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Author: search.filters.author.Rapallini, José

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    Reducción del consumo energético en grandes ciudades mediante la utilización de semáforos inteligentes sincronizados a través de redes de sensores inalámbricos
    (Universidad Tecnológica Nacional, 2021-11) Mazzeo, Hugo; Rapallini, José; Rodríguez, Omar; Almirón , Yoel
    Uno de los problemas que aquejan a las grandes urbes es el derroche o la utilización ineficiente de energía derivado de distintos sistemas no optimizados. Dentro de ellos se encuentra el de los sistemas de control de tránsito que imposibilitan un manejo sincronizado de semáforos -equipados asimismo con luminarias de alto consumo no dimerizables-, generando bloqueos, falta de fluidez vehicular e incrementando el gasto de combustible y por tanto la emanación de gases contaminantes al medio ambiente. En este trabajo se plantea una solución simple y económica a este problema a través del uso de redes de sensores inalámbricos, la cual permite resolver no sólo el problema de la desincronización en el tiempo sino también adaptarla a distintos horarios del día, como las horas pico y nocturnas, con caudales de tránsito que pueden ser muy disímiles. Utilizando placas inalámbricas, cada semáforo se transforma en un nodo de la red (semáforo inteligente), enviando y recibiendo datos a fin de mantener la sincronización en el tiempo y en función de la tecnología led empleada en su luminaria, consumir menos energía eléctrica y dar más información al transeúnte. La comunicación en la red se implementó mediante el uso del protocolo LoRaWAN, que está pensado para aplicaciones de baja potencia de red de área amplia (LPWAN) con un alcance de más de 15 kilómetros y una capacidad de hasta 1 millón de nodos. La combinación de baja potencia y largo alcance limita la velocidad de datos máxima a 50 kilobits por segundo, lo cual es más que suficiente en este caso. Para la evaluación de la tecnología, se construyó un prototipo para la comunicación entre un nodo transmisor y un receptor, simulando mediante indicadores de arreglo de led las luces de los semáforos en dos cruces de una avenida. La solución completa requerirá del escalamiento de estos nodos acorde a la cantidad de semáforos a controlar. Como conclusión del trabajo se muestra el beneficio de esta propuesta que pretende avanzar hacia el campo de las “Ciudades Inteligentes” con una solución eficiente para el ordenamiento del tránsito, gasto de energía eléctrica e indirectamente la disminución de emisiones procedentes de los escapes de vehículos, dado que cada vez que se frena y arranca un auto en las esquinas, la emanación de gases es mayor, pues la combustión necesaria para el primer impulso también lo es.
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    Concientización del consumo energético oculto al utilizar redes inalámbricas en sistemas de control domóticos
    (Universidad Tecnológica Nacional, 2021-11) Rapallini, José; Rodríguez, Omar
    Introducción: Hay ciertas aplicaciones que nos permiten a través de celulares y/o sistemas de cómputo realizar el control de artefactos en nuestras casas. Si bien es muy práctico y confortable manejar un conjunto de dispositivos que se conectan a nuestra red, muchas de esas aplicaciones necesitan la conexión a Internet para establecer conexiones a servidores, guardar y recuperar información de una base de datos, notificaciones entre otros y a partir de esos servicios resolver ciertas problemáticas. Objetivos: Presentar aspectos relacionados con la concientización del gasto energético oculto, que se omite, debido a la simplicidad y facilidad que otorgan muchas aplicaciones en la ´nube´ Alcance: Mejorar el funcionamiento de sistemas del tipo domótico, respondiendo al concepto conocido como ‘Internet de las cosas’ - IoT. Metodología: Se analizan características en el desarrollo de un proyecto domótico, presentando una recopilación de esta información, incluyendo los principales aspectos cuantificables para la evaluación y posibilidades de mejoras teniendo en cuenta el gasto de energía que se establece cuando el sistema se conecta a través de la red de internet. Para ilustrar el análisis se presentan servicios requeridos por una red domótica, tomando características y necesidades de dispositivos como: Sistema de comunicaciones para transmitir/recibir datos • Sistema embebido para captura y recepción de datos • Servidores de comunicaciones, de almacenamiento y de aplicación Resumen de resultados y adelanto de conclusiones: Se presentan conclusiones generales, determinadas a través del análisis de los valores cuantitativos relevados y propuestas alternativas de implementaciones que cubran las expectativas de automatización en el hogar y acoten los consumos de energía eléctrica. Incluyendo directrices, aspectos principales y características a tener en cuenta para la evaluación de automatización domótica o propuestas de mayor alcance, siguiendo los lineamientos de optimización del consumo energético.
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    Sistemas de redes de sensores inalámbricos
    (Univesidad Tecnológica Nacional, 2020-11-01) Rapallini, José; Mazzeo, Hugo
    Desde el Centro CODAPLI se desarrollan distintas actividades entre las cuales se destaca las referidas a los sistemas de comunicación inalámbricas, que por sus características están presente en muchas desarrollos, investigación e innovaciones que se realizan en el Centro. Hoy la revolución de comunicaciones inalámbricas nos permite generar soluciones y cubrir desde distancias extremadamente lejanas para la transmisión de datos y/o análisis de sistemas de alcance regional (TV Satelital, interconexión de datos de respaldo a sistemas de fibra óptica, agricultura de precisión, sistemas de alarmas para actuar sobre la problemática climatológica, etc.) a muy pequeñas para el confort y seguridad (domótica, inmotica, comunicación de dispositivos personales, etc.) de los ciudadanos. El número de aplicaciones que se pueden realizar abarcan disciplinas del tipo industrial, gubernamental hasta sistemas de asistencia a personas en tránsito con dificultades de movilidad o tratamientos específicos. Se denomina Red de Sensores Inalámbrica al conjunto de dispositivos autónomos, interconectados entre sí y distribuidos espacialmente en un entorno, capaces de tomar datos del medio, procesarlos y transmitirlos al resto de la red. En muchos casos estos dispositivos son capaces tanto de captar información como de actuar sobre el medio, pudiendo incluir además de sensores, actuadores.
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    Sincronización de semáforos vehículares mediante protocolo LoRaWan
    (2020) Runke, David; Rodríguez, Omar; Sánchez, Julieta; Mazzeo, Hugo; Rapallini, José
    Este trabajo presenta un desarrollo para la comunicación entre dos nodos en una red inalámbrica de sensores y su utilidad para lograr la sincronización de semáforos vehiculares, buscando facilitar el tránsito en las ciudades, haciendo a las calles y avenidas menos caóticas y evitando así problemas de congestión vehicular. Con la coordinación de los semáforos, se concibe el concepto de “onda verde” que agiliza el tránsito y propone una solución en las horas pico, cuando las calles se atiborran de transeúntes. La solución planteada pretende demostrar que, valiéndose de sensores inalámbricos en red, bajo uno de los múltiples protocolos existentes de transferencia de datos, se puede lograr la sincronización de los semáforos, evitando su posterior desconfiguración y sin la necesidad de gastar grandes cantidades de dinero para resolver el problema.
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    Sistema de medición de potencia inalámbrico para carga trifásica
    (2019) Bustos, Carlos; Rodríguez, Omar; Mazzeo, Hugo; Zabaljauregui, Marcelo; Rapallini, José; Cocha, Guillermo
    Este trabajo de fin de grado comprende el desarrollo e implementación de un sistema de medición y control de potencias activas y reactivas en cargas eléctricas trifásicas. El objetivo es medir y controlar el estado de consumo de determinada carga en tiempo real en forma económica, rápida y sencilla, contribuyendo además a controlar el consumo de potencia contratado por un gran consumidor para no exceder los límites y ser multado. O bien para controlar la potencia reactiva y no tener un factor de potencia por debajo de 0,85, evitando así posibles sanciones económicas. La metodología consiste en medir una tensión proporcional a la transmitida a la carga para acondicionarla y luego procesarla digitalmente mediante un circuito microcontrolado. Una etapa de control interpreta esa información y presenta en pantalla el estado de consumo de potencia de las distintas cargas. Los datos provenientes del microcontrolador son enviados por medio de un dispositivo de transmisión inalámbrico conectado a la red interna de wifi, con posibilidad de transmitir los resultados de las mediciones en forma remota a través de Internet. Además del desarrollo e implementación del prototipo se muestran los detalles constructivos del hardware y software del dispositivo electrónico, imágenes y gráficos de la interfaz de control por pantalla y tablas comparativas de mediciones confrontadas con un medidor patrón, con indicación de errores absolutos y relativos.
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    Diseño de un sistema de medición de potencia en una carga trifásica
    (2019-09) Bustos, Carlos; Rodríguez, Omar; Mazzeo, Hugo; Cocha, Guillermo; Rapallini, José
    La medición de potencia eléctrica es una técnica para determinar el consumo de energía eléctrica de un circuito, servicio eléctrico, o simplemente en un determinado equipo. También forma parte de las múltiples tareas que se realizan en del proceso de distribución eléctrica, y es necesario para calcular los costos de la energía consumida con fines domésticos y comerciales. La medición eléctrica comercial se realiza mediante el uso de un medidor de consumo o contador eléctrico. Los parámetros que se miden en una instalación son el consumo en kilowatt-hora, la demanda pico, la demanda resto, la demanda valle, la demanda punta, la demanda fuera de punta, el factor de potencia y en casos especiales, la aportación de ruido eléctrico o componentes armónicos a la red. En el presente trabajo se desarrolla el estudio teórico de un sistema de medición de potencias activas, y reactivas, en cargas eléctricas trifásicas. Este será utilizado como parte integrante de otro proyecto, consistente en un método para medir y monitorear el estado de consumo de una determinada carga. Para esto último será de gran utilidad el uso de los dispositivos digitales de control modernos conectados a redes con acceso a Internet, que permitirán realizar mediciones en equipos que se encuentran distantes entre sí. De esta forma el presente trabajo será base de sustentación teórica que permitirá concluir en la solución práctica mencionada.
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    Aplicación de la transformada ondita en estudios de calidad eléctrica
    (2019-09) Cocha, Guillermo; Pascual, Héctor Osvaldo; Rodríguez, Omar; Rapallini, José; Bustos, Carlos
    La transformada ondita (TO) se puede usar en el análisis de señales no periódicas, originadas en perturbaciones tales como sobretensiones, huecos, cambios de frecuencia, cortes, flicker, etc. En mediciones de la potencia, energía y valores eficaces de tensión y corriente, la TO presenta la ventaja de proporcionar una distribución de la potencia y energía con respecto a las bandas individuales de frecuencia asociadas a cada nivel del análisis ondita. A diferencia de la Transformada de Fourier con Ventana que mapea la señal en una representación de tiempo - escala fija, la banda de análisis de la TO puede ser ajustada de modo que se pueden detectar con precisión las componentes de alta y baja frecuencia preservando la información temporal de las señales analizadas. El análisis de las frecuencias de mayor rango se realiza usando ventanas angostas y el análisis de las frecuencias de menor rango se hace utilizando ventanas anchas. En este trabajo se presenta el uso de la TO para la medición de calidad de energía eléctrica en régimen estacionario o transitorio en un ambiente con perturbaciones eléctricas espurias y se lo compara con los resultados obtenidos con la transformada de Fourier.
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    Sistema de comunicación para la implementación de redes inalámbricas de sensores
    (2018-04) Mazzeo, Hugo; Rapallini, José; Rodríguez, Omar; Zabaljauregui, Marcelo
    El objetivo de este proyecto es el estudio de los protocolos de comunicación de las redes de sensores inalámbricos y sus aplicaciones en diversos ámbitos. Si bien en general estas redes utilizan Zigbee como protocolo de comunicación inalámbrico y módulos Xbee como nodos de red, buscamos investigar otras opciones más económicas para su implementación. La idea es utilizar la experiencia adquirida en el manejo de la plataforma Arduino con sus shields o módulos inalámbricos para implementar la comunicación a través de la red. A pesar de tener algunas limitaciones con respecto a la tecnología Zigbee, éstas pueden ser soslayadas en algunas aplicaciones prácticas donde el consumo de energía no sea un factor crítico o la cantidad de sensores sea baja. También habrá que tener en cuenta las distancias entre nodos, ya que uno de los fuertes de Zigbee es el alcance.
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    Sistema de avisos y geolocalización de alarmas vehiculares
    (2018) Mazzeo, Hugo; Martinelli, Jonatan; Rapallini, José; Rigone, Ulises
    Para aumentar la seguridad y el rastreo de vehículos que cuentan con alarmas vehiculares complementarias a las computadoras propias del automóvil, se desarrolló un sistema microcontrolado que notifica al propietario, por medio de una señal enviada a un smartphone, el disparo de la alarma y la ubicación exacta del automóvil. Este proyecto se enmarca en un método didáctico unificado para modelar, generar código e implementar sistemas de tiempo real utilizando técnicas de codiseño hardware/software, el cual venimos utilizando desde hace varios años en la cátedra Aplicaciones de Tiempo Real de la carrera Ingeniería en Sistemas y que ha dado lugar a varios trabajos interesantes. Esta metodología -partiendo del planteo del problema, la extracción de especificaciones; la descripción del sistema, su simulación funcional; el particionamiento hardware/software y sus algoritmos, junto con procesos como la Cosíntesis y Cosimulación-, permite dar un marco de solución al problema propuesto. La existencia en el mercado de placas microcontroladas accesibles posibilita desarrollar sistemas embebidos sin necesidad de diseñar hardware costoso y complejo, generando soluciones simples y económicas para el ahorro de energía en distintos ámbitos.
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    Diseño de una plataforma remota para desarrollo de prácticas de laboratorio
    (2018-10) Zabaljauregui, Marcelo; Rodríguez, Omar; Mazzeo, Hugo; Rapallini, José
    En muchas ocasiones, el contenido de las clases prácticas en asignaturas de carreras como Ingeniería se ve limitado por los recursos disponibles en los laboratorios. Estas limitaciones, que habitualmente tienen que ver con las capacidades de los recursos experimentales -generalmente escasospueden ser remediadas en gran medida mediante la utilización de Internet y realidad virtual aplicados al desarrollo de prácticas de laboratorio. Las aplicaciones existentes en el mercado suelen ser costosas o difíciles de utilizar y en la mayoría de los casos no se adaptan a todas las necesidades requeridas en la enseñanza universitaria. Surgió entonces la idea de formular un PID para desarrollar un laboratorio de ensayo de aplicaciones de hardware-software sobre el cual pudiera experimentarse con sistemas reales a distancia, sin necesidad de concurrir físicamente al mismo, facilitando el acceso de los estudiantes a las labores relacionadas con la formación práctica con libertad de horarios y tiempos.