Classical electrodynamics: retarded potentials and power emission by accelerated charges

L'obiettivo di questo lavoro è quello di analizzare la potenza emessa da una carica elettrica accelerata. Saranno studiati due casi speciali: accelerazione lineare e accelerazione circolare. Queste sono le configurazioni più frequenti e semplici da realizzare. Il primo passo consiste nel trovare un'espressione per il campo elettrico e il campo magnetico generati dalla carica. Questo sarà reso possibile dallo studio della distribuzione di carica di una sorgente puntiforme e dei potenziali che la descrivono. Nel passo successivo verrà calcolato il vettore di Poynting per una tale carica. Useremo questo risultato per trovare la potenza elettromagnetica irradiata totale integrando su tutte le direzioni di emissione. Nell'ultimo capitolo, infine, faremo uso di tutto ciò che è stato precedentemente trovato per studiare la potenza emessa da cariche negli acceleratori.

Open source computer-vision based guidance system for UAVs on-board decision making

The use of UAVs for remote sensing tasks; e.g. agriculture, search and rescue is increasing. The ability for UAVs to autonomously find a target and perform on-board decision making, such as descending to a new altitude or landing next to a target is a desired capability. Computer-vision functionality allows the Unmanned Aerial Vehicle (UAV) to follow a designated flight plan, detect an object of interest, and change its planned path. In this paper we describe a low cost and an open source system where all image processing is achieved on-board the UAV using a Raspberry Pi 2 microprocessor interfaced with a camera. The Raspberry Pi and the autopilot are physically connected through serial and communicate via MAVProxy. The Raspberry Pi continuously monitors the flight path in real time through USB camera module. The algorithm checks whether the target is captured or not. If the target is detected, the position of the object in frame is represented in Cartesian coordinates and converted into estimate GPS coordinates. In parallel, the autopilot receives the target location approximate GPS and makes a decision to guide the UAV to a new location. This system also has potential uses in the field of Precision Agriculture, plant pest detection and disease outbreaks which cause detrimental financial damage to crop yields if not detected early on. Results show the algorithm is accurate to detect 99% of object of interest and the UAV is capable of navigation and doing on-board decision making.

Arduino plataforma mugikor baten erabilera RaspberryPi eta ROS bitartez

Txosten honetan azaltzen den proiektua, auto itxurako robot baten eraikuntzan oinarritzen da. Arduino plataforman oinarritutako robot mugikor baten sorkuntza burutuko da hutsetik, honen kontrola Raspberry Pi ordenagailu txikiaren bitartez eginez. Gainera, azken gailu honi ahalmen handiagoa emateko asmoz, ROS plataforma instalatuko da bertan. Duten kostu baxua dela eta, gaur egun izugarrizko arrakasta lortu dute plataforma guzti hauek, baina proiektu honetan beraien ahalmena neurtu nahi dugu ezaugarri zehatz batzuk dituen robota sortuz.

Diseño e implementación software de un robot humanoide.

[ES]Este documento tiene la intención de presentar un Trabajo de Fin de Grado (TFG). Este proyecto consiste en una serie de herramientas que permitan el diseño, implementación y desarrollo del software de control de un robot humanoide. El proyecto se centra en la mejora de la efectividad, robustez, rendimiento y fiabilidad del software. Los cambios propuestos introducen mejoras sobre el robot comercial robo nova. En concreto la capacidad de ser modular, permitiendo de esta forma el uso total o parcial de las soluciones escogidas, ahorrando tiempo y dinero en futuros desarrollos de esta plataforma

Implementación hardware de un robot humanoide.

[ES]Este trabajo describe una serie de mejoras aplicables a un kit comercial de robot humanoide Robonova, con el fin de que este reproduzca el comportamiento cinemático del ser humano con mayor autonomía. Entre ellas destacan la implementación de sensores infrarrojos, sensores de posición, cámaras de visión y conexiones en serie de servomotores. Todo ello controlado desde un ordenador de placa reducida Raspberry Pi.

A hybrid power system for remote areas in Jordan

This paper presents a techno-economic assessment for a unique Isolated Hybrid Power System (IHPS) design for remote areas isolated from the grid which also has the capability of being operated as a smart μ-grid. The share of renewable energy sources in resource poor developing countries is low. In these countries an increase in the share of alternative energy (wind, water and sun) delivered with inexpensive operationally robust generation and delivery systems is seen to the way forward. In our design also incorporates a novel storage system to increase the effectiveness of the Isolated IHPSs previously reported in the literature. The configuration reported is a system consisting of, the wind and sun powered generation complemented with batteries, fuel cell unit and a diesel generator. The modelling design and simulations were based on Simulations conducted using MATLAB/SIMULINK, and HOMER Energy Planning and Design software tools. The design and simulation of a new storage approach incorporating Hydrogen Peroxide (H2O2) fuel cell (increasing the efficiency of the fuel cell from 35% to 65%) and a single board computer (Raspberry Pi) used for the energy management and control the system are the novel features of our design. The novel control strategy implemented also includes a synchronization capability that facilitates IHPS to IHPS or IHPS to Main-Grid connection. In the paper after briefly but comprehensively detailing the design and simulations we will present the results on which we conclude that smart independent systems that can utilize indigenous renewable energy with a capability of being able to synchronize with the grid or each other are the most optimal way of electrifying resource poor developing countries in a sustainable way with minimum impact on the environment and also achieve reductions in Green House Gases.

A Smart Grid Information System for Demand Side Participation: Remote Control of Domestic Appliances to Balance Demand

Due to the intermittent nature of renewable generation it is desirable to consider the potential of controlling the demand-side load to smooth overall system demand. The architecture and control methodologies of such a system on a large scale would require careful consideration. Some of these considerations are discussed in this paper; such as communications infrastructure, systems architecture, control methodologies and security. A domestic fridge is used in this paper as an example of a controllable appliance. A layered approach to smart-grid is introduced and it can be observed how each smart-grid component from physical cables, to the end-devices (or smart-applications) can be mapped to these set layers. It is clear how security plays an integral part in each component of the smart-grid so this is also an integral part of each layer. The controllable fridge is described in detail and as one potential smart-grid application which maps to the layered approach. A demonstration system is presented which involves a Raspberry Pi (a low-power, low-cost device representing the appliance controller).

Sistema de visão inteligente de baixo custo para parque de estacionamento

Dissertação de mestrado, Engenharia Elétrica e Eletrónica, Instituto Superior de Engenharia, Universidade do Algarve, 2015

A biosignal embedded system for physiological computing

Thesis submitted in the fulfilment of the requirements for the Degree of Master in Electronic and Telecomunications Engineering

Estudo e desenvolvimento de sistema de cobrança de portagens baseado em NFC

Tese para obter o grau de Mestre em Engenharia Electrónica e Telecomunicações

Consumo inteligente de energia elétrica

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Redes de Comunicação e Multimédia

Sistema localizador interior de baixo custo

Projeto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores

Radiothérapie asservie à la respiration en combinaison avec l'utilisation d'un faisceau sans filtre égalisateur

La radiothérapie stéréotaxique corporelle (SBRT) est une technique couramment employée pour le traitement de tumeurs aux poumons lorsque la chirurgie n’est pas possible ou refusée par le patient. Une complication de l’utilisation de cette méthode provient du mouvement de la tumeur causé par la respiration. Dans ce contexte, la radiothérapie asservie à la respiration (RGRT) peut être bénéfique. Toutefois, la RGRT augmente le temps de traitement en raison de la plus petite proportion de temps pour laquelle le faisceau est actif. En utilisant un faisceau de photons sans filtre égalisateur (FFF), ce problème peut être compensé par le débit de dose plus élevé d’un faisceau FFF. Ce mémoire traite de la faisabilité d’employer la technique de RGRT en combinaison avec l’utilisation un faisceau FFF sur un accélérateur Synergy S (Elekta, Stockholm, Suède) avec une ceinture pneumatique, le Bellows Belt (Philips, Amsterdam, Pays-Bas), comme dispositif de suivi du signal respiratoire. Un Synergy S a été modifié afin de pouvoir livrer un faisceau 6 MV FFF. Des mesures de profils de dose et de rendements en profondeur ont été acquises en cuve à eau pour différentes tailles de champs. Ces mesures ont été utilisées pour créer un modèle du faisceau 6 MV FFF dans le système de planification de traitement Pinnacle3 de Philips. Les mesures ont été comparées au modèle à l’aide de l’analyse gamma avec un critère de 2%, 2 mm. Par la suite, cinq plans SBRT avec thérapie en arc par modulation volumétrique (VMAT) ont été créés avec le modèle 6 MV du Synergy S, avec et sans filtre. Une comparaison des paramètres dosimétriques a été réalisée entre les plans avec et sans filtre pour évaluer la qualité des plans FFF. Les résultats révèlent qu’il est possible de créer des plans SBRT VMAT avec le faisceau 6 MV FFF du Synergy S qui sont cliniquement acceptables (les crières du Radiation Therapy Oncology Group 0618 sont respectés). Aussi, une interface physique de RGRT a été mise au point pour remplir deux fonctions : lire le signal numérique de la ceinture pneumatique Bellows Belt et envoyer une commande d’irradiation binaire au linac. L’activation/désactivation du faisceau du linac se fait par l’entremise d’un relais électromécanique. L’interface comprend un circuit électronique imprimé fait maison qui fonctionne en tandem avec un Raspberry Pi. Un logiciel de RGRT a été développé pour opérer sur le Raspberry Pi. Celui-ci affiche le signal numérique du Bellows Belt et donne l’option de choisir les limites supérieure et inférieure de la fenêtre d’irradiation, de sorte que lorsque le signal de la ceinture se trouve entre ces limites, le faisceau est actif, et inversement lorsque le signal est hors de ces limites. Le logiciel envoie donc une commande d’irradiation au linac de manière automatique en fonction de l’amplitude du signal respiratoire. Finalement, la comparaison entre la livraison d’un traitement standard sans RGRT avec filtre par rapport à un autre plan standard sans RGRT sans filtre démontre que le temps de traitement en mode FFF est réduit en moyenne de 54.1% pour un arc. De la même manière, la comparaison entre la livraison d’un traitement standard sans RGRT avec filtre par rapport à un plan de RGRT (fenêtre d’irradiation de 75%) sans filtre montre que le temps de traitement de RGRT en mode FFF est réduit en moyenne de 27.3% par arc. Toutefois, il n’a pas été possible de livrer des traitements de RGRT avec une fenêtre de moins de 75%. Le linac ne supporte pas une fréquence d’arrêts élevée.

TESSA - Toolkit for experimentation with multimodal sensory substitution and augmentation

TESSA is a toolkit for experimenting with sensory augmentation. It includes hardware and software to facilitate rapid prototyping of interfaces that can enhance one sense using information gathered from another sense. The toolkit contains a range of sensors (e.g. ultrasonics, temperature sensors) and actuators (e.g. tactors or stereo sound), designed modularly so that inputs and outputs can be easily swapped in and out and customized using TESSA’s graphical user interface (GUI), with “real time” feedback. The system runs on a Raspberry Pi with a built-in touchscreen, providing a compact and portable form that is amenable for field trials. At CHI Interactivity, the audience will have the opportunity to experience sensory augmentation effects using this system, and design their own sensory augmentation interfaces.

Design e gestão de sistemas, robótica, redes e médias interativos

Este relatório pretende ilustrar a experiência profissional obtida, principalmente após a conclusão, em 1998, da Licenciatura em Engenharia de Sistemas e Computadores na Universidade da Madeira. Esta experiência circunscreve-se à proficiência nas áreas de redes de comunicação de dados, automação e robótica e desenvolvimento de média interativos (tanto na vertente de CD-ROMs como orientado à Internet). Embora também disponha de experiência no ensino destas áreas citadas, foram privilegiados os projetos com uma relevância mais técnica atendendo à natureza deste mestrado. Sendo assim, são apresentadas nestas quatro áreas primeiro uma descrição dos projetos realizados no âmbito do percurso profissional, para depois descrever uma implementação (relativa a cada área) utilizando uma metodologia científica que fora alvo de estudo na componente letiva deste mestrado, salientando as virtudes e defeitos de ambas as abordagens e comparando os resultados obtidos. Em síntese, é analisado o projeto de gestão de sistemas de redes das Escolas Secundárias Francisco Franco e Jaime Moniz (no âmbito do desempenho das funções de Diretor das Instalações Informáticas em ambas as instituições) culminando numa proposta de implementação utilizando equipamentos da Cisco; é analisado o projeto de CD-ROM sobre a Reserva Natural das Ilhas Desertas para depois completar um jogo educativo utilizando uma metodologia científica de Game Design; são descritos os websites desenvolvidos (com especial ênfase nos realizados enquanto técnico superior de informática na Secretaria Regional do Ambiente e dos Recursos Naturais) para concluir com uma proposta de implementação de um sistema de marcação de reuniões orientado para a Cloud; finalmente, é descrito a utilização dos kits Lego Mindstorms para o ensino da programação, propondo uma implementação de baixo custo (alternativa) baseada num Raspberry Pi e componentes acessórios (tanto estandardizados como construídos com uma RepRap). Em suma, é contraposto o rigor e método do ensino académico com o pragmatismo e metas de produtividade exigidas no mercado de trabalho.