Examinando por Materia "Prototipo experimental"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Desarrollo de un dispositivo para emular las vibraciones en la mano de personas con la enfermedad de Parkinson
    (Universidad del Valle, 2025) Ramos Toro, Diego Andersson; garcia melo, jose isidro
    La enfermedad de Parkinson (EP) es uno de los trastornos neurológicos de mayor frecuencia en adultos mayores, la cual es caracterizada por temblores en reposo, rigidez muscular y alteraciones del movimiento voluntario. Estas alteraciones afectan la autonomía del paciente en actividades cotidianas, como la alimentación, escritura o higiene personal. Motivado en aportar al desarrollo de soluciones a esta problemática, el presente trabajo de grado propone el desarrollo de ParkiMotion: un prototipo funcional de plataforma experimental diseñado para emular los temblores en la mano de personas afectadas por EP, con el objetivo de facilitar el desarrollo de tecnologías asistivas y sistemas de compensación. Para esto se planteó una metodología que integra teoría y herramientas que permitieron definir una arquitectura del sistema que se basa en una estructura tipo gimbal de dos grados de libertad, la cual permite la generación de vibraciones controladas mediante el accionamiento de motores paso a paso. Por su parte, el sistema de control se realiza a través de un microcontrolador ESP32 programado bajo FreeRTOS, que ejecuta tareas concurrentes para el control de los actuadores, lectura de sensores inerciales (MPU6050) y comunicación serial. Adicionalmente, la plataforma incorpora una interfaz gráfica desarrollada en Dash (Python), desde la cual el usuario puede seleccionar la etapa de temblor a emular (leve, moderada o severa), visualizar señales en tiempo real y exportar los datos adquiridos para su análisis. Para validar las propuestas tecnológicas planteadas se desarrolló una validación experimental, estableciendo un protocolo estructurado en tres escenarios clínicos, correspondientes a frecuencias de 3, 5 y 7 Hz. Se realizó un registro de la información por escenario que permitió analizar diferentes parámetros, tales como: frecuencia, amplitud pico y desplazamiento. El procesamiento de los datos incluyó técnicas de análisis espectral (FFT), filtrado digital y análisis estadístico. Los resultados demostraron que ParkiMotion tiene la capacidad de producir vibraciones con un error medio menor a ±0.3 Hz, amplitudes coherentes con el perfil clínico simulado y desplazamientos acordes al comportamiento físico esperado para cada tipo de paciente. De esta forma, ParkiMotion se constituye como una herramienta experimental de bajo costo, configurable y robusta, con potencial de aplicación tanto en investigación biomédica como en el desarrollo de tecnologías de asistencia para pacientes con Parkinson. Por otra parte, su arquitectura modular permite futuras extensiones para incorporar control adaptativo, aprendizaje automático o integración con dispositivos de estimulación neuromuscular.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Proof of concept of a lift-type pico vertical axis wind turbine for low wind conditions
    (Universidad del Valle, 2025) Cruz Wilches, Juan Felipe; Jaramillo Pizarro, Guillermo Andrés
    This undergraduate thesis document presents an investigation into the development of a proof-of-concept pico-scale Vertical Axis Wind Turbine (P-VAWT) for operation under low wind conditions. First the expected operating conditions were defined according to the available resources at the fluid mechanics laboratory at Universidad del Valle. An analytical model was coded and validated by literature results to pre-dimension a model turbine based on the imposed requirements, four rotor configurations were proposed for characterization. An experimental setup was planned and put in place including a flow conditioning duct to manage the air going to the turbine and a test bench to mount and measure the power output of the VAWT. The rotor configurations were tested, obtaining their torque and power output as well as their dimensionless performance metrics and their characteristic curves. The experimental results were verified against the analytical model. The findings show the data from testing followed the general trends predicted by the model. It was possible to get really low power coefficient results with an acceptable level of percentage of error propagation considering the limitations in precision from the measuring instruments. Overall, this work presents a structured methodology for developing small scale wind turbines with the scope for future scaling, a code for pre-dimensioning and evaluating VAWTs based on the Double Multiple Streamtube model and a robust experimental setup capable of getting measurements of really low power outputs with a reasonable level of error propagation.