Aprèn - Rafael Ramón Ramos Lara

Los vehículos autónomos son una innovación clave con aplicaciones en transporte, logística y movilidad urbana. Su operación segura y eficiente en entornos dinámicos depende de sistemas avanzados que integren control, percepción y planificación en tiempo real. Este trabajo presenta un sistema autónomo diseñado con Raspberry Pi con el Robot Operating System (ROS) [1] y el microcontrolador STM32, incorporando el Control Predictivo Basado en el Modelo (CPM) [2] para optimizar el seguimiento de rutas y la adaptación en tiempo real. Los principales componentes del sistema incluyen ROS, que gestiona la navegación autónoma, la planificación de trayectorias y la visualización interactiva en RViz; LIDAR, utilizado para crear mapas en tiempo real que mejoran la precisión y la adaptabilidad del vehículo; y el Control Predictivo Basado en el Modelo (CPM) implementado en el microcontrolador STM32, que permite el cálculo eficiente de trayectorias cortas y suaves con un bajo costo computacional. El sistema no solo mejora el desempeño técnico, sino que también tiene un impacto social positivo al promover la automatización sostenible, reduciendo riesgos laborales y democratizando la adopción de tecnologías autónomas para pequeñas empresas y comunidades. Su diseño incorpora aspectos medioambientales, como la reducción de emisiones gracias a trayectorias optimizadas y componentes de bajo consumo energético, incentivando el uso de flotas eléctricas y sostenibles. Este enfoque integral refuerza la eficiencia operativa y la sostenibilidad, haciendo del sistema una herramienta clave para la movilidad responsable y la optimización de recursos.

Autonomous vehicles are a key innovation with applications in transportation, logistics, and urban mobility. Their safe and efficient operation in dynamic environments depends on advanced systems integrating control, perception, and real-time planning. This work presents an autonomous system designed with Raspberry Pi OS, the Robot Operating System (ROS) [1] and the STM32 microcontroller, incorporating Model Predictive Control (MPC) [2] to optimize route tracking and real-time adaptation. The main components of the system include ROS, which manages autonomous navigation, trajectory planning, and interactive visualization in RViz; LIDAR, used to create real-time maps that enhance vehicle precision and adaptability; and Model Predictive Control (MPC) implemented on the STM32 microcontroller, enabling the efficient computation of short and smooth trajectories with low computational cost. The system not only improves technical performance but also has a positive social impact by promoting sustainable automation, reducing occupational risks, and democratizing the adoption of autonomous technologies for small businesses and communities. The design incorporates environmental aspects, such as reduced emissions thanks to optimized trajectories and energy-efficient components, encouraging the use of electric and sustainable fleets. This integrated approach reinforces operational efficiency and sustainability, making the system a key tool for responsible mobility and resource optimization.

Control de Fundamentos de Electrónica e Instrumentación (Curso 2024-2025) Restricted access to the UPC academic community

Exam

Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2025

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS AND INSTRUMENTATION - 340637

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SIDI. Control de revaluación (Curs 2024-2025) Restricted access to the UPC academic community

Exam

Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2025

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

DIGITAL SYSTEMS - 340126

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SIDI. Segundo parcial y final (Curs 2024-2025) Restricted access to the UPC academic community

Exam

Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2025

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

DIGITAL SYSTEMS - 340126

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Control de Fundamentos de Electrónica e Instrumentación (Curso 2024-2025) Restricted access to the UPC academic community

Exam

Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2024

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS AND INSTRUMENTATION - 340637

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SIDI. Primer parcial (Curs 2024-2025) Restricted access to the UPC academic community

Exam

Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2024

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

DIGITAL SYSTEMS - 340126

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Control de sistemas embebidos Restricted access to the UPC academic community

Exam

Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2024

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

EMBEDDED AND REAL TIME SYSTEMS - 340608

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CONTROL DE SENSORES y MEMS (11/06/2024) Restricted access to the UPC academic community

Exam

Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2024

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

SENSORS AND MEMS - 340606

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Sistema autónomo de caracterización, monitorización y control de paneles solares

Master thesis

Li, Jiahui

Tutor / Supervisor: Ramos Lara, Rafael Ramón; López Martínez, Antonio Miguel

Publication date: 2024

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

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Sistema integral de control de temperatura y monitoreo energético para hogares inteligentes

Master thesis

Li, Yajie

Tutor / Supervisor: Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2024

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

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Aquest projecte aprofita el sensor de temperatura DS18B20 i el microcontrolador ESP32 per crear un sistema de control de temperatura a la llar. Quan la temperatura excedeix el llindar establert, s'emet una advertència i s'envien les dades de temperatura i alerta a la plataforma al núvol. A més, s'activa un escalfador quan la temperatura baixa per sota del llindar establert. S'integra un sensor SCT-013 per monitoritzar el consum d'energia de l'escalfador que cal controlar, i les dades generades es carreguen a ThingSpeak. Això permet visualitzar tant el consum denergia detectat pel monitor energètic com el temps de funcionament de lescalfador. A més, s'implementen tècniques del control com ara PID i GPC per a l'escalfador, comparant així el consum d'energia i el temps d'escalfament amb els mètodes de calefacció més eficients des del punt de vista energètic.

Este proyecto aprovecha el sensor de temperatura DS18B20 y el microcontrolador ESP32 para crear un sistema del control de temperatura en el hogar. Cuando la temperatura excede el umbral establecido, se emite una advertencia y se envían los datos de temperatura y alerta a la plataforma en la nube. Además, se activa un calentador cuando la temperatura desciende por debajo del umbral establecido. Se integra un sensor SCT-013 para monitorear el consumo de energía del calentador a controlar, y los datos generados se cargan en ThingSpeak. Esto permite visualizar tanto el consumo de energía detectado por el monitor energético como el tiempo de funcionamiento del calentador. Además, se implementan técnicas del control como PID y GPC para el calentador, comparando así el consumo de energía y el tiempo de calentamiento con los métodos de calefacción más eficientes desde el punto de vista energético.

This project leverages the DS18B20 temperature sensor and ESP32 microcontroller to create a home temperature control system. When the temperature exceeds the set threshold, a warning is issued and the temperature and alert data are sent to the cloud platform. Additionally, a heater is activated when the temperature drops below the set threshold. An SCT-013 sensor is integrated to monitor the power consumption of each device in the home, with the data generated can be uploaded to ThingSpeak. This allows you to view both the energy consumption detected by the energy monitor and the heater's operating time. Furthermore, control techniques such as PID and GPC are implemented for the heater, thus comparing the energy consumption and heating time with the most energy efficient heating methods.

Aplicación de sensores de presión en hogares inteligentes

Master thesis

Yuning, Song

Tutor / Supervisor: Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2024

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

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Aquest treball consisteix en el disseny i implementació d'un sistema per a la monitorització del son de persones grans, el component principal del qual és el sensor de pressió FSR402. Per fer-lo més pràctic, s'ha afegit un mòdul RTC i un lector de targetes. El RTC DS3231, després de ser ajustat, pot llegir amb precisió l'hora actual, permetent així obtenir els valors de pressió del sensor juntament amb el temps. El lector de targetes s'utilitza per emmagatzemar les dades de pressió i temps durant l'experiment, facilitant el posterior processament de les dades. En el sistema dissenyat s'utilitza una placa de desenvolupament Arduino Uno per executar el codi. Els components electrònics involucrats en l'experiment es connecten a l'Arduino Uno, permetent que els dos sensors mostrin les seves lectures de manera independent. El RTC DS3231, un cop ajustat, comença a registrar el temps correctament. Totes aquestes dades s'escriuran en un fitxer amb un nom específic (el nom serà la data de l'experiment). Finalment, les dades s'importaran en format EXCEL a Python, on es processaran per determinar l'estat del son del subjecte de prova.

Este trabajo consiste en el diseño e implementación de un sistema para la monitorización del sueño de personas mayores, cuyo componente principal es el sensor de presión FSR402. Para hacerlo más práctico, se ha añadido un módulo RTC y un lector de tarjetas. El RTC DS3231, tras ser ajustado, puede leer con precisión la hora actual, permitiendo así obtener los valores de presión del sensor junta con el tiempo. El lector de tarjetas se utiliza para almacenar los datos de presión y tiempo durante el experimento, facilitando el posterior procesamiento de los datos. En el sistema diseñado se utiliza una placa de desarrollo Arduino Uno para ejecutar el código. Los componentes electrónicos involucrados en el experimento se conectan al Arduino Uno, permitiendo que los dos sensores muestren sus lecturas de manera independiente. El RTC DS3231, una vez ajustado, empieza a registrar el tiempo correctamente. Todos estos datos se escribirán en un archivo con un nombre específico (el nombre será la fecha del experimento). Finalmente, los datos se importarán en formato EXCEL a Python, donde se procesarán para determinar el estado del sueño del sujeto de prueba.

This project involves the design and implementation of a system for monitoring the sleep of elderly people, with its main component being the FSR402 pressure sensor. To make it more practical, an RTC module and a card reader have been added. The RTC DS3231, once adjusted, can accurately read the current time, allowing the sensor pressure values to be obtained along with the time. The card reader is used to store the pressure and time data during the experiment, facilitating subsequent data processing. In the designed system, an Arduino Uno development board is used to execute the code. The electronic components involved in the experiment are connected to the Arduino Uno, allowing the two sensors to display their readings independently. The RTC DS3231, once adjusted, begins to record the time correctly. All this data will be written to a file with a specific name (the name will be the date of the experiment). Finally, the data will be imported in EXCEL format into Python, where it will be processed to determine the sleep state of the test subject.

CONTROL DE SENSORES y MEMS (12/04/2024) Restricted access to the UPC academic community

Exam

Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2024

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

SENSORS AND MEMS - 340606

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Control de sistemas embebidos Restricted access to the UPC academic community

Exam

Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2024

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

EMBEDDED AND REAL TIME SYSTEMS - 340608

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Sistema autónomo de alarma basado en el módulo GSM SIM900

Bachelor thesis

Ramos Herrero, Marta

Tutor / Supervisor: Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2024

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

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Aquest projecte té com a objectiu dissenyar i crear un sistema d'alarma autònom per a tot tipus de recintes que no disposin d'un sistema d'alimentació elèctric. Els mòduls en què està basat són l'Arduino MEGA i el mòdul GSM SIM900. El sistema disposa d'alimentació autònoma basada en plaques solars i transmissió i recepció d'informació tant per via SMS com per trucada, a més de baixada de dades a la web ThingSpeak. El sistema utilitza sensors d'infrarojos i ultrasons per a la detecció d'intrusos, complementat per un buzzer per alertar els intrusos, un mòdul de targeta micro SD per emmagatzemar dades de consum i gestió energètica i un sensor de temperatura per a la supervisió de les bateries de liti carregades per energia solar. El codi d'Arduino permet funcions clau com encendre i apagar el mòdul SIM900, desbloquejar i connectar a la xarxa la targeta SIM, i fer trucades i enviar missatges en cas d'intrusió. A més, respon a sol·licituds SMS proporcionant dades sobre el consum i la temperatura de les bateries, la distància mesurada pel sensor d'ultrasons i l'estat del sensor PIR. També podeu rebre una petició de SMS sobre quins són els flags que estan actius i quins no, i resetejar-los si l'usuari vol. Finalment, també és possible l'activació i la desactivació d'enviament de dades a la web ThingSpeak i el registre de dades a la targeta micro SD.

Este proyecto tiene como objetivo el diseño y la creación de un sistema de alarma autónomo para todo tipo de recintos que no dispongan de un sistema de alimentación eléctrico. Los módulos en los que está basado son el Arduino MEGA y el módulo GSM SIM900. El sistema dispone de alimentación autónoma basada en placas solares y transmisión y recepción de información tanto por vía SMS como por llamada, además de descarga de datos en la web ThingSpeak. El sistema utiliza sensores de infrarrojos y ultrasonidos para la detección de intrusos, complementado por un buzzer para alertar a los intrusos, un módulo de tarjeta micro SD para almacenar datos de consumo y gestión energética, y un sensor de temperatura para la supervisión de las baterías de litio cargadas por energía solar. El código de Arduino permite funciones clave como encender y apagar el módulo SIM900, desbloquear y conectar a la red la tarjeta SIM, y realizar llamadas y enviar mensajes en caso de intrusión. Además, responde a solicitudes SMS proporcionando datos sobre el consumo y la temperatura de las baterías, la distancia medida por el sensor de ultrasonidos y el estado del sensor PIR. También puede recibir una petición de SMS sobre cuáles son los flags que están activos y cuáles no, y resetearlos si el usuario quiere. Por último, también es posible la activación y desactivación de envío de datos a la web ThingSpeak y el registro de datos en la tarjeta micro SD.

This project aims to design and create an autonomous alarm system for various spaces lacking an electrical power source, using the Arduino MEGA and GSM SIM900 modules. The system features autonomous solar-powered functionality and communication through SMS, calls, and data uploading to the ThingSpeak web platform. It incorporates infrared and ultrasonic sensors for intrusion detection, a buzzer for alerting intruders, a micro SD card module for storing energy consumption and management data, and a temperature sensor for monitoring solar-charged lithium batteries. The Arduino code enables key functions such as turning on and off the SIM900 module, unlocking and connecting the SIM card to the network, making calls, and sending messages in case of intrusion. Additionally, it responds to SMS requests by providing data on battery consumption and temperature, distance measured by the ultrasonic sensor, and the status of the PIR sensor. It can also receive SMS requests regarding active flags, reset them if desired by the user, and enable or disable data transmission to the ThingSpeak platform as well as data logging on the micro SD card.

Diseño e implementación de un banco de pruebas automatizado para máquinas eléctricas

Master thesis

Jiménez Molina, Juan Manuel; Zetino Villalobos, Ayron Patricio

Tutor / Supervisor: Ramos Lara, Rafael Ramón

Publication date: 2024

Vilanova i la Geltrú School of Engineering (EPSEVG)

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Aquest projecte aborda el disseny i la implementació d'un banc automatitzat de proves per a màquines elèctriques (motores de corrent contínua) basat en la plataforma microcontroladora ESP32. L'objectiu és generar gràfics de parell contra velocitat. Aquest procés es realitzarà mitjançant una aplicació basada en Android. S'utilitzarà el mòdul BTN8982 per a la conversió de potència entre l'ESP32 i els motors i s'enviarà l'arxiu generat a una base de dades de Firebase. L'automatització implica el control simultani de dos motors, un actuant com a fre per generar parell a l'altre, permetent obtenir dades per a les gràfiques. La connexió Bluetooth possibilitarà el control remot des de dispositius mòbils Android i la generació d'informes en PDF, que un cop generats es carregaran automàticament per a la visualització dels resultats a la núvol. Els resultats esperats inclouen la generació automatitzada de gràfics de parell contra velocitat, la capacitat de control i monitoratge remot a través de dispositius mòbils i la generació d'informes detallats en temps real. Es busca optimitzar el procés de proves i assaigs de motors elèctrics, simplificant l'adquisició de dades i la seva anàlisi. Les conclusions preliminars indiquen un avenç significatiu en l'automatització de bancs de proves de motors elèctrics, el que podria conduir a millores en l'eficiència i precisió dels assaigs, així com a un monitoratge remot més efectiu.

Este proyecto trata sobre el diseño e implementación de un banco automatizado de pruebas para maquinas eléctricas (Motores de corriente continua) basado en la plataforma microcontroladora ESP32. El objetivo es generar gráficos de par contra velocidad. Este proceso se realizará mediante una app basada en Android. Se empleará el módulo BTN8982 para la conversión de potencia entre el ESP32 y los motores y se subirá el archivo generado a una base de datos de Firebase. La automatización involucra el control simultáneo de dos motores, uno actuando como freno para generar par al otro, permitiendo obtener datos para las gráficas. La conexión Bluetooth posibilitará el control remoto desde dispositivos móviles Android y la generación de informes en PDF, que una vez generados se cargarán automáticamente para la visualización de los resultados en la nube. Los resultados esperados incluyen la generación automatizada de gráficos de par contra velocidad, la capacidad de control y monitoreo remoto a través de dispositivos móviles, y la generación de informes detallados en tiempo real. Se busca optimizar el proceso de pruebas y ensayos de motores eléctricos, simplificando la adquisición de datos y su análisis. Las conclusiones preliminares indican un avance significativo en la automatización de bancadas de pruebas de motores eléctricos, lo que podría llevar a mejoras en la eficiencia y precisión de los ensayos, así como a un monitoreo remoto más efectivo.

This project focuses on the design and implementation of an automated test bench for electric machines (Direct Current Motors) based on the ESP32 microcontroller platform. The objective is to generate torque-speed graphs. This process will be carried out through an Android-based app. The BTN8982 module will be used for power conversion between the ESP32 and the motors, and the generated file will be uploaded to a Firebase database. The automation involves the simultaneous control of two motors, with one acting as a brake to generate torque on the other, allowing the collection of data for the graphs. Bluetooth connectivity will enable remote control from Android mobile devices and the generation of PDF reports, which, once generated, will be automatically uploaded for result visualization in the cloud. Expected outcomes include the automated generation of torque-speed graphs, the ability for remote control and monitoring through mobile devices, and the real-time generation of detailed reports. The goal is to optimize the process of testing and evaluating electric motors by simplifying data acquisition and analysis. Preliminary conclusions indicate a significant advancement in the automation of test benches for electric motors, which could lead to improvements in the efficiency and precision of tests, as well as more effective remote monitoring.