INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA

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1 PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica ASIGNATURA: Instrumentación II SEMESTRE: Octavo OBJETIVO GENERAL: El alumno seleccionará los medios de comunicación entre instrumentos de medición para conectar las señales que se obtienen en la medición electrónica, desde el sensor hasta el exhibidor o presentador del resultado del parámetro bajo medición así como a través de Internet, aplicando estándares a interfases de adquisición de datos. CONTENIDO SINTÉTICO: I. Protocolos de Comunicación. II. Técnicas de Multiplexado. III. Técnicas de Cableado. IV. Tierras y Blindajes. V. La Telemedición. VI. Tipos de Interfaz en Instrumentación. METODOLOGÍA: Formación de equipos de trabajo por parte de los alumnos, para la participación en exposición de temas y realización de prácticas de laboratorio. Utilización de interfases para interconectar a sistemas con microcontrolador, PLCs y a la PC. Realización de tareas, simulación de circuitos en computadora, búsqueda de información en la bibliografía propuesta y en diferentes medios escritos y electrónicos. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Tres exámenes ordinarios en los que se evaluarán los conceptos teóricos. Realización de prácticas de laboratorio con entrega de informes. Exposición de temas y participaciones en clase. BIBLIOGRAFÍA: 1.- Garret, Patrick, Analog Systems for Microprocessor and Microcomputers, Prentice Hall, EUA, primera edición, 1978, págs Goldsbrough and Trevor Lund, Analog Electronics for Microcomputer Systems, SAMS White River, 2001, EUA, primera edición, 430 págs. 3.- Morrison, Ralph, Grounding and Shielding Techniques in Instrumentation, Wiley Interscience, EUA, 1998, 360 págs. 4.- Pallás, Ramón, Sensores y Acondicionadores de Señal, Alfaomega, 2001, España, 480 págs.

2 ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Culhuacan y Zacatenco. CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica OPCIÓN: Electrónica. COORDINACIÓN: DEPARTAMENTO: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. ASIGNATURA: Instrumentación II. SEMESTRE: Octavo. CLAVE: CLA 056 CRÉDITOS: 7.5 VIGENTE: TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica. MODALIDAD: Escolarizada. TIEMPOS ASIGNADOS HORAS/SEMANA/TEORÍA: HORAS/SEMANA/PRÁCTICA: H0RAS/SEMESTRE/TEORÍA: 54 HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 27 HORAS/TOTALES: 81 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academias de Electrónica de ICE-ESIME Culhuacan y Zacatenco. REVISADO POR: Subdirecciones Académicas de ESIME Culhuacan y Zacatenco. APROBADO POR: C.T.C.E. de ESIME Culhuacan y Zacatenco. AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN Ing. Ernesto Mercado Escutia. M. en C. Jesús Reyes García

3 ASIGNATURA: Instrumentación II CLAVE: CLA 056 HOJA: 2 DE 10 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA La ciencia en general, básica o aplicada, han tenido grandes avances pero nunca como en tiempos recientes la ciencia ha tenido avances tan continuos, la medición cada vez más exacta y cada vez más rápida de eventos físicos (prácticamente de cualquier cosa), ha servido para que las aplicaciones de los científicos, ingenieros y usuarios en general sean confiables y fáciles de manejar e interpretar con la resultante de que se desarrollan prácticamente en todo el mundo bienes y servicios más económicos; la instrumentación electrónica tiene mucho que ver con todo esto, prácticamente no hay campo de trabajo que quede fuera de la instrumentación, todo necesita ser medido y prácticamente todo se mide usando electrónica. Este segundo curso de instrumentación electrónica cumple con los lineamientos de la estandarización para la comunicación de señales entre módulos de instrumentos y entre instrumentos en general. Con lo anterior el egresado contará con los conocimientos para trabajar en el desarrollo de este campo tan importante para el ingeniero en Comunicaciones y Electrónica. Es necesario haber cursado Electrónica Lineal, Digital y Microcontroladores, el curso de instrumentación I se lleva a acabo en el mismo semestre. OBJETIVO GENERAL: El alumno seleccionará los medios de comunicación entre instrumentos de medición para conectar las señales que se obtienen en la medición electrónica, desde el sensor hasta el exhibidor o presentador del resultado del parámetro bajo medición así como a través de Internet, aplicando estándares a interfases de adquisición de datos.

4 ASIGNATURA: Instrumentación II CLAVE: CLA 056 HOJA: 3 DE 10 UNIDAD: I NOMBRE: Protocolos de Comunicación OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno explicará los protocolos de comunicación para la instrumentación electrónica profundizando en aquellos necesarios para la utilización de la PC como herramienta de trabajo. TEMA T E M A S HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1.1 Introducción a los Protocolos de comunicación. 1B, 2B 1.2 Interfaz 4-20mA, RS-232 y RS Interfaz GPIB, USB, PCI, PXI y VXI. 1.4 Interfaz Ethernet. Subtotal ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, búsqueda de información en: biblioteca, Internet, revistas, sobre los protocolos de comunicación para instrumentación electrónica. Realización de prácticas para la comprobación de protocolos e interfaz. Elaboración de informes y resúmenes por escrito. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con la unidad II serán evaluadas con: Primer examen ordinario, el 40%. Tareas y participación en clase de las unidades I y II, el 20%. Prácticas de laboratorio de la unidad I y II, el 40%.

5 ASIGNATURA: Instrumentación II CLAVE: CLA 056 HOJA: 4 DE 10 UNIDAD: II NOMBRE: Técnicas de Multiplexado OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno empleará técnicas de multiplexado para el envío y recepción de datos aplicados a la construcción de circuitos de instrumentación electrónica. TEMA T E M A S HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 2.1 Multiplexado B, 2B 2.2 Sistemas de multiplexado Multiplexado analógico 2.4 Multiplexado digital Subtotal: 4.5 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, búsqueda de información en: biblioteca, Internet, revistas, sobre multiplexación de señales. Construcción de multiplexores y realización de pruebas en el laboratorio. Elaboración de informes y resúmenes por escrito. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con la unidad I serán evaluadas con: Primer examen ordinario, el 40%. Tareas y participación en clase de las unidades I y II, el 20%. Prácticas de laboratorio de la unidad I y II, el 40%.

6 ASIGNATURA: Instrumentación II CLAVE: CLA 056 HOJA: 5 DE 10 UNIDAD: III NOMBRE: Técnicas de Cableado OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno evaluará las técnicas de conexión entre módulos electrónicos y entre instrumentos de medición, diferenciará sus características. TEMA T E M A S HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 3.1 La técnica de cableado. 1B, 2B 3.2 Líneas de transmisión. 3.3 Cable coaxial fuente y terminación. 3.4 Cable coaxial conectado a amplificador de simple terminal. 3.5 Cable de instrumentación. 3.6 Efecto superficial skin. Subtotal: ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), sesiones con preguntas y respuestas, prácticas de laboratorio empleando varios cables de conexión en circuitos de medición. Tareas y conclusiones por escrito. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con la unidad IV serán evaluadas con: Segundo examen ordinario, el 40%. Tareas y participación en clase de las unidades III y IV, 20%. Prácticas de laboratorio de la unidad III, 40%

7 ASIGNATURA: Instrumentación II CLAVE: CLA 056 HOJA: 6 DE 10 UNIDAD: IV NOMBRE: Blindajes y Tierras OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD: El alumno explicará las técnicas más usuales para la distribución de trayectorias de señales y referencias así como las precauciones que debe tomar en el diseño de circuitos electrónicos y en la construcción de instrumentos de medición. TEMA 4.1 T E M A S HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 3B, 4C Técnicas de aislamiento y plano de tierra Aislamiento Electroestático. 4.3 Aislamiento por corriente Tierras analógicas y digitales. 4.5 Aterrizado de líneas de señal flotante. Subtotal: ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), sesiones con preguntas y respuestas. Exposición de temas por equipos de alumnos. Tareas, informe y conclusiones por escrito. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con la unidad III serán evaluadas con: Segundo examen ordinario, el 40%. Tareas, exposición y participación en clase de las unidades III y IV, 20%. Práctica de laboratorio de la unidad III, 40%.

8 ASIGNATURA: Instrumentación II CLAVE: CLA 056 HOJA: 7 DE 10 UNIDAD: V NOMBRE: La Telemedición OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno programará microcontroladores para establecer un canal de comunicación inalámbrica y los aplicará a circuitos electrónicos de medición. TEMA T E M A S HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T P EC 5.1 Medición a control remoto. 5.2 Transmisión por RF con microcontrolador. 5.3 Recepción por RF con microcontrolador. 5.4 Protocolos de comunicación inalámbrica. Subtotal: 10.5 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, realización de búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), realización de preguntas y respuestas, práctica de comunicación inalámbrica para medición de algún parámetro acordado en clase. Tareas, informe y conclusiones por escrito. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con la unidad VI serán evaluadas con: Tercer examen ordinario, el 40%. Prácticas de laboratorio de las unidades V y IV, 40%. Tareas y participación en clase de las unidades V y VI, 20%.

9 ASIGNATURA: Instrumentación II CLAVE: CLA 056 HOJA: 8 DE 10 UNIDAD: VI NOMBRE: Tipos de Interfaz en Instrumentación. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno comunicará instrumentos de medición, PLCs e interfases comerciales usando la Internet, procesará datos y resultados en la PC. para hacer mediciones TEMA T E M A S HORAS T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 6.1 Tipos de interfaz en instrumentación. 2B 6.2 Interfaz para los PLCs. 6.3 Adquisición y envío de datos por Internet. 6.4 Adquisición de datos con la PC. Subtotal: 1 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Formación de equipos de trabajo, realización de búsqueda de información de cada tema por diferentes medios (bibliográfica, Internet, revistas, aplicaciones), realización de preguntas y respuestas, práctica de laboratorio utilizando un PLC y tarjetas comerciales de adquisición de datos para la medición de algún parámetro, la comunicación vía Internet para el tratamiento de datos y resultados, su procesamiento es a través de la PC. Tareas, informe y conclusiones por escrito. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN El contenido de esta unidad junto con la unidad V serán evaluadas con: Tercer examen ordinario, con el 40%. Prácticas de laboratorio de las unidades V y VI, con el 40%. Tareas y participación en clase de las unidades V y VI, con el 20%.

10 ASIGNATURA: Instrumentación II CLAVE: CLA 056 HOJA: 9 DE 10 RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRACTICA NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDAD DURACIÓN LUGAR DE REALIZACIÓN 1 2 Telemedición con interfaz 4-20 ma. Medición de temperatura con interfas USB. I II 9.0 Estas prácticas se realizarán en los laboratorios de la Academia de Electrónica. 3 Adquisición de variables físicas con multiplexado analógico. III 4 Medición inalámbrica con microcontrolador. V 5 Adquisición de datos con PC. VI. Subtotal: 27

11 ASIGNATURA: Instrumentación II CLAVE: CLA 056 HOJA:10 DE 10 PERÍODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN 1 I, II Primer examen ordinario, con el 40%. Tareas y participación en clase de las unidades I y II, 20%. Prácticas de laboratorio de la unidad I y II, 40%. 2 3 III y IV V y VI Segundo examen ordinario, con el 40%. Tareas y participación en clase de las unidades III y IV, 20%. Prácticas de laboratorio de la unidad III, 40% Tercer examen ordinario, con el 40%. Prácticas de laboratorio de las unidades V y VI, 40%. Tareas y participación en clase de las unidades V y VI, 20%. CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA X X X Garret, Patrick, Analog Systems for Microprocessor and Microcomputers, Prentice Hall, EUA, primera edición, 1978, pags Goldsbrough and Trevor Lund, Analog Electronics for Microcomputer Systems, SAMS White River, 2001, EUA, primera edición, 430 pags. Morrison, Ralph, Grounding and Shielding Techniques in Instrumentation, Wiley Interscience, EUA, 1998, 360 pags. 4 X Pallás, Ramón, Sensores y Acondicionadores de Señal, Alfaomega, 2001, España, 480 pags.

12 PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Culhuacan y Zacatenco CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica SEMESTRE: Octavo ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C.S.H. ACADEMIA: Electrónica ASIGNATURA: Instrumentación II ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Licenciatura en Ingeniería Eléctrica, o Electrónica, o Control y Automatización o en Comunicaciones y Electrónica o ramas afines 2.-:.OBJETIVO GENERAL: El alumno seleccionará los medios de comunicación entre instrumentos de medición para conectar las señales que se obtienen en la medición electrónica, desde el sensor hasta el exhibidor o presentador del resultado del parámetro bajo medición así como a través de Internet, aplicando estándares a interfases de adquisición de datos. 3.-PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA PROFESIONAL HABILIDADES ACTITUDES En el uso de componentes electrónicas de potencia (dispositivos) En el diseño de circuitos electrónicos de potencia. Dominio en el uso de equipo de laboratorio para la medición e interpretación de señales eléctricas en aplicaciones prácticas de circuitos electrónicos de potencia. En la docencia. En el uso y aplicación de equipos modernos para laboratorios de electrónica. En el diseño de circuitos electrónicos de potencia y en la aplicación de componentes electrónicas de potencia (dispositivos). En el manejo de equipo de laboratorio. En la correcta interpretación y uso de los especificaciones que proporciona el fabricante sobre las componentes electrónicas de potencia. En la comunicación para transmitir ideas en forma oral y escrita. Capacidad de Análisis y Síntesis. Lograr motivar al alumno. Manejo de materiales didácticos. Tener vocación por la docencia. Honestidad. Ejercicio de la crítica fundamentada. Respeto (buena relación maestro-alumno). Tolerancia Ética. Responsabilidad científica. Espíritu de colaboración. Superación docente y profesional. Buena presencia. Compromiso social. ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ Ing. Juan M. Morelos Castro Ing. Rubén Juárez Barrientos Ing. Ernesto Mercado Escutia Ing. Miguel Arizmendi Herrera Ing. Guillermo Santillán Guevara M. en C. Jesús Reyes García PRESIDENTES DE ACADEMIA SUBDIRECTORES ACADÉMICOS DIRECTORES DE LOS PLANTELES FECHA: 12 de mayo del 2006