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Sistema de inspección de defectos en baldosas cerámicas implementado en FPGA 基于FPGA的瓷砖缺陷检测系统
Pub Date : 2022-05-13 DOI: 10.37537/rev.elektron.6.1.144.2022
Tomás Ariel Medina, Martín Vázquez, L. Leiva
La modernización en las fábricas es un factor clave para la producción y la calidad del producto final. Sin embargo, esta modernización puede suponer una inversión que las empresas no pueden asumir, dejándolas fuera de la adaptación a la Industria 4.0. En la industria de fabricación de  baldosas cerámicas se utilizan inspecciones visuales para determinar la calidad del producto final. Estas tareas son realizadas generalmente por operarios expuestos a entornos de riesgo. Este trabajo presenta una solución de bajo costo para la inspección automática de baldosas cerámicas. Los defectos analizados son gotas, defectos de material, esquinas, bordes y dimensiones. Todos los algoritmos se implementaron en SoC FPGA (dispositivo Xilinx Zynq) utilizando síntesis de alto nivel. Los algoritmos se verificaron y validaron en un entorno controlado construido para evaluar aplicaciones de inspección visual. Los resultados de utilización de recursos y tiempos de procesamiento indican que la implementación en una línea de producción real es factible.
工厂的现代化是最终产品生产和质量的关键因素。然而,这种现代化可能意味着企业无法承担的投资,使他们无法适应工业4.0。在瓷砖制造行业中,目视检查被用来确定最终产品的质量。这些任务通常由暴露在危险环境中的操作人员执行。本文提出了一种低成本的瓷砖自动检测解决方案。分析的缺陷包括液滴、材料缺陷、角、边和尺寸。所有算法都在SoC FPGA (Zynq Xilinx设备)中使用高级合成实现。算法在为评估视觉检测应用而构建的受控环境中进行了验证和验证。资源利用率和处理时间的结果表明,在实际生产线上实现是可行的。
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Implementación eficiente de controladores difusos en FPGA basados en síntesis de alto nivel 基于高级合成的FPGA模糊控制器的高效实现
Pub Date : 2022-05-13 DOI: 10.37537/rev.elektron.6.1.148.2022
Luca Sarramone, M. Vázquez, L. Leiva
Los sistemas de control basado en lógica difusa (FLC, Fuzzy Logic Controller) poseen ventajas, ya que no requieren modelado matemático y además son útiles cuando se necesita del conocimiento de un experto para el manejo de datos imprecisos. Resulta interesante para la implementación de un FLCs la utilización de la tecnología FPGA. Esta tecnología presenta ventajas respecto a la velocidad de procesamiento, consumo de potencia, flexibilidad de diseño y reconfiguración. Este trabajo presenta una herramienta basada en HLS para generar FLCs sobre FPGA. Durante su desarrollo también se analizaron las directivas de síntesis con mayor impacto sobre la performance de los algoritmos. Además se desarrollaron tres problemas de lógica difusa para verificar el funcionamiento de la herramienta.
基于模糊逻辑控制器(FLC)的控制系统具有优势,因为它们不需要数学建模,而且在需要专家知识处理不准确数据时也很有用。使用FPGA技术实现FLCs是很有趣的。该技术在处理速度、功耗、设计灵活性和重构方面具有优势。本文提出了一种基于HLS的FPGA FLCs生成工具。在开发过程中,还分析了对算法性能影响最大的合成指令。此外,还开发了三个模糊逻辑问题来验证工具的功能。
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Implementación en FPGA de algoritmo para análisis parasitario 寄生分析算法的FPGA实现
Pub Date : 2022-05-13 DOI: 10.37537/rev.elektron.6.1.149.2022
Guido Rombolá, L. Leiva, M. Vázquez, J. Toloza, Federica Sagües, C. Saumell
Un control parasitario eficiente permite reducir pérdidas significativas en la agroindustria. Los métodos actuales con los que se realiza este tipo de controles imponen costos y demoras. Por ello, se propone el desarrollo de un dispositivo portátil que automatice esta tarea. En este trabajo se presenta la implementación hardware de un algoritmo de conteo automático de huevos de parásitos utilizando síntesis de alto nivel. Los resultados demuestran la factibilidad de la implementación, con un 87% de precisión operando a una tasa de hasta de 65 frames por segundo y una ocupación de LUTs menor al 45%, considerando dos kits comerciales (PYNQ-Z1 y ULTRA96V2).
有效的寄生虫控制可以减少农业工业的重大损失。目前进行这种控制的方法带来了成本和延误。出于这个原因,建议开发一种便携式设备来自动完成这项任务。本文介绍了一种基于高级综合的寄生虫卵自动计数算法的硬件实现。结果表明了该实现的可行性,考虑到两个商用套件(PYNQ-Z1和Ultra96V2),其精度为87%,运行速度高达每秒65帧,LUT占用率低于45%。
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Estructura alternante para sistemas de beamforming adaptativo basada en los algoritmos APL/SR-LMS 基于APL/SR-LMS算法的自适应波束形成系统的交替结构
Pub Date : 2022-05-13 DOI: 10.37537/rev.elektron.6.1.140.2022
Jesús Roberto Del Ángel Ruíz, Xochitl Maya Rosales, Juan Gerardo Avalos, Carlos Alfonso Trejo Villanueva, Giovanny Sánchez Rivera
El Beamforming es una técnica de comunicación inalámbrica utilizada en aplicaciones de telecomunicaciones, la cual se usa para separar una señal deseada de señales interferentes. Esta técnica aumenta el rango de cobertura y reduce el problema de interferencia, mejorando el rendimiento de los sistemas. Para lograr dicho funcionamiento se requiere de algoritmos adaptativos. En este trabajo, se presenta una estructura alternante para sistemas beamforming, la cual está compuesta por dos algoritmos adaptativos, el Sign Regressor Least Mean Square (SR-LMS) y el algoritmo Affine Projection Like (APL). Los resultados demuestran que la estructura propuesta tiene las mejores características de los algoritmos combinados, obteniendo un algoritmo con una alta velocidad de convergencia y menor costo computacional en comparación con otros algoritmos basados en combinaciones convexas convencionales.
波束形成是一种用于电信应用的无线通信技术,用于分离所需信号和干扰信号。这种技术增加了覆盖范围,减少了干扰问题,提高了系统的性能。为了实现这一点,需要自适应算法。本文提出了一种波束形成系统的交替结构,该结构由符号回归最小均方算法(SR-LMS)和仿射投影算法(APL)两种自适应算法组成。结果表明,该结构具有组合算法的最佳特性,与传统凸组合算法相比,具有较高的收敛速度和较低的计算成本。
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Aspectos Prácticos del Problema de Identificación de la Dinámica de Robots Industriales 工业机器人动态识别问题的实际方面
Pub Date : 2021-12-15 DOI: 10.37537/rev.elektron.5.2.138.2021
Pablo Sebastian Gonzalez
Se presentan los aspectos prácticos del método de identificación de los parámetros dinámicos de un robot ABB IRB140 (procedimiento de calibración off-line), tales como la identificabilidad, la reducción a parámetros base, la inclusión del modelo del ruido en las mediciones y su influencia en la incertidumbre de la estimación, el escalamiento, y la incorporación del conocimiento previo. Un resultado destacable es el cálculo de las trayectorias que brindan un conjunto de señales persistentemente excitatorias de las dinámicas para mejorar la estimación, pasando la planificación del ensayo a ser una variable más del proceso de identificación. El tratamiento de las señales es otro aspecto relevante pues para reducir el efecto del ruido se limita en frecuencia a la excitación y las derivadas de las posiciones articulares se calculan en el espacio transformado.
实践层面呈现出一个机器人动态参数识别方法ABB IRB140(离线)校准程序,如因果,模型参数的基础上,纳入减少噪音和影响力测量估算的不确定性、缩放和先验知识纳入。一个显著的结果是轨迹的计算,提供了一组持续兴奋的动力学信号,以改进估计,使测试计划成为识别过程中的另一个变量。信号处理是另一个相关的方面,因为为了减少噪声的影响,频率限制在激励和关节位置的导数计算在转换的空间。
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Análisis y modelado de un sistema para tomografía optoacústica basado en interferometría óptica heterodina 基于外差光学干涉测量法的光声层析成像系统的分析与建模
Pub Date : 2021-12-15 DOI: 10.37537/rev.elektron.5.2.139.2021
R. M. Insabella, M. González
En este trabajo se analizan y caracterizan las fuentes de los artefactos introducidos en las imágenes obtenidas con un sistema para tomografía optoacústica basado en el concepto de optoelectrónica definida por software. Se muestra que las señales medidas están afectadas tanto por la geometría cilíndrica del sensor óptico como por el ruido eléctrico. Este último posee frecuencias bien definidas dentro del espectro atribuibles a la electrónica usada en el proceso de heterodinaje del detector óptico de ultrasonido. Se propone una forma de incluir estos efectos en señales simuladas y se prueba el modelo comparándolo con mediciones. Los resultados de este trabajo permitirán el uso de la técnica de aprendizaje profundo para mejorar la calidad de las imágenes obtenidas con este tipo de sistemas tomográficos.
在此背景下,本文提出了一种基于软件定义的光电子学概念的光声层析成像系统所获得的图像中引入的伪影源的分析和表征。结果表明,被测信号受到光学传感器圆柱形几何形状和电噪声的影响。后者在光学超声波探测器的异质化过程中使用的电子设备的光谱中具有明确的频率。本文提出了一种将这些效应纳入模拟信号的方法,并通过与测量值的比较来检验模型。这项工作的结果将允许使用深度学习技术来提高这种层析成像系统获得的图像质量。
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Numerical modeling of radiation-induced charge loss in CMOS floating gate cells CMOS浮栅电池辐射诱导电荷损失的数值模拟
Pub Date : 2021-12-15 DOI: 10.37537/rev.elektron.5.2.136.2021
L. Sambuco Salomone, M. Garcia-Inza, S. Carbonetto, A. Faigón
Mediante un modelo numérico desarrollado recientemente y basado en principios físicos, se estudia la respuesta a la radiación de celdas de compuerta flotante programadas/borradas. El rol que juega la captura de carga en los óxidos en el desplazamiento total de la tensión umbral con la dosis es debidamente evaluado a través de la variación de la tasa de captura de los huecos generados por radiación. Se considera un modelo analítico simplificado y se discuten sus limitaciones.
利用最近开发的基于物理原理的数值模型,研究了编程/删除浮动闸门单元的辐射响应。通过改变辐射产生的间隙的捕获率,适当评估氧化物中电荷捕获在阈值电压随剂量的总位移中所起的作用。考虑了一个简化的分析模型,并讨论了其局限性。
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ELF magnetic field receiver: frequency performance and natural signals detection ELF磁场接收器:频率性能和自然信号检测
Pub Date : 2021-12-15 DOI: 10.37537/rev.elektron.5.2.135.2021
L. Carducci, R. Alfonso, W. G. Fano
En este artículo se presenta el análisis de la etapa analógica de un receptor de campo magnético para frecuencias extremadamente bajas (ELF). Se describen detalles sobre la caracterización y modelado de la antena utilizada, así como el comportamiento en frecuencia del sistema. Para lograr una mayor sensibilidad, se fabricó una bobina con una inductancia considerablemente alta (800 H), además de una etapa de amplificación de alta ganancia (88 dB). Se definió un modelo de circuito equivalente para la antena y se determinaron sus elementos parásitos mediante mediciones de laboratorio y aproximaciones computacionales. El sistema de adquisición tiene una etapa de digitalización con una frecuencia de muestreo de 100 Hz. Para estudiar su comportamiento frente a posibles efectos de aliasing, se realizó un análisis de la etapa analógica en el dominio de la frecuencia determinando las condiciones óptimas de funcionamiento. Las pruebas de campo del equipo se llevaron a cabo en las sierras de Villa Alpina, Córdoba, Argentina. Teniendo en cuenta que el sistema fue diseñado para la medición y estudio de fenómenos electromagnéticos naturales en la banda ELF, se han logrado detectar con éxito las primeras seis resonancias de Schumann.
本文介绍了极低频磁场接收器(ELF)模拟级的分析。详细介绍了所使用天线的特性和建模以及系统的频率特性。为了获得更高的灵敏度,除了高增益放大级(88分贝)外,还制作了一个电感相当高(800小时)的线圈。定义了天线的等效电路模型,并通过实验室测量和计算方法确定了天线的寄生元件。采集系统有一个采样频率为100Hz的数字化阶段。为了研究其在可能的混叠影响下的行为,通过确定最佳操作条件,对频域模拟级进行了分析。该团队的实地测试是在阿根廷科尔多瓦阿尔卑斯山别墅的山区进行的。考虑到该系统是为测量和研究ELF波段的自然电磁现象而设计的,因此成功地检测到了舒曼的前六个共振。
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Sincronización de relojes embebidos en Internet (E-SIC) sin hardware dedicado 同步嵌入式互联网时钟(E-SIC),无需专用硬件
Pub Date : 2021-12-15 DOI: 10.37537/rev.elektron.5.2.137.2021
Javier Alejandro Atadia, R. Alonso, Leonardo Martín Carducci
E-SIC es un algoritmo diseñado para la sincronización de relojes en controladores embebidos a través de una red local (LAN) con tecnologı́a 802.11 (WI-FI). Dicho algoritmo esta basado en el algoritmo SIC que sincroniza frecuencia entre relojes suponiendo la simetrı́a en los caminos de ida y retorno de los mensajes. Al utilizar una ventana de tiempo histórica y la moda como herramienta de estimación, el algoritmo E-SIC logra sincronización entre dispositivos con una exactitud mejor que dos milisegundos sin necesidad de hardware extra.
E-SIC是一个算法设计的时钟同步在控制器中通过一个局域网(LAN) tecnologı́802.11 (wi - fi)。说这个算法基于算法的时钟频率之间进行同步,“假设simetrı́还给往返的道路上的消息。通过使用历史时间窗口和时间模式作为估计工具,E-SIC算法在不需要额外硬件的情况下实现设备之间的同步,精度超过2毫秒。
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Desarrollo y evolución de sistema OES incluyendo datalogger y software asociado OES系统的开发和演进,包括数据记录仪和相关软件
Pub Date : 2021-06-15 DOI: 10.37537/REV.ELEKTRON.5.1.110.2021
P. Bertinat, J. Salerno, M. Castello, R. Oliva
El presente trabajo detalla las etapas en el diseño y la evolución de un datalogger y su software asociado, desarrollados en el marco de un Proyecto orientado al relevamiento y procesamiento de datos de potencial eólico con fines energéticos mediante herramientas de acceso libre. El presente proyecto se ha enfocado en el desarrollo y ensayos de desempeño de un equipo de tecnología propia, que busca equiparar en prestaciones a los disponibles en plaza. Para el diseño del equipo, se han examinado las capacidades y el funcionamiento general de equipos disponibles comercialmente con la finalidad de establecer las características generales que debe tener el prototipo. Se analizaron las particularidades requeridas en el procesamiento de la información del potencial eólico para la producción de energía eléctrica. Se ha desarrollado un conjunto de hardware y sistema web alojado en un servidor propio que operan coordinadamente para cumplir las funciones propuestas.
这项工作详细介绍了数据记录器及其相关软件的设计和开发阶段,这些软件是在一个旨在通过免费访问工具为能源目的测量和处理风能数据的项目的框架内开发的。该项目的重点是开发和测试自己的技术团队,该团队旨在将性能与Plaza上的性能等同起来。在设备设计方面,对商用设备的能力和一般功能进行了审查,以确定原型的一般特性。分析了风力发电潜力信息处理所需的特殊性。已经开发了一套安装在自己的服务器上的硬件和Web系统,它们协同工作以实现拟议的功能。
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