Dispositivos Iot

En esta materia se introducen los elementos básicos que conforman los sistemas IoT. Se hace especial énfasis en tres bloques funcionales: los sensores y actuadores como dispositivos de interfaz entre el sistema y su entono, los métodos de alimentación de sistemas de bajo consumo, y los recursos y los fundamentos de comunicación inalámbrica. En el primer bloque el estudio se centra en el acondicionamiento de las señales a medir y los mecanismos de conexionado con procesadores digitales. Dentro de los sistemas de alimentación se priorizan las tecnologías de recolección de energía del ambiente (energy harvesting) y los elementos de almacenamiento de energía. Finalmente, dentro de los sistemas de comunicación inalámbrica se analizan los fundamentos de comunicación entre los diferentes dispositivos IoT que permitirán analizar y diseñar sistemas cumpliendo las especificaciones necesarias para al buen funcionamiento del sistema. Se trata de una materia con un marcado carácter práctico.

Los contenidos de esta materia incluyen tres bloques temáticos:
1. Sensores y actuadores para IoT:
• Sensores y actuadores tipos y casos de uso
• Tipos de conexiones para microcontroladores: I2C, SPI.
• Circuitos de acondicionamiento de señal
• Calibración

2. Sistemas de alimentación para IoT:
• Fuentes de energía
• Almacenamiento de energía
• Conversión de energía de muy baja potencia
• Sistemas de energy harvesting

3. Fundamentos de comunicación entre dispositivos inalámbricos en IoT:
• Espectro electromagnético
• Antenas
• Consideraciones de potencia. Balance de enlace
• Propagación de ondas radioeléctricas
• Control de la exposición de personas a campos electromagnéticos

Las prácticas consistirán en:

1. Montaje experimental de un microcontrolador y conexión a sensores/actuadores utilizando distintos protocolos de comunicación. Entradas/salidas digitales y analógicas. Acondicionamiento de señal.
2. Estudio de diferentes fuentes de energy harvesting y de sus sistemas de conversión de energía mediante montaje experimental y simulación.
3. Simulación de radiación de antenas y sistemas de comunicación por radio.

Bibliografía básica:
• Ziemann, V. (2023). A Hands-On Course in Sensors Using the Arduino and Raspberry Pi. Estados Unidos de América: CRC Press.
• Pizarro Pelaez, Jesús (2020). Internet de las cosas IOT con ESP. Manual práctico. Editorial Paraninfo.
• Pérez García, M. A., Álvarez Antón, J. C., Campo Rodríguez, J. C., Ferrero Martín, F. J., Grillo Ortega, G. J. (2004). Instrumentación electrónica. Thomson.
• Buyya, R., & Dastjerdi, A. V. (Eds.). (2016). Internet of Things: Principles and paradigms. Elsevier.
• Spies, P., Pollak, M., Mateu, L. (Eds.). (2015). Handbook of Energy Harvesting Power Supplies and Applications. Jenny Stanford Publishing.
• Arias Acuña, M., Rubiños López, Ó. (2011)- Radiocomunicación. Andavira Editorial. 978-84-8408-603-1.
• Hernando Rábanos, J.M. (2013) Transmisión por radio. Editorial Universitaria Ramón Areces, 7ª edición. 978-84-9961-106.

Bibliografía Complementaria:
• Fremantle, P. (2014). A reference architecture for the internet of things. WSO2 White paper.
• Hernando Rábanos, J.M., Mendo Tomás, L., Riera Salís, J.M. (2015). Comunicaciones móviles, Editorial Universitaria Ramón Areses, 3ª edición. 978-84-9961-208-9.
• ITU-R Recomendations (https://www.itu.int/pub/R-REC)

CNC4 - Determinar los dispositivos sensores y actuadores necesarios para aplicaciones IoT.
HBL4 - Desarrollar sistemas IoT de bajo consumo.
HBL5 - Desarrollar sistemas empotrados para aplicaciones IoT.
HBL12 - Aplicar los conocimientos adquiridos y resolver problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios y mulitidisciplinares, siendo capaces de integrar conocimientos.
CMP1 - Diseñar dispositivos IoT seleccionando los sensores/actuadores más adecuados para cada uso.

• Clases de teoría/Clase magistral: El profesorado expone los contenidos teóricos de la materia favoreciendo la discusión crítica y la participación del estudiantado. Como tarea previa, la documentación de cada sesión estará disponible en la página web de la materia y se espera que el estudiantado asista a la clase leyéndola previamente. En las sesiones magistrales se trabajan las competencias CNC4, HBL4, HBL5 y HBL12. El estudiantado tiene la oportunidad de resolver sus dudas en sesiones de atención personalizada. La cita con el/la profesor/a correspondiente debe ser solicitada y confirmada por correo electrónico, preferiblemente en el horario publicado en la web del centro. Los enlaces a los datos de contacto del profesorado están disponibles en la página web de la materia.
• Clases prácticas de laboratorio/Prácticas de laboratorio: En las sesiones de laboratorio el estudiantado aplica los métodos de diseño descritos en las clases magistrales. Todas las sesiones son guiadas y supervisadas por el profesorado CNC4, HBL4, HBL5, HBL12 y CMP1. En las prácticas de laboratorio se trabajan las competencias. El estudiantado tiene la oportunidad de resolver sus dudas en sesiones de atención personalizada. La cita con el/la profesor/a correspondiente debe ser solicitada y confirmada por correo electrónico, preferiblemente en el horario publicado en la web del centro. Los enlaces a los datos de contacto del profesorado están disponibles en la página web de la materia.
• Realización de trabajos tutelados/Trabajo autónomo: El estudiantado resuelve ejercicios relacionados con la materia de forma autónoma. Mediante esta metodología se trabajan las competencias CNC4, HBL4, HBL5, HBL12 y CMP1. El estudiantado tiene la oportunidad de resolver sus dudas en sesiones de atención personalizada. La cita con el/la profesor/a correspondiente debe ser solicitada y confirmada por correo electrónico, preferiblemente en el horario publicado en la web del centro. Los enlaces a los datos de contacto del profesorado están disponibles en la página web de la materia.

• Prácticas de laboratorio: 35%
Estas pruebas se realizarán durante las sesiones de prácticas de laboratorio. La calificación se basará en la realización de las tareas que se indiquen en los guiones de prácticas y en los informes que se deben entregar después de cada sesión.
• Resolución de problemas de forma autónoma: 10%
El alumnado resolverá un conjunto de problemas y/o ejercicios de forma autónoma, que se indicarán en sesiones de clases magistrales.
• Examen de preguntas de desarrollo: 35%
Se realizarán pruebas de preguntas de desarrollo que evalúan los contenidos impartidos en las clases teóricas y/o prácticas.
• Resolución de problemas y/o ejercicios: 20%
Se realizarán pruebas de problemas y/o ejercicios que evalúan los contenidos impartidos en las clases teóricas y/o prácticas.

Otros comentarios sobre la Evaluación
La materia puede ser superada con la nota máxima mediante evaluación continua (EC) o evaluación global (EG). Ambos métodos de evaluación son excluyentes. El/la estudiante que asista a más de 2 sesiones de laboratorio se considera que opta por la evaluación continua. No obstante, aquellos/as que deseen renunciar a la evaluación continua, podrán hacerlo en un plazo máximo de un mes antes de la finalización del bimestre.

1. Evaluación continua (EC)
El alumnado que opte por la modalidad de EC tendrá dos oportunidades de evaluación, la primera oportunidad al finalizar el bimestre y la segunda oportunidad al finalizar el curso.

1.1 Primera oportunidad de EC:
La primera oportunidad consta de un conjunto de pruebas que se realizarán a lo largo del bimestre. Las fechas de todas las pruebas se publicará en un calendario compartido y estará disponible al inicio del curso. El peso y el contenido de las pruebas es el siguiente:
- Examen de preguntas de desarrollo y Resolución de problemas y/o ejercicios (NExam):
Estas pruebas cubren todos los contenidos impartidos en las sesiones de teoría y/o de prácticas.
Se realizarán, al menos, dos pruebas de este tipo durante el período lectivo del bimestre, asegurando que ninguna de ellas supere el 40% de la nota final de la materia. El estudiantado supera esta parte si obtiene una nota NExam mayor o igual a 4 sobre 10.
- Resolución de problemas de forma autónoma (NExerc):
Consiste en un conjunto de problemas y/o ejercicios que se indican en las sesiones de teoría y que el alumnado debe entregar en determinadas fechas previamente estipuladas. Estas actividades se realizarán en horas de trabajo autónomo.
- Prácticas de laboratorio (NPrac):
El estudiantado debe simular y/o implementar de forma correcta los sistemas descritos en los guiones de las
prácticas y entregar un informe de resultados correspondiente a cada práctica. La calificación de cada práctica
depende de estos resultados. Las prácticas se pueden realizar de forma individual o en grupos de 2 o más estudiantes. En este último caso, la calificación puede ser diferente para cada integrante del grupo que asista a la práctica. Las prácticas tienen carácter obligatorio. El estudiantado debe asistir, al menos, al 80% de las mismas.

Calificación final de evaluación continua (Final_EC):
La calificación final de la EC ordinaria se obtiene de la siguiente forma:
Final_EC = (NExam*0.55 + NExerc*0.1 + NPrac*0.35) si NExam es mayor o igual a 4 y Final_EC es mayor o igual a 5;
Final_EC = min[(NExam*0.55 + NExerc*0.1 + NPrac*0.35), 4.9] en cualquier otro caso.

1.2 Segunda oportunidad de EC:
El estudiantado que no supere una o más de las pruebas de la evaluación continua en la primera oportunidad
pueden recuperar las siguientes partes en la segunda oportunidad:
• Pueden realizar un examen teórico y la nota que se obtiene sustituye a la anterior (NExam).
• Pueden completar las actividades prácticas y la nota que se obtiene sustituye a la anterior (NPrac).
La calificación final de la EC en la segunda oportunidad se obtiene de igual forma que en la primera.

2. Evaluación global (EG)
Al igual que la evaluación continua, el alumnado que opte por evaluación global tendrá dos oportunidades de
evaluación, primera oportunidad y segunda oportunidad. En ambos casos constará de las siguientes pruebas:
• Un examen en el que se evalúan todos los contenidos teóricos de la materia. Consiste en varios problemas y/o ejercicios y preguntas de desarrollo. Para superar el examen es necesario obtener una nota de 4 sobre 10. Esta prueba (NExam) representa el 60% de la nota final.
• Un examen práctico de diseño de sistemas con un grado de complejidad similar al de las prácticas de laboratorio realizadas durante el curso. El peso de esta evaluación (NPrac) representa el 40% de la nota final.

Calificación final de evaluación global (Final_EG):
La nota final (Final_EG) se obtiene de la siguiente manera:
Final_EG = (NExam*0.6 + NPrac*0.4) si NExam es mayor o igual a 4 y Final_EG es mayor o igual a 5;
Final_EG = min[(NExam*0.6 + NPrac*0.4), 4.9] en cualquier otro caso.

3. Otros comentarios
• El estudiantado podrá redactar sus informes, trabajos, exámenes o presentaciones en castellano, gallego o inglés.
• Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la “Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de cualificaciones”, que en su artículo 16 indica: La realización fraudulenta de algún ejercicio o prueba exigida en la evaluación de una asignatura implicará la calificación de suspenso en la convocatoria correspondiente, con independencia del proceso disciplinario que se pueda seguir contra el alumno infractor. Se considerará fraudulenta, entre otras, la realización de trabajos plagiados u obtenidos de fuentes accesibles al público sin reelaboración o reinterpretación y sin citas a los autores y de las fuentes.

Clases de teoría/Clase magistral – 22 horas presenciales + 36 horas no presenciales
Clases prácticas de laboratorio/Prácticas de laboratorio – 12 horas presenciales + 24 horas no presenciales
Realización de trabajos tutelados/Trabajo autónomo – 0 horas presenciales + 8 horas no presenciales
Realización de examenes – 2 horas presenciales + 0 horas no presenciales
Resolución de problemas y/o ejercicios – 0 horas presenciakes + 8.5 horas no presenciales