir por primera vez la temática de los convertidores de impedancia en el ámbito universitario, específicamente los giradores (Circuito de Antoniou) y circuitos FDNR (Frequency Dependent Negative Resistance), se elabora una introducción didáctica, básica y detallada de los convertidores de impedancia, específicamente de los giradores y los circuitos FDNR usados en el curso de Electrónica II de la Universidad de la Costa.
Shannon’s sampling theorem is one of the most important results of modern signal theory. It descr... more Shannon’s sampling theorem is one of the most important results of modern signal theory. It describes the reconstruction of any band-limited signal from a finite number of its samples. On the other hand, although less well known, there is the discrete sampling theorem, proved by Cooley while he was working on the development of an algorithm to speed up the calculations of the discrete Fourier transform. Cooley showed that a sampled signal can be resampled by selecting a smaller number of samples, which reduces computational cost. Then it is possible to reconstruct the original sampled signal using a reverse process. In principle, the two theorems are not related. However, in this paper we will show that in the context of Non Standard Mathematical Analysis (NSA) and Hyperreal Numerical System R, the two theorems are equivalent. The difference between them becomes a matter of scale. With the scale changes that the hyperreal number system allows, the discrete variables and functions be...
Shannon’s sampling theorem is one of the most important results of modern signal theory. It descr... more Shannon’s sampling theorem is one of the most important results of modern signal theory. It describes the reconstruction of any band-limited signal from a finite number of its samples. On the other hand, although less well known, there is the discrete sampling theorem, proved by Cooley while he was working on the development of an algorithm to speed up the calculations of the discrete Fourier transform. Cooley showed that a sampled signal can be resampled by selecting a smaller number of samples, which reduces computational cost. Then it is possible to reconstruct the original sampled signal using a reverse process. In principle, the two theorems are not related. However, in this paper we will show that in the context of Non Standard Mathematical Analysis (NSA) and Hyperreal Numerical System R, the two theorems are equivalent. The difference between them becomes a matter of scale. With the scale changes that the hyperreal number system allows, the discrete variables and functions become continuous, and Shannon’s sampling theorem emerges from the discrete sampling theorem.
International Conference on Computational Science and Its Applications, 2021
The construction of integrated circuits involves testing the correct operation of its internal bl... more The construction of integrated circuits involves testing the correct operation of its internal blocks. For this, a common practice is the integration of functional blocks to stimulate the internal subsystems and extract the responses to those stimuli. In this article, the design and simulation of a circuit for the extraction of the response signals of the devices under test in analog and mixed-signal integrated circuits is presented. The extraction block is a 2-stage 5-bit segmented A/D converter, operating at a sampling frequency of 10 MHz, implemented in a 0.12 µm technological process, which can be powered with 1.5 Vdc. This proposal offers a reduction in the area consumed, by requiring fewer comparators than other similar solutions found in the literature.
Se presenta una revisión conceptual generalizada de los conformadores de entrada de sistemas de c... more Se presenta una revisión conceptual generalizada de los conformadores de entrada de sistemas de control como herramientas para eliminar vibraciones en la salida de los sistemas. Se desarrollan los diferentes tipos de conformadores como versiones mejoradas de Posicast, el conformador original. Luego se presentan las aplicaciones de Posicast en el desarrollo de sistemas electrónicos, específicamente, en circuitos de potencia y en circuitos microelectrónicos.
In this article, part I of II, the development of a course on linear signals and systems is prese... more In this article, part I of II, the development of a course on linear signals and systems is presented, based on an infinitesimal calculus model, called MicroCalculus. Such a calculus model allows a didactic development of the fundamental concepts of a signal course. The signals are defined from the fundamental elements of variable and function. MicroCalculus offers a new vision to signal classification, as well as a treatment of non-standard functions as generalized functions, which in the new calculus model can be treated as standard functions. Then, the development of the discrete and continuous convolution operation is presented, from a unified approach. In part II of the article, the solution of the differential equations of linear systems using infinitesimal calculus is presented. Then, a unified development of the Fourier Analysis is performed, where the Fourier Series, the Transform and the Discrete Transform are presented as 3 versions of the same entity. Finally, a didactic development of the Discrete Fourier Transform is presented.
International Conference on Applied Informatics, 2019
Certain vehicles need to send information to their monitoring stations constantly, this informati... more Certain vehicles need to send information to their monitoring stations constantly, this information is usually sent by the vehicles, through the cellular network. The use of these wireless networks depends on coverage that it is not usually available in all geographic areas. This is the case of road segments where the coverage of data service of cellular networks is partial or zero, making transmission impossible. A particular case is the roads between the municipality of Juan de Acosta and the city of Barranquilla in Atlántico department (Colombia). As a solution, Delay-Tolerant Networks (DTN) emerge, which allow the transmission of data to the monitoring stations when there is no cellular network coverage. In this work, a simulated evaluation of the performance of some message routing protocols for DTN is performed, in the Juan de Acosta – Barranquilla scenario. Using “The Opportunistic Networking …
Analog filters are essential in industrial environments for noise reduction. The filter approxima... more Analog filters are essential in industrial environments for noise reduction. The filter approximation that presents the best performance in noise reduction is Tchebyshev. This approximation introduces distortions in pulsed signals due to overshoot. The analysis and design of analog filters using a Posicast element are presented. Posicast is a feedforward compensator that reduces overshoot in system response. The authors present a direct method to design analog filters using Posicast, which is based on knowledge of the step response overshoot and system's damped time response period. Simulated results for two filters (Tchebyshev and Bessel) indicates that the new method reduces distortion in pulsed signals, without affecting its performance in frequency. Index Terms-Analog filters, input shapers, lightly damped systems, Posicast. I. INTRODUCCI´ONINTRODUCCI´ INTRODUCCI´ON E N este artículo se presenta una aproximación para reducir el comportamiento ligeramente amortiguado de la aproximación de filtro activo Tchebyshev, con el objeto de conseguir un filtro con un mejor desempeño en frecuencia sin que introduzca distorsiones en las señales de pulsos que procesa. Se procede entonces a experimentar usando Posicast como el mecanismo para reducir las distorsiones por sobreimpulsos de los filtros [1]. Posicast fue originalmente propuesto por Otto Smith como un mecanismo para cancelar el comportamiento oscilatorio de los sistemas ligeramente amortiguados [2]. De hecho, su libro de sistemas de control fue el primero en describir el funcionamiento de Posicast. Smith demostró cómo un conocimiento exacto del amortiguamiento de un sistema y la frecuencia natural amortiguada, podrían ser utilizados para diseñar un compensador dinámico de lazo abierto que cancela el sobreimpulso en la respuesta al escalón unitario de los sistemas. No todas las aproximaciones de filtro tienen un comportamiento ligeramente amortiguado. Estas aproximaciones con buen desempeño en el tiempo, tienen un pobre desempeño en el dominio de la frecuencia, razón por la cual limitan la reducción de ruido. Las aproximaciones que distorsionan los pulsos tienen el mejor desempeño en Este artículo es resultado de una investigación realizada mientras J. Simancas-García cursaba la Maestría en Ingeniería de la Universidad de la Costa, con una beca otorgada por la misma universidad, bajo la dirección de J. Vélez-Zapata y F. Meléndez-Pertuz. J. L. Simancas-García, está en el dominio de la frecuencia siendo más eficientes en la reducción de ruido. Para resolver el clásico problema de distorsión por sobreimpulso en ciertas aproximaciones de filtros, la empresa Burr-Brown elaboró un boletín de aplicación en el que presentó un circuito basado en diodos y una red RC en la salida del filtro [3]. Esta solución presenta la limitación de que al agregar capacitores adicionales en la salida del amplificador operacional se incurre en el riesgo de hacerlo inestable y que oscile. La solución es mediante redes de compensación igualmente capacitivas. El sobreimpulso es debido al retardo de grupo no constante en los filtros, lo que distorsiona la forma de las señales con bordes o cambios abruptos, como las de pulsos [4]. Una forma de reducir el sobreimpulso es mediante la compensación del retardo de grupo mediante filtros paso-todo en cascada con el filtro en cuestión que se esté diseñando. El uso de estas redes de compensación tiene la limitante de que aumentan el tiempo de establecimiento de la señal [4]. Este procedimiento se denomina compensación de retardo con filtro invariante en el tiempo [4]. A partir de este punto, algunos investigadores han introducido técnicas de compensación usando filtros variantes en el tiempo [4], [5] que tienen la ventaja de no aumentar el tiempo de establecimiento. La ventaja de utilizar Posicast frente a la solución presentada en [4], es la simplicidad. Llevar a cabo el diseño de filtros variantes en el tiempo es más complejo que diseñarlos como sistemas invariantes. Con Posicast, los filtros se diseñan de forma convencional usando los métodos invariantes en el tiempo. Luego se caracteriza el filtro obtenido mediante su respuesta en el dominio del tiempo. A partir de allí se obtienen los parámetros de la red Posicast que antecederá al filtro. El artículo se organiza de la siguiente manera: en la sección II se presentan los antecedentes relacionados con la aplicación de Posicast a sistemas electrónicos. En la sección III se desarrolla la explicación teórica de Posicast clásico utilizado en este artículo. Se continúa con la sección IV, donde se desarrolla el análisis del filtro Tchebyshev y el diseño de Posicast para reducir las distorsiones. En la sección V se presentan los resultados de ejercicios de simulación a nivel circuitos electrónicos de los filtros y Posicast, así como su implementación hardware. Finalmente en la sección VI se presentan las conclusiones. II. ANTECEDENTES Las aportaciones que se han hecho en el campo de la microelectrónica desde Posicast van dirigidas al diseño de amplificadores operacionales, y han consistido en: mejorar la estabilidad de los sistemas [6], [7]; reducir las distorsiones introducidas en las señales de pulsos procesadas por tales
Debido a la complejidad para introducir por primera vez la temática de los convertidores de imped... more Debido a la complejidad para introducir por primera vez la temática de los convertidores de impedancia en el ámbito universitario, específicamente los giradores (Circuito de Antoniou) y circuitos FDNR (Frequency Dependent Negative Resistance), se elabora una introducción didáctica, básica y detallada de los convertidores de impedancia, específicamente de los giradores y los circuitos FDNR usados en el curso de Electrónica II de la Universidad de la Costa.
En este trabajo se plantea el desarrollo de un dispositivo, llamado junta expansiva, para mitigar... more En este trabajo se plantea el desarrollo de un dispositivo, llamado junta expansiva, para mitigar la ruptura de tuberías para el transporte de hidrocarburos, causada por deslizamientos de tierra o dilatación lineal. La solución propuesta, involucra el desplazamiento de 2 tubos que alargan el dispositivo, aliviando la tensión y retardando la ruptura de la tubería. La medida del desplazamiento de esos tubos, requiere ser monitoreada para determinar qué tan pronto ocurrirá la ruptura y emprender las acciones correctivas para evitar el derramamiento del hidrocarburo, razón por la que se plantea este sistema de monitoreo electrónico con interfaz gráfica de usuario que facilita la visualización del desplazamiento de manera remota. De esta forma se complementa la junta expansiva y se ofrece la posibilidad al operador de mantenimiento de la tubería monitoreada, de reaccionar a tiempo. Las pruebas ejecutadas mostraron la funcionalidad del sistema de monitoreo propuesto en la junta expansiva
Los algoritmos de reconocimiento de voz son utilizados en aplicaciones de control inteligente esp... more Los algoritmos de reconocimiento de voz son utilizados en aplicaciones de control inteligente especialmente en el área de la medicina. Una de las aplicaciones es el control de equipos de asistencia motora como las sillas de ruedas para pacientes con discapacidad motora total de sus extremidades inferiores y superiores. Las personas en esta condición tienen dificultad para trasladarse de un lugar a otro, dependiendo siempre de ayuda externa. El presente artículo describe el desarrollo de un algoritmo de reconocimiento de comandos de voz aplicando técnicas no lineales para la identificación de instrucciones de control en el desplazamiento de equipos de asistencia motora, con el fin de proporcionar un desplazamiento autónomo a personas con discapacidad motora total que pueden oír, ver y hablar. Las muestras de voz fueron recolectadas en un ambiente sin ruido y con ruido, aplicando un filtro digital para la eliminación del mismo. El procesamiento de la información filtrada se realizó mediante análisis rápido de Fourier y coeficientes cepstrales de Mel, y finalmente se aplicaron redes neuronales para el reconocimiento por voz de los comandos de control.
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fundamental elements of variable and function. MicroCalculus offers a new vision to signal classification, as well as a treatment of non-standard functions as generalized functions, which in the new calculus model can be treated as standard functions. Then, the development of the discrete and continuous convolution operation is presented, from a unified approach.
In part II of the article, the solution of the differential equations of linear systems using infinitesimal calculus is presented. Then, a unified development of the Fourier Analysis is performed, where the Fourier Series, the Transform and the Discrete Transform are presented as 3 versions of the same entity. Finally, a didactic development of the Discrete Fourier Transform is presented.
transporte de hidrocarburos, causada por deslizamientos de tierra o dilatación lineal. La solución propuesta, involucra el desplazamiento
de 2 tubos que alargan el dispositivo, aliviando la tensión y retardando la ruptura de la tubería. La medida del desplazamiento de esos
tubos, requiere ser monitoreada para determinar qué tan pronto ocurrirá la ruptura y emprender las acciones correctivas para evitar el
derramamiento del hidrocarburo, razón por la que se plantea este sistema de monitoreo electrónico con interfaz gráfica de usuario que
facilita la visualización del desplazamiento de manera remota. De esta forma se complementa la junta expansiva y se ofrece la
posibilidad al operador de mantenimiento de la tubería monitoreada, de reaccionar a tiempo. Las pruebas ejecutadas mostraron la
funcionalidad del sistema de monitoreo propuesto en la junta expansiva
desplazamiento de equipos de asistencia motora, con el fin de proporcionar un desplazamiento autónomo a personas con discapacidad motora total que pueden oír, ver y hablar. Las muestras de voz fueron recolectadas en un ambiente sin ruido y con ruido, aplicando un filtro digital para la eliminación del mismo. El procesamiento de la información filtrada se realizó mediante análisis rápido de Fourier y coeficientes cepstrales de Mel, y finalmente se aplicaron redes neuronales para el reconocimiento por voz de los comandos de control.
fundamental elements of variable and function. MicroCalculus offers a new vision to signal classification, as well as a treatment of non-standard functions as generalized functions, which in the new calculus model can be treated as standard functions. Then, the development of the discrete and continuous convolution operation is presented, from a unified approach.
In part II of the article, the solution of the differential equations of linear systems using infinitesimal calculus is presented. Then, a unified development of the Fourier Analysis is performed, where the Fourier Series, the Transform and the Discrete Transform are presented as 3 versions of the same entity. Finally, a didactic development of the Discrete Fourier Transform is presented.
transporte de hidrocarburos, causada por deslizamientos de tierra o dilatación lineal. La solución propuesta, involucra el desplazamiento
de 2 tubos que alargan el dispositivo, aliviando la tensión y retardando la ruptura de la tubería. La medida del desplazamiento de esos
tubos, requiere ser monitoreada para determinar qué tan pronto ocurrirá la ruptura y emprender las acciones correctivas para evitar el
derramamiento del hidrocarburo, razón por la que se plantea este sistema de monitoreo electrónico con interfaz gráfica de usuario que
facilita la visualización del desplazamiento de manera remota. De esta forma se complementa la junta expansiva y se ofrece la
posibilidad al operador de mantenimiento de la tubería monitoreada, de reaccionar a tiempo. Las pruebas ejecutadas mostraron la
funcionalidad del sistema de monitoreo propuesto en la junta expansiva
desplazamiento de equipos de asistencia motora, con el fin de proporcionar un desplazamiento autónomo a personas con discapacidad motora total que pueden oír, ver y hablar. Las muestras de voz fueron recolectadas en un ambiente sin ruido y con ruido, aplicando un filtro digital para la eliminación del mismo. El procesamiento de la información filtrada se realizó mediante análisis rápido de Fourier y coeficientes cepstrales de Mel, y finalmente se aplicaron redes neuronales para el reconocimiento por voz de los comandos de control.