https://hdl.handle.net/2238/10536 2026-06-13T22:14:45Z https://hdl.handle.net/2238/18942 Diseño de un ambiente de verificación formal basado en SystemVerilog Assertions para una unidad aritmética lógica de punto flotante Quirós-Barrantes, Josué Este proyecto desarrolla un entorno de verificación formal para la unidad aritmética lógica de punto flotante (FPU) del microcontrolador SIWA. Se requiere validar la ALU exhaustivamente antes de integrarla al estándar RISC-V con extensión F. La verificación se realizó con SystemVerilog Assertions y VC Formal, siguiendo un enfoque grey box para evaluar cada etapa interna del sumador y del multiplicador en precisión simple IEEE-754. Se definieron aserciones para comprobar el correcto desempaquetado, alineamiento de exponentes, suma y resta de mantisas, normalización, redondeo, empaquetado y manejo de excepciones. El entorno permitió identificar fallos funcionales y validar comportamientos críticos como overflow, underflow y NaN. El resultado es un flujo estructurado y reproducible que fortalece la confiabilidad del diseño y sienta la base para futuras verificaciones de la FPU completa.; This project develops a formal verification environment for the floating-point arithmetic logic unit (FPU) of the SIWA microcontroller. The ALU must be thoroughly validated before being integrated into the RISC-V standard with the F extension. The verification was performed using SystemVerilog Assertions and VC Formal, following a grey-box approach to evaluate each internal stage of the adder and multiplier in IEEE-754 single precision. Assertions were defined to check correct unpacking, exponent alignment, mantissa addition and subtraction, normalization, rounding, packing, and exception handling. The environment enabled the identification of functional failures and the validation of critical behaviors such as overflow, underflow, and NaN. The result is a structured and reproducible flow that strengthens the design’s reliability and establishes the foundation for future verification of the complete FPU. Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Electrónica) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electrónica, 2025. 2025-12-03T00:00:00Z https://hdl.handle.net/2238/18941 Desarrollo de un prototipo de collar inteligente para gestión de ganado con monitoreo de desplazamiento, temperatura y cercas virtuales Rivera-Solís, Jeison Manuel El presente proyecto desarrolla un sistema integral de monitoreo para ganado en lechería mediante un collar inteligente de bajo costo, diseñado para registrar temperatura corporal, rastrear la ubicación periódicamente mediante GPS y generar alertas por cruce de cercas virtuales configurables. El dispositivo integra sensores y módulos electrónicos de bajo consumo, junto con tecnologías de comunicación que permiten la transmisión continua y fiable de datos. La implementación del prototipo permitió validar las funcionalidades principales del sistema: medición de temperatura con alta precisión, rastreo geográfico estable bajo condiciones adecuadas de señal y detección efectiva de eventos relacionados con límites virtuales. Los resultados obtenidos evidencian beneficios potenciales en el bienestar animal, la gestión eficiente del hato y la reducción de costos operativos. Asimismo, se desarrolló una plataforma digital que facilita el análisis de información y respalda la toma de decisiones basada en datos en tiempo real. El avance logrado demuestra la viabilidad técnica de la propuesta y su potencial para impulsar una ganadería más moderna, tecnificada y sostenible, accesible para pequeños y medianos productores.; This project presents the development of an integrated monitoring system for dairy cattle using a low-cost smart collar designed to record body temperature, periodically track location via GPS, and generate alerts when crossing configurable virtual fences. The device incorporates low-power sensors and electronic modules, along with communication technologies that enable continuous and reliable data transmission. The prototype implementation enabled the validation of the system’s main functionalities: high-precision temperature measurement, stable geographic tracking under adequate signal conditions, and effective detection of events related to virtual fence boundaries. The results demonstrate potential benefits in animal welfare, efficient herd management, and reduced operational costs. In addition, a digital platform was developed to facilitate data analysis and support decision-making based on real-time information. The progress achieved confirms the technical feasibility of the proposal and its potential to promote a more modern, technology-driven, and sustainable livestock system, accessible to small and medium-scale producers. Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Electrónica) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electrónica, 2025.; Esta tesis cumple con el objetivo ODS 2: poner fin al hambre, lograr la seguridad alimentaria y la mejora de la nutrición y promover la agricultura sostenible. Meta c: aumentar, incluso mediante una mayor cooperación internacional, las inversiones en infraestructura rural, investigación y servicios de extensión agrícola, desarrollo tecnológico y bancos de genes de plantas y ganado a fin de mejorar la capacidad de producción agropecuaria en los países en desarrollo, particularmente en los países menos adelantados. 2025-11-25T00:00:00Z https://hdl.handle.net/2238/18939 Sistema embebido para el monitoreo de variables fisiológicas en ganado bovino en la Región Huetar Atlántica Gómez-Gutiérrez, Asdrúbal El Estrés Térmico (ET) en el ganado bovino representa una pérdida significativa de productividad en la Región Huetar Atlántica, motivando el diseño e implementación de un sistema prototipo de bajo costo para el monitoreo de Temperatura Corporal (TC), Frecuencia Cardíaca (FC) y Frecuencia Respiratoria (FR). La metodología se centró en garantizar la robustez algorítmica, implementando una cadena de filtrado en cascada (Filtro de Kalman y heurísticos) optimizada para el microcontrolador limitado ATmega328P. Los resultados validaron esta estrategia con una drástica mitigación del ruido, evidenciada por la reducción del Error Cuadrático Medio (MSE) del 99.12% para TC, 91.68% para FR y 88.84% para FC, lo que valida la estabilidad de los datos en las tres métricas. Aunque el sistema demostró un error de medición sistemático (offset) en comparación con la instrumentación veterinaria, este error fue cuantificado y es predecible (-0.75 °C en TC, -3.30 BPM en FC, y +4.59 RPM en FR). Se concluye que el sistema provee una herramienta fiable y económica para la Ganadería de Precisión, ya que la estabilidad de los datos es suficiente para el monitoreo de tendencias, lo que justifica la inversión en esta tecnología para activar protocolos de mitigación de estrés y optimizar la eficiencia productiva. Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Electrónica) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electrónica, 2025.; Esta tesis cumple con el objetivo ODS 9: garantizar una educación inclusiva y equitativa de calidad y promover oportunidades de aprendizaje permanente para todas las personas. Meta 4: modernizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles, utilizando los recursos con mayor eficacia y promoviendo la adopción de tecnologías y procesos industriales limpios y ambientalmente racionales, y logrando que todos los países tomen medidas de acuerdo con sus capacidades respectivas. 2025-11-28T00:00:00Z https://hdl.handle.net/2238/18936 Desarrollo de un nodo de sensado de bajo costo para la recopilación de datos ambientales Rivera-Moya, Federico Andrés Este trabajo presenta el desarrollo de un sistema de sensado ambiental de bajo costo para medir parámetros de calidad de aire, temperatura, humedad y ruido en entornos urbanos. Surge como respuesta a la necesidad de sistemas accesibles y replicables que permitan obtener información ambiental con mayor cobertura que las opciones actuales, proveyendo datos actualizados con un potencial de aplicación en el contexto de Costa Rica como destino turístico inteligente. El sistema integra sensores comerciales controlados por un microcontrolador basado en ESP32S3, que transmite los datos recolectados a una central mediante comunicación LoRa y los publica en la nube a través de la plataforma Adafruit IO. Se desarrolló el diseño electrónico del sistema, la programación modular del mismo y pruebas de campo y autonomía para evaluar estabilidad y fiabilidad de la comunicación, además del posible tiempo de actividad del sistema. Los resultados evidencian una transmisión estable con RSSI entre–70 y–50 dBm y SNR entre 9 y 12 dB, con concordancia entre los datos recibidos y los registrados en la nube. El sistema demuestra ser una alternativa de accesible costo, escalable y eficiente, estableciendo una base para la futura implementación de una red de monitoreo ambiental.; This work presents the development of a low-cost environmental sensing system designed to measure air quality, temperature, humidity, and noise parameters in urban environments. It arises in response to the need of accessible and replicable systems capable of providing environmental information with broader coverage than current alternatives, offering updated data with potential applications within the context of Costa Rica as a smart tourist destination. The system integrates commercial sensors controlled by an ESP32S3-based microcontroller, which transmits the collected data to a central unit via LoRa communication and publishes them on the cloud through the Adafruit IO platform. The project involved the electronic design of the system, its modular programming, and field and autonomy tests to evaluate communication stability, reliability, and operational lifetime. The results show stable transmission with RSSI values between–70 and–50 dBm and SNR values between 9 and 12 dB, with strong consistency between the received and cloud-stored data. The system proves to be a cost-effective, scalable, and efficient alternative, establishing a baseline for the future creation of an environmental monitoring network. Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Electrónica) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electrónica, 2025. 2025-11-26T00:00:00Z