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https://hdl.handle.net/20.500.11961/579

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Diseño y Fabricación de un Sistema MEMS Microfiltrante con Microbombas Electrostáticas para Separación Bifásica de Fluidos.
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2014-06) Arroyo Ávila, Israel; Mireles Jr. García, José
En este documento se presenta el diseño, fabricación y análisis de un microfitro con microbombas electrostáticas capaz de retener partículas sólidas de dimensiones de hasta 4.5µm presentes en un fluido y el cual fue sometido a pruebas experimentales con el fin de determinar la eficiencia de filtración, así como corroborar el correcto funcionamiento en cuanto al desbloqueo de los microcanales del filtro. Las pruebas experimentales requirieron el diseño y fabricación, de forma paralela al proyecto, de una celda de prueba con el fin de brindar sujeción y una interfaz para las conexiones neumáticas a la entrada y salida del microfiltro. Las pruebas consistieron en experimentos donde se aplicó ~5bar de presión manométrica a la entrada del filtro con el fin de crear flujo dentro de él. Los resultados de la eficiencia de filtración fueron obtenidos realizando un balance de masa de las partículas sólidas antes y después de la filtración; asimismo, evidencia visual fue obtenida con la cual se ha confirmado que las acciones de bombeo dentro de los canales del filtro efectivamente desbloquean estos mismos al remover las partículas sólidas retenidas y depositadas en su superficie. En base a los resultados obtenidos se hace evidente, además, la viabilidad del proceso de fabricación propuesto ya que se confirma que es posible fabricar los microcanales por medio de técnicas de grabado en seco y unión anódica que permiten obtener un flujo desde la entrada hasta la salida del microfiltro sin pérdidas de volumen de fluido y de presión hidráulica en el interior de los microcanales.
Recolección de energía biomecánica mediante un sistema vestible capaz de detectar el pulso cardiaco.
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2020-10) Méndez Lira, Omar Alberto; González Landaeta, Rafael Eliecer; Sifuentes de la Hoya, Ernesto
En este trabajo, se propone un sistema vestible tipo guante completamente autónomo. El guante cuenta con un sistema recolector de energía y un circuito para la detección del pulso cardiaco el cual es alimentado a partir de la energía recolectada. Para esto, cinco sensores de fluoruro de polivinilideno (PVDF) tipo film fueron montados sobre el guante de manera que coincidieran con la articulación interfalángica posterior del dedo pulgar y con las articulas interfalángicas proximales posteriores de cada uno de los otros cuatro dedos. La energía recolectada primero es acondicionada y luego es almacenada en un condensador cerámico de 68 µF; posteriormente, dicha energía se usa para alimentar a un sistema electrónico, el cual es un circuito sin baterías capaz de detectar el pulso cardiaco del sujeto que lleva puesto el guante. Para la gestión de la energía, se ha propuesto un circuito PMC (del inglés Power Management Circuit), sin baterías, para alternar entre la fase de recolección y entrega de la energía. La acción de alternado es controlada manualmente por el usuario una vez que el condensador alcance una determinada tensión de umbral, por lo que la entrega de energía a la carga no es de forma conmutada. Adicionalmente, el sistema propuesto incluye una etapa de protección contra sobretensiones; de esta manera, la fase de recolección de energía puede continuar indefinidamente sin el riesgo de dañar los componentes electrónicos. Para probar el sistema propuesto, un sujeto se colocó el guante y usó un teclado y un ratón de computadora durante 10 minutos. La energía recolectada fue suficiente para detectar el pulso cardiaco durante unos 17 segundos, tiempo suficiente para estimar la frecuencia cardiaca de un sujeto. No obstante, este tiempo depende del voltaje de carga del condensador y de la amplitud de la señal cardiaca detectada. El sistema vestible propuesto puede ser utilizado para recolectar energía y detectar el pulso cardiaco, todo esto mientras el usuario realiza actividades cotidianas como el uso de un ordenador, teléfono móvil o una tableta electrónica de una forma simple y cómoda.
Control de velocidad de un aerogenerador que maximiza la captura de la energía del viento utilizando un generador de inducción doblemente alimentado.
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2021-02) Acosta Tejeda, Rubén; Morfín Garduño, Onofre Amador
En el presente trabajo se diseña un controlador de velocidad aplicado a un generador de inducción doblemente alimentado con el objetivo de control de maximizar la captura de energía del viento de un sistema eólico emulado mediante el acoplamiento del generador de inducción con un motor de corriente directa, el cual emula el par mecánico de una turbina eólica. El modelo mecánico de la turbina eólica, y los modelos del motor de corriente directa y del generador de inducción son descritos a detalle. Un sistema de control en cascada es propuesto y se compone por tres sistemas de control en lazo cerrado independientes entre sí. En el primer sistema, se controla el par de un motor de corriente directa para emular el par mecánico de una turbina eólica, aplicando la ley de control proporcional-integral. En el segundo sistema, se controla la velocidad del generador de inducción doblemente alimentado para efectos de que la turbina desarrolle máxima potencia y se regula el factor de potencia de la energía entregada a la red eléctrica a través del devanado del estator. Finalmente, mediante el sistema del convertidor del lado de la red, se controla el voltaje del bus de corriente directa de enlace de los dos convertidores y la potencia reactiva de la energía que se entrega por el circuito del rotor. En el segundo y tercer controlador se aplica la técnica de linealización por control a bloques en combinación con la ley de control super-twisting de modos deslizantes de segundo orden, la cual contribuye para darle robustez al sistema ante la presencia de perturbaciones externas y variación de parámetros. El desempeño del sistema de control en cascada es validado mediante su implementación en el software Simulink/Matlab.
Desarrollo de un Sistema de vigilancia inteligente para casa habitación.
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2020-09) Mariscal Torres, Adrián; Ortega Máynez, Leticia
La última generación de sistemas de seguridad domésticos basa su detección de anomalías, en la detección de ruidos acústicos, cambio de una cantidad de pixeles, contrastándolos con un fondo fijo o dinámico. El determinar si esta anomalía es en efecto un intruso que pone en riesgo la seguridad de los inquilinos, es más complicado que lo anterior y en general esta decisión está tomada por una persona. El propósito de esta investigación es desarrollar un dispositivo que, utilizando la capacidad de algoritmos basados en redes neuronales, detecte de manera efectiva intrusos clasificándoles en una conducta específica, segregando amenazas, habilitando la posibilidad de activar alarmas de manera automática. En la actualidad existen varios esfuerzos en detección, clasificación de objetos y detección de comportamiento, esta investigación es la segunda de su tipo en este campo, [1] es la primera, con la diferencia de utilizar un algoritmo de poses de reciente creación Palabras clave: Reconocimiento de comportamientos, Redes neuronales convolucionales, Sistema de vigilancia inteligente, clasificación de objetos, detección facial
Desarrollo de electrodos flexibles de óxido de cobre dopados con nanopartículas por el proceso sol-gel para su aplicación en un sensor no enzimático de glucosa.
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2020-09) Lillo Ramiro, Jessica Judith; Mota González, María de la Luz
In recent years, the development of new materials for the creation of new devices for the quantification of biological parameters has increased. Copper oxide (CuO), due to its great abundance and optimal characteristics has been investigated in the last decades for applications in several areas, such as: solar cells, batteries, electric circuits, gas sensors and in non-enzymatic biosensors. Actually, diabetes mellitus is a disease that affects 415 million people in the world. In the last decades, research on metal oxides have been carried out for the development of sensors in the medical area, with the aim of quantifying biological parameters that are more precise, practical, reliable and economical. For this reason, in this work, flexible electrodes are manufactured based on CuO thin films with copper (Cu) and silver (Ag) nanoparticles, which were added in copper oxide precursor solutions, before the deposit of the thin films. The thin films were manufactured by the sol-gel process assisted by the spin coating technique at low temperatures. The sol-gel process is a chemical method for the manufacture of various materials from small molecules, the spin coating technique is used for the deposit of thin homogeneous films on a substrate. Then, the CuO films with Cu and Ag nanoparticles were subjected to a thermal treatment. The chemical properties of the precursor solutions are analyzed by means of a Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) study. The CuO films were optically and microstructurally characterized by visible ultraviolet (UV- visible) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray fluorescence (EDS) and X-ray diffraction (XRD). Later, the manufacturing of the electrodes is presented, where they are electrically characterized by means of a current-voltage analysis. The results show that thin films when subjected to a heat treatment suffer a change in their optical and microstructural properties. Where a batochromic effect is shown, where the absorption wavelength of a substance is displaced towards larger wavelengths, and a band gap of 3.89 eV, in addition to a densification of the material and homogeneity of the elements in all the surface. The monoclinic phase of CuO and the increase in crystallite size were also demonstrated. The analysis by current-voltage shows that the value of the electrode resistivity is 2.40x10- 2 Ω⋅cm and a conductivity of 41.57 S⋅ cm-1, showing that the conductivity of the material is within the reported for semiconductors. Therefore, CuO electrodes doped with Cu and Ag nanoparticles have the optical, microstructural, and electrical properties to be used in non-enzymatic glucose sensors
Convertidor de tiempo a valor digital con un microcontrolador.
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2020-10) Puentes Conde, Geu Misael; Sifuentes de la Hoya, Ernesto
Un TDC (TDC Time to Digital Converter, por sus siglas en inglés) es un componente electrónico utilizado en sistemas que requieren medir intervalos de tiempo con gran exactitud, precisión y resolución. La función de un TDC es convertir información del domino temporal a una representación digital. La tendencia actual son los sistemas de medida portables, compactos, de bajo costo y bajo consumo de energía. Hoy en día, un TDC de alta resolución implementado con un procesador digital de bajas prestaciones, por ejemplo, un MCU de propósito general se encuentra limitado directamente por la falta de resolución del reloj de referencia, inferior a 40 MHz. Sin embargo, en la literatura se han propuesto técnicas cuasi-digitales para minimizar este problema, por ejemplo, la técnica de estiramiento de tiempo por interpolación analógica y/o digital. En esta tesis se presenta el desarrollo de un TDC de alta resolución, la solución propuesta es una mejora a la técnica de estiramiento por división de tiempo presentada en la literatura. El TDC se implementó con un MCU de 16 bits de propósito general u oscilación media, dos interpoladores analógicos y la combinación de componentes discretos. La resolución experimental, para un intervalo de tiempo de 10 µs a 16 ms, fue de 4 ns a través de un reloj de referencia de 4 MHz, resolución similar a la de un contador digital a 240 MHz. Esto, quiere decir, que se logró incrementar la resolución del reloj de referencia del MCU en un factor de 60. El costo del prototipo fue aproximadamente $30 dólares, un tamaño de 60 × 60 mm. Sus principales áreas de aplicación son: instrumentación electrónica portable, medición de distancia por láser, medición ultrasónica, analizadores lógicos, fasometros, osciloscopios, entre otras.
Reconstrucción de Imágenes de Resonancia Magnética utilizando Aprendizaje Profundo.
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2019-09) Fierro Aceves, David Genaro; Mederos, Boris de Jesús
Debido a ciertas complicaciones fisiológicas y bienestar de los pacientes que se someten al proceso de adquisición de imágenes de resonancia magnética (RM; por sus siglas en inglés) es necesario disminuir el tiempo de adquisición de este tipo de imágenes, en este documento se desarrolla un método capaz de reconstruir imágenes de RM con la finalidad de disminuir el tiempo de adquisición, este método combina las técnicas clásicas de reconstrucción como sensado compresivo y metodologías recientes como aprendizaje profundo (DL; por sus siglas en inglés), con la finalidad de explotar al máximo las propiedades y características de cada una de ellas. Partiendo de una red variacional propuesta en años recientes, en el cual el método propuesto aprende el mapeo de sensibilidad empíricamente a diferencia de la red propuesta y además logra mantener la idea principal de combinar el sensado compresivo con el DL. Este tipo de técnica es capaz de reconstruir imágenes con valores de PSNR de 30-40 y SSIM de 85-90 con valores de factor de aceleración de 3.5.
Reconstrucción de imágenes de Tomografía por Emisión de Positrones en Presencia de Ruido Poisson Utilizando Aprendizaje Profundo.
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2020-06) Jarquin Moreno, Daniel Arturo; Mederos Madrazo, Boris Jesús
En el presente trabajo se muestra el desempeño de un algoritmo de reconstrucción de imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET, por sus siglas en inglés) a partir del sinograma generado por un tomógrafo, el proceso es llevado a cabo por una red neuronal convolucional (CNN, por sus siglas en ingles), aprendiendo los parámetros de regularización del método reconstrucción y optimización field of experts y acelerando el entrenamiento utilizando unidades procesadoras de gráficos (GPU, por sus siglas en inglés) acelerando el entrenamiento y la respuesta de la red neuronal. El aprendizaje profundo permite a las redes neuronales aprender el proceso de reconstrucción y los términos de regularización más efi cientes, genera resultados aceptables en la época moderna del procesamiento de imágenes médicas. Para comprobar la eficiencia de reconstrucción es posible medir la similitud de la reconstrucción por medio PSNR y SSIM, dado este termino de comparación es posible demostrar que existe una buena relación entre los sinogramas reconstruidos por la red y los reconstruidos por medio de los métodos de retroproyección (FBP, por sus siglas en ingles) y expectación-maximización (EM, por sus siglas en ingles).

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