LABSEI - Proyectos de Titulación desarrollados

2005 - 2008




Estudio de factibilidad de un sistema electrónico para estimar la fecha óptima de cosecha de paltas

Alumno: Eduardo Sotomayor
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

Se estudia la factibilidad de implementar un sistema electrónico que permita determinar, inicialmente en forma no destructiva, el estado de madurez de la palta antes de su recolección, con el fin de poder estimar una fecha óptima para comenzar la cosecha, con lo que se espera un aumento en la producción y una mejor calidad del fruto. 

Para lograr este objetivo es necesario estimar en forma rápida, económica y eficiente alguno de los parámetros biológicos que se correlacionan con el estado de madurez del fruto. Se evalúan fenómenos de naturaleza inductiva, capacitiva y resistiva.





Transformación de ecosondas análogos a digitales

Alumno: Fabián Quiñones
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

El ecosonda es un instrumento que se utiliza frecuentemente para medir la profundidad del mar, con el objeto de cartografiar el fondo marino, determinar la necesidad de dragar en los puertos, evitar que encallen las embarcaciones, etc. 

El ecosonda transmite pulsos de sonido hacia abajo, y mide el tiempo transcurrido hasta la llegada del eco del fondo.

El ecosonda análogo despliega los ecos en un registrador de papel en función del tiempo (eje horizontal), y de la profundidad (eje vertical). En la figura se observa un ejemplo.

Este tipo de ecosonda tiene varios inconvenientes:

  • el papel tiene un alto costo
  • la interpretación de la lectura del "ecograma" es lenta y proclive a errores 
  • el único respaldo de la información es el "ecograma" mismo.

Además existen ecosondas análogos que han sido utilizados durante un tiempo prolongado y cuya parte mecánica (registrador) está en mal estado, pero cuya parte electrónica está todavía operativa.

En este proyecto se construye un sistema capaz de transformar un ecosonda análogo en uno de lectura digital, para visualizar y almacenar la información en un computador personal.

Para esto se diseña y construye una interfaz que recibe las señales análogas de transmisión y recepción del ecosonda, las procesa, y las adapta para ingresarlas a un computador personal.

Además se desarrolla un programa para desplegar en la pantalla información gráfica similar a la que aparece en el papel, indicar la profundidad del fondo en forma numérica, y registrar los datos para procesamiento posterior.

En la figura siguiente se observa el registro del ecosonda, y el eco del fondo capturado en un osciloscopio digital.






Medición del porcentaje de grasa corporal

Alumno: José Arancibia
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

Conocer en forma precisa la cantidad de grasa corporal es muy importante, dado que en muchos casos la grasa es la culpable de los accidentes cardiovasculares, y de enfermedades tales como la diabetes. 

Para medir la cantidad de grasa corporal no basta con determinar el índice de masa corporal (IMC) que se basa en la relación peso-talla, ya que el peso depende no sólo de la cantidad de grasa, sino también del desarrollo muscular.

En este proyecto se desarrolla un sistema que mide el porcentaje de grasa corporal mediante bioimpedanciometría. La masa magra (órganos y músculos) es conductiva, el agua es altamente conductiva y la grasa no lo es. Midiendo la impedancia del cuerpo se puede deducir el porcentaje de estos elementos.

La medición de impedancia se realiza utilizando el principio de funcionamiento de un lock-in amplifier, lo que reduce el ruido de línea, y permite medir la magnitud y fase de la impedancia. Un microcontrolador procesa las tensiones medidas, calcula el porcentaje de grasa corporal, y lo despliega en un visor LCD.


Electrodos fabricados           Circuito montado en protoboard                  Medición de impedancia




Monitoreo de señales biológicas en un PDA mediante tecnología Bluetooth

Alumno: Nicolás Gorriño
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

El estudio de las señales cardíacas puede dar pistas importantes acerca del funcionamiento normal o patológico del corazón. Las señales son extraídas por medio de electrodos conectados a distintas partes del cuerpo del paciente.

En la actualidad, la mayoría de los electrocardiógrafos integran los cables de los electrodos junto con el medio de visualización, que puede ser un monitor de computador o una pantalla LCD, lo que dificulta el desplazamiento del paciente.

En este proyecto se implementa una unidad de adquisición de señales cardíacas de bajo costo, la cual emplea tecnología inalámbrica Bluetooth para la transmisión de las señales hacia un PDA (Personal Digital Assistant), el cual, por medio de una interfaz gráfica, presenta las señales en la pantalla.

Se lleva a cabo un tratamiento analógico mínimo sobre las señales para obtener una unidad de adquisición pequeña y sencilla. Al mismo tiempo, se utiliza la gran capacidad de procesamiento del PDA para implementar filtros digitales y obtener una señal libre de ruido.

Este sistema permite al médico monitorear a varios pacientes con sólo un PDA, y le otorga mayor movilidad al paciente.



Sistema personal de localización y telemetría vía telefonía móvil

Alumno: Álvaro Jiménez
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

Telemetría significa literalmente "medición a distancia", y es una tecnología que consiste en la medición de ciertos parámetros (velocidad, temperatura, aceleración, presión...) mediante sensores, y el envío de esos datos mediante ondas electromagnéticas a un centro de recepción, para su posterior análisis.

Aprovechando la extensa red de telefonía celular que cubre casi el 100% del territorio urbano chileno, se desarrolla un dispositivo de telemetría y control personal de bajo costo que permite mantener un monitoreo constante sobre un objetivo, determinando su posición (en base al sistema GPS) y permitiendo una interacción con el dispositivo si así se requiere.


Celular local con conexión a PC                                     Sistema remoto: GPS, celular y controlador


Interfaz gráfica




Conformación de haces para la medición de la velocidad de la sangre mediante sonografía Doppler

Alumno: Rodrigo González
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

La sonografía Doppler es una técnica de diagnóstico médico que permite detectar estructuras móviles

y medir su velocidad. Una de estas estructuras es la sangre; la medición de su velocidad ayuda a localizar obstrucciones en arterias y venas, y anomalías en las válvulas del corazón.

Los equipos modernos de sonografía Doppler utilizan arreglos de transductores para formar haces que se orientan electrónicamente en diferentes direcciones, lo que les permite generar una imagen de la zona irradiada por el ultrasonido, en la cual se representa la velocidad por medio del color.

En este proyecto se diseña y simula un formador de haces para un equipo de sonografía Doppler. Los resultados obtenidos sirven como antecedente para diseñar el sistema de adquisición y procesamiento de los datos.



Mejora de la relación señal-ruido utilizando micrófonos opuestos.

Alumno: Andrea Vásquez
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

En este proyecto se evalúa la factibilidad técnica de mejorar la relación señal-ruido utilizando micrófonos opuestos.

El proyecto está orientado a la grabación de la voz de una persona mediante un micrófono lejano, en un ambiente afectado por ruido de vehículos.

Se desarrollan y evalúan diferentes algoritmos, utilizando simulaciones y grabaciones reales.



Implementación de un eliminador de acoplamiento acústico en un procesador DSP

Alumno: Alexis Carrasco
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

En un proyecto anterior se diseñó y simuló un eliminador de acoplamiento acústico, el cual detecta la frecuencia de las componentes que tienen comportamiento de acople e intercala dinámicamente filtros notch centrados en esas frecuencias.

En este proyecto se implementa el sistema en un procesador DSP, para evaluar su funcionamiento en tiempo real.



Comparación técnica y económica de 3 alternativas para fabricar medidores de potencia activa

Alumno: José Massó
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

En 1988 se construyeron en el LABSEI 2 medidores de potencia activa para el Laboratorio de Máquinas de la Escuela de Ingeniería Eléctrica. El núcleo de estos instrumentos era un multiplicador análogo de 4 cuadrantes, el cual era sensible a la temperatura, y requería de un ajuste de cero frecuente.

Actualmente se dispone de multiplicadores análogos más precisos, y de circuitos integrados digitales de bajo costo capaces de adquirir los datos y de efectuar las operaciones matemáticas necesarias para medir la potencia en tiempo real.

En este proyecto se realiza una comparación técnica y económica de 3 alternativas (1 análoga y 2 digitales) con el propósito de ayudar a elegir la solución más conveniente para fabricar nuevos medidores de potencia.



Diseño de un sistema de alerta temprana de maremotos

Alumno: Tomás Noguera
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

Un maremoto es un tren de ondas de baja altura y alta velocidad que se propaga en la superficie del océano, y que se crea como consecuencia de un terremoto o de una erupción volcánica submarina. Al llegar a la costa, las ondas pierden velocidad y ganan altura, pudiendo alcanzar una magnitud destructiva, en cuyo caso reciben el nombre de tsunamis.

Si un maremoto se origina a gran distancia de la costa, puede ser detectado en océano abierto con suficiente anticipación como para evacuar la zona costera amenazada.

En este proyecto se diseña y simula un sistema capaz de detectar un maremoto en océano abierto y de emitir una alarma con la anticipación requerida.



Estudio de factibilidad técnica de un sistema de advertencia de obstáculos usando visión artificial binocular

Alumno: Fabrizio Mediago 
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

La visión binocular, es decir, la que se obtiene mediante la participación de los dos ojos, permite estimar la distancia que nos separa de posibles obstáculos en nuestro camino.

En este proyecto se evalúan algoritmos para estimar la distancia a posibles obstáculos utilizando las imágenes provenientes de 2 cámaras digitales separadas por una distancia predefinida. Un sistema artificial de estimación de distancia puede ser de utilidad para no videntes, o para robots.

Para reducir el costo y la complejidad del estudio, se utiliza sólo 1 cámara digital, montada en una plataforma deslizable en rieles, la cual se observa en el recuadro ubicado en la esquina inferior derecha de la fotografía. Después de tomar 2 fotografías con la cámara en 2 posiciones diferentes, se ingresan las imágenes al computador y se ensayan los algoritmos.

En la figura siguiente se observa la interfaz gráfica del programa desarrollado. En la parte superior se muestran las imágenes izquierda y derecha captadas por la cámara, y en la parte central inferior, una representación en colores de la imagen que "ve" el algoritmo. En el sector inferior derecho se muestra la ubicación de uno de los obstáculos detectados por el programa.





Analizador de Espectro para osciloscopio Tektronix TDS-220

Alumno: Guillermo Tapia
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2005

En el LABSEI se cuenta con un osciloscopio digital  Tektronix TDS-220, el cual puede comunicarse con un computador, pero no posee la capacidad de realizar análisis espectral.

En este proyecto se estudia el lenguaje de comunicación usado por el osciloscopio y se desarrolla un programa de análisis espectral que permite potenciar el instrumento.

En la figura siguiente se muestra un ejemplo del resultado obtenido al aplicar una onda sinusoidal al analizador. Se observa la fundamental, algunas armónicas y el ruido de fondo del sistema.





Sistema de monitoreo inalámbrico con sensores autónomos para un invernadero

Alumno: Cristian Geldes
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2006

En los invernaderos resulta de gran utilidad conocer parámetros tales como la temperatura ambiente, la humedad del aire, la humedad del suelo, etc. Algunos sistemas de medición utilizan grupos de sensores conectados a una unidad de adquisición y proceso central, lo que obliga a tender un gran número de cables en el recinto.

El objetivo principal de este proyecto es crear pequeñas estaciones sensoras inalámbricas y autosuficientes, capaces de funcionar en forma permanente sin conexiones de ningún tipo.

La comunicación se establece mediante transceptores XBee, que utilizan el protocolo ZigBee, y que operan en una frecuencia de 2.4 GHz.

La fuente de alimentación proviene de pequeñas celdas solares que obtienen la energía directamente desde el Sol o desde la iluminación artificial del recinto.

En lugar de pilas recargables (que tienen una vida útil limitada) se utilizan capacitores de 50 Faradios para proveer energía durante los períodos de oscuridad. De esta forma las unidades sensoras no requieren mantención, pudiendo estar completamente selladas y protegidas del ambiente. Para alcanzar la autonomía necesaria durante los períodos de oscuridad, las unidades sensoras tienen un consumo promedio menor de 1 mA.

El sistema se completa con una estación base que recoge la información transmitida por los sensores remotos, la procesa, la despliega y la registra.





Restauración de imágenes astronómicas mediante deconvolución ciega

Alumno: Jenny Pérez
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2006



Aplicaciones de filtros digitales inversos en acústica y audio.

Alumno: Martín Lorie
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2006

Cuando se reproduce una señal de audio en un recinto cerrado tal como un auditorio, una iglesia o una habitación, se altera la señal original producto de las reflexiones de las ondas sonoras con los límites y objetos presentes dentro del recinto.

Además la fuente emisora (amplificador y parlante) realza y atenúa distintas frecuencias dentro del espectro audible, lo que afecta la fidelidad con que se escucha la señal de audio original.




Este proyecto trata de corregir dichos problemas procesando digitalmente las señales y se divide en 2 partes principales:

  1. Obtención de la respuesta impulso de un Sistema Acústico como el mostrado en la figura siguiente y diseño de un filtro ecualizador inverso.

  2. Desarrollo de un algoritmo para la cancelación de los ecos y estudio de factibilidad de un eliminador de ecos en tiempo real usando filtros adaptivos.



Corrección de afinación para vocalistas

Alumno: Rafael Castillo
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2006

En algunas ocasiones los cantantes desafinan en un cierto grado. En los estudios de grabación se utilizan algoritmos de corrección de afinación para reducir la desafinación a un nivel tolerable, dado que si no se corrige, es necesario repetir la grabación muchas veces.

Este proyecto consta de tres etapas:

  1. Desarrollo de un algoritmo que identifica la frecuencia fundamental que está generando el vocalista en cada instante.
  2. Desarrollo de un algoritmo que modifica la afinación de una señal grabada.
  3. Implementación de un sistema de control que compara las frecuencias generadas por el cantante con las notas de una escala de afinación perfecta preestablecida. Este sistema entrega una señal que sirve para corregir la afinación del cantante.




Estudio de algoritmos para identificación de voz

Alumno: Alberto Monrroy
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2006



Medidor de frecuencia cardiaca para deportistas

Alumno: Alfonso López
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2006

La frecuencia cardiaca permite controlar la intensidad del entrenamiento en actividades deportivas que inciden directamente sobre el sistema cardiovascular.

En este proyecto se desarrolla un dispositivo que permite a un deportista monitorear en tiempo real su frecuencia cardiaca, almacenar la información obtenida para su posterior evaluación, y recibir una alerta sonora cuando se sobrepasa una frecuencia predefinida.

El sistema consta de dos partes: una banda ubicada en el pecho que monitorea la señal eléctrica del corazón y un modulo de lectura. La comunicación entre ambas partes es inalámbrica, mediante un campo magnético de baja frecuencia. Los latidos son detectados por la banda ubicada en el pecho, y transmitidos mediante trenes de onda sinusoidal de 60 kHz. El modulo de lectura mide el tiempo entre los latidos, calcula la frecuencia cardiaca, y presenta la información en una pantalla LCD.



Sistema de medición del tiempo de reacción para entrenamiento en artes marciales

Alumno: Javier Rojo
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2006

En deportes de alta velocidad, tales como combate o esgrima, se presentan estímulos que requieren respuestas rápidas. Para los deportistas que practican este tipo de disciplinas, es vital que la respuesta tenga lugar en el menor tiempo posible.

Este proyecto busca realizar mediciones precisas del tiempo de reacción ante un estímulo visual, y del tiempo invertido en impactar un cierto objeto, para ayudar al atleta a optimizar el movimiento.

La medición se efectúa por medio de un acelerómetro (mostrado en el recuadro) instalado en un guante. Mediante la aceleración se puede calcular la velocidad y el desplazamiento, datos que también resultan útiles al atleta.

En la figura siguiente se muestra la interfaz gráfica del programa desarrollado, en la cual se observan las curvas de aceleración, velocidad y distancia en función del tiempo. El programa calcula y despliega el tiempo de reacción y el tiempo total empleado en el movimiento.





Estetoscopio electrónico con capacidad de diagnóstico remoto

Alumno: Alexis Bustamante
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2007



Sistema para supervisar transporte de pasajeros en zonas rurales

Alumno: Daniel Araos
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2007

 
Para solucionar un problema de control de recorrido de vehículos de transporte público subvencionados en el sur de Chile, se diseña un sistema que permite supervisar los recorridos de estos vehículos. Este sistema comprende un dispositivo instalado en cada vehículo y un computador con conexión a Internet ubicado en una central, que permite revisar los recorridos.

Los dispositivos recogen información de la hora y de su posición mediante un módulo GPS. Esta información es almacenada en una memoria no volátil, y es enviada cada cierto número de mediciones a una casilla de correo electrónico usando una conexión GPRS. El computador recupera esta información desde la casilla de correo electrónico y la almacena en su base de datos.

Un software instalado en el computador remoto muestra en un mapa el recorrido de cada vehículo, mostrando además la lista de puntos geográficos registrados por cada dispositivo.

El usuario del programa puede ver un listado ordenado cronológicamente de los paraderos por los que pasó cada vehículo.





Sistema de asistencia para el desplazamiento de no videntes

Alumno: Daniel Zaror
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2007

En este proyecto se desarrolla un dispositivo que asiste a personas no videntes en su desplazamiento, sin necesidad de reemplazar el bastón guía, tan ampliamente usado. El dispositivo desarrollado consta de un módulo ultrasónico para detección de distancia y un microcontrolador que interpreta los datos del módulo, para activar las respectivas salidas hacia los sistemas de alarma, auditivos y vibratorios, que permiten alertar al usuario de los obstáculos que se encuentren cerca. 

El prototipo consiste en 2 circuitos impresos diseñados para ser colocados en la cabeza, en una especie de cintillo. Con ello, se advierte al usuario de posibles obstáculos a la altura de su cabeza, parte de su cuerpo que se encuentra desprotegida debido a su discapacidad. Utilizando las capacidades del módulo análogo-digital del microcontrolador, se interpretan los datos entregados por el módulo detector de distancia, enviando al usuario señales auditivas de alarma, las cuales varían tanto en su frecuencia como en su tasa de repetición. Además, la persona puede elegir un sistema vibratorio de alarma de peligro en el rango de detección más cercano. 

Debido a la naturaleza del proyecto, el diseño se enfoca principalmente a la disminución del consumo de energía y tamaño del aparato, requiriendo también una interacción con el usuario final del producto, para toma de decisiones sobre el funcionamiento y diseño final.





Desarrollo de aplicaciones JAVA en telefonía celular

Alumno: Fernando López
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2007

Desde hace unos años, algunos teléfonos celulares incluyen la capacidad de ser programados por el usuario. Estos teléfonos se comportan como pequeños computadores, capaces de establecer comunicación con otros dispositivos en forma inalámbrica.

En este proyecto se aprovecha la capacidad mencionada anteriormente para desarrollar un sistema de adquisición de datos y accionamiento remoto, el cual permite acceder a datos en forma inalámbrica y realizar análisis in-situ de éstos.

El sistema está compuesto por un teléfono celular y un hardware desarrollado para este propósito.

El teléfono celular dispone de conectividad Bluetooth y soporte para aplicaciones JAVA. Mediante el desarrollo de un software basado en la plataforma J2ME, plataforma especial de JAVA para dispositivos móviles, y utilizando una librería Java para Bluetooth, se controla el periférico Bluetooth del teléfono móvil y la comunicación bidireccional con el hardware para así obtener los datos deseados, además de  accionar dispositivos y de realizar un control on-off sobre éstos.

El hardware está basado en un microcontrolador, un sensor de temperatura y un módulo Bluetooth. El microcontrolador recolecta y almacena datos provenientes del sensor, las cuales son enviadas al celular y mostradas en su pantalla.



Enrutador telefónico multilínea

Alumno: Gastón Camus
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2007

Actualmente existen muchas alternativas para establecer comunicaciones telefónicas, tales como líneas análogas clásicas, enlaces digitales vía red de TV Cable, red celular y red Internet. 

Las alternativas disponibles tienen diferentes costos, dependiendo del número al cual se llama, la hora de la llamada, si la llamada es de corta o larga distancia, etc.

Elegir la mejor alternativa cada vez que se efectúa una llamada puede representar un ahorro significativo para el usuario, especialmente si se trata de una empresa o de un centro de llamados. 

En este proyecto se crea un enrutador capaz de encaminar las llamadas salientes de la manera más inteligente posible buscando la minimización de los costos. 

El equipo desarrollado utiliza microcontroladores, detectores y generadores DTMF para encaminar las llamadas salientes por el medio más conveniente. 


Vista general del proyecto.


Tarjeta de circuito impreso desarrollada para el proyecto.




Identificación de personas mediante reconocimiento de iris

Alumno: Julio Reyes
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2007



Monitor de signos vitales

Alumno: Alexis Astudillo   
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2007



Diseño y evaluación de un sonógrafo digital

Alumno: Andrés Valenzuela
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2007

Un sonómetro es un instrumento que mide el nivel de ruido o de presión sonora presente en el medio ambiente. La señal es captada con un micrófono, y luego procesada y convertida a una cifra expresada en decibeles.

Los sonómetros filtran la señal para emular la respuesta de frecuencia del oído humano, con el objeto de entregar una medida representativa del nivel de ruido percibido por las personas. Los filtros se implementan generalmente mediante circuitos análogos.

En este proyecto se evalúa la factibilidad de reemplazar el procesamiento análogo por uno digital usando un microcontrolador dsPIC de bajo costo como CPU. La implementación de filtros digitales en tiempo real no resulta viable en este caso, por lo que se aborda el problema en el dominio de la frecuencia, estimando la Densidad Espectral de Potencia en base a la FFT, ponderándola de acuerdo a la respuesta de frecuencia del oído humano y luego calculando el nivel de presión acústica en dB.





Obtención de información geográfica mediante el tratamiento de imágenes aéreas

Alumno: Christian Zepeda
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2007



Localización de fallas en cables usando reflectometría en el dominio de la frecuencia

Alumno: Ignacio Ibañez
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2007

Para detectar anomalías en líneas de transmisión se puede utilizar la "Reflectometría en el Dominio del Tiempo" (TDR), la cual consiste en enviar pulsos de corta duración y detectar las reflexiones provocadas por desadaptaciones de impedancia en la línea. Sin embargo, la circuitería electrónica requerida para localizar las fallas en forma precisa resulta muy compleja, ya que se deben capturar ondas con una precisión temporal de pocos nseg.

En este proyecto se explora una alternativa denominada  "Reflectometría en el Dominio de la Frecuencia" (FDR), que se basa en el cambio de fase que sufre una sinusoide reflejada en la línea, al variar la frecuencia de la misma. El procedimiento implica hacer un barrido de frecuencia y registrar la fase de la onda reflejada. Luego, mediante una transformación matemática frecuencia - tiempo, se identifican los puntos en los que se generan las reflexiones.

El proceso descrito anteriormente se simula en MATLAB, descomponiendo la línea en miles de segmentos R-L-C e introduciendo anomalías conocidas.

Por último se efectúan mediciones en un cable UTP de 150 mt para comprobar las predicciones del modelo, encontrándose una buena correspondencia entre la simulación y la realidad. 


Experimentos realizados para confirmar la validez de la simulación.


Ejemplo de resultados obtenidos mediante la simulación.




Prototipo de distorsionador para guitarra eléctrica usando tecnología dsPIC

Alumno: Alvaro Reyes
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2008

En muchas áreas de la ingeniería eléctrica la distorsión armónica es un fenómeno no deseado. Sin embargo, desde la época del rock and roll, la distorsión ha sido ampliamente usada por los músicos para producir el sonido característico de las guitarras eléctricas. Con el surgimiento de la era digital, se ha hecho posible la emulación de las curvas de saturación características de los amplificadores clásicos de guitarra mediante "pedaleras" digitales. Desafortunadamente, el costo de estos aparatos los hace bastante inaccesibles para muchos guitarristas.

En este proyecto se construye un dispositivo capaz de distorsionar el sonido de la guitarra eléctrica basado en la tecnología dsPIC, la cual ofrece procesamiento digital de señales a un muy bajo costo. Mediante MATLAB se crea una curva de saturación basada en la función arcotangente, la cual produce una distorsión suave comúnmente conocida como un overdrive. Luego se traspasan estas curvas a 2 microcontroladores dsPIC, los cuales se programan para producir el efecto de distorsión en tiempo real, con la posibilidad de controlar la distorsión mediante el parámetro "ganancia", sin interrumpir el proceso digital de las muestras de audio.

En la figura derecha se muestra un diagrama funcional del prototipo. 

El dsPIC 1 está encargado del procesamiento de las muestras del sonido y el dsPIC 2 del control del parámetro "ganancia". 

Los archivos a_r_in.mp3 y a_r_out.mp3 son respectivamente la entrada de una guitarra eléctrica limpia, y su salida procesada por el prototipo.





Modernización de Sistema Radiotelefónico de Directemar

Alumno: Andrés Acosta
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2008

La Dirección General del Territorio Marítimo y Marina Mercante (Directemar) maneja el tráfico de información pública y oficial de los buques que navegan en aguas territoriales y rutas oceánicas que convergen en los límites y puertos de Chile, y adicionalmente mantiene la vigilancia y gestiona el tráfico de Socorro y Seguridad. En este contexto, uno de los servicios que ofrece son las conferencias radiotelefónicas, que corresponden a la comunicación entre una embarcación y un abonado a la red telefónica con previa intermediación de un operador local. 

Dada la antigüedad de los equipos que componen este sistema, su reparación en caso de fallas resulta dificultosa. En este proyecto se propone una alternativa para modernizar el sistema. Se diseña un hardware que provee las interfaces electrónicas necesarias para la interacción entre un operador local, un enlace de radio y la PSTN. La operación del dispositivo es controlada desde un PC vía conexión USB, a través de un programa computacional que permite además almacenar en disco duro el audio asociado a las conferencias, su posterior reproducción, y registrar en un archivo Excel información relevante, tal como números discados, fechas, duración, horas de inicio y de término.





Desarrollo de un sensor magnetostrictivo de nivel de líquidos

Alumno: Andrés Alfaro
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2008

La magnetostricción es una propiedad de algunos materiales que consiste en la contracción o expansión que experimentan al ser afectados por un campo magnético. 

Los sensores magnetostrictivos de nivel de líquidos están constituidos por un imán colocado en un flotador, un conductor eléctrico magnetostrictivo, una guía de onda acústica y un transductor de sonido. 

Un pulso de corriente de gran amplitud y corta duración es enviado por el conductor eléctrico; cuando el campo magnético generado por el pulso interactúa con el del imán, el material se deforma levemente, generando una onda mecánica que se propaga hacia el transductor. Midiendo el tiempo de viaje de la onda, se puede determinar la altura del líquido.

Los sensores de nivel magnetostrictivos son especialmente adecuados para la medición de la altura de líquidos en estanques de combustible, tal como el mostrado en la figura derecha. Sin embargo, tienen un costo muy elevado. 

En este proyecto se explora la viabilidad de fabricar sensores de nivel magnetostrictivos utilizando materiales de fácil adquisición en el comercio local. Los resultados obtenidos confirman esta posibilidad.



Circuito transmisor                                             Circuito receptor




Intercomunicador vía IP
 
Alumno: Erwin San Juan
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2008

En este proyecto se desarrolla un programa computacional capaz de establecer una comunicación por voz entre dos personas a través de dos computadores conectados a la red de área local de una institución.

La voz es digitalizada en el computador emisor y enviada mediante paquetes de bytes al computador receptor, donde es reconstruida y reproducida. La comunicación establecida es full-duplex.

A diferencia de los servicios proporcionados por los conocidos programas Windows Live Messenger y Skype, el programa desarrollado no necesita establecer una conexión con un servidor externo a la institución donde se utiliza, lo que le permite responder en forma rápida y confiable, como un intercomunicador análogo clásico.


Desarrollo del programa.





Asistente de posicionamiento y desplazamiento para no videntes

Alumno: Gabriel Galindo
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2008

Este proyecto proporciona un sistema de asistencia en ruta que permite a las personas con capacidad visual disminuida desplazarse por una ciudad sin necesidad de un acompañante vidente, o de un conocimiento previo de la ruta a seguir.

El sistema trabaja con mapas digitales, los cuales son desarrollados y mantenidos por la comunidad virtual www.openstreetmap.org, sin costo para los usuarios.

El núcleo del sistema es un dispositivo móvil basado en microcontroladores. El sistema adquiere su posición mediante un receptor GPS y se comunica con el usuario a través de una combinación de teclado y de sintetizador de voz, informándole la ruta a seguir para llegar a un lugar determinado.

En la figura derecha se muestra un diagrama en bloques del sistema desarrollado.




Monitor de la calidad del aire en recintos cerrados

Alumno: Roberto Herrera
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2008



Sistema para detectar y clasificar ondas cerebrales

Alumno: Daniel Yunge
Profesor Guía: Juan Vignolo
Año: 2008

La electroencefalografía (EEG) es una técnica que permite monitorear la actividad eléctrica del cerebro. El proceso requiere generalmente de equipos complejos de alto costo.

Los avances en tecnología de semiconductores permiten disponer actualmente de dispositivos de bajo costo capaces de procesar digitalmente las señales cerebrales (DSP).

En este proyecto se aborda el diseño y construcción de un prototipo de EEG utilizando procesadores DSP de bajo costo para reemplazar funciones tradicionalmente realizadas por componentes análogos, lo que permite simplificar el circuito y aumentar la inmunidad al ruido.

Los procesadores DSP convierten además las señales captadas al dominio de la frecuencia, detectando y clasificando en forma automática las ondas cerebrales del sujeto, lo cual facilita la interpretación de un EEG clásico, tal como el mostrado en la figura derecha.


Hardware y software del proyecto realizado.


Detalle del hardware del proyecto, explicado durante la Mesa Inspectiva.

(a) interior de electrodo activo          (b) electrodos montados en copas de audífonos          (c) circuito electrónico


En este video se muestra cómo al cerrar los ojos aumenta la potencia de la señal en la banda conocida como ondas alpha.