Sensor calibration for dissolved gas is a critical and necessary step to ensure consistent sensor response over time and under different conditions. In this work, we describe a 3D printed device that facilitates the calibration of gas sensors. The device effectively maintained gas concentration in the solution for at least 2 h. Analytical curves were constructed in the pH range of 2 to 12, yielding determination coefficients surpassing 0.98. The chosen method proved suitable for the calibration of the sensors. Furthermore, using accurate and reliable reference sensors contributed to obtaining precise and trustworthy measurements. conditions work D h 12 098 0 98 0.98 Furthermore measurements 1 09 9 0.9 0.

ABSTRACT Keyword spotting is a subfield of automatic speech recognition revolutionized in the last decade with the incorporation of artificial intelligence techniques based on deep learning. The implementation of keyword spotting models in microcontrollers implies as a first step the digital processing of audio signals to carry out the feature extraction in real time. The models implemented in microcontrollers found in literature use MFCC coefficients for feature extraction. It has been proved that when using deep learning techniques for classification, it is more effective the use of Mel spectrograms. In this paper, it is proposed an implementation of the algorithm for the obtention of Mel spectrograms in real time in STM32 microcontrollers compatible with the design of a real time keyword spotting system. Its use is evaluated in a test system based on the STM32G474RET6 microcontroller and the MEMS microphone SPH0645LM4H-B. The proposed implementation reduces the use of RAM memory in the microcontroller and fills the existing gap in the CMSIS-DSP driver of a routine for the computation of the Mel spectrum for a vector of signal samples.

RESUMEN La detección de palabras clave es un subcampo del reconocimiento automático de voz revolucionado en la última década con la incorporación de técnicas de inteligencia artificial basadas en aprendizaje profundo. La implementación de modelos de detección de palabras clave en microcontroladores implica como primer paso el procesamiento digital de las señales de audio para realizar la extracción de características en tiempo real. Los modelos implementados en microcontroladores encontrados en la literatura usan los coeficientes MFCC para la extracción de características. Sin embargo, se ha comprobado que al emplear técnicas de aprendizaje profundo para la clasificación resulta más efectivo el empleo de espectrogramas de Mel. En este artículo se propone una implementación del algoritmo para la obtención de espectrogramas de Mel en tiempo real en microcontroladores de la familia STM32 compatible con el diseño de un sistema de detección de palabras clave en tiempo real, evaluándose su uso en un sistema de prueba basado en el microcontrolador STM32G474RET6 y el micrófono MEMS SPH0645LM4H-B. La implementación propuesta reduce el uso de memoria RAM en el microcontrolador y llena el vacío existente en el driver CMSIS-DSP de una rutina para el cómputo del espectro de Mel de un vector de muestras de señal.

Abstract Improving a technical work environment encourages creativity and enhances research efforts. The conception of a modular ventilation laboratory aims at free construction and assembly of the air circuit in different shapes, sizes, and operational variations. The modules allow the development of academic experiences, automatic data acquisition from sensors, data analysis, and verification of concepts related to ventilation in underground mines. The modular ventilation laboratory uses a teaching methodology based on a playful and low-cost way to teach engineering, mainly underground mine ventilation. The aim of this work is essentially to propose the creation of a modular underground mine ventilation laboratory to facilitate engineering teaching and allow the simulation of real situations. The Plan-Do-Check-Act (PDCA) methodology was used to develop a framework for building the modular educational ventilation laboratory. This methodology encompasses project planning and studying, applying the Ventsim® software, and the design of a teaching laboratory with sensors and microcontrollers using the Internet of Things (IoT). The results involve the construction of a physical project with PVC (polyvinyl chloride) pipes and connections and electronic circuits. The project presents the main parameters monitored in underground mines and foresees the simulation of scenarios, aiming to facilitate an understanding of the concepts of fluid mechanics and mining ventilation. The conclusions indicate that using simulation in pedagogical practices develops several activities that contribute to innumerable learning and expands the network of constructive meanings as a learning strategy. efforts shapes sizes variations experiences analysis lowcost low cost situations PlanDoCheckAct Plan Do Check Act PDCA (PDCA studying Ventsim software IoT. IoT . (IoT) polyvinyl chloride circuits scenarios strategy (IoT

ABSTRACT In hydrological modeling and for the development of projects related to soil and water conservation and civil engineering, determination of water infiltration variables into the soil plays a key role. However, measuring infiltration with manual infiltrometers is work-intensive and requires several people, which casts doubts on the consistency of the process description. Our objective was to develop automated and compact systems for data acquisition by double-concentric-ring and Cornell infiltrometers. The systems are based on air differential pressure sensors and microcontrollers using open-source software and a simple construction. We developed ten sets of automatic infiltrometers for each method that were properly calibrated. The equipment was validated in the field, and the alignment of the automatically measured with the hand-measured infiltration data was considered satisfactory. The proposed systems make data records of infiltration and associated variables possible, with less operator dependence than manual measurement strategies. In addition, the enhanced resolution resulting from infiltrometer automation makes the infiltration curve more representative, especially in the initial infiltration stage. engineering role However workintensive work intensive people description doubleconcentricring double concentric ring opensource open source construction calibrated field handmeasured hand satisfactory possible strategies addition representative stage

Abstract This work evaluates the feasibility of integrating lowcost Raspberry pi boards and ESP8266 microcontrollers with industrial equipment of Programmable Logic Controllers (PLC) in a decentralized network. These devices will be the nodes that participate in the exchange of data between the manufacturing floor and business services in a simple, reliable and economical way. The network nodes produce and consume data that is exchanged by an open-source protocol manager node called Node-RED. The protocol manager is a server with a Linux kernel on a RISC (Reduced instruction set computing) microprocessor. The sensors in the manufacturing nodes use SoC (System On Chip) microcontrollers and through the concept of Edge computing they acquire, process and send their data to the protocol manager. Thus, using the Iperf3, Wireshark and MTR tools, we will measure the performance of the communications link and the status of the participating nodes in their data production/consumption processes.

Resumen Este trabajo evalúa la viabilidad de integrar en una red descentralizada las placas de bajo costo Raspberry pi, microcontroladores ESP8266 con equipos industriales de Controladores Lógicos Programables (PLC). Estos dispositivos serán los nodos que participan en el intercambio de datos entre el piso de manufactura y los servicios empresariales de manera simple, fiable y económica. Los nodos de la red producen y consumen datos que son intercambiados por un nodo gestor de protocolos open source llamado Node-RED. El gestor de protocolos es un servidor con núcleo de Linux sobre un microprocesador RISC (Reduced instruction set computing). Los sensores en los nodos de manufactura utilizan microcontroladores SoC (System On Chip) y mediante el concepto de Edge computing adquieren, procesan y envían sus datos al gestor de protocolos. Así, mediante la herramienta Iperf3, Wireshark y MTR, mediremos el rendimiento del enlace de comunicaciones y el estado que guardan los nodos participantes en sus procesos producción/consumo de datos.

Abstract Automating remotely controlled intelligent systems to collect, analyze, and process data is one of the most common applications in different fields of application. Usually, analyzing the animal's diet requires much time and human capital; the experiments consist of placing the animal in a cage to collect consumption data. In this sense, incorporating technology to analyze the consumption of dry matter in ruminants is essential to increase the productive performance of the animal. This document focuses on developing a monitoring system for data collection, such as temperature and humidity, as well as the weight of food throughout the nutritional experiment, using a mobile application developed in Android Studio that sends and receives the information via Bluetooth technology to an electronic device based on the Arduino Nano microcontroller.

Resumen La automatización de sistemas inteligentes controlados remotamente para recolectar, analizar y procesar datos es una de las aplicaciones más comunes en diferentes campos de aplicación. Usualmente, para analizar la dieta del animal se requiere mucho tiempo y capital humano; los experimentos consisten en colocar al animal en una jaula para recolectar datos de consumo. En este sentido, incorporar tecnología para analizar el consumo de materia seca en rumiantes es fundamental para incrementar el desempeño productivo del animal. Este documento se enfoca en desarrollar un sistema de monitoreo para la recolección de datos, tales como la temperatura y la humedad, así como el peso de los alimentos a lo largo del experimento nutricional, utilizando una aplicación móvil desarrollada en Android Studio que envía y recibe la información vía tecnología Bluetooth a un dispositivo electrónico basado en el microcontrolador Arduino Nano.

Resumen Debido al creciente desarrollo tecnológico de los sistemas embebidos y el internet de las cosas (IoT), los dispositivos basados en microcontroladores se aplican cada vez más en diversas áreas del conocimiento. En este contexto, las plataformas y productos educativos online se consideran laboratorios virtuales remotos, ya que los estudiantes pueden acceder a los dispositivos físicos en cualquier lugar siempre que dispongan de un sistema informático conectado a internet. En este sentido, este trabajo describe el diseño y desarrollo de una plataforma con cuatro productos educativos en línea para la enseñanza de microcontroladores e IoT. Estos productos educativos están basados en software de código abierto, lo que permite su distribución gratuita en línea y el acceso a ellos desde un servidor en la nube. El enfoque de código abierto y multiplataforma (Linux, Windows® y Mac OSX) permite una mayor interacción y accesibilidad del usuario. Los productos educativos en línea hacen posible la programación del firmware del microcontrolador ESP32 de forma remota a través de OTA (Over the Air) y de sistemas embebidos Linux basados en Raspberry Pi (Rpi), permitiendo aplicaciones virtuales de laboratorio de microcontroladores. Además, los productos educativos en línea permiten manipular los pines vía internet a través de la interfaz gráfica de los microcontroladores ESP32 y ESP8266, así como del Rpi. Como resultado, se probó la plataforma en línea propuesta, ejecutándola en un servidor en la nube, y se validaron los cuatro productos educativos de aprendizaje a distancia y la aplicación real de microcontroladores e IoT, que se encuentran operativos, tal como fueron diseñados.

Abstract Due to the increasing technological development in embedded systems and the Internet of Things (IoT), devices based on microcontrollers are being increasingly applied in various areas of knowledge. In this context, online educational platforms and products are considered virtual remote laboratories, because students can access the physical devices anywhere as long as they have a computer system connected to the internet. In this sense, this work describes the design and development of a platform with four online educational products for teaching microcontrollers and IoT. These educational products are based on open-source software, which enables their free online distribution and the access to them from a cloud server. The open-source and multiplatform (Linux, Windows®, and Mac OSX) approach enables a greater user interaction and accessibility. The online educational products make possible the remote programming of the ESP32 microcontroller firmware via OTA (over the air) and Linux embedded systems based on Raspberry Pi (Rpi), enabling virtual microcontroller laboratory applications. In addition, the online educational products enable the manipulation of GPIO pins via the Internet through the graphical interface of the ESP32 and ESP8266 microcontrollers and the Rpi. As a result, the proposed online platform was tested, running it on a cloud server, and the four-distance learning educational products and the actual microcontroller and IoT application have been validated, and are operating as designed.

ABSTRACT In the present work, the design of a control system for the process of obtaining sodium hypochlorite that takes place in an electrolytic cell. The variables that are controlled in the process are the temperature and the amount of total current applied to the electrodes of the cell. A study of the main characteristics of the MSP430 microcontrollers is carried out, showing their main modules, advantages and disadvantages. The electrolytic cell is described and theoretical foundations related to the electrochemistry of the process are also provided. Finally, the design of the proposed system is exposed, as well as the elements used in its implementation.

RESUMEN En el presente trabajo se realiza el diseño de un sistema de control para el proceso de obtención de hipoclorito de sodio que tiene lugar en una celda electrolítica. Las variables que se controlan en el proceso son la temperatura y la cantidad de corriente total aplicada a los electrodos de la celda. Se realiza un estudio de las características principales de los microcontroladores MSP430, mostrando sus principales módulos, ventajas y desventajas. Se describe la celda electrolítica y se brindan además fundamentos teóricos relacionados con la electroquímica del proceso. Por último, se expone el diseño del sistema propuesto, así como los elementos utilizados en la implementación del mismo.

This work describes the development of an automatic titrometric method in flow-batch with potentiometric detection using alternative and easily accessible materials. Arduino board and its modules, solenoid valves to control the flow rate, peristaltic pump to propel and suction fluids and tubes of inert material to connect the different parts of the Flow-Batch Analyser (FBA) were used. The use of solenoid valves controlled by microcontrollers proved to be efficient for controlling the flow in FBA systems, the correlations of their flow rates as a function of time showed good linearity with correlation coefficients (r) 0.9994 and 0.9997 for the valve 1 and valve 2, respectively, allowing correct addition of pre-established volumes. Accuracy was verified by comparing the results of the proposed method with the classic potentiometric titration with statistically evaluated by Student’s t-test in NaOH with HCl and vinegar with NaOH titrations. Results confirmed the efficiency to use Arduino board and its modules and automatic titrometric method in flow-batch developed in this work allow the implementation of practical disciplines, such as potentiometric titration and flow analysis system in undergraduate courses, making these instruments more accessible, especially for the chemistry students.

ABSTRACT: The irrigation frequency establishes the quality of St. Augustine turfgrass (Stenotaphrum Secundatum), when soil moisture content is close to field capacity and water is retained in the soil with less energy. This hydric soil condition requires frequent and fractional irrigations, causing a greater demand for labor and time that is overcome with the low cost of automation and remote control. The objective of the work was to evaluate the effect of the irrigation frequency for the St. Augustine turfgrass using an automated and remote-controlled subsurface drip irrigation system via Internet. The research was carried out in the city of Lima, Universidad Nacional Agraria, La Molina. The Arduino and Blynk platforms, sensors, actuators, and microcontrollers were used for the design of automation and remote control. The experimental design was completely randomized, four treatments and three repetitions. The T1 - irrigation frequency of 2 times a day; T2 - irrigation frequency 3 times a day; T3 - irrigation frequency 1 time a day; T4 - irrigation frequency every 3 days. Normalized differential vegetation index, soil moisture distribution uniformity, turfgrass leaf growth, soil moisture content, plant cover, dry and wet leaf weight were evaluated from March to June in 2019. The best treatment was T2 for St. Augustine turfgrass, because it maintained soil moisture close to field capacity, the NDVI obtained values of 0.65. The automation and remote control of the subsurface drip irrigation system made it possible to improve water management, saving time and labor.

RESUMEN: La frecuencia de riego condiciona la calidad del césped americano (Stenotaphrum secundatum), cuando la humedad del suelo está cercana a la capacidad de campo y el agua está retenida en el suelo con menor energía. Esta condición hídrica del suelo exige riegos frecuentes y fraccionados para la planta, provocando una mayor demanda de la mano de obra y tiempo que es superada con la automatización y telecontrol de bajo costo. El objetivo del trabajo fue evaluar el efecto de la frecuencia de riego para el césped americano utilizando un sistema de riego por goteo subterráneo automatizado y telecontrolado vía internet. La investigación se realizó en la ciudad de Lima, Universidad Nacional Agraria La Molina. En el diseño de la automatización y telecontrol se utilizaron las plataformas de Arduino y Blynk, sensores, actuadores y microcontroladores. El diseño experimental fue completamente al azar con cuatro tratamientos y tres repeticiones: T1 - frecuencia de riego de 2 veces al día; T2 - frecuencia de riego 3 veces al día; T3 - frecuencia de riego 1 vez al día; T4 - frecuencia de riego cada 3 días. El índice de vegetación diferencial normalizado, la distribución de uniformidad de humedad en el suelo, crecimiento de la hoja de césped, contenido de humedad de suelo, cobertura vegetal y peso de hoja seca y húmeda fueron evaluados en el periodo de marzo a junio del 2019. El mejor tratamiento fue el T2 para el césped americano debido a que mantuvo la humedad del suelo cercana a la capacidad de campo: el NDVI obtenido alcanzó valores de 0,65. La automatización y telecontrol del sistema de riego por goteo subterráneo permitió mejorar la gestión del agua, ahorro de tiempo y mano de obra.

ABSTRACT Hearing loss is highly incident among newborns. Early intervention during the period of auditory maturation allows adequate levels of intellectual development to be achieved. The development of a Transient Otoacoustic Emissions Recorder is proposed as part of a neonatal screening system based on high-performance microcontrollers. The test consists of periodically applying a click stimulus to obtain the cochlear response. The acquired signals are averaged and the Fast Fourier Transform is applied. The spectrum obtained is divided into half-octave bands to assess the correlation as well as the signal-noise ratio. If these parameters are greater than the reference thresholds in most of the bands, the patient is considered suitable for normal cognitive development. The firmware was implemented on the STM32F405 processor and evaluated with the Baby Isao simulator; obtaining a sensitivity of 87.5% and a specificity of 93.75%.

RESUMEN La hipoacusia tiene una incidencia notable entre los recién nacidos. Una intervención temprana durante el período de maduración auditiva permite minimizar los efectos en el desarrollo intelectual del infante. Se propone el desarrollo de un Registrador de Emisiones Otoacústicas Transientes como parte de un sistema de cribado neonatal basado en microcontroladores de alto rendimiento. La prueba consiste en aplicar periódicamente un estímulo tipo chasquido para obtener la respuesta coclear. Se promedian las señales adquiridas y se aplica la Transformada Rápida de Fourier. El espectro obtenido es dividido en bandas de media octava para analizar la correlación y la relación señal-ruido. Si estos parámetros son mayores que los umbrales de referencia en la mayoría de las bandas, se considera al paciente apto para el desarrollo normal. El firmware fue implementado sobre el procesador STM32F405 y evaluado con el simulador Baby Isao; obteniéndose una sensibilidad del 87.5% y una especificidad del 93.75%.

ABSTRACT The congenital hearing loss causes important changes in the cerebral organization, as well as a delay in the neurodevelopment of the child. The adequate implementation of neonatal auditory screening programs guarantees early diagnosis and intervention. The equipment used in these programs must be easy to operate, portable and present automatic methods for the detection of hearing loss. In this paper we present the Control Module, based on the STM32F429xx microcontroller, of the neonatal screening system known as Infantix, developed by the Neurosciences Center of Cuba. This module has among its functions, feed and control the rest of the system, process the bioelectrical signals from the recording module, store the patient data and their tests, and establish the interface with the user. As a result, a Control Module was obtained, which provides portability to the system, powered by battery and low consumption. The implemented module presents a friendly user interface and the ability to run tests automatically, without the need for highly qualified personnel. With the development of this module, a new alternative for the early detection of hearing loss emerges.

RESUMEN La hipoacusia congénita provoca cambios importantes en la organización cerebral, así como un retraso en el neurodesarrollo del niño. La implementación adecuada de programas de cribado auditivo neonatal, garantiza el diagnóstico temprano y su intervención. Los equipos utilizados en estos programas deben ser fáciles de operar, ser portables y presentar métodos automáticos para la detección de las pérdidas auditivas. En este trabajo se presenta el Módulo de Control, basado en el microcontrolador STM32F429xx, del sistema de cribado neonatal conocido como Infantix, desarrollado por el Centro de Neurociencias de Cuba. Este módulo tiene entre sus funciones, alimentar y controlar el resto del sistema, procesar las señales bioeléctricas provenientes del módulo registrador, almacenar los datos de los pacientes y sus pruebas, y establecer la interfaz con el usuario. Como resultado se obtuvo un Módulo de Control, que brinda portabilidad al sistema, alimentado por batería y de bajo consumo. El módulo implementado presenta una interfaz de usuario amigable y la capacidad de ejecutar pruebas de forma automática, sin necesidad de la presencia de un personal altamente calificado. Con el desarrollo de este módulo, surge una nueva alternativa para la detección temprana de pérdidas auditivas.

The increase in demand for both fast and inexpensive prototyping of objects, with a certain degree of resilience and durability, is the main reason why 3D printing has become part of the concept of industry 4.0 and it is omnipresent in research facilities and industries around the world. In this work, we describe step-by-step the construction process of a filament winder that can be adapted for many commercially available bench-size polymer extruders. The electronic circuit used to regulate the winding rate, and therefore the thickness of the filament, is completely based on simple open-code microcontrollers such as Arduino Uno. Finally, it is showed that using this system it is possible to obtain printable ABS filaments with a wide range of thicknesses and a margin of error of around 5%. objects durability D 40 4 0 4. world work stepbystep step by benchsize bench size extruders rate opencode open code Uno Finally 5 5%

Abstract The objective of the study was to determine the learning improvement of students of Electronic Engineering of the Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión in the subject of Microcontrollers applying Microrobotics in the eighth cycle. The population consisted of all students enrolled in the microcontroller course, 2016-II. The type of research was descriptive-relational and the design was transverse-correlational. As a tool for data collection, a pres-test and post-test were used where knowledge of microcontroller programming is reported. 66% of students disapproved of the pre-test and 100% of students passed the post-test. The student learning improved significantly with the application of the Microrobotics in the subject of Microcontrollers and the attitude of the student on the use of these devices in the area of electronics and automation was positive.

Resumen El objetivo del estudio fue determinar la mejora del aprendizaje de los estudiantes de Ingeniería Electrónica de la Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión en la asignatura de Microcontroladores, aplicando microrobótica en el octavo ciclo. La población estuvo constituida por todos los estudiantes matriculados en el curso de Microcontroladores, 2016-II. El tipo de investigación fue descriptiva-relacional y el diseño fue transversal-correlacional. Como instrumento para la recolección de datos, se utilizó un pretest y postest, donde se reporta conocimientos sobre la programación de microcontroladores. El 66% de los estudiantes desaprobó el pretest y el 100% de los estudiantes aprobó el postest. El aprendizaje de los estudiantes mejoró significativamente con la aplicación de la microrobótica en la asignatura de Microcontroladores, y la actitud de los estudiantes sobre el uso de estos dispositivos en el área de la electrónica y automatización fue positiva.

Resumo O objetivo do estudo foi determinar a melhoria do aprendizado dos estudantes de Engenharia Eletrônica da Universidade Nacional José Faustino Sánchez Carrión na disciplina de Microcontroladores aplicando microrobotics no oitavo ciclo. A população foi constituída por todos os estudantes matriculados no curso de Microcontroladores, 2016-II. O tipo de investigação era descritivo-relacional e o desenho foi transversal-correlacional. Como instrumento para coletar os dados foi usado o pre-teste e o post-test onde foram informados conhecimentos sobre a programação de Microcontroladores. O 66% dos estudantes desaprovaram o pre-teste e 100% dos estudantes aprovaram o post-teste. A aprendizagem do estudante melhoro siginificativamente com a aplicação da microrobótica na disciplina de Microcontroladores e a atitude do estudante sobre o uso destes dispositivos na área da eletrônica e da automatização foi positiva.

RESUMEN. Este trabajo de investigación muestra un sistema de monitoreo para una luminaria de alumbrado público. Este sistema permite reducir la respuesta de tiempo en diferentes tipos de fallas, como cortocircuitos en uno de los componentes de las luminarias. Por otro lado, este desarrollo podría contribuir a mejorar las carreteras, la seguridad de los peatones y los vehículos. El prototipo propuesto tiene dos microcontroladores que se utilizaron como dispositivos para transmitir (TX) y recibir (RX), respectivamente. Así mismo, requiere de sensores de luxes (lx) y de corriente (A), módulo en tiempo real, memoria externa y de dispositivos GSM. El Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público (RETILAP) establece que es posible realizar un mantenimiento preventivo cuando la eficiencia de la iluminación es inferior al 70%, lo cual corresponde a una corriente de 0.7 A. Hoy en día, es muy importante ahorrar energía y utilizar adecuadamente los recursos ambientales, debido al aumento del efecto del calentamiento global.

ABSTRACT. This research work shows a monitoring system for a public lighting luminaire. This system allows reducing time response under different kind of faults, such as short circuits in one of luminaries' components. On the other hand, this development could contribute to improve the roads, pedestrian and vehicles safety. The proposed prototype has two microcontrollers which were used for transmitting (TX) and receiving (RX) devices, respectively. Likewise, it requires a luxes (lx) and current (A) sensors, real-time module, external memory and GSM devices. The Technical Regulation of Lighting and Street Lighting (RETILAP) states that is possible making a preventive maintenance when the luminaire efficiency is below than the 70%, which corresponds to 0.7 A current. Nowadays, is very important saving energy and using properly the environmental resources, due to the increasing of global warming efect.