Diseño de un cuadricóptero de bajo coste basado en herramientas de software libre

El presente proyecto tiene como objetivo la realización de un cuadricóptero de bajo coste desarrollado con herramientas de software libre, con el fin de permitir el acceso y modificación del mismo a cualquiera que posea los conocimientos necesarios. Los cuadricópteros se definen como un vehículo aéreo no tripulado con cuatro rotores en los extremos. Los ejemplos existentes de estos tipos de vehículos son casi siempre de grandes cuadricópteros, los cuales utilizan diferentes tecnologías en los motores y control de los mismos. Los cuadricópteros de similar tamaño al que se pretende realizar son por lo general de compañías con hardware y software cerrado. En el caso de este proyecto se ha realizado un cuadricóptero de tamaño menor a 5 x 5 cm. La innovación que se propone con este proyecto es una forma de detectar obstáculos para cuadricópteros de tamaño similar, en los que la limitación del peso del dron supone una disminución de las opciones disponibles. Se desea que el cuadricóptero sea capaz de realizar un vuelo estable detectando y esquivando obstáculos sin necesidad de ayuda externa como operadores con mando de radio frecuencia. Para la creación del cuadricóptero, se ha realizado tanto el diseño de los esquemáticos como el diseño de las huellas para la utilización en el desarrollo de la PCB. Para ello se ha hecho uso de herramientas de software libre como es Kicad, software para el desarrollo de esquemáticos y placas de circuito impreso con las funcionalidades principales de cualquier software privativo relacionado. Se pretende de esta forma aportar a la literatura, un aspecto práctico de la realización de cuadricópteros, tanto desde los aspectos teóricos del diseño como los aspectos prácticos de la fabricación y soldadura de los componentes del cuadricóptero. En la realización del presente proyecto se ha tenido en cuenta los diferentes algoritmos que existen para la fusión de datos de la unidad de medida inercial, tanto la facilidad de implementación de los mismos como la facilidad de los cálculos resultantes de esta implementación. Se ha hecho una implementación de un filtro complementario, dando resultados satisfactorios debido a las características intrínsecas de la unidad de medida inercial. Además del filtro complementario, se ha realizado una implementación del filtro diseñado por Sebastian Madgwick [1]. Este filtro está especialmente diseñado para la fusión de los datos provenientes de la unidad de medida inercial, proporcionando la orientación del sistema haciendo uso de la representación en cuaternios de los datos del acelerómetro y giróscopo, permitiendo el uso del método del gradiente para el cálculo del error del giróscopo. Para la selección de los componentes, se ha hecho un análisis pormenorizado de las diferentes opciones disponibles, tomando como punto de partida los cuadricópteros que existen en la actualidad. Se han elegido estos componentes en función de las características de los mismos, prestando especial atención al tamaño, relacionado directamente con el peso de los mismos así como del precio, para lograr un cuadricóptero fácilmente reproducible de bajo coste. En este análisis se ha tenido en cuenta las dificultades existentes en la selección de determinados componentes como son los motores y las hélices. Al ser estos dos componentes caracterizados mediante tablas creadas por los fabricantes y usuarios de los mismos, la selección de los mismos se ha visto dificultada a la hora de elegir componentes de coste reducido al poseer poca información sobre los mismos. En especial, las formulas desarrolladas para el cálculo del empuje de los motores están directamente relacionados con los parámetros de las hélices. Estos parámetros están caracterizados para la mayoría de las hélices comerciales utilizadas en cuadricópteros. Para caracterizar las hélices se utiliza un banco de trabajo en donde es posible medir el empuje realizado por el conjunto del motor y hélice. En el caso del presente proyecto, no se disponía de la herramienta necesaria por lo que se ha realizado una estimación de los parámetros en función de las tablas disponibles para hélices similares de mayor tamaño. Para la elección de los sensores para la detección de los obstáculos se ha realizado un estudio de los diferentes sensores disponibles, analizando las ventajas y desventajas de los mismos para la elección del más adecuado para el proyecto. Se ha decidido el uso de sensores de distancia basados en tecnología infrarroja por ser los únicos que se adaptan a los requisitos de peso impuesto por el modelo. Además en este proyecto se ha realizado el montaje y soldadura de los componentes de la PCB. Estos componentes al ser de tamaño reducido, se ha comprobado que para la soldadura de los mismos es necesario el uso de herramientas especializadas, como puede ser estaciones de soldadura y pistola de aire caliente lo que dificulta su soldadura de manera no profesional. Al término de este proyecto se ha comprobado la dificultad de la realización de una correcta soldadura de los componentes, lo que introduce errores de conectividad entre los componentes, en concreto se ha detectado errores entre el microprocesador y unidad de medida inercial. Además de estos errores, se ha comprobado la dificultad de regular el sistema, no logrando un vuelo estable en el tiempo de escritura del presente proyecto. Por último se presenta el prototipo creado a lo largo del proyecto, al cual se le pueden hacer diferentes modificaciones como posibles líneas futuras, entre las que se encuentran una mejor regulación que permita el vuelo de un conjunto de drones.

Análisis de las herramientas ORCC y Vivado HLS para la Síntesis de Modelos de Flujo de Datos RVC-CAL

En este Proyecto Fin de Grado se ha realizado un estudio de cómo generar, a partir de modelos de flujo de datos en RVC-CAL (Reconfigurable Video Coding – CAL Actor Language), modelos VHDL (Versatile Hardware Description Language) mediante Vivado HLS (Vivado High Level Synthesis), incluida en las herramientas disponibles en Vivado de Xilinx. Una vez conseguido el modelo VHDL resultante, la intención es que mediante las herramientas de Xilinx se programe en una FPGA (Field Programmable Gate Array) o el dispositivo Zynq también desarrollado por Xilinx. RVC-CAL es un lenguaje de flujo de datos que describe la funcionalidad de bloques funcionales, denominados actores. Las funcionalidades que desarrolla un actor se definen como acciones, las cuales pueden ser diferentes en un mismo actor. Los actores pueden comunicarse entre sí y formar una red de actores o network. Con Vivado HLS podemos obtener un diseño VHDL a partir de un modelo en lenguaje C. Por lo que la generación de modelos en VHDL a partir de otros en RVC-CAL, requiere una fase previa en la que los modelos en RVC-CAL serán compilados para conseguir su equivalente en lenguaje C. El compilador ORCC (Open RVC-CAL Compiler) es la herramienta que nos permite lograr diseños en lenguaje C partiendo de modelos en RVC-CAL. ORCC no crea directamente el código ejecutable, sino que genera un código fuente disponible para ser compilado por otra herramienta, en el caso de este proyecto, el compilador GCC (Gnu C Compiler) de Linux. En resumen en este proyecto nos encontramos con tres puntos de estudio bien diferenciados, los cuales son: 1. Partimos de modelos de flujo de datos en RVC-CAL, los cuales son compilados por ORCC para alcanzar su traducción en lenguaje C. 2. Una vez conseguidos los diseños equivalentes en lenguaje C, son sintetizados en Vivado HLS para conseguir los modelos en VHDL. 3. Los modelos VHDL resultantes serian manipulados por las herramientas de Xilinx para producir el bitstream que sea programado en una FPGA o en el dispositivo Zynq. En el estudio del segundo punto, nos encontramos con una serie de elementos conflictivos que afectan a la síntesis en Vivado HLS de los diseños en lenguaje C generados por ORCC. Estos elementos están relacionados con la manera que se encuentra estructurada la especificación en C generada por ORCC y que Vivado HLS no puede soportar en determinados momentos de la síntesis. De esta manera se ha propuesto una transformación “manual” de los diseños generados por ORCC que afecto lo menos posible a los modelos originales para poder realizar la síntesis con Vivado HLS y crear el fichero VHDL correcto. De esta forma este documento se estructura siguiendo el modelo de un trabajo de investigación. En primer lugar, se exponen las motivaciones y objetivos que apoyan y se esperan lograr en este trabajo. Seguidamente, se pone de manifiesto un análisis del estado del arte de los elementos necesarios para el desarrollo del mismo, proporcionando los conceptos básicos para la correcta comprensión y estudio del documento. Se realiza una descripción de los lenguajes RVC-CAL y VHDL, además de una introducción de las herramientas ORCC y Vivado, analizando las bondades y características principales de ambas. Una vez conocido el comportamiento de ambas herramientas, se describen las soluciones desarrolladas en nuestro estudio de la síntesis de modelos en RVC-CAL, poniéndose de manifiesto los puntos conflictivos anteriormente señalados que Vivado HLS no puede soportar en la síntesis de los diseños en lenguaje C generados por el compilador ORCC. A continuación se presentan las soluciones propuestas a estos errores acontecidos durante la síntesis, con las cuales se pretende alcanzar una especificación en C más óptima para una correcta síntesis en Vivado HLS y alcanzar de esta forma los modelos VHDL adecuados. Por último, como resultado final de este trabajo se extraen un conjunto de conclusiones sobre todos los análisis y desarrollos acontecidos en el mismo. Al mismo tiempo se proponen una serie de líneas futuras de trabajo con las que se podría continuar el estudio y completar la investigación desarrollada en este documento. ABSTRACT. In this Project it has made a study of how to generate, from data flow models in RVC-CAL (Reconfigurable Video Coding - Actor CAL Language), VHDL models (Versatile Hardware Description Language) by Vivado HLS (Vivado High Level Synthesis), included in the tools available in Vivado of Xilinx. Once achieved the resulting VHDL model, the intention is that by the Xilinx tools programmed in FPGA or Zynq device also developed by Xilinx. RVC-CAL is a dataflow language that describes the functionality of functional blocks, called actors. The functionalities developed by an actor are defined as actions, which may be different in the same actor. Actors can communicate with each other and form a network of actors. With Vivado HLS we can get a VHDL design from a model in C. So the generation of models in VHDL from others in RVC-CAL requires a preliminary phase in which the models RVC-CAL will be compiled to get its equivalent in C. The compiler ORCC (Open RVC-CAL Compiler) is the tool that allows us to achieve designs in C language models based on RVC-CAL. ORCC not directly create the executable code but generates an available source code to be compiled by another tool, in the case of this project, the GCC compiler (GNU C Compiler) of Linux. In short, in this project we find three well-defined points of study, which are: 1. We start from data flow models in RVC-CAL, which are compiled by ORCC to achieve its translation in C. 2. Once you realize the equivalent designs in C, they are synthesized in Vivado HLS for VHDL models. 3. The resulting models VHDL would be manipulated by Xilinx tools to produce the bitstream that is programmed into an FPGA or Zynq device. In the study of the second point, we find a number of conflicting elements that affect the synthesis Vivado HLS designs in C generated by ORCC. These elements are related to the way it is structured specification in C generated ORCC and Vivado HLS cannot hold at certain times of the synthesis. Thus it has proposed a "manual" transformation of designs generated by ORCC that affected as little as possible to the original in order to perform the synthesis Vivado HLS and create the correct file VHDL models. Thus this document is structured along the lines of a research. First, the motivations and objectives that support and hope to reach in this work are presented. Then it shows an analysis the state of the art of the elements necessary for its development, providing the basics for a correct understanding and study of the document. A description of the RVC-CAL and VHDL languages is made, in addition an introduction of the ORCC and Vivado tools, analyzing the advantages and main features of both. Once you know the behavior of both tools, the solutions developed in our study of the synthesis of RVC-CAL models, introducing the conflicting points mentioned above are described that Vivado HLS cannot stand in the synthesis of design in C language generated by ORCC compiler. Below the proposed solutions to these errors occurred during synthesis, with which it is intended to achieve optimum C specification for proper synthesis Vivado HLS and thus create the appropriate VHDL models are presented. Finally, as the end result of this work a set of conclusions on all analyzes and developments occurred in the same are removed. At the same time a series of future lines of work which could continue to study and complete the research developed in this document are proposed.

Concepto de Lugar Geométrico. Génesis de Utilización Personal y Profesional con Distintas Herramientas

La finalidad de este artículo es precisar algunos de los elementos que organizan un espacio de trabajo efectivo para problemas de lugares geométricos en entornos tecnológicos. Se explora como 52 futuros profesores de matemáticas progresan en su concepción de lugares geométricos a través de la apropiación de las funcionalidades específicas de cada entorno (herramienta), en relación con su propia práctica como estudiantes y su futuro ejercicio profesional. Con base en sistemas de geometría dinámica se comparan tres herramientas, las diferentes representaciones matemáticas de los lugares geométricos generadas por ellas, tanto desde la perspectiva de su dinámica matemática como de sus funcionalidades didácticas. Las funcionalidades didácticas proporcionadas desde el diseñador se han estudiado desde el modelo Espacio de Trabajo Matemático (ETM). Este modelo pone de relieve la necesidad de articular para el trabajo geométrico los niveles epistemológico y cognitivo a través de diferentes génesis de razonamiento (visual-discursiva, instrumental y discursiva).

Incidencia de las herramientas tecnológicas digitales en las rutinas periodísticas. Estudio de El Mercurio y La Tercera, como exponentes de los medios impresos y en línea chilenos

Already entered in the XXI century "new technologies of information and communication" are hardly "new". Beyond the continuous generation of new technological tools, many more associated with technological dazzle than a real contribution to innovation, there have been few certainties and many promises which, from the advent of Internet in the civilian world, were generated. One of the areas where special Internet has generated excitement has been in the media. In the media field, which is the segment to which we dedicate this research, extreme market liberalization has meant an increasing concentration of media, such as will be discussed at greater length in Chapter IV. According to figures from the Association of Journalists of Chile, 90% of printed newspapers are controlled by two groups; one radio station signals concentrated twenty and 50% of the advertising pie, while increasing arrival of the financial sector to television is observed...

Herramientas innovadoras de mejora de la creatividad en el diseño de imágenes en internet

Mi interés por la creatividad surge en el año 2012, cuando se me ofrece la oportunidad de asumir la docencia de las asignaturas Creatividad y Educación y Fundamentos de la Educación Artística en el centro universitario CES Don Bosco, adscrito a la Universidad Complutense de Madrid. Me encuentro en mis clases con un alumnado pasivo, excesivamente cómodo, que se angustia con la novedad, y que busca una respuesta única que permita alimentar su “píldora” de la satisfacción. Es decir, una receta que alimente su manual de buenas prácticas para confiarse como buen trabajador en un futuro próximo.   Me propuse estudiar como estimular el cerebro de este alumnado, con el objetivo de ayudar a mis estudiantes en su futura trayectoria profesional y personal. Es entonces cuando mi interés inicial por el mundo de la creatividad se convierte en objeto de estudio. El modelo estructural de la inteligencia de Guildford me resulta particularmente apto porque a través de este y su columna de aptitudes factoriales denominada “producción divergente” me facilita diseñar un marco práctico de actividades en torno al arte, con el objetivo de incrementar nuestra fluidez y flexibilidad de pensamiento, y recuperar de esta forma la parte creativa dormida. En la comparativa entre los resultados previos y los obtenidos al final del cuatrimestre, puedo destacar que la flexibilidad y la fluidez se ven alteradas de forma positiva...

Herramientas innovadoras en el diagnóstico del síndrome respiratorio bovino (SRB)

A pesar de todos los avances realizados en las últimas décadas en el conocimiento sobre numerosos aspectos del Síndrome Respiratorio Bovino (SRB), entre los que se encuentran los factores de riesgo, la etiopatogenia, las características de los agentes causales, el diagnóstico, la terapéutica o la profilaxis y sus efectos globales, el SRB continúa siendo la enfermedad de mayor impacto económico en el ganado vacuno de cebo. Además, parece que tanto su incidencia como las pérdidas que origina siguen estables en los cebaderos de todo el mundo desde hace varias décadas. Sus principales características indican que debemos considerar que es una enfermedad de difícil control dado su carácter multifactorial y con la que, por tanto, debemos acostumbrarnos a convivir aunque aspirando a minimizar tanto su incidencia, como la gravedad de sus consecuencias. Por otro lado, aunque existen muchas técnicas diagnósticas a nuestra disposición, aún no se puede decir que exista una técnica de referencia o “gold standard” para el diagnóstico del SRB, y mucho menos una técnica estandarizada para su diagnóstico precoz. Establecer y estandarizar protocolos para la detección de grupos de animales en riesgo y su monitorización más intensa en fases posteriores del cebo para reducir el consumo de antibióticos de uso preventivo o metafiláctico es de gran interés. Hasta ahora, este tipo de estrategias se han basado en la detección de evidencias de contacto con gérmenes patógenos pulmonares (principalmente análisis de serología). Sin embargo, no debemos olvidar que la identificación de un agente patógeno en ausencia de una lesión y/o signos clínicos atribuibles al mismo, tan sólo es indicativa de contacto previo (no de padecimiento de un proceso de enfermedad) y que, por otro lado, la mayoría de los agentes microbiológicos ligados al SRB son comensales habituales de las vías respiratorias altas. De modo que la identificación de un agente sólo prueba enfermedad si se diagnostica junto con los signos clínicos compatibles de enfermedad y la lesión...

Presentación de la asignatura Herramientas para el Diseño Gráfico Publicitario (curso 2011-2012)

Presentación y arranque de la asignatura.

Aplicación de herramientas web colaborativas a la docencia en la Ingeniería en Sonido e Imagen

Las nuevas tecnologías en el proceso de enseñanzaaprendizaje, durante algunos años, han jugado un papel meramente espectador. Con la llegada de las aplicaciones Web 2.0 y el concepto e-Learning, las nuevas tecnologías pasan a tener un rol de canalizador de la enseñanza. Ante la llegada del Espacio Europeo de Educación Superior (EEES) la comunidad universitaria se enfrenta a un cambio en la filosofía de trabajo. En este trabajo, se presenta la aplicación de la suite orientada a la educación de Google (Google Apps) a la docencia en la titulación de Ingeniero en Sonido e Imagen impartida en la Escuela Politécnica Superior (EPS) de la Universidad de Alicante (UA ). El conjunto de herramientas web colaborativas se han aplicado en dos vertientes bien diferenciadas: en la docencia de la asignatura Proyectos e Infraestructuras de Telecomunicación II (PIT 2) de 6 Créditos ECTS obligatorios en 4º curso, y a la dirección del Proyecto Fin de Carrera (PFC). La incursión de las nuevas titulaciones de Grado en la UA ha favorecido la implantación de un Curso de adaptación al Grado en Ingeniería en Sonido e Imagen, orientado a los titulados en Ingeniería Técnica de Telecomunicación, especialidad en Sonido e Imagen, con el fin de continuar su formación. Este Curso de adaptación presenta una casuística que favorece el uso de nuevas técnicas docentes.

Herramientas Web en el proceso de enseñanza y aprendizaje del ciberperiodismo en la Comunidad Valenciana

Internet es un recurso de trabajo imprescindible en la tarea del ciberperiodista. Los profesionales de este campo utilizan la red como fuente de información, para crear, editar y distribuir contenidos informativos. Estas nuevas formas de trabajo, apoyadas en entornos telemáticos, se están haciendo extensibles a la universidad española, donde se está produciendo un proceso de adaptación de metodologías, técnicas y herramientas en los estudios de Periodismo. Para facilitar este proceso de ajuste por parte de los profesores de ciberperiodismo, esta investigación pretende establecer una tipología del uso de estos instrumentos en línea según los objetivos planteados en las guías docentes. Para ello, se han estudiado los programas de las asignaturas relacionadas con la docencia del ciberperiodismo en la Comunidad Valenciana. Se han seleccionado los instrumentos Web más utilizados por los profesores y se han organizado en una tabla según criterios de finalidad, acción y tipo de interacción que realiza el alumno con las herramientas y asimismo los objetivos ciberperiodísticos que pueden lograrse con cada una de ellas. La tabla ofrece información general de cada herramienta. El propósito es facilitar a los profesores un criterio de selección para elegir y profundizar en los espacios e instrumentos docentes más adecuados según las competencias que el alumno debe adquirir durante el proceso de enseñanza y aprendizaje en estos estudios.

Recursos y herramientas didácticas para el aprendizaje de la robótica

Este artículo analiza diferentes experiencias docentes que tienen como finalidad el aprendizaje de la robótica en el mundo universitario. Estas experiencias se plasman en el desarrollo de varios cursos y asignaturas sobre robótica que se imparten en la Universidad de Alicante. Para el desarrollo de estos cursos, los autores han empleado varias plataformas educativas, algunas de implementación propia, otras de libre distribución y código abierto. El objetivo de estos cursos es enseñar el diseño e implementación de soluciones robóticas a diversos problemas que van desde el control, programación y manipulación de brazos robots de ámbito industrial hasta la construcción y/o programación de mini-robots con carácter educativo. Por un lado, se emplean herramientas didácticas de última generación como simuladores y laboratorios virtuales que flexibilizan el uso de brazos robots y, por otro lado, se hace uso de competiciones y concursos para motivar al alumno haciendo que ponga en práctica las destrezas aprendidas, mediante la construcción y programación de mini-robots de bajo coste.