Treballs Finals de Grau (TFG) - Enginyeria Electrònica de Telecomunicació

URI permanent per a aquesta col·leccióhttps://hdl.handle.net/2445/216147

Treballs Finals de Grau en Enginyeria Electrònica de Telecomunicació de la Facultat de Física de la Universitat de Barcelona.

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    Development of a Minimalist Camera for Lightweight Computer Vision Applications
    (2026-09) Mallada Martinez, Pablo Salvador; Benito Altamirano, Ismael
    Traditional computer vision architectures rely on multi-megapixel image sensors that capture dense grids of pixels. While this approach is well-suited for human viewing, it introduces significant data redundancy, high computational load, and substantial energy consumption, particularly unnecessary in lightweight vision tasks such as occupancy sensing, motion detection, or environmental monitoring. Furthermore, continuous high-resolution image capture raises critical privacy issues in shared spaces. This bachelor’s thesis presents the design, hardware implementation, and experimental characterization of a dedicated acquisition platform for a minimalistic camera (MiniCam) based on masked sensing and the introduction of modern approaches to build masks using deep learning models (free-form pixels). By replacing CMOS pixel grids with an array of 24 discrete silicon photodiodes interfaced by custom optical masks. The compression of the measurements is carried out directly in the optical stage, reducing the amount of visual data captured while maintaining the relevant information. The developed hardware encompasses a three-stage analog signal-conditioning chain per channel, consisting of a transimpedance amplifier (OPA381), a passive low-pass filter, and a secondary voltage gain stage (MCP6001), connected to three 8-channel, 12-bit SAR analog-to-digital converters (MCP3208). The acquisition and wireless communication are managed by an ESP32 microcontroller embedded into the so-called “Dolfins platform” designed previously at the CEMIC (UB), which transmits 24-channel measurement packets at 30 frames per second (fps) via Bluetooth Low Energy (BLE) to a customized graphical interface. The system was evaluated through an automated lightbox characterization setup across various illumination levels and color temperatures, confirming high linearity (𝑅2 > 0.95) and an effective transmittance resolution of approximately 4 bits under standard indoor lighting. Electrical characterization demonstrated a stable average power consumption of 426.42 mW (129.22 mA at 3.3 V). The resulting platform validates the technical and economic feasibility of minimalist vision hardware, laying the foundation for ultra-low-power, privacy-preserving embedded optical sensing nodes.
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    Implementación de un EIS (electrical impedance spectroscopy) específico para la caracterización de un sistema microfluídico destinado a la maduración de células de miocardio
    (2023-06-18) Gracia Ruiz, Carlos; Álvarez Carulla, Albert; López Sánchez, Jaime
    El presente trabajo final de grado se centra en un proyecto de investigación multidisciplinario que involucra a diferentes grupos de trabajo, incluyendo el área biomédica y la electrónica. El objetivo principal del proyecto es desarrollar y aplicar una técnica llamada espectroscopia de impedancia eléctrica (EIS, por sus siglas en inglés) para el estudio y caracterización de las células de miocardio. Se pretende abordar la problemática del tejido dañado en el miocardio. En lugar de recurrir a un trasplante de corazón completo, se propone una solución innovadora que involucra el remplazo del tejido dañado y la monitorización de su evolución mediante la técnica EIS. Un objetivo, es implementar un sistema hardware EIS que sea accesible y fácil de utilizar, utilizando un hardware amigable en lugar de soluciones robustas y costosas. Además, se pretende realizar medidas en un entorno adaptado a un modelo microfluídico, lo que permitirá un control en las mediciones. El diseño de hardware incluye la selección cuidadosa de componentes electrónicos, como amplificadores operacionales de alta frecuencia, bajo ruido, etc. Estos componentes son fundamentales para asegurar la captura precisa de las señales en diferentes frecuencias. Además, se deben considerar aspectos de diseño de PCB para asegurar una correcta distribución de las pistas, minimizar las interferencias electromagnéticas y garantizar una adecuada integridad de la señal. Además del desarrollo hardware, un segundo objetivo importante de este proyecto de investigación es implementar un software como panel de usuario utilizando LabVIEW para facilitar el control del sistema EIS. El panel de usuario desarrollado en LabVIEW proporcionará una interfaz gráfica amigable. Este proyecto de investigación tiene un claro impacto en el campo de la ciencia de la salud y la medicina, ya que proporcionará herramientas y conocimientos para comprender mejor las células de miocardio y su comportamiento a través de la impedancia eléctrica. Los resultados obtenidos contribuirán al avance en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades cardiovasculares, abriendo nuevas oportunidades para la medicina personalizada y la mejora de la calidad de vida de los pacientes.