TFG de Ingeniería Electrónica: ejemplos, temas y prototipos

[CA] Els sistemes de levitació magnètica presenten un gran nombre d’aplicacions en el camp de l'enginyeria de control, així com en aplicacions tecnològiques avançades. En aquest Treball de Fi de Grau es desenvolupa una plataforma de simulació per a un sistema de control de levitació magnètica mitjançant MATLAB, Simulink i Simscape MultiBody, on aquest últim permet la visualització 3D del model facilitant la interpretació del seu comportament. En una segona etapa, es desenvolupen diferents estratègies de control l'anàlisi comparativa i validació de prestacions de les quals es durà a terme sobre la plataforma de simulació dissenyada.

[ES] El presente proyecto explora el desarrollo de un sistema de cámara industrial compacto y adaptable, diseñado para realizar cinco tareas clave de procesamiento de imágenes comúnmente requeridas en entornos industriales y académicos: reconocimiento de color, detección del centro de gravedad, reconocimiento óptico de caracteres (OCR), lectura de códigos QR y reconocimiento de objetos. La solución integra un módulo Raspberry Pi y una cámara en una estructura impresa en 3D y cuenta con una interfaz interactiva que permite al usuario seleccionar la tarea deseada de forma intuitiva. El trabajo se abordó en tres etapas principales: una evaluación inicial de las aplicaciones viables, el diseño de la configuración más eficiente del sistema y la posterior implementación y prueba del prototipo final. El resultado es un sistema funcional y versátil que busca demostrar el valor de las tecnologías de visión embebida para el análisis en tiempo real y los procesos de toma de decisiones, tanto en flujos de trabajo industriales como en contextos educativos.

[ES] El presente Trabajo de Fin de Grado ha tenido como objeto el diseño, desarrollo e implementación de un sistema de monitorización de corrientes eléctricas orientado al control de consumo de placas fotovoltaicas y la gestión de baterías en una instalación residencial aislada. El proyecto analiza exhaustivamente las diferentes soluciones tecnológicas de adquisición de datos, optando por sensores no invasivos basados en el efecto Hall para garantizar un aislamiento galvánico total y alta versatilidad ante flujos de corriente continua y alterna. Asimismo, se detalla el diseño de los circuitos electrónicos necesarios para el acondicionamiento y adaptación de la señal analógica, asegurando la compatibilidad con el rango de entrada del microcontrolador ESP32 elegido. Este dispositivo ejecuta de forma concurrente el firmware de muestreo a alta frecuencia y la gestión de la conectividad, integrando las lecturas en tiempo real de los balances energéticos. Finalmente, la fase de verificación en laboratorio y calibración lineal demostró la precisión del sistema frente a corrientes reales, logrando errores de medición mínimos. De este modo, la propuesta consolida una herramienta accesible y...

[ES] El presente proyecto aborda el desarrollo de un dispositivo inalámbrico basado en el microcontrolador ESP32-S2 destinado al control y monitorización remota de un sistema de riego por goteo a través del software de domótica Home Assistant. El dispositivo implementado incorpora sensores para medir niveles de agua, temperatura y humedad, así como relés electromecánicos. La solución incluye además el diseño de una placa de circuito impreso diseñada específicamente para optimizar el control e implementación del sistema.

[CA] El projecte aborda el desenvolupament i integració d'un sistema de visió amb intel·ligència artificial per a l'optimització operativa en el sector detallista. L'objectiu principal és automatitzar el reconeixement de productes en dispositius de pesatge, mitigant la merma per errors de selecció i millorant l'eficiència mitjançant la identificació automàtica. La solució tècnica es fonamenta en la integració completa en la pròpia balança del hardware de captura d'imatges i el sistema de visió artificial, el qual utilitza xarxes neuronals convolucionals i processament local per a garantir una resposta àgil i protegir la privacitat de la informació processada. Un aspecte diferencial de la proposta és la implementació d'un model híbrid d'aprenentatge: es combina un preentrenament en laboratori per al catàleg de l'establiment, assegurant una precisió superior al 98% (basada en el criteri d'encert top-3 de suggeriments) des del primer dia de servici amb un sistema d'aprenentatge local, incremental i continu. Este enfocament permet una adaptació dinàmica tant a la variabilitat intrínseca dels productes frescos (canvis en maduresa, grandà...

[ES] El presente Trabajo de Final de Grado expone el diseño, desarrollo e implementación de un prototipo funcional de máquina dispensadora de medicamentos automatizada. El sistema integra tecnologías de identificación por radiofrecuencia (RFID) para la gestión segura de medicamentos y una arquitectura de control basada en un servidor centralizado. El objetivo principal es estudiar, diseñar y ejemplificar con un prototipo las posibilidades disponibles para minimizar el error humano en la administración de fármacos en centros sociosanitarios, optimizando el flujo de trabajo del personal de enfermería o auxiliar. La solución técnica emplea un microcontrolador Arduino para el control de actuadores, un entorno Node.js para la lógica de negocio y una base de datos SQLite para garantizar la trazabilidad total de las operaciones.

[CA] L'objecte d'aquest Treball de Final de Grau (TFG en la resta del document), pertanyent al Grau en Enginyeria Electrònica Industrial i Automàtica, és el Disseny i la Posada en marxa d'una estació de telecontrol amb alimentació auxiliar fotovoltaica per a la monitorització i actuació en la derivació del Puig de Santa Maria (València). Aquesta instal·lació està destinada a monitoritzar de forma contínua i actuar sobre els diferents elements que componen un tram de canonada pertanyent a la nova derivació del Puig de Santa Maria, garantint un control eficient, automatitzat i segur del procés de forma remota. És a dir, el projecte consisteix a dissenyar una estació de telecontrol, abastant, en primer lloc, la configuració del sistema d'adquisició de dades, on la lectura de les variables físiques de la instal·lació i la seua posterior transmissió es duen a terme mitjançant un Autòmat Programable (en anglés, Programmable Logic Controller - PLC) emprant diversos protocols de comunicació industrial. I, finalment, la integració i representació de totes aquestes dades en la interfície SCADA de l'empresa, permetent així una monitorització i gestió remota eficient, ...

[EN] The objective of this project is the design of a grid-connected electric vehicle charging station with photovoltaic energy input in Benicàssim, province of Castellón, as well as exploring the viability of this type of infrastructure from both an economic and energy perspective for the future. The charging station will consist of 3 charging stations for electric vehicles and 729 solar panels of 500 Wp each, which will provide most of the electricity consumption during daylight hours. The grid connection will allow the use of the charging stations during hours without sunlight.

[ES] El objetivo del TFG ha sido desarrollar un prototipo de mano robótica cuyos movimientos se controlar mediante servomotores a partir de la señal bioeléctrica muscular (electromiografía) captada por electrodos de superficie. El diseño implicó la realización delas siguientes tareas: 1. Diseño y desarrollo de un amplificador para la señal EMG, así como del circuito de procesamiento analógico que permita la obtención de la envolvente de la señal. 2. Diseño y construcción de un prototipo mecánico con capacidad de movimiento mediante servomotores. 3. Elección de un sistema basado en microcontrolador para el control de los servomotores y programación de un movimiento básico. Todo con la intención de crear un sensor de electromiografía que pueda ser aplicado en diversos productos que requieran la captación de señales musculares, todo mediante una implementación física y verificada mediante el prototipo mecánico.

[CA] Este Treball Final de Grau desenrotlla un pla de manteniment integral per a la maquinària i la infraestructura elèctrica d'una planta de fabricació d'embalatges i palets. L'objectiu principal és optimitzar la productivitat mitjançant la reducció de parades no planificades, sobrecostos operatius i minvaments en els estàndards de qualitat. La metodologia comprén l'anàlisi tècnica detallada de la instal·lació i l'estructuració d'accions preventives i predictives basades en el monitoratge amb sensors en temps real. L'aplicació d'esta estratègia d'enginyeria millora de manera directa la disponibilitat dels equips i l'eficiència global de la producció de la factoria.

[ES] Este Trabajo de Fin de Grado aborda el diseño, la construcción y la programación de un robot cuadrúpedo de control remoto. El proyecto está concebido como una plataforma educativa de bajo costo y alta replicabilidad, destinada a la aplicación práctica de los conocimientos adquiridos en las áreas de electrónica, programación, automatización y diseño mecánico. Se realizó una adaptación del diseño estructural mediante el uso de software CAD (Fusion360) y la fabricación de piezas por impresión 3D, optimizando el chasis para la integración de la electrónica (servomotores y módulo Bluetooth). El desarrollo de software se centró en la implementación de la cinemática inversa y los algoritmos de movimiento estable para garantizar patrones de marcha coordinados y la ejecución de animaciones específicas. El robot es controlado en tiempo real a través de una aplicación móvil desarrollada con AppInventor. El resultado final es un prototipo operativo que constituye una valiosa herramienta didáctica para la experimentación en robótica mecatrónica.

[ES] El presente proyecto consiste principalmente en diseñar y desarrollar una unidad de control lo más versátil y compacta posible, destinada a la automatización de varios sistemas de iluminación led y audio en entornos a escala. El sistema se basa en una arquitectura de hardware y software empleando una Raspberry pi como unidad de procesamiento y la flexibilidad del lenguaje Python para la gestión de periféricos.

[ES] El desarrollo de los sistemas de transporte urbano exige estándares de seguridad cada vez más robustos frente a la complejidad de los entornos ferroviarios y su señalización. Los Sistemas Avanzados de Asistencia a la Conducción (ADAS) requieren sistemas de percepción rápidos y deterministas para mejorar los tiempos de reacción ante obstáculos. Este Trabajo de Fin de Grado propone el diseño a nivel de software de un sistema de visión artificial jerárquico-modular para entornos tranviarios. Esta arquitectura se ha basado en la filosofía de los modelos de detección en dos etapas; sin embargo, en lugar de utilizar las fases secuenciales tradicionales, se fundamenta en la concatenación de dos redes neuronales completas e independientes. Tanto para la detección general como para el submódulo de clasificación de semáforos, se ha optado por utilizar la familia de modelos YOLO por criterios de conveniencia, rapidez y facilidad de integración. No obstante, la naturaleza modular del diseño permite una gestión diferenciada de la carga computacional según el componente: mientras que la etapa de detección general requiere arquitecturas de altas prestaciones (como la familia YOLO) para asegu...

[ES] El propósito central de este Trabajo de Fin de Grado es el diseño, desarrollo y validación experimental de un sistema SCADA aplicado a la gestión de aparcamientos inteligentes. El proyecto no se limita a un simple automatismo de barrera; busca simular un entorno de ingeniería real donde convergen tres pilares fundamentales: la electrónica embebida, la comunicación de datos y el software de gestión de alto nivel. Para ello, se ha integrado una unidad de control física basada en Arduino, que opera con el método máquina de estados para gestionar el tráfico de entradas y salidas simultáneas, garantizando la seguridad mediante sensores de ultrasonidos. De forma paralela, el "cerebro" del sistema reside en una aplicación de escritorio desarrollada con el framework Qt. Esta interfaz trasciende la mera monitorización, implementando funciones de gestión comercial propias de un parking real: ● Interacción con el mundo físico: Capacidad para expedir tickets en papel mediante impresoras térmicas convencionales. ● Seguridad lógica: Un sistema de validación que impide la salida si el código del ticket no coincide con la base de datos temporal. ● Inteligencia de datos: Registro de eventos y ...

The rapid global transition toward electromobility and renewable energy systems has highlighted the need for efficient, scalable, and intelligent power conversion technologies. The Dual Active Bridge (DAB) converter, known for its high efficiency and bidirectional operation, has become a popular component in the field of electric vehicle (EV) chargers, where it is used as a DC-DC stage. This research focuses on optimizing the design of the DAB converter for bidirectional EV chargers by integrating advanced computational tools, such as artificial intelligence (AI), to enhance efficiency and reduce the engineering workload in converter design. The primary objective of this project is to develop a practical and generalized workflow that leverages on AI to optimize the efficiency of a DAB converter under a real-time control scenario for a continuous range of load conditions. By utilizing PLECS simulations and AI supervised prediction models, this work aims to identify the most combination of control parameter to achieve peak efficiency operating points for the converter, thereby improving the overall performance of EV chargers. The proposed methodology combines both classification and ...

En este documento se describe el proceso de implantación de un nuevo sistema de avisos a operarios dentro de una factoría desarrollado durante las prácticas en empresa en Michelin Valladolid. Dicho proyecto surge de la necesidad de mejorar la comunicación y eficiencia en la gestión de alertas en tiempo real, reemplazando el sistema antiguo (SAF) por una solución basada en PI System (Osisoft) y Microsoft Power Automate. El sistema integra datos de autómatas industriales, visualiza estados de máquinas (como prensas y cabeceros de línea) mediante paneles interactivos en PI Vision, y envía notificaciones automatizadas a equipos de mantenimiento y producción a través de Microsoft Teams.

This Final Project focuses on the design and development of a serious augmented reality-based game for rehabilitation of upper-limb mobility and fine motor functions. The game-based approach to rehabilitation aims to make the recovery process more engaging and enjoyable for the patient, and the usage of augmented reality aims to facilitate this effect by making the game more immersive. The game is developed using Unity game engine and C# programming language. As its base, the game uses M3Display - an augmented reality-based system for the rehabilitation of upper limbs functionality and mobility, together with the real-time hand segmentation solution previously implemented for this system and based on the MediaPipe neural network.

Este trabajo analiza las tendencias históricas de la intensidad de carbonización de todos los países, y de la media mundial. Se ha desarrollado una herramienta en MATLAB para procesar datos de emisiones, población y PIB. Se han aplicado modelos de ajuste lineal y exponencial para caracterizar la trayectoria de cada país, evaluándolas con métricas de error. Posteriormente, se han hecho clusterings manuales y proporcionados por MATLAB sobre los parámetros de los modelos para agrupar países con comportamientos similares.

Este TFG aborda la maquetación de estructuras portacables con un enfoque que ofrece una solución para el enrutado de instalaciones eléctricas por medio de la teoría de grafos. Para ello se propone y desarrolla Traymap Xpert, una aplicación web para el rutado y dimensionamiento eficiente de canaletas y otras estructuras cableportantes, con la finalidad de encontrar soluciones concretas y quasi-óptimas a un problema de alto dinamismo y complejidad. El desarrollo de la aplicación tiene lugar principalmente en JavaScript, utilizando varios marcos, como Next.js para el renderizado de objetos e interfaces, y la librería D3.js para tratamiento de datos, visualizaciones y simulaciones. A lo largo del documento se detallan los puntos que han supuesto el desarrollo de la aplicación enfocado a dos grandes problemas: el trazado de rutas de canaletas, y la simulación física de las mismas. Por tanto, una parte mayor y que se trata en profundidad, es el algoritmo de búsqueda de rutas. La fase de definición y ajuste bajo diversas restricciones de cara a ofrecer buenas prestaciones sobre situaciones reales es descrita en detalle. Una vez ajustado se ofrecen soluciones aplicables a casos reales, des...

A lo largo de este trabajo se ha realizado el desarrollo de un sistema de detección de agarres de objetos para un robot colaborativo. Para ello se han realizado dos enfoques complementarios: un método tradicional basado en la reconstrucción geométrica del objeto mediante prismas y la generación de agarres basados en algoritmos matemáticos y geométricos; y un método que implementa el algoritmo de Grasp Pose Detection (GPD) para detectar agarres sobre objetos con formas y orientaciones más complejas. Para el segundo enfoque, se han implementado dos métodos de comunicación: SSH/SFTP y una arquitectura basada en un servidor web, ambas capaces de ejecutar el algoritmo GPD sobre un servidor remoto.

Se parte de un sistema de clasificación de piezas por peso que, debido al paso del tiempo y al reciente traslado al nuevo laboratorio, se encontraba deteriorado y con partes obsoletas. Para su rehabilitación se diseñó y fabricó un nuevo alimentador de piezas mediante modelado e impresión 3D. Así mismo, se implementó un HMI físico de última generación y se actualizó el sistema de control con una nueva CPU, integrando el uso de objetos tecnológicos en TIA Portal para el control del eje lineal consiguiendo así optimizar la programación y el diagnóstico del sistema. La instalación eléctrica ha sido rediseñada en EPLAN, incluyendo el saneamiento del cableado y mejoras de seguridad. Además, se optimizaron las comunicaciones de las redes Profinet, y se reacondicionó el sistema de pesaje. Con todas estas actuaciones, se consiguió un sistema más eficiente, seguro y preparado para futuras ampliaciones.

Este estudio examina diversas metodologías de detección de errores fundamentadas en datos, que se utilizan para controlar la calidad en ámbitos industriales. Estos métodos son eficaces para extraer información relevante y mejorar la calidad de los procesos, debido a la enorme cantidad de datos producidos en la industria moderna. El estudio se inicia con el análisis de los componentes principales, un método lineal para disminuir características que posibilita la creación de nuevas variables que pueden agrupar la mayor parte de la información del sistema y disminuir el número de dimensiones. Se pueden detectar fallos potenciales al comparar la conducta normal del proceso con datos atípicos, utilizando estadísticos multivariantes y la distribución de estos datos reducidos. Además, se llevaron a cabo métodos de aprendizaje profundo y automático dirigidos a disminuir la dimensionalidad. En esta línea, los autoencoders posibilitan un aprendizaje sin supervisión de la información de la planta al captar relaciones no lineales entre las variables y dar paso a la identificación de anomalías. Los autoencoders recurrentes son una mejora de los autoencoders convencionales, ya que tienen informa...

Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema mecatrónico automatizado para la germinación de semillas, integrando robótica, sensores, actuadores e inteligencia artificial. Se emplea un robot Mitsubishi Melfa RV-7FC-D para la manipulación de macetas y el sembrado, con una Raspberry Pi como núcleo de control. El software, desarrollado en FastAPI y React, permite la gestión del sistema, incluyendo control robótico, monitoreo de sensores, control de actuadores, análisis inteligente de imágenes mediante una API GPT y control por voz con lenguaje natural a través de un modelo de lenguaje de gran tamaño (LLM). Además, se incorpora un Gemelo Digital. El diseño mecánico y eléctrico ha sido optimizado, y la gestión del proyecto sigue la metodología Scrum. Concebido como un demostrador tecnológico, el sistema muestra el potencial de la automatización agrícola y del uso de LLM para el control de sistemas mecatrónicos, fomentando su adopción en la industria.

Este trabajo tiene como objetivo desarrollar un modelo capaz de predecir la demanda diaria de agua potable en la ciudad de Valladolid, utilizando redes neuronales del tipo LSTM (Long Short-Term Memory). Para ello, se ha recopilado y tratado una base de datos histórica de caudal suministrado por las estaciones de tratamiento de agua (ETAP), complementada con información meteorológica. Se ha llevado a cabo un proceso completo de análisis, preprocesamiento, diseño del modelo, entrenamiento y evaluación. Se han comparado distintas configuraciones de red y enfoques predictivos (univariado y multivariado, con predicción a uno y varios días vista). Los resultados muestran que la inclusión de variables climáticas y un buen tratamiento de los datos iniciales mejoran significativamente la precisión del modelo. Este trabajo demuestra el potencial de la inteligencia artificial para apoyar la planificación y gestión eficiente del recurso hídrico en entornos urbanos.