El proyecto de semestre una actividad curricular más allá de lo disciplinar Jaime A. Aguilar Z. Ingeniería Electrónica Programa con Acreditación de Alta

El proyecto de semestre una actividad curricular más allá

de lo disciplinar

Jaime A. Aguilar Z.Ingeniería Electrónica

Programa con Acreditación de Alta Calidad Resolución M.E.N 746 del 9 de Marzo de

2005

XXXV AÑOS INSTITUTO TECNOLOGICO MUNICIPAL ANTONIO JOSE

CAMACHO

Orden de la presentación

Dimensiones del profesionalRequerimientos para el Ingeniero

Objetivos del proyecto de semestreCaracterísticas del proyecto

Habilidades desarrolladasRequerimientos para el éxito

La evaluaciónEjemplos de Proyectos de Semestre

Conclusiones

Dimensiones del Profesional

Dentro del modelo de competencias involucra los tres ejes, junto con habilidades y actitudes.

Requerimientos para el Ingeniero

Creativo

Conceptual

Participativo

Líder

Requerimientos asociados con tipos de competencias:•Académica•Argumentativa•Comportamental•Comunicativa•Conceptual•Creativa

Objetivos del Proyecto de Semestre

Incentivar la capacidad investigativa en los estudiantes.

Manifestar una coherencia curricular.

Fortalecer habilidades alrededor de la lecto-escritura.

Fortalecer los procesos de planeación y ejecución de trabajos en ingeniería.

Características del Proyecto de Semestre

Formulación de un proyecto de mediana complejidad por parte del colectivo docente

del semestre.

Concepción planificada de la solución del problema.

Evaluación con el colectivo docente en forma periódica y programada.

Formalidad de reportes técnicos.

Verificación práctica y sustentada.

SEMANA

Distribución temporalACTIVIDAD CARACTERÍSTIC

A1 PRESENTACIÓNDEL PROBLEMA

PROYECTO DE INTEGRACIÓN VERTICAL

3 FORMULACION DE CRONOGRAMA

PRESENTACIÓN DE UN PLAN DE TRABAJO

(GANT)8 PRIMERA ENTREGA DEL

PROYECTOPRIMER AVANCE DEL

PROYECTO, SUSTENTACIÓN E INFORME ESCRITO

12 SEGUNDA ENTREGA DEL PROYECTO

SEGUNDO AVANCE DEL PROYECTO,

SUSTENTACIÓN E INFORME ESCRITO

16 ENTREGA FINAL SUSTENTACIÓN PUBLICAEJECUCIÓN DEL

PROYECTODOCUMENTO FINALESCRITO TÉCNICO

Requerimientos para el éxito

Vinculación mayoritaria de profesores de planta en el semestre. En caso

contrario, facilitar el tiempo al cátedra.Convencimiento del conjunto de

profesores y estudiantes de la bondad del proyecto.

Presencia de un líder profesoral por semestre.

Requerimientos para el éxito

Verificar la existencia de recursos para prever resultados satisfactorios.

Cumplimiento riguroso del plan de trabajo. “Se enseña con el ejemplo.”

La evaluaciónActividad Instrumentos Habilidades

ComunicativasAprender Electrónica

Metodologia De La Investigación

Presentación de propuesta de solución del problema y cronograma

Documento Escrito

X

Primera Entrega Documento Escrito, Sustentación

XX

XX

X

Segunda Entrega Documento Escrito, Sustentación

XX

XX

X

Entrega Final PaperDocumento, Sustentación Y Ejecución

XXX

XXX

XX

EVALUACIÓN

• Cronograma: 5%• Primera entrega: 17% (HC:2,AE:5,MI:10)• Segunda entrega: 27% (HC:2,AE:15,MI:10)• Entrega final: 51%

– Documento técnico: 5% (HC:2,MI:3)– Documento general: 9% (HC:2,AE:5,MI:2)– Sustentación: 7% (HC:2,AE:5)– Ejecución: 30% (AE:30)

Evaluación

Evaluación

Ejemplos – Cuarto Semestre

Sistema digital de medición de temperatura

• Se busca diseñar un sistema de medida de temperatura que tenga visualización digital en un rango entre 1 y 99C. El sistema deberá tener sensibilidad mínima de un grado y como máximo un margen de error de ±1 grado centígrado.

• El sensor de temperatura deberá ser de la familia LM135 de Nacional semiconductor.

• El sistema de visualización debe ser de visualización numérica.

• La presentación final del medidor debe ser la especificada en la figura 1.

• Requerimientos:• El sistema debe ser portátil y funcionar

indiferentemente con baterías o un adaptador AC-DC.

• La conversión de señal análoga digital debe ser implementada Amplificadores operacionales, reguladores y resistencias.

ASIGNATURAS:

CIRCUITOS ELÉCTRICOS I


BALANZA ELECTRONICA AJUSTABLE

• Diseñar un sistema de medida de peso de baja resolución. El punto de trabajo debe ajustarse con una perilla en pasos de ½ de libra (250 gramos) hasta un peso máximo de 4 libras.

• Mediante verificación visual se hará el ajuste del peso del producto.

• Cuando el peso coincida con el peso ajustado con un margen de error de ± 5 gramos se debe activar un estímulo visual y auditivo que le indique al usuario que llegó al peso indicado. El estímulo debe sonar y verse durante un tiempo programado.

ASIGNATURA:



JUEGO ELECTRONICO DE IDENTIFICACION DE

SECUENCIAS • El objetivo del proyecto es elaborar una aplicación

para niños con deficiencias en el aprendizaje y sirve de ayuda pedagógica a los profesionales que trabajan con ellos.

• El juego didáctico busca que el estudiante con un conjunto de cuatro fichas de diferente color (o figura), las ubique en un tablero en una secuencia específica, asignada por el profesional de apoyo.

• Desde el punto de vista de desarrollo electrónico el sistema consta de cuatro fichas con contactos eléctricos y colores que las diferencia.

• El orden de la secuencia es fijo, en el caso real lo define el profesional de ayuda al estudiante y se muestra en el tablero de la Figura 2 y corresponde a una de 16 posibles combinaciones entre las cuatro fichas que se ubican en el tablero.

• Cuando las fichas se ponen en la secuencia correcta, y al pulsar un botón de PLAY, el tablero debe emitir un estímulo visual y auditivo, tal como una melodía, acompañada de un juego de luces, o una luz piloto. Si la secuencia es incorrecta, no debe ocurrir estímulo.

ASIGNATURA:



JUEGO ELECTRONICO DE ORIENTACIÓN

• Se trata de crear un juego electrónico de orientación de aplicación pedagógica para niños.

• El pediatra coloca una ficha sobre una base que puede rotar libremente en ángulos entre 0 y 360 grados, el niño tiene a su disposición una base igual en la que coloca otra ficha y la orienta de tal forma que la orientación coincida con la de la ficha del pediatra con una diferencia angular de máximo 10.

• En el momento en que la coincidencia en la orientación ocurra, el niño debe recibir un estímulo visual y auditivo, al mismo tiempo debe encenderse en la consola del pediatra, un letrero en el que se visualice el ángulo en el cual coincidieron las fichas para ocho posibles ángulos 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270, 315. ( El más aproximado a la ubicación de la ficha ).ASIGNATURA:


Ejemplos – Quinto Semestre

SISTEMA AFINADOR DE GUITARRAS.

• El afinador de guitarras debe mostrar en por lo menos cinco leds qué tanto la nota emitida por una cuerda de una guitarra corresponde con la nota que le corresponde en la escala natural. Cada grupo tendrá una cuerda asignada.

• El afinador de guitarras debe incluir un micrófono para introducir la señal proveniente de la guitarra.

• El tercer led debe encenderse cuando la frecuencia de entrada está en un ±5% de la frecuencia de la escala.

• El led 2 debe encenderse cuando la frecuencia de entrada está en -10% de la frecuencia de la escala y el led 4 debe encenderse cuando la frecuencia de entrada está en +10% de la frecuencia de la escala musical.

• El primer led se debe encender cuando la frecuencia de entrada está en -20% de la escala asignada. Así mismo, el led 5 se debe encender cuando la frecuencia de entrada está en +20% de la frecuencia de la escala asignada.

• El encendido de cada led debe estar en un rango de ±5% de su frecuencia central. Sólo debe haber un único led encendido a la vez.

• El afinador de guitarras debe ser capaz de procesar una señal de hasta -50dB proveniente de la guitarra.

ASIGNATURAS:

ELECTRÓNICA I, CIRCUITOS ELÉCTRICOS II Y SEÑALES Y SISTEMAS


CONTROL DE UN DISPOSITIVO ELECTRICO CANECTADO A LA RED DE 120Vac

• Consiste en diseñar un módulo transmisor y tres módulos receptores usando comunicación por la línea eléctrica de 120 voltios/ 60Hz.

• El módulo transmisor es capaz de generar señales diferentes hasta para tres módulos receptores.

• Cada módulo receptor se accede con una única señal y es capaz de distinguirla entre varias enviadas por el módulo transmisor.

• Cuando el módulo receptor identifica la señal enviada por el módulo transmisor, el módulo receptor enciende o apaga un bombillo conectado a él y permanece en este estado hasta recibir otra señal igual. Quiere decir que la detección de la señal implica un cambio de estado del bombillo.

• En cada módulo receptor debe estar conectado un bombillo de corriente alterna a 60 hertz y 120 voltios.

• Tanto los módulos receptores como el módulo transmisor, deben tener cada uno una fuente de alimentación para su consumo propio, a partir de la señal de 120 voltios/ 60 hz.

• Todos los elementos que se van a usar en este proyecto, deben ser elementos pasivos, transistores, transformadores y/o amplificadores operacionales.

• Cada grupo de trabajo crea su propio protocolo de comunicación.

ASIGNATURAS:



MEDIDOR DE POTENCIA APARENTE, POTENCIA ACTIVA Y FACTOR DE POTENCIA

• El proyecto consiste en diseñar y construir un dispositivo para medir la potencia aparente, la potencia activa y el factor de potencia de una red de alimentación monofásica con cargas inductivas o capacitivas. Las especificaciones técnicas son las siguientes:

• Rango de voltaje de la red: de 1 a 120 voltios rms.• Valores de frecuencia de la red: 50, 60 y 100 hertz.• Corriente máxima de carga: 500 miliamperios• Visualización: Análoga• Tipo de señal de la red: cualquiera, con filtrado a la primera

armónica.

ASIGNATURAS:



ECUALIZADOR MEZCLADOR DE SEÑAL DE AUDIO

• Se debe diseñar y construir un circuito capacitado para discriminar las componentes de una señal de audio y visualizar su amplitud relativa en tres tonos diferentes, medios, altos y bajos.

• Se podrá reconstruir la señal usando amplificación o atenuación separada y variable para cada uno de los tonos discriminados con anterioridad de tal forma que se puedan realzar los bajo medios o altos en una señal mezclada o eliminar algunos de ello de la señal original.

• Esta amplificación separada variable puede hacerse mediante un juego de tres perillas las cuales proporcionen relaciones de amplificación o atenuación separadas.

• Los detalles del funcionamiento son:• Se debe visualizar en forma digital la amplitud de la

señal de audio en sus tres componentes tonales. Bajos medios y Altos.

• La señal que ingresa se obtiene de una consola de sonido como un Radiocasete portátil, grabadora, Discman o similares, cuya construcción no hace parte del proyecto..

• La señal mezclada saliente debe poder escucharse en sistema de reproducción de salida, parlante o similares.

• Un diagrama de bloques del sistema completo se observa en la figura.

ASIGNATURAS:



CONTROLADOR DE MOTORES ACTIVADO POR FRECUENCIA Y FORMA DE ONDA

• Se debe diseñar y construir un circuito capacitado para controlar un conjunto de tres motores instalados en una planta, cuya elección es libre, se debe visualizar la velocidad de cada motor de forma digital.

• ESPECIFICACIONES• El circuito de control de motores, tiene dos modos de

operación, manual o automático.• En modo manual, se debe encender cada motor según

la forma de onda de una señal recibida desde un generador de funciones. Cuando no se reciba ninguna señal, por supuesto, los tres motores deben estar apagados.

• En modo automático, se debe encender o apagar cada motor según la frecuencia de una señal de audio recibida desde una consola. Si la señal de audio viene mezclada, es decir contiene varias frecuencias( Como una canción o algo así ), deben encenderse simultáneamente los motores correspondientes

• La velocidad del motor debe ser proporcional a la intensidad de la onda recibida en la frecuencia o en la forma de onda asociada según sea el modo de operación.

• La visualización de la velocidad de los motores debe hacerse en forma digital.

• La consola puede ser un radio o grabadora, walkman o semejantes, la construcción de la consola ni la del generador de funciones hacen parte del proyecto.

• El comportamiento del sistema se simulará utilizando el programa Matlab. Esta simulación debe incluir el tratamiento de las señales y el comportamiento dinámico de los motores, de acuerdo con las especificaciones dadas anteriormente.

ASIGNATURAS:

ELECTRÓNICA I, CIRCUITOS ELÉCTRICOS II Y SEÑALES Y

SISTEMAS


CONTROLADOR DE MOTORES ACTIVADO POR FRECUENCIA Y FORMA DE ONDA

• Se debe diseñar y construir un circuito capacitado para controlar un conjunto de tres motores instalados en una planta, cuya elección es libre, se debe visualizar la velocidad de cada motor de forma digital.

• ESPECIFICACIONES• El circuito de control de motores, tiene dos modos de

operación, manual o automático.• En modo manual, se debe encender cada motor según

la forma de onda de una señal recibida desde un generador de funciones. Cuando no se reciba ninguna señal, por supuesto, los tres motores deben estar apagados.

• En modo automático, se debe encender o apagar cada motor según la frecuencia de una señal de audio recibida desde una consola. Si la señal de audio viene mezclada, es decir contiene varias frecuencias( Como una canción o algo así ), deben encenderse simultáneamente los motores correspondientes

• La velocidad del motor debe ser proporcional a la intensidad de la onda recibida en la frecuencia o en la forma de onda asociada según sea el modo de operación.

• La visualización de la velocidad de los motores debe hacerse en forma digital.

• La consola puede ser un radio o grabadora, walkman o semejantes, la construcción de la consola ni la del generador de funciones hacen parte del proyecto.

• El comportamiento del sistema se simulará utilizando el programa Matlab. Esta simulación debe incluir el tratamiento de las señales y el comportamiento dinámico de los motores, de acuerdo con las especificaciones dadas anteriormente.

ASIGNATURAS:

ELECTRÓNICA I, CIRCUITOS ELÉCTRICOS II Y SEÑALES Y

SISTEMAS

Ejemplos – Sexto Semestre

CONTROL DE UNA MESA X-Y • Realizar el control de una mesa X-Y

que permita dibujar en papel o acetato una figura previamente definida a través de un computador.

• ESPECIFICACIONES: • Se desea realizar el control de una

mesa X-Y según el esquema que se observa en la figura 1. La estructura física estará constituida por una de las plantas de Telemec, (encargada del movimiento en el eje X, usando el Motor 1), a la cual se le adicionará un sistema de bandeja porta papel (encargado del movimiento en el eje Y, usando el Motor 2) con el fin de poder trazar en una hoja de 50 cm. x 30 cm., a través de un lápiz o marcador fijo al sistema de desplazamiento en el eje X, una figura previamente definida en el computador.

ASIGNATURAS:

SISTEMAS DE CONTROL I, ELECTRÓNICA II, LOGICA

DIGITAL, PROGRAMACIÓN DE BAJO NIVEL

Ejemplos – Sexto Semestre

REALIZAR EL CONTROL DE UN MODELO A ESCALA DE UNASCENSOR DE 4 PISOS

• ESPECIFICACIONES• Se controlará una de las plantas de Telemec actuando

como un ascensor de 4 pisos. Cada piso deberá estar marcado visiblemente, el ascensor debe posicionarse en cada piso con un error máximo de ±0.5cm. El control debe permitir que el ascensor tenga un arranque y una parada suave del ascensor, así como una velocidad constante entre pisos.

• El teclado conectado al circuito digital, será el panel de control del interior del ascensor. Contendrá botones para indicar el piso de destino (1,2,3 ó 4) y un botón de parada de emergencia que detendrá el ascensor en el piso más cercano.

• El PC facilitará el panel de llamado al ascensor en cada uno de los 4 pisos. Tendrá asociados a cada piso botones de subir, bajar, que indicarán el sentido a seguir por quien llame al ascensor.

• Teniendo en cuenta los controles interno (teclado) y externo (en el PC) del ascensor, hay dos formas de generar eventos o programar la ruta del ascensor: con un llamado al ascensor utilizando el PC o indicando el piso de destino desde el teclado. En cualquiera de los dos casos, debe mantenerse un registro de eventos indicando cuales serán los pisos a visitar y en que orden debe hacerlo.

• El ascensor debe permanecer durante un tiempo de 5 segundos, al llegar a un piso que deba visitar.

• En el PC deberá mostrarse la posición actual del ascensor y los pisos en que está planeado que el ascensor se detenga.

ASIGNATURAS:

SISTEMAS DE CONTROL I, ELECTRÓNICA II, LOGICA

DIGITAL, PROGRAMACIÓN DE BAJO NIVEL

Ejemplos – Séptimo SemestreTELE-OPERACIÓN Y CONTROL DIGITAL DE UN SISTEMA PLACA - VENTILADOR

• Se desea realizar la operación remota y el control digital de un sistema Placa – Ventilador, a través del teclado asociado a un sistema microprocesado.

• ESPECIFICACIONES: • Realizar el control de posición angular de la placa de un sistema Placa-Ventilador, según el

esquema que se observa en la figura 1.• Desde el teclado se enviará una secuencia de valores de ángulo y tiempo, de forma que se

constituya un “perfil de posiciones” que la placa deberá seguir con el mínimo error posible.• La construcción de la estructura física estará a cargo del grupo de trabajo. • En el sistema microprocesado deberá existir un sistema de visualización, de forma que sea posible

verificar los valores introducidos.• Las constantes de tiempo para el perfil, tendrán nueve (9) posibles niveles, que serán

interpretados en el PC de acuerdo con la configuración que se coloque en este.• Se introducirán valores de ángulos entre 0 y 45 grados.• • El PC deberá tener entre sus funciones la visualización de las siguientes variables: Posición

angular de la placa, Velocidad angular del motor y Voltaje aplicado al motor (esfuerzo de control)• La Transmisión y Recepción de los datos deberá realizarse por RF

ASIGNATURAS: SISTEMAS DE COMUNICACIÓN, SISTEMAS DE CONTROL II, ARQUITECTURA DE COMPUTADORES I,

ELECTRÓNICA III, INGENIERIA DE SOFTWARE

Ejemplos – Séptimo Semestre

CONTROL DIGITAL DE UNA MESA X-Y • OBJETIVO: Realizar el control digital de una

mesa X-Y que permita dibujar en papel o acetato una figura previamente definida a través del teclado asociado a un microprocesador.

• ESPECIFICACIONES: • Se desea realizar el control de una mesa X-Y

según el esquema que se observa en la figura 1. La estructura física estará constituida por una de las plantas de Telemec, (encargada del movimiento en el eje X, usando el Motor 1), a la cual se le adicionará un sistema de bandeja porta papel (encargado del movimiento en el eje Y, usando el Motor 2) con el fin de poder trazar en una hoja de 50 cm. x 30 cm., a través de un lápiz o marcador fijo al sistema de desplazamiento en el eje X, una figura previamente definida con el teclado que se encontrará conectado a un microprocesador.

ASIGNATURAS: SISTEMAS DE COMUNICACIÓN, SISTEMAS DE CONTROL II, ARQUITECTURA DE COMPUTADORES I,


Ejemplos – Séptimo Semestre

SISTEMA DE CONTROL PARA UN MOTOR CD UTILIZANDO

SWITCHING SUPPLY, CON VISUALIZACION Y CONTROL

REMOTO A TRAVES DE ENLACE ÓPTICO

• Especificaciones• El objetivo final del proyecto es realizar el control digital

en lazo cerrado de la velocidad de un motor DC. Para esto deberá controlarse (también en un lazo cerrado discreto) el nivel DC de una switching supply, que proporcione una corriente máxima de 1.5A y un rango de voltaje regulado de operación de 5 a 15V. La potencia de la fuente debe tomarse directamente de la línea de distribución eléctrica.

• Como estrategia de control para la regulación de la switching supply, los estudiantes deben proponer además de la estrategia convencional (proporcional), otra estrategia de control y comparar su desempeño al suministrar potencia al motor.

• La velocidad deseada en el motor, se seleccionará desde un sitio remoto utilizando un teclado. Además en el sitio remoto se contará con un visualizador que indicará la velocidad actual del motor y el voltaje aplicado por la fuente al mismo.

• La distancia mínima del enlace óptico será de 3m.ASIGNATURAS: SISTEMAS DE COMUNICACIÓN, SISTEMAS DE CONTROL II, ARQUITECTURA DE COMPUTADORES I,


Ejemplos – Octavo Semestre

SISTEMA MULTITAREA PARA COMUNICACIÓN DE VOZ Y

SIMULACIÓN LÓGICA • ESPECIFICACIONES • Diseñar e implementar un sistema constituido

por microprocesadores conectados a una IN. Cada microprocesador representa una terminal telefónica equipada con micrófono parlante y teclado.

• Se puede ingresar estimulos para la simulación en el PC local y/o el número del usuario a llamar la red administra el flujo de datos entre usuarios para poder visualizar el tiempo de conversación y la simulación en el PC local y en el remoto.

• El proyecto se divide en cinco bloques: PC local, PC remoto, programas de tarificación y simulación, microprocesador, red de interconexión y dispositivos periféricos.

• El sistema debe entregar la siguiente información

• Tarificación de la llamada.

ASIGNATURAS: COMUNICACIÓN DE DATOS, MICROPROCESADORES, ARQUITECTURA DE COMPUTADORES II, DISEÑO ELECTRÓNICO

Ejemplos – Octavo Semestre

ANALIZADOR DIGITAL DISTRIBUIDO CON VISUALIZACIÓN REMOTA VIA INTERNET

• Diseñar e implementar un analizador de señales el cual permite leer la respuesta de un circuito CUT ( Circuit Under Test ) basado en un sistema microprocesado.

ESPECIFICACIONES • El analizador lógico debe recoger las señales producidas por un circuito bajo

prueba, enviarlas por medio de una red de interconexión a un PC visor que se encarga de visualizar los datos.

• La tareas de sensado y estimulación del circuito bajo prueba son realizadas por un conjunto de microcontroladores que además tienen la labor de simular el circuito. La información de de simulación que es arrojada por los microcontroladores, es a su vez enviada hacia el PC visor vía internet en donde es comparada con los resultados del circuito real

• El proyecto consta de un circuito sumador, un contador un multiplicador y un ALFSR.

ASIGNATURAS: COMUNICACIÓN DE DATOS, MICROPROCESADORES, ARQUITECTURA DE COMPUTADORES II, DISEÑO ELECTRÓNICO

Sistema Multitarea para

Comunicación de Voz y Simulación Lógica - Resultados















ConclusionesEl estudiante se vuelve protagonista en su proceso de formación. El proceso educativo pasa de ser instructivo a propositivo.

ConclusionesFavorecimiento del trabajo colectivo

en convivencia

Facilidad futura para abordar el trabajo de grado

ConclusionesEl futuro egresado puede insertarse fácilmente a grupos empresariales o de investigación con una actitud más deliberante.

El trabajo ha sido reconocido Nacionalmente por el premio ACOFI 2001 “Educación para el tercer milenio”

GRACIAS !!

Programa de Ingeniería ElectrónicaPontificia Universidad Javeriana

Cali

Programa con Acreditación de Alta Calidad Resolución M.E.N 746 del

9 de Marzo de 2005

Documents

El proyecto de semestre una actividad curricular más allá de lo disciplinar Jaime A. Aguilar Z. Ingeniería Electrónica Programa con Acreditación de Alta