INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICO IBEROTEC SEMESTRE ACADÉMICO: 2014-II SÍLABO

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1 INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICO IBEROTEC SEMESTRE ACADÉMICO: 014-II 1. DATOS GENERALES SÍLABO UNIDAD DIDÁCTICA : DISPOSITIVOS Y CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS MÓDULO : DESARROLLO CON MICROCONTROLADORES Y SISTEMAS EMBEBIDOS TIPO DE MÓDULO : PROFESIONAL CARRERAS : - SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES -TELEMÁTICA DURACIÓN : 90 Horas CRÉDITOS : DESCRIPCIÓN Esta unidad didáctica brinda una introducción al mundo de los circuitos eléctricos y electrónicos mediante una revisión de los principales componentes y sus aplicaciones. Se inicia con la revisión de conceptos básicos de circuitos eléctricos, la identificación de componentes y dispositivos electrónicos fundamentales. Se presentan aplicaciones de circuitos analógicos y de circuitos digitales, en sus formas combinacionales, secuenciales y programables. En cada actividad se introduce los fundamentos teóricos acompañados de la identificación física de los dispositivos y del montaje de algún circuito práctico que demuestre su comportamiento. Adicionalmente por cada actividad se contempla el montaje de un mini proyecto de aplicación o la implementación de un proyecto final. Dispositivos y circuitos eléctricos y electrónicos Pág. 1

2 3. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE No. ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE (AA) 1 Introducción a los elementos y leyes de los circuitos eléctricos Introducción a los dispositivos electrónicos y circuitos analógicos CONTENIDO (C) Conceptos básicos de electricidad, voltaje, corriente, potencia y energía eléctrica. Corriente eléctrica directa y alterna. Aplicaciones. LAB01: Equipos de laboratorio: Multímetro, Fuente de poder, protoboard. Mediciones eléctricas Circuito eléctrico resistivo, resistencia, Leyes de Kirchhoff, Ley de Ohm, asociación de componentes en serie y en paralelo. Cálculo de voltajes corrientes y potencia. Aplicaciones LAB0: Leyes de circuitos, Leyes de Kirchhoff y Ohm en corriente directa. Circuito eléctrico en corriente alterna, la onda alterna sinusoidal, valores Medio y RMS, inductancia, capacitancia, asociación de elementos L y C, resonancia. LAB03: Equipos de laboratorio, generador de funciones, Osciloscopio, medición de ondas de corriente alterna, medición en circuitos RC y RL. DURACIÓN EN HORAS C AA 17 Revisión y evaluación de la actividad El diodo, características, tipos y aplicaciones de 3 15 diodos: rectificadores, diodos led, diodos zener y otros. Aplicación práctica: Identificación de los terminales de diodos utilizando el multímetro. El transistor, tipos y aplicaciones, polarización y punto de operación, amplificación lineal, corte y saturación, el transistor como interruptor. LAB04: Diodos y Transistores. Fuentes de alimentación. El transformador, etapa de rectificación, filtrado y estabilización. Reguladores integrados para fuentes de alimentación. LAB05: Fuente de alimentación. 3 Revisión y evaluación de la actividad Dispositivos y circuitos eléctricos y electrónicos Pág

3 3 Fundamentos de circuitos digitales combinacionales Sistemas digitales y sistemas analógicos, sistemas de numeración, códigos binarios, algebra de Boole, puertas lógicas, circuitos realizados con puertas lógicas, resolución de problemas con puertas lógicas. Funciones lógica, simplificación de expresiones, Mapas de Karnaught. Familias TTL y CMOS. Implementación de funciones con puertas lógicas LAB06: Circuitos Lógicos Digitales. 3 Circuitos combinacionales, codificadores y decodificadores, multiplexores y demultiplexores, comparadores. Implementación de funciones con codificadores y multiplexores. LAB07: Codificador y decodificador. 3 4 Fundamentos de circuitos digitales secuenciales Revisión y evaluación de la actividad Circuitos secuenciales asíncronos y síncronos, 3 15 biestable R-S, Biestables J-K, T y D, Cronogramas de funcionamiento. Circuitos contadores, Registros. LAB08: Circuito secuencial, contador de 4 bits. 3 Circuitos multivibradores, estudio del CI 555, circuitos temporizadores y generadores con el CI 555, Circuitos osciladores con AO. LAB09: El timer 555 como astable y monoestable. 3 5 Tratamiento de Señales Analógicas. Revisión y evaluación de la actividad Señales analógicas y digitales, circuitos de 3 15 acondicionamiento de señal, el amplificador operacional, características, ganancia y configuraciones típicas. Ejemplos de aplicación. Respuesta en frecuencia de los circuitos, filtros pasivos y activos, tipos de filtros, aplicaciones. LAB10: Filtro activo. 3 Conversión de la señal analógica en señal digital, circuitos de muestreo y retención, convertidores de Dispositivos y circuitos eléctricos y electrónicos Pág. 3

4 datos. Conversor analógico digital (ADC) LAB11: Conversor Analógico digital ADC 3 Revisión y evaluación de la actividad 6 Proyecto Final Tarjetas de circuito Impreso PCB, tipos y procesos de 3 13 fabricación, montaje y soldadura. Desarrollo del proyecto Revisión y evaluación de la actividad 8 DURACIÓN UNIDAD DIDÁCTICA EVALUACIÓN ACTIVIDAD DE No. APRENDIZAJE 1 Introducción a los elementos y leyes de los circuitos eléctricos INDICADOR DE EVALUACIÓN Explica los conceptos básicos de electricidad relacionados a conductores, voltaje y corriente. Diferencia circuitos de corriente directa y corriente alterna. Calcula resistencias eléctricas aplicando la ley de Ohm. Reconoce y utiliza las fuentes de alimentación y generadores de señales para alimentar circuitos electrónicos y realiza mediciones con el multímetro y el osciloscopio. Identifica resistencias, condensadores e inductores tanto en esquemas como en componentes físicos y en circuitos reales. Identifica las curvas características de respuesta de las resistencias, condensadores e inductores ante corrientes directa y alterna. Calcula el valor equivalente de diferentes asociaciones de resistencias, condensadores e inductores. Realiza mediciones de parámetros eléctricos con el osciloscopio. Realiza el montaje de INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN Dispositivos y circuitos eléctricos y electrónicos Pág. 4

5 circuitos RLC aplicados a filtros u osciladores. Introducción a los dispositivos electrónicos y circuitos analógicos 3 Fundamentos de circuitos digitales combinacionales Interpreta y dibuja diagramas de circuitos. Realiza el montaje de componentes sobre placas preimpresas. Remueve y remplaza componentes de placas impresas. Identifica las variedades de semiconductores y sus niveles de integración. Explica sus aplicaciones. Identifica distintos tipos de diodos. Interpreta diagramas de circuitos con diodos y explica su funcionamiento. Identifica distintos tipos de transistores, interpreta diagramas de circuitos con transistores y explica su funcionamiento. Realiza circuitos de polarización de transistores y explica sus distintas formas de operación. Identifica el funcionamiento de una fuente de alimentación regulada. Realiza el montaje de fuentes reguladas con circuitos integrados. Interpreta esquemas y realiza el montaje de circuitos sencillos para la detección y amplificación de señales usando sensores y amplificadores operacionales. Explica las características de los circuitos digitales. Elabora tablas de verdad para operaciones lógicas. Representa operaciones lógicas con diagramas de Boole y con puertas lógicas. Simplifica expresiones lógicas y configura funciones a partir de tablas de verdad con puertas lógicas. Consulta e interpreta correctamente la documentación técnica de circuitos integrados de puertas lógicas. Interpreta circuitos con multiplexores y demultiplexores. Configura funciones lógicas con codificadores y multiplexores. Dispositivos y circuitos eléctricos y electrónicos Pág. 5

6 4 Fundamentos de circuitos digitales secuenciales 5 Tratamiento de señales Analógicas. Identifica y explica el funcionamiento de circuitos lógicos secuenciales. Interpreta diagrama de tiempo. Identifica y explica el funcionamiento de dispositivos Flip-Flop Identifica el funcionamiento y aplicación de circuitos contadores, temporizadores y osciladores. Implementa aplicaciones sencillas con circuitos integrados. Identifica el funcionamiento y aplicación de circuitos con registros y memorias. Implementa aplicaciones sencillas con circuitos integrados. Identifica las señales analógicas y discretas, los circuitos de acondicionamiento de señal, el amplificador operacional. Comprende y analiza los efectos de la variación de la frecuencia sobre el comportamiento de los elementos de circuitos. Conoce e identifica los filtros activos y pasivos tales como el filtro pasabajas, pasa altas, pasabanda, supresor de banda. Reconoce y aplica el tratamiento de la información analógica para la conversión de datos continuos en datos discretos. Comprende y analiza el funcionamiento de los circuitos de conversión analógica a digital (ADC). 6 Proyecto Final Implementa un circuito de aplicación práctica y sustenta su funcionamiento basado en los conocimientos y habilidades adquiridas en las unidades de aprendizaje anteriores. Realiza una presentación y sustentación en público. Dispositivos y circuitos eléctricos y electrónicos Pág. 6

7 Instrumentos de Evaluación: : considera los trabajos solicitados por el docente para reforzar, complementar y consolidar el aprendizaje. Puede ser elaborado en la institución o en otro ámbito, de forma individual o grupal. : evalúa, de forma parcial y progresiva, el componente práctico de cada actividad de aprendizaje. Debe ser desarrollada en la institución de forma individual. Presentación o exposición (PRE): evalúa las habilidades, destrezas y/o conocimientos adquiridos por el alumno durante el desarrollo o término de la actividad de aprendizaje, a través de la demostración (aprender haciendo), presentación o exposición. Puede ser individual o grupal. : evalúa la capacidad adquirida por el alumno al finalizar la actividad de aprendizaje. Debe ser desarrollado en la institución de forma individual. Dispositivos y circuitos eléctricos y electrónicos Pág. 7

8 5. CALIFICACIÓN La calificación de cada actividad corresponderá al promedio ponderado de las calificaciones de los tres instrumentos de evaluación de acuerdo a los siguientes pesos: : 30% : 0% : 50% La calificación final de la unidad didáctica se calculará como un promedio de las notas obtenidas en cada unidad de aprendizaje: Calificación Final UD = (AA1 + AA + AA3 + AA4 + AA5 + AA6) / 6 Dónde: UD: Unidad Didáctica AAN: Nota de la Actividad de Aprendizaje número N. 6. BIBLIOGRAFÍA Germán Santamaría, Agustín Castejón, Electrotécnia, Editoral Editex 009 CARRETERO, Alfonso. Electrónica. Editorial Editex Impreso en España. MANDADO, Enrique. Sistemas Electrónicos Digitales. 9 Edición, Marcombo 008. Impreso en España. RUIZ, Francisco. Electrónica Digital Fácil. 1 Edición, Alfaomega 009. Impreso en México. HAYES, John P. Introducción al diseño lógico digital. Buenos Aires, Addison-Wesley Iberoamericana, 010. LINDSAY, Andy, Robótica con el Boe-Bot. Guía del Estudiante. Versión 3.0 Parallax Inc.010 Análogo Digital Básicos. Guía del Estudiante. Versión 1.. Parallax Inc. 003 Sensores inteligentes y sus aplicaciones. Guía del Estudiante. Versión 1.0. Parallax Inc. 006 Dispositivos y circuitos eléctricos y electrónicos Pág. 8

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