Aprèn - Francesc Xavier Llanas Parra

En aquest projecte es planteja el disseny e implementació d'un sistema per a simular/emular una màquina industrial HVAC anomenada KR3 100 de l'empresa Hitecsa. L'objectiu principal es poder testejar el software d'una màquina industrial HVAC sense necessitat de tenir una màquina real, el que facilitaría probar implementacions en el codi de manera més segura i controlada i poder explorar condicions que seríen complicades de reproduir físicament. Per assolir aquests objectius, s'ha d'usar el controlador lògic programable (PLC) µPC3 Medium del fabricant Carel, disenyat específicament per a controlar màquines HVAC. Es considera fundamental simular les sondes de temperatura i pressió, donat el seu paper clau en l'emulació del sistema, tot i que també es necessari incorporar simulacions d'entrades digitals, sortides digitals i sortides analógiques per garantir un funcionament complet. L'enfocament principal es centrarà en les sondes degut a la seva complexitat e importancia en les proves, mentres que les altres simulacions es plantejaran com a suport necessari per a replicar les condicions reals de la màquina HVAC. El proces inclou l'estudi de diverses alternatives per la simulació de sondes de temperatura i pressió, evaluant les avantatges e inconvenients de les posibles solucions, amb l'objectiu de seleccionar les mes adequades per cumplir els requisits técnics del projecte. Un cop dissenyat el sistema, s'implementarña i es realitzaràn proves per validar la seva funcionalitat. Aquestes proves permetràn comprovar la precisió de les simulacions i garantir que el sistema compleix amb els objectius plantejats proporcionant una eina eficaç per al testeig del software de la màquina industrial HVAC.

En este proyecto se plantea el diseño e implementación de un sistema para simular/emular una máquina industrial HVAC llamada KR3 100 de la empresa Hitecsa. El objetivo principal es poder testear el software de una máquina industrial HVAC sin necesidad de contar con una máquina real, lo que facilita probar implementaciones en el código de manera más segura y controlada y poder explorar condiciones que serían complicadas de reproducir físicamente. Para lograr estos objetivos, se debe utilizar el controlador lógico programable (PLC) µPC3 Medium del fabricante Carel, diseñado específicamente para controlar máquinas HVAC. Se considera fundamental simular las sondas de temperatura y presión, dado su papel clave en la emulación del sistema, aunque también es necesario incorporar simulaciones de entradas digitales, salidas digitales y salidas analógicas para garantizar un funcionamiento completo. El enfoque principal se centra en las sondas debido a su complejidad e importancia en las pruebas, mientras que las demás simulaciones se plantean como soporte necesario para replicar las condiciones reales de la máquina HVAC. El proceso incluye el estudio de diversas alternativas para la simulación de sondas de temperatura y presión, evaluando ventajas y desventajas de las posibles soluciones, con el objetivo de seleccionar las más adecuadas para cumplir con los requisitos técnicos del proyecto. Una vez diseñado el sistema, se procede a su implementación y se realizan pruebas para validar su funcionalidad. Estas pruebas permitirán comprobar la precisión de las simulaciones y garantizar que el sistema cumple con los objetivos planteados, proporcionando una herramienta eficaz para el testeo del software de la máquina industrial HVAC.

This project focuses on the design and implementation of a system to simulate an industrial HVAC machine called KR3 100 from the company Hitecsa. The main objective is to test the software of an industrial HVAC machine without requiring a physical machine, facilitating safer and more controlled implementation testing and enabling the exploration of conditions that would be difficult to reproduce physically. To achieve these objectives, the Carel µPC3 Medium programmable logic controller (PLC), specifically designed to control HVAC machines, must be used. Simulating temperature and pressure sensors is considered essential due to their critical role in system emulation. However, it is also necessary to incorporate simulations of digital inputs, digital outputs, and analog outputs to ensure full functionality. The primary focus is on the sensors due to their complexity and importance in testing, while the other simulations are considered necessary to replicate the real conditions of the HVAC machine. The process includes studying various alternatives for the simulation of temperature and pressure sensors, evaluating the advantages and disadvantages of potential solutions, to select the most suitable options for meeting the technical requirements of the project. Once the system is designed, it will be implemented, and tests will be conducted to validate its functionality. These tests will verify the accuracy of the simulations and ensure that the system meets the stated objectives, providing an effective tool for testing the software of the industrial HVAC machine.

Diseño e implementación de un sistema para la monitorización de la calidad del aire en interiores

Trabajo final de grado

Jurado Morros, Adrià

Tutor/a - Director/a: Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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Este proyecto gira en torno al desarrollo e implementación de un sistema de monitorización del entorno basado en la placa ESP32. Se enfoca en visualizar datos obtenidos de tres sensores: BME680, PMSA003 y MH-Z19B, cada uno de los cuales está diseñado para medir variables ambientales específicas como temperatura, presión, humedad, partículas en suspensión, CO2 y varios gases. Para presentar visualmente los datos recopilados, el proyecto utiliza una pantalla táctil TFT ILI9341 de 240x320. A través de esta interfaz, los usuarios pueden ver los valores actuales medidos por los sensores y también pueden acceder a datos históricos a través de gráficos, lo que permite un seguimiento ambiental más detallado. El núcleo del proyecto, la placa ESP32, está programada en C++, lo que permite un control flexible y potente de la pantalla y los sensores. El proyecto destaca el uso de UART para la comunicación entre la placa ESP32 y los sensores, un protocolo habitual en proyectos de electrónica que facilita el intercambio de datos entre dispositivos. A pesar de los desafíos encontrados durante el desarrollo, como la conexión inicial al sensor de CO2 MH-Z19B y las limitaciones de la pantalla táctil, el proyecto resultó en una implementación exitosa y receptiva a los objetivos originales. La eficiencia y utilidad del sistema se demuestra por su capacidad para proporcionar un seguimiento continuo y detallado de diversas variables ambientales.

Aquest projecte gira al voltant del desenvolupament e implementació d'un sistema de seguiment ambiental basat en la placa ESP32. Es centra a visualitzar les dades obtingudes a partir de tres sensors: BME680, PMSA003 i MH-Z19B, cadascun dels quals està dissenyat per mesurar variables ambientals específiques com la temperatura, la pressió, la humitat, les partícules, el CO2 i diversos gasos. Per presentar visualment les dades recollides, el projecte utilitza una pantalla tàctil TFT ILI9341 240x320. Mitjançant aquesta interfície, els usuaris poden veure els valors actuals mesurats pels sensors i també poden accedir a dades històriques mitjançant gràfics, permetent un seguiment ambiental més detallat. El nucli del projecte, la placa ESP32, està programat en C++, permetent un control flexible i potent de la pantalla i els sensors. El projecte destaca l'ús d'UART per a la comunicació entre la placa ESP32 i els sensors, un protocol comú en projectes d'electrònica que facilita l'intercanvi de dades entre dispositius. Malgrat els reptes trobats durant el desenvolupament, com ara la connexió inicial al sensor de CO2 MH-Z19B i les limitacions de la pantalla tàctil, el projecte va donar lloc a una implementació reeixida i sensible dels objectius originals. L'eficiència i utilitat del sistema es demostra per la seva capacitat per proporcionar un seguiment continu i detallat de diverses variables ambientals.

This project revolves around the development and implementation of an environmental monitoring system based on the ESP32 board. It focuses on visualising data obtained from three sensors: BME680, PMSA003 and MH-Z19B, each of which is designed to measure specific environmental variables such as temperature, pressure, humidity, particulate matter, CO2 and various gases. To visually present the collected data, the project uses an ILI9341 240x320 TFT touch screen. Through this interface, users can view the current values measured by the sensors and can also access historical data through graphs, allowing for more detailed environmental monitoring. The core of the project, the ESP32 board, is programmed in C++, allowing flexible and powerful control of the display and sensors. The project highlights the use of UART for communication between the ESP32 board and the sensors, a common protocol in electronics projects that facilitates data exchange between devices. Despite the challenges encountered during development, such as the initial connection to the MH-Z19B CO2 sensor and the limitations of the touch screen, the project resulted in a successful and responsive implementation of the original objectives. The efficiency and usefulness of the system is demonstrated by its ability to provide continuous and detailed monitoring of various environmental variables.

Examen reavaluació de laboratori - Q2 (Curs 2023-2024) Restricted access to the UPC academic community

Examen

Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

INFORMÁTICA INDUSTRIAL - 340122

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Examen reavaluació - Q2 (Curs 2023-2024) Restricted access to the UPC academic community

Examen

Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

INFORMÁTICA INDUSTRIAL - 340122

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Examen final de laboratori - Q2 (Curs 2023-2024) Restricted access to the UPC academic community

Examen

Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

INFORMÁTICA INDUSTRIAL - 340122

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Examen final - Q2 (Curs 2023-2024) Restricted access to the UPC academic community

Examen

Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

INFORMÁTICA INDUSTRIAL - 340122

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Diseño e implementación de un sistema automático de detección de fugas de agua en el suministro domiciliario y con alimentación hidroeléctrica

Trabajo final de grado

Martínez Viruel, Vicenç

Tutor/a - Director/a: Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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El presente trabajo se centra en el desarrollo de un sistema tecnológico innovador que aborda la problemática de la gestión del agua en contextos de escasez hídrica. El objetivo principal de este estudio es desarrollar un sistema autónomo capaz de detectar fugas de agua en instalaciones de suministro domiciliario, monitoreando continuamente el flujo y emitiendo alertas ante cualquier irregularidad. El objetivo de este sistema es reducir significativamente el desperdicio causado por fugas no detectadas, lo cual es crucial debido a la situación actual en Cataluña. Para asegurar su accesibilidad, se integrará con la aplicación Home Assistant, facilitando el control y la supervisión remota desde cualquier dispositivo móvil u ordenador, y proporcionando datos en tiempo real. Por otro lado, el diseño del sistema garantizará su autosuficiencia energética, utilizando la energía generada por el propio flujo de agua, ofreciendo así una solución sostenible y de bajo mantenimiento. Este trabajo combina la tecnología de la automatización y la electrónica con el objetivo de preservar la naturaleza, demostrando cómo la innovación tecnológica puede contribuir significativamente a la conservación del medio ambiente y mejorar la convivencia entre los seres humanos y nuestro planeta.

El present treball es centra en el desenvolupament d'un sistema tecnològic innovador que aborda la problemàtica de la gestió de l'aigua en contextos d'escassetat hídrica. L'objectiu principal d'aquest estudi és desenvolupar un sistema autònom capaç de detectar fuites d'aigua en instal·lacions de subministrament domiciliari, monitorant contínuament el flux i emetent alertes davant qualsevol irregularitat. L'objectiu d'aquest sistema és reduir significativament el malbaratament causat per fuites no detectades, cosa que és crucial en la situació actual a Catalunya. Per assegurar-ne l'accessibilitat, s'integrarà amb l'aplicació Home Assistant, facilitant el control i la supervisió remota des de qualsevol dispositiu mòbil o ordinador, i proporcionant dades en temps real. D'altra banda, el disseny del sistema garantirà la seva autosuficiència energètica, utilitzant l'energia generada pel propi flux d'aigua, oferint així una solució sostenible i de baix manteniment. Aquest treball combina la tecnologia de l'automatització i l'electrònica amb l'objectiu de preservar la natura, mostrant com la innovació tecnològica pot contribuir significativament a la conservació del medi ambient i millorar la convivència entre els éssers humans i el nostre planeta.

The present work focuses on the development of an innovative technological system that addresses the issue of water management in contexts of water scarcity. The main objective of this study is to develop an autonomous system capable of detecting water leaks in household supply installations, continuously monitoring the flow, and issuing alerts for any irregularities. The aim of this system is to significantly reduce the waste caused by undetected leaks, which is crucial given the current situation in Catalonia. To ensure its accessibility, it will be integrated with the Home Assistant application, facilitating remote control and monitoring from any mobile device or computer, and providing real-time data. Furthermore, the design of the system will ensure its energy self-sufficiency by using the energy generated by the water flow itself, thus offering a sustainable and low-maintenance solution. This work combines automation and electronics technology with the goal of preserving nature, demonstrating how technological innovation can significantly contribute to environmental conservation and improve the coexistence between human beings and our planet.

Desenvolupament d'un sistema electrònic pel monitoratge d'alarmes en equips industrials i la seva comunicació, tractament i representació en una interfície web

Trabajo final de grado

Torres Torner, Joan

Tutor/a - Director/a: Llanas Parra, Francesc Xavier; Esteve Cusiné, Jordi

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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En entorns industrials, la necessitat de monitorar equips dels que en depenen els processos de producció és vital per tal d'extreure informació, treure'n conclusions i atendre avaries com més aviat millor. El monitoratge d'aquests equips es duu a terme per mitjà de sistemes que agrupen i representen les màquines en pantalles, però de vegades aquests sistemes resulten poc flexibles i el client no pot afegir nous equips o excloure'n els obsolets, sense l'assistència del proveïdor. A més, resulten en pantalles que el personal tècnic ha de desplaçar-se a consultar. Aquest projecte neix de la necessitat detectada de monitorar equips en la fàbrica Silvalac, situada a Santa Margarida i els Monjos, Barcelona, i desenvolupa una solució genèrica basada en la tecnologia IoT (Internet of Things), Internet de les coses, utilitzant un microcontrolador ESP32 en combinació amb comunicacions Ethernet i wifi, per intentar resoldre aquesta problemàtica. Es desenvolupa també un servidor que permet el tractament de les dades recopilades pel microcontrolador i ofereix una interfície web que mostra informació sobre els equips. A més, genera notificacions perquè siguin els equips els que informin el personal del seu estat, per exemple, en el mateix telèfon mòbil proporcionat per la companyia. Durant 6 mesos es duen a terme proves, investigacions i assaigs fins a poder provar el sistema en condicions realistes en la mateixa fàbrica d'estudi per finalment, extreure'n les conclusions i oportunitats de millora.

En entornos Industriales, la necesidad de monitorizar equipos de los que dependen los procesos de producción es vital, con la finalidad de extraer información, sacar conclusiones i atender averías cuanto antes. La monitorización de estos equipos se realiza mediante sistemas que agrupan y representan las máquinas en pantallas, pero a veces, estos sistemas resultan poco flexibles y el cliente no puede añadir nuevos equipos, o excluir los obsoletos, sin la asistencia del proveedor. Además, resultan en pantallas que el personal técnico debe desplazarse a consultar. Este proyecto nace de la necesidad detectada de monitorizar equipos en la fábrica Silvalac, situada en Santa Margarida i els Monjos, Barcelona, y desarrolla una solución genérica basada en la tecnología IoT (Internet of Things), Internet de las cosas, utilizando un microcontrolador ESP32, combinado con comunicaciones Ethernet y wifi, para intentar resolver esta problemática. También se desarrolla un servidor que permite el tratamiento de los datos recopilados por el microcontrolador y ofrece una interfaz web que muestra la información acerca de los equipos. Además, genera notificaciones para que sean los equipos quienes informen al personal de mantenimiento sobre su estado, por ejemplo, en el teléfono móvil proporcionado por la compañía. A lo largo de 6 meses se llevan a cabo pruebas, investigaciones y ensayos hasta poder probar el sistema en condiciones realistas en la misma fábrica de estudio para finalmente, extraer conclusiones y oportunidades de mejora.

In industrial settings, the need to monitor equipment critical to production processes is vital in order to extract information, draw conclusions, and address breakdowns as quickly as possible. Monitoring these pieces of equipment is typically carried out through systems that group and display the machines on screens. However, these systems are often inflexible, preventing the client from adding new equipment or excluding obsolete ones without the assistance of the supplier. Additionally, these systems usually require technical staff to go to the screens for information. This project was born out of the identified need to monitor equipment at the Silvalac factory, located in Santa Margarida i els Monjos, Barcelona. It develops a generic solution based on IoT (Internet of Things) technology, using an ESP32 microcontroller in combination with Ethernet and Wi-Fi communications to address this issue. A server is also developed to process the data collected by the microcontroller and provides a web interface that displays information about the equipment. Furthermore, it generates notifications so that the equipment itself can inform personnel of its status, for example, on the mobile phones provided by the company. Over a period of 6 months, tests, research, and trials are conducted to evaluate the system under realistic conditions at the studied factory, ultimately leading to conclusions and opportunities for improvement.

Examen parcial de laboratori 1 - Q2 (Curs 2023-2024) Restricted access to the UPC academic community

Examen

Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

INFORMÁTICA INDUSTRIAL - 340122

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Examen parcial - Q2 (Curs 2023-2024) Restricted access to the UPC academic community

Examen

Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2024

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

INFORMÁTICA INDUSTRIAL - 340122

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Examen final de laboratori - Q2 (Curs 2022-2023) Restricted access to the UPC academic community

Examen

Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2023

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

INFORMÁTICA INDUSTRIAL - 340122

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Examen final - Q2 (Curs 2022-2023) Restricted access to the UPC academic community

Examen

Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2023

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

INFORMÁTICA INDUSTRIAL - 340122

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Diseño e implementación de un variador de sonda de temperatura programable de alta precisión

Trabajo final de grado

Portella i López, Lizer

Tutor/a - Director/a: Llanas Parra, Francesc Xavier; Cuadrado Aguado, Ivan

Fecha de publicación: 2023

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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La finalidad de este proyecto es la de suplir una necesidad dentro de la empresa de AKO. Dicha carencia viene a ser la falta de un dispositivo capaz de variar un valor resistivo de una manera rápida y fiable, con la posibilidad de ser automatizado. El equipo propuesto es capaz de variar el valor resistivo, emulando así el principio de funcionamiento de una sonda de temperatura como una NTC o una PT1000. La manera en lo que lo realiza es con la ayuda de unas resistencias de alta precisión, las cuales están colocadas en serie. Cada una de estas resistencias cuenta con su relé conectado en paralelo, el cual se activará para anular su respectivo valor resistivo, debido a que la resistencia de los contactos del relé es muy inferior al valor de cada resistencia, generando así unas combinaciones para variar valores desde un ohmio hasta un mega ohmio. En lo que respecta a la estructura de este trabajo, se ha dividido en dos grandes bloques como son el margen teórico y el margen práctico. Dentro de cada uno de ellos encontramos tres grupos diferenciados: electrónica, firmware y mecánica. En el primero de los grupos podemos ver todo lo relacionado con la placa de circuito impreso, desde el estudio de los diferentes componentes que la conforman, hasta la interacción entre ellos, para luego ver su diseño mediante Altium Designer. Hallamos también la parte de simulaciones realizadas con Proteus. En cuanto a la electrónica, ésta es gobernada por una placa microcontroladora de Arduino y para poder interactuar con ella lo haremos mediante una aplicación de escritorio, también contemplada dentro de este proyecto. Dicha aplicación diseñada en C sharp, está presente en el segundo de los bloques, así como el propio código que se ha incluido en nuestra placa Arduino. La capacidad de generar las combinaciones necesarias de relés para ofrecer el valor deseado por salida, también se ha contemplado en este apartado, del mismo modo que la conexión mediante Modbus con uno de los dispositivos fabricados dentro de la empresa y la posterior generación de archivos de resultados con toda la información recopilada. Toda esta electrónica va a estar contenida en una carcasa realizada a partir de un modelo 3D en Fusion 360 e impresa en ácido poliláctico o PLA. Finalmente, encontramos las conclusiones obtenidas acerca del diseño de la PCB y de si se han obtenido los resultados esperados, así como las modificaciones realizadas al esquema inicialmente planteado, teniendo en mente que hemos estado trabajando con una placa en estado de prototipado.

La finalitat d'aquest projecte és suplir una necessitat dins de l'empresa AKO. Aquesta mancança és la falta d'un dispositiu capaç de variar un valor resistiu d'una manera ràpida i fiable, amb la possibilitat d'automatització. L'equip proposat és capaç de variar el valor resistiu, emulant així el principi de funcionament d'una sonda de temperatura com una NTC o una PT1000. La manera com ho fa és amb l'ajuda de resistències d'alta precisió, les quals estan col·locades en sèrie. Cadascuna d'aquestes resistències compta amb el seu relé connectat en paral·lel, el qual s'activarà per anul·lar el seu respectiu valor resistiu, ja que la resistència dels contactes del relé és molt inferior al valor de cada resistència, generant així combinacions per variar valors des d'un ohmi fins a un mega ohmi. Pel que fa a l'estructura d'aquest treball, s'ha dividit en dos grans blocs aquests són el marge teòric i el marge pràctic. Dins de cadascun d'ells, trobem tres grups diferenciats: electrònica, firmware i mecànica. En el primer dels grups podem veure tot el relacionat amb la placa de circuit imprès, des de l'estudi dels diferents components que la conformen, fins a la interacció entre ells, per després realitzar el disseny mitjançant Altium Designer. Trobem també la part de simulacions realitzades amb Proteus. Pel que fa a l'electrònica, aquesta és governada per una placa microcontroladora d'Arduino i per poder interactuar amb ella ho farem mitjançant una aplicació d'escriptori, també contemplada dins d'aquest projecte. Aquesta aplicació dissenyada en C sharp, la trobem al segon bloc, així com el propi codi que s'ha inclòs a la nostra placa Arduino. La capacitat de generar les combinacions necessàries de relés per oferir el valor desitjat per sortida, també s'ha contemplat en aquest apartat, de la mateixa manera que la connexió mitjançant Modbus amb un dels dispositius fabricats dins de l'empresa i la posterior generació d'arxius de resultats amb tota la informació recopilada. Tota aquesta electrònica estarà continguda en una carcassa realitzada a partir d'un model 3D en Fusion 360 i impresa en àcid polilàctic o PLA. Finalment, trobem les conclusions obtingudes sobre el disseny de la PCB i si s'han obtingut els resultats esperats, així com les modificacions realitzades a l'esquema inicialment plantejat, tenint en ment que hem estat treballant amb una placa en estat de prototipatge.

The purpose of this project is to address a need within the AKO company. This deficiency relates to the absence of a device capable of rapidly and reliably varying a resistive value, with the potential for automation. The device has the capability to alter the resistive value, thus emulating the operational principle of a temperature probe, such as an NTC or PT1000. This is achieved with the assistance of high-precision resistors arranged in series. Each of these resistors is equipped with a relay connected in parallel, which activates to nullify its respective resistive value. This is due to the relay contacts having resistance significantly lower than that of each resistor, thereby generating combinations to vary values from one ohm up to one megaohm. Regarding the structure of this work, it has been divided into two major sections: the theoretical aspect and the practical aspect. Within each of these sections, there are three distinct groups: electronics, firmware, and mechanics. In the first of these groups, we delve into everything related to the printed circuit board, starting from the study of the various components and their interaction with each another, and eventually, their design using Altium Designer. This section also includes simulations conducted using Proteus. As for the electronics, it is controlled by an Arduino microcontroller board, and the interaction with it is facilitated through a desktop application, which is also part of this project. This application, designed in C sharp, is present in the second of the sections, as is the code integrated into our Arduino board. The ability to generate the relay combinations to achieve the desired output value has also been considered in this section, along with the Modbus connection to one of the devices manufactured within the company and the generation of result files containing all the collected data. All this electronics will be housed in a casing created from a 3D model in Fusion 360, printed in polylactic acid (PLA). Lastly, we present the conclusions drawn regarding the PCB design and whether the expected results have been achieved, as well as any modifications made to the initially proposed schematic, keeping in mind that we have been working with a prototype board.

Disseny i implementació del control d'accés a un edifici

Trabajo final de grado

Bernadó Muela, Biel

Tutor/a - Director/a: Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2023

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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En el present projecte, s'ha realitzat una anàlisis dels sistemes de control d'accés intel·ligents i totalment automatitzats, els quals són cada vegada més comuns. Amb l'objectiu de dissenyar un sistema propi per edificis corporatius, s'han analitzat les tecnologies i pràctiques més utilitzades en aquest sector. El disseny proposat combina múltiples tecnologies d'identificació, com un lector d'empremtes dactilars, un mòdul RFID (Radio Frequency Identification) i un teclat alfanumèric. Això ofereix un nivell avançat de seguretat i una gestió eficient de l'accés. La implementació s'ha realitzat utilitzant una placa Arduino MEGA com a base principal i s'ha incorporat una pantalla OLED (Organic Light-Emitting Diode) per proporcionar informació a l'usuari durant el procés d'autenticació. S'ha construït un petit prototip que integra tot el sistema, format per una porta de fusta i un encapsulat de les tecnologies d'autenticació. El prototip ha permès avaluar la funcionalitat del sistema en una situació propera a la realitat i proporciona una representació física i tangible d'aquest. Finalment, s'han realitzat proves per avaluar el rendiment del sistema i recopilar en termes de compliment dels requisits i les consideracions proposades al llarg del projecte.

In this project, an analysis of intelligent and fully automated access control systems has been carried out, which are becoming increasingly common. With the aim of designing a proprietary system for corporate buildings, the most used technologies and practices in this sector have been analysed. The proposed design combines multiple identification technologies, such as a fingerprint reader, an RFID (radio frequency identification) module, and an alphanumeric keypad. This provides an advanced level of security and an efficient access management. The implementation has been carried out using an Arduino MEGA board as the main foundation, and an OLED (organic light-emitting diode) display has been incorporated to provide information to the user during the authentication process. A small prototype has been constructed, integrating the entire system, consisting of a wooden door and an enclosure for the authentication components. The prototype has allowed evaluating the functionality of the system in a real-life-like situation and provides a tangible representation of it. Finally, tests have been conducted to evaluate the performance of the system and gather data in terms of meeting the requirements and considerations proposed through the project.

Diseño e implementación de una aplicación sobre Android Studio para el control de un brazo robótico

Projecte Final de Màster Oficial

Romo Martínez, Luis Hazet

Tutor/a - Director/a: Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2023

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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La robótica educativa es uno de los principales enfoques interactivos presentes en el campo de la robótica. Permite usarse como refuerzo en la clase o como elemento social. Educar mediante la interacción con los robots y los sistemas interactivos con fin educativo, motiva a los estudiantes a crear un gran abanico de tareas, desde tecnologías informáticas, hasta construir robots. En este documento se detalla la investigación e implementación de una aplicación móvil, sobre Android Studio, para controlar un brazo robótico. El algoritmo desarrollado tiene como objetivo permitir que el usuario controle (vía bluetooth) al brazo robótico. La aplicación móvil propuesta está compuesta por varias interfaces: (1) controles deslizantes, (2) controles joystick y (3) reproducción automática de tareas previamente grabadas. En estas interfaces también se ha desarrollado un control de velocidad para cada servomotor, que son capaces de girar rápido o lento en base al envío de un retardo de tiempo entre ángulo y el siguiente ángulo. Por otro lado, el sistema propuesto está compuesto por varias entidades: una placa de desarrollo ESP32 para comunicarse con el dispositivo inteligente, un controlador PCA9685 para generar las señales PWM, y una estructura de brazo robótico encargado de realizar las acciones de movimiento determinadas por la aplicación móvil. El desarrollo de este proyecto se ha llevado a cabo siguiendo una metodología. Resolviendo en primer lugar la selección de las entidades del sistema, estudiando varios brazos robóticos, filamentos de impresión 3D, dispositivos hardware, controladores de servomotores (funcionamiento, control, mercado…). En segundo lugar, se ha impreso y construido el brazo robótico EEZYbotARM MK2, posteriormente se ha creado, por un lado, el diseño de la aplicación móvil interactiva para el usuario y, por otro, el algoritmo que gestiona el control del brazo robótico. Cada etapa del desarrollo sigue la misma estructura: impresión y construcción del brazo robótico, implementación del hardware de control, diseño de la aplicación móvil y resultados prácticos. Gracias a ello, ha sido posible observar cuáles son las virtudes y carencias de los movimientos del brazo robótico, permitiendo mejorar el desempeño del sistema en etapas futuras. El resultado final es una aplicación móvil, capaz de conducir el brazo robótico a través de posiciones grabadas de manera estable gracias a los excelentes resultados del control PWM.

Educational robotics is one of the main interactive approaches in the field of robotics. It can be used to reinforce lessons in the classroom or as a social element. Educating through interaction with robots and educational interactive systems motivates students to create a wide range of tasks, from computer technologies to building robots. This paper details the research and implementation of a mobile application (on Android Studio) to control a robotic arm. The developed algorithm aims to allow the user to control (via bluetooth) the robotic arm. The proposed mobile application is composed of several interfaces: (1) slider controls, (2) joystick controls and (3) automatic playback of previously recorded tasks. In these interfaces, a speed control has also been developed for each servo motor, which are able to rotate fast or slow based on a delay between sending angle and the next angle. On the other hand, the proposed system is composed of several entities: an ESP32 development board to communicate with the intelligent device, a PCA9685 controller to generate the PWM signals, and a robotic arm structure in charge of performing the movement actions determined by the mobile application. The development of this project has been carried out following a methodology. Firstly, solving the selection of the entities of the system, studying several robotic arms, 3D printing filaments, hardware devices, servomotor controllers (operation, control, market...). Secondly, the EEZYbotARM MK2 robotic arm was printed and built; afterwards, on the one hand, the design of the interactive mobile application for the user was created and on the other, the algorithm that manages the control of the robotic arm. Each stage of the development follows the same structure: printing and construction of the robotic arm, implementation of the control hardware, design of the mobile application and practical results. Thanks to this, it has been possible to observe the strengths and weaknesses of the robotic arm's movements, allowing the system's performance to be improved in future stages. The final result is a mobile application, capable of driving the robotic arm through recorded positions in a stable way thanks to the excellent results of the PWM control.

Diseño e implementación de un sistema distribuido de comunicación basado en OPC

Trabajo final de grado

Doudi Vega, David

Tutor/a - Director/a: Llanas Parra, Francesc Xavier

Fecha de publicación: 2023

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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Diseño de la arquitectura y topología de una estación de carga para vehículo eléctrico con énfasis en el control del módulo de potencia

Trabajo final de grado

Fernando Vázquez, Joan

Tutor/a - Director/a: Llanas Parra, Francesc Xavier; Salvador Marín, Martí

Fecha de publicación: 2023

Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)

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L'objectiu serà aconseguir un disseny del funcionament del mòdul de potència en l'estació de càrrega, controlant els diferents elements del sistema (contactors, sensors, mòduls de potència) en funció de l'estat de l'estació de càrrega (1 o 2 clients alhora) i dels requisits dels vehicles connectats. El projecte tracta de l'arquitectura i la topologia del mòdul de potència utilitzat per a un vehicle elèctric (EVSE Electric vehicle supply station) de 60 kW de potència amb 2 sortides i compartint l'energia proporcionada per diversos mòduls de potència. El control del carregador es realitza mitjançant una placa personalitzada composta per un SOM (System on Module) que executa una distribució Linux-Yocto encastada com a sistema operatiu i consta de diversos mòduls implementats en C++. El projecte actual formarà part de la llibreria PDM (power device manager), hi haurà una explicació comentant les classes que el componen, patrons de disseny emprats, tests unitaris duts a terme per a comprovar el funcionament els diferents components, i la interfície pública i la seva integració tant amb l'aplicació principal com amb la resta de mòduls del sistema. A més de fer al·lusió a l'arquitectura genèrica de l'estació de càrrega per al vehicle elèctric i, una proposta de la gestió eficient del carregador tenint en compte les casuístiques de treball.

El objetivo será conseguir un diseño del funcionamiento del módulo de potencia en la estación de carga, controlando los diferentes elementos del sistema (contactores, sensores, módulos de potencia) en función del estado de la estación de carga (1 o 2 clientes a la vez) y de los requerimientos de los vehículos conectados. El proyecto trata de la arquitectura y la topología del módulo de potencia utilizado para un vehículo eléctrico (EVSE Electric vehicle supply station) de 60 kW de potencia con 2 salidas y compartiendo la energía proporcionada por diversos módulos de potencia. El control del cargador se realiza mediante una placa customizada compuesta por un SOM (System on Module) que ejecuta una distribución Linux-Yocto empotrada como sistema operativo y consta de diversos módulos implementados en C++. El proyecto actual formará parte de la librería PDM (power device manager), habrá una explicación comentando las clases que lo componen, patrones de diseño utilizados, tests unitarios realizados para comprobar el funcionamiento los diferentes componentes, y la interfaz pública y su integración tanto con la aplicación principal como con el resto de módulos del sistema. Además de hacer alusión a la arquitectura genérica de la estación de carga para el vehículo eléctrico y, una propuesta de la gestión eficiente del cargador teniendo en cuenta las casuísticas de trabajo.

The objective will be to obtain a design of the operation of the power module in the charging station, controlling the different elements of the system (contactors, sensors, power modules) based on the state of the charging station (1 or 2 clients at a time) and the requirements of the connected vehicles. The project deals with the architecture and topology of the power module used for a 60 kW electric vehicle EVSE with 2 outputs, sharing the energy provided by different power modules. The charger control is carried out through a customized board consisting of a SOM that runs an embedded Linux-Yocto distribution as the operating system and various modules implemented in C++. The current project will be part of the PDM library, which will include an explanation of the classes that compose it, design patterns used, unit tests performed to verify the operation of the different components, and the public interface and its integration both with the main application and with the other modules of the system. In addition, it will make reference to the generic architecture of the electric vehicle charging station and a proposal for the efficient management of the charger, taking into account the specific work scenarios.