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

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Presentación del tema: "El proyecto de semestre una actividad curricular más allá de lo disciplinar Jaime A. Aguilar Z. Ingeniería Electrónica Programa con Acreditación de Alta."— Transcripción de la presentación:

1 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

2 Orden de la presentación Dimensiones del profesional Requerimientos para el Ingeniero Objetivos del proyecto de semestre Características del proyecto Habilidades desarrolladas Requerimientos para el éxito La evaluación Ejemplos de Proyectos de Semestre Conclusiones

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

4 Requerimientos para el Ingeniero Creativo Conceptual Participativo Líder Requerimientos asociados con tipos de competencias: Académica Argumentativa Comportamental Comunicativa Conceptual Creativa

5 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.

6 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.

7 SEMANA Distribución temporal ACTIVIDADCARACTERÍSTICA 1PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA PROYECTO DE INTEGRACIÓN VERTICAL 3FORMULACION DE CRONOGRAMA PRESENTACIÓN DE UN PLAN DE TRABAJO (GANT) 8PRIMERA ENTREGA DEL PROYECTO PRIMER AVANCE DEL PROYECTO, SUSTENTACIÓN E INFORME ESCRITO 12SEGUNDA ENTREGA DEL PROYECTO SEGUNDO AVANCE DEL PROYECTO, SUSTENTACIÓN E INFORME ESCRITO 16ENTREGA FINALSUSTENTACIÓN PUBLICA EJECUCIÓN DEL PROYECTO DOCUMENTO FINAL ESCRITO TÉCNICO

8 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.

9 Requerimientos para el éxito Verificar la existencia de recursos para prever resultados satisfactorios. Cumplimiento riguroso del plan de trabajo. Se enseña con el ejemplo.

10 La evaluación ActividadInstrumentosHabilidades Comunicativas Aprender Electrónica Metodologia De La Investigación Presentación de propuesta de solución del problema y cronograma Documento Escrito X Primera EntregaDocumento Escrito, Sustentación XXXX XXXX X Segunda EntregaDocumento Escrito, Sustentación XXXX XXXX X Entrega FinalPaper Documento, Sustentación Y Ejecución XXXXXX XXX XXX XXXX

11 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)

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14 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 99 C. 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

15 Ejemplos – Cuarto Semestre 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: CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

16 Ejemplos – Cuarto Semestre 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: CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

17 Ejemplos – Cuarto Semestre 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: CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

18 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

19 Ejemplos – Quinto Semestre 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: ELECTRÓNICA I, CIRCUITOS ELÉCTRICOS II Y SEÑALES Y SISTEMAS

20 Ejemplos – Quinto Semestre 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: ELECTRÓNICA I, CIRCUITOS ELÉCTRICOS II Y SEÑALES Y SISTEMAS

21 Ejemplos – Quinto Semestre 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: ELECTRÓNICA I, CIRCUITOS ELÉCTRICOS II Y SEÑALES Y SISTEMAS

22 Ejemplos – Quinto Semestre 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

23 Ejemplos – Quinto Semestre 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

24 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

25 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

26 Ejemplos – Séptimo Semestre TELE-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

27 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, ELECTRÓNICA III, INGENIERIA DE SOFTWARE

28 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, ELECTRÓNICA III, INGENIERIA DE SOFTWARE

29 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

30 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

31 Sistema Multitarea para Comunicación de Voz y Simulación Lógica - Resultados

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

40 Conclusiones Favorecimiento del trabajo colectivo en convivencia Facilidad futura para abordar el trabajo de grado

41 Conclusiones El 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

42 GRACIAS !! Programa de Ingeniería Electrónica Pontificia Universidad Javeriana Cali Programa con Acreditación de Alta Calidad Resolución M.E.N 746 del 9 de Marzo de 2005


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