APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

La compatibilitat electromagnètica és el camp de l'electrònica que garanteix que els dispositius electrònics funcionin sense causar ni patir interferències. Aquest camp és especialment important en el sector espacial, on les fallades poden comprometre missions senceres. Les xarxes de estabilització d'impedància de línia (LISN) són instruments clau per mesurar i controlar les emissions dels dispositius. Aquesta tesi aborda el disseny, fabricació i validació de prototips de LISN, seguint les especificacions de l'estàndard espacial ECSS-E-ST-20-07C Rev.2. S'hi inclou el disseny del circuit d'alta freqüència, la creació manual dels inductors i l'ensamblatge del dispositiu. Al llarg del projecte, s'han construït dos prototips, un dels quals ha demostrat un rendiment satisfactori.

El procés de certificació EMC d'equips requereix precisió i fiabilitat, però a causa de les llargues hores que implica el procés, l'atenció d'un tècnic no és suficient per avaluar completament un equip. L'automatització d'aquestes proves millora l'eficiència i la repetibilitat dels resultats, alhora que redueix el marge d'error. Aquest projecte se centra a desenvolupar una aplicació per supervisar les proves i substituir el tècnic, la qual cosa implica establir requisits clars, dissenyar una interfície intuïtiva i desenvolupar una lògica d'aplicació sòlida. Després d'una exhaustiva fase de proves per garantir un bon funcionament en diversos escenaris, l'aplicació s'ha implementat en l'entorn del laboratori. Això suposa un avanç significatiu en l'optimització dels processos de certificació, millorant l'eficiència i la precisió del procés global.

Aquest projecte és fruit de la col·laboració estratègica amb ZIV APLICACIONS I TECNOLOGIA, S.L.U., en resposta a la necessitat creixent d'adaptació de l'estàndard IEC 61850 per a les comunicacions en subestacions elèctriques. Reconeixent aquesta demanda emergent al sector, s'ha delineat un pla integral que aborda des del disseny conceptual fins a la implementació pràctica de solucions innovadores. En aquest context, es proposa una iniciativa que no només es limita a adaptar l'estàndard, sinó que també busca millorar significativament els dispositius interns de l'empresa. Amb l'objectiu de garantir l'eficiència i la fiabilitat d'aquests dispositius, s'ha concebut un procés integral que inclou el disseny, el desenvolupament i la validació d'una sèrie de proves exhaustives. Aquestes proves no només cobriran tots els serveis oferts pels dispositius, sinó que també se centraran en la detecció i correcció de possibles fallades o deficiències. Una de les característiques destacades daquest projecte és el seu enfocament en lautomatització de les proves. Reconeixent la importància de l'agilitat i la flexibilitat en el procés de verificació, s'ha prioritzat el desenvolupament d'eines i sistemes que permetin l'execució automatitzada de les proves. Això no només accelera el procés de verificació, sinó que també garanteix la seva repetibilitat i consistència, cosa que resulta fonamental en un entorn de desenvolupament dinàmic i canviant. El resultat d'aquest projecte és la integració d'una plataforma avançada, capaç d'avaluar de manera automatitzada una àmplia gamma de serveis de l'estàndard IEC 61850. Aquesta plataforma no només optimitza els processos interns, sinó que també assegura que els dispositius de l'empresa compleixin els estàndards més alts d'eficiència i fiabilitat.

Per a transmissions reeixides a l'espai sistemes de distribució de claus quàntiques (QKD) basats en protocols com el BB84, on la informació està codificada en la polarització dels fotons emesos, és essencial assegurar-se que aquest atribut es mantingui sense canvis entre l'emissió i la recepció de la partícula. Tanmateix, se sap que es produeixen pertorbacions de polarització tant aleatòries com deterministes durant la transmissió. Per tant, és crucial controlar aquests efectes no desitjats per al correcte funcionament del sistema. Aquesta tesi presenta una anàlisi teòrica de les deriva de polarització en un enllaç Terra-espai i proposa una solució per compensar-les mitjançant un conjunt transmissor-receptor capaç de mesurar la polarització i ajustar-la mitjançant un algorisme de control estocàstic. Si bé es fa especial èmfasi en el mòdul receptor, on s'executa el control, també es detalla el disseny i la justificació del sistema transmissor. La implementació és parcial, avaluant l'algoritme de control i el sistema de mesura de manera independent. Aquesta prova de concepte permet obtenir els primers resultats del sistema, demostrant que l'algoritme de control és capaç de corregir les pertorbacions en una mitjana de 4,25 iteracions per a qualsevol estat de referència de polarització i que el dispositiu de mesura proposat té una precisió del 99,863 %.

Las interferencias electromagnéticas o EMI son perturbaciones electromagnéticas generadas por una fuente externa o interna que afectan a las comunicaciones por radio o provocan el mal funcionamiento de sistemas electrónicos. Estas interferencias pueden afectar gravemente a las comunicaciones WLAN, por lo que existen métodos para evaluar estas EMIs y normas que definen los límites de emisión para proteger los dispositivos electrónicos. La distribución de probabilidad de amplitud (APD) es una función de medida utilizada para evaluar las perturbaciones electromagnéticas, especialmente las que tienen una distribución estocàstica y variable en el tiempo. Según la norma CISPR 16-1-1, la APD se define como la distribución acumulativa de la probabilidad temporal de que la amplitud de la perturbación supere un nivel especificado. La APD esta altamente correlacionada con la tasa de errores de bit (BER) de los sistemas de comunicación digital y, por lo tanto, una redefinición de los límites de emisión radiada sobre la base de la APD sería muy significativa en términos de protección de los sistemas inalámbricas frente a interferencias involuntarias. Sin embargo, los requisitos de emisiones basados en el método APD estándar actual, puede inducir a error y no ser completamente trazable desde el punto de vista metodológico. Esto se debe a que, al analizar las normas de compatibilidad electromagnética (CEM), resulta evidente que las especificaciones actuales para las mediciones APD son poco claras y están mal planteadas. Sin embargo, las posibilidades que ofrece esta medida de interferencias la hacen perfecta para comprobar el desempeño de las radios definidas por software como instrumentos de medida de las comunicaciones WLAN. En este proyecto propondremos una definición de APD mejorada y más general, acompañada de un algoritmo para su cálculo. Además, defendemos que las mediciones de APD abandonen el enfoque frecuentista y adopten uno bayesiano. Mediante simulaciones numéricas, aportaremos pruebas que ejemplifiquen y respalden nuestra definición revisada de APD. Por ´ultimo, validaremos experimentalmente esta nueva medida de APD a partir de mediciones de EMIs y, a continuación, compararemos el impacto de estas EMIs en una señal WiFi 802.11g con nuestra medida de APD y evaluaremos su correlación con varias simulaciones del BER para las mismas EMIs. El estudio concluye con una revisión de las observaciones más relevantes derivadas de los distintos experimentos para las medidas de BER y APD. Además de una reflexión crítica sobre por qué el APD y el uso de los USRPs en las pruebas de EMC, son tan relevantes y cómo podran llegar a ser ampliamente empleados como parte de las evaluaciones de EMC.

Estudi de les bobines per optimitzar-les en un prototip de baix consum per a una empresa de joguines. Disseny i construcció del circuit i la placa per arribar a tastar un prototip real.

El propòsit d'aquest projecte és pronosticar possibles escenaris futurs per al consum d'electricitat de baixa tensió i la generació distribuïda, i veure com aquests escenaris futurs impactaran la millora i la planificació de l'expansió d'una secció de la xarxa de baixa tensió a Finlàndia. Això està fet mitjançant l'aplicació de sèries temporals de dades escalades i topologies de xarxa de dades simulades. Aquest projecte proporciona una primera iteració duna metodologia per estimar aquests escenaris futurs. En aquest estudi s'ha comprovat que el creixement de la càrrega que cal aplicar supera amb escreix el mètode habitual per a la predicció del creixement de la càrrega (0,12% del creixement de la càrrega durant 40 anys), ja que no considera els mòduls fotovoltaics ni la càrrega de vehicles elèctrics. Una altra troballa clau és el fet que la càrrega de vehicles elèctrics serà fonamental a les xarxes futures, ja que pot produir pics de potència significatius, el que fa que la càrrega intel·ligent sigui una característica beneficiosa per a la xarxa. Finalment, la xarxa necessitaria una actualització si no s'introdueix cap càrrega intel·ligent de vehicles elèctrics.

Els laboratoris de Compatibilitat Electromagnètica (EMC) han de garantir la qualitat dels assaigs que realitzen. En aquest sentit, s'han de realitzar calibracions periòdiques i verificacions internes de manera sistemàtica per proporcionar evidència que els bancs d'assaig compleixen amb els requisits estàndard de precisió i incertesa de la instrumentació. En particular, l'assaig d'emissions electromagnètiques consisteix a mesurar la interferència produïda per l'equip sotmès a assaig (ESE). La fallada o mal funcionament de qualsevol dels elements dels bancs d'assaigs d'emissions electromagnètiques pot donar lloc a errors importants en els resultats de la mesura i, en última instància, a una avaluació incorrecta de l'acompliment de l'ESE pel que fa als requisits de emissions estàndard. Les verificacions just abans de la prova són un mitjà per detectar aquests problemes en els bancs d'assaig, evitant així que el laboratori lliuri resultats incorrectes als seus clients. El Grup de Compatibilitat Electromagnètica de la UPC és conscient de la importància d'aquest tipus d'activitats de calibratge i verificació. A més, GCEM-UPC també és un agent TECNIO, el que significa que ha estat acreditat per la Generalitat de Catalunya com a proveïdor de serveis tecnològics d'excel·lència, amb experiència i de qualitat. A la pràctica, això significa que GCEM-UPC ha de demostrar que té un procés de seguiment de la qualitat i que és auditat periòdicament al respecte. Per tant, GCEM-UPC està millorant contínuament els mètodes d'assaig d'EMC establerts, així com desenvolupant mètodes nous i millors juntament amb els procediments de verificació i calibratge requerits. En aquest sentit, aquest treball té com a objectiu desenvolupar una font de senyal de referència capaç de generar patrons de forma d'ona específics amb propietats útils per accelerar la verificació dels bancs d'assaig d'emissions electromagnètiques. Això implica dissenyar i implementar un dispositiu fàcil d'utilitzar preparat per fer verificacions just abans de l'assaig amb un únic aparell.