Electrónica y Automática. Guía Docente Grado de Ingeniería Mecánica

Transcripción

1 Electrónica y Automática Guía Docente Grado de Ingeniería Mecánica

2 ÍNDICE 1.- Datos de identificación Descripción y Objetivos Generales Requisitos previos Competencias Resultados de aprendizaje Actividades formativas y metodología Contenidos Evaluación del aprendizaje Propuesta de actuaciones específicas Bibliografía comentada Normas específicas de la asignatura Consultas y atención al alumnado FLORIDA UNIVERSITÀRIA Este material docente no podrá ser reproducido total o parcialmente, ni transmitirse por procedimientos electrónicos, mecánicos, magnéticos o por sistemas de almacenamiento y recuperación informáticos o cualquier otro medio, ni prestarse, alquilarse o cederse su uso de cualquier otra forma, con o sin ánimo de lucro, sin el permiso previo, por escrito, de FLORIDA CENTRE DE FORMACIÓ, S.C.V. 1

3 1.- Datos de identificación Asignatura Materia/Módulo Carácter/tipo de formación Electrónica y Automática Obligatoria Obligatoria ECTS 7,5 Titulación Curso/Semestre Unidad Profesorado Idioma en el que se imparte Grado en Ingeniería Mecánica Tercer curso / 2º semestre Ingeniería Nombre: Jaime López Mail: jalopez@florida-uni.es Despacho: D.1.2 Horario de atención: Consultar intranet (*) se recomienda concertar cita tutoría vía . Castellano 2.- Descripción y Objetivos Generales Esta asignatura introduce al alumnado en el estudio de dos grandes materias de la Ingeniería Electrónica, cuyo objetivo final es la mejora de la producción industrial y la calidad de vida del ser humano. De un lado, la tecnología electrónica, especialidad en el estudio de los principales componentes electrónicos (componentes pasivos, diodos, transistores y derivados) que, a su vez, conforman circuitos (tanto analógicos como digitales) usados habitualmente para implementar gran variedad de aplicaciones. Las bases sobre las que se sustenta la asignatura han sido adquiridas por el alumno en la asignatura de primer curso Física de Especialidad (6 ECTS) y de segundo curso Tecnología Eléctrica (6 ECTS). El objetivo general de la asignatura consiste principalmente en aplicar adecuadamente los principios de la Electrónica, tanto analógica como digital, y de la Automatización industrial. Esto debe traducirse en aplicar de manera correcta las técnicas de diseño, montaje y medición empleadas habitualmente en talleres de electrónica y automatización, tras la 2

4 realización de los cálculos y la toma de decisiones necesarias para la ejecución de un diseño óptimo. La presente asignatura, es de gran importancia dentro del plan de estudios de Grado en Ingeniera Mecánica, debido a que es la única asignatura obligatoria de contenido vinculado al área de conocimiento de Ingeniería Electrónica, después de cursada la asignatura el alumnado debe estar preparado para abordar las necesidades profesionales relacionadas con la Electrónica, analógica y digital, y la Automatización, que se encontrará en su posterior realización profesional como Graduado/a en Ingeniera Mecánica, donde también tiene atribuciones y competencias en dimensionamiento, adaptación, etc., de instalaciones y máquinas con control y funcionamiento electrónico. Cabe añadir que el alumnado tiene la posibilidad de optar en el tercer y cuarto curso a la mención electromecánica, con las asignaturas de Aplicaciones Industriales de la Tecnología Eléctrica (6 ECTS) y Accionamientos Electromecánicos Industriales (6 ECTS), con lo cual el alumno debe adquirir los conocimientos y habilidades necesarios para poder abordar estas materias con éxito, y por tanto con la presente asignatura se pretende proporcionar las competencias básicas para trabajar con éxito en el campo de la electricidad industrial. 3.- Requisitos previos Para cursar con éxito la asignatura se requieren conocimientos adquiridos, de carácter general o específico, que deben ser consecuencia lógica del proceso de enseñanzaaprendizaje seguido por el alumno. Gran parte de ellos aportados por asignaturas de segundo y tercer curso relacionadas con la electrónica y la automática. CONOCIMIENTOS GENÉRICOS PREVIOS: o Métodos de resolución de sistemas de ecuaciones. o Derivación e Integración matemática. o Conocimientos de números complejos y funciones trigonométricas, y su representación gráfica. o Transformada de Laplace o Domino de herramientas informáticas tipo office. o Adecuada capacidad de expresión oral y escrita. 3

5 CONOCIMIENTOS ESPECÍFICOS PREVIOS: o Conocimientos físicos de electromagnetismo (corriente continua y alterna, circuitos magnéticos). o Conocimientos básicos de componentes eléctricos pasivos, asociación y conexionado. o Conocimientos y capacidades de resolución de circuitos eléctricos. 4.- Competencias COMPETENCIAS MODELO EDUCATIVO FLORIDA G1. Uso de las TICs G2. Comunicación oral G3. Comunicación escrita G5. Trabajo en Equipo G9. Iniciativa, Innovación y Creatividad COMPETENCIAS DEL TÍTULO BÁSICAS Y GENERALES G64 Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial ESPECÍFICAS E24 Conocimiento y utilización de los principios de teoría de circuitos y máquinas eléctricas. E25 Conocimientos de los fundamentos de la electrónica. E26 Conocimientos sobre los fundamentos de automatismos y métodos de control. E63 Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones 5.- Resultados de aprendizaje RESULTADOS DE APRENDIZAJE COMPETENCIAS R1 El alumno pone en práctica técnicas y procedimientos habituales en un laboratorio de electrónica utilizando correctamente el material e instrumentos disponibles. R2 El alumno resuelve de forma escrita ejercicios y problemas electrónicos usando la terminología técnica adecuada. R3 El alumno diseña y/o implementa circuitos analógicos basados en los dispositivos activos más importantes: diodos, transistores y amplificadores operacionales. R4 El alumno diseña y/o implementa circuitos digitales basados en el uso de dispositivos discretos como puertas lógicas y circuitos combinacionales. G1,G3,G5,E24,E25 G3,G64,E25,E63 G5,G9,G64,E25,E63 G5,G9,G64,E25,E63 4

6 R5 El alumno diseña automatismos convencionales mediante tecnología eléctrica y electrónica usando sensores y actuadores. R6 El alumno programa procesos automáticos sencillos usando plataformas y/o autómatas industriales. R7 El alumno participa en equipos de trabajo, fomentando aptitudes para la empatía, la negociación y la optimización del tiempo. R8 El alumno expone de forma efectiva ejercicios y problemas electrónicos en un entorno de debate. R9 El alumno tiene un comportamiento adecuado en su entorno de trabajo cumpliendo temporizaciones establecidas, turnos de palabra y mantiene una actitud proactiva durante el desarrollo de las clases. R10 El alumno aporta soluciones propias y novedosas que no han sido trabajadas explícitamente en las sesiones teórico-prácticas G1,G2,G5,G64, E24, E25, E26,E63 G1, G4,G3, G64,E26,E63 G2,G5,G9 G2,G3 G5,G9 G9,G64,E Actividades formativas y metodología El volumen de trabajo del alumnado en la asignatura es equivalente a 25 horas por cada uno de los créditos. Corresponden por lo tanto a un total de 188 horas atendiendo al valor de 7,5 créditos estipulado para la asignatura. Esta carga de trabajo se concreta entre: Actividades formativas presenciales (clases teóricas y prácticas, seminarios, proyectos integrados, tutoría...). 75 horas Actividades formativas de trabajo autónomo (estudio y preparación de clases, elaboración de ejercicios, proyectos, preparación de lecturas, preparación de exámenes ): 113 horas De acuerdo con lo formulado, el trabajo queda distribuido entre las siguientes actividades y porcentajes de aplicación: ACTIVIDADES FORMATIVAS DE TRABAJO PRESENCIAL Modalidad Organizativa CLASE TEÓRICA CLASES PRÁCTICAS Metodología Exposición de contenidos por parte del profesorado con participación del alumnado, Sesiones grupales de trabajo supervisadas por el profesorado. Porcentaje 30% 10% LABORATORIO Actividades realizadas en espacios con equipamiento especializado. 30% 5

7 TRABAJO EN EQUIPO PROYECTO INTEGRADO TUTORÍA PRUEBAS DE NIVEL Realización de un proyecto para resolver un problema o abordar una tarea mediante la planificación, diseño y realización de una serie de actividades. Atención personalizada y en pequeño grupo. Instrucción realizada con el objetivo de revisar, reconducir materiales de clase, aprendizaje y realización de trabajos. Resolución de ejercicios y problemas de forma autónoma 25% 1% 4% 100% ACTIVIDADES FORMATIVAS DE TRABAJO AUTÓNOMO Modalidad Organizativa TRABAJO EN GRUPO TRABAJO INDIVIDUAL Metodología Preparación en grupo de resolución de problemas y del trabajo integrado para entregar y/o exponer en clases teóricas o prácticas, tutorías, etc. Estudio del alumno/a y resolución de problemas matemáticos. Porcentaje 50% 50% 100% 7.- Contenidos BLOQUE I: Dispositivos Semiconductores Tema 1. Semiconductores: El diodo Materiales semiconductores El diodo semiconductor básico Curvas características y zonas de trabajo Polarización DC y recta de carga: análisis y diseño Tipos de diodos y derivados Aplicaciones Tema 2. Semiconductores: El transistor Estructura y principio de funcionamiento Modelo en cuadripolo Curvas características y zonas de trabajo Polarización DC y recta de carga: análisis y diseño El transistor como amplificador El transistor como conmutador BLOQUE II: Electrónica Analógica Tema 3. Amplificadores Operacionales 6

8 Introducción y parámetros de los amplificadores El circuito integrado: Amplificador Operacional Concepto de realimentación Análisis y Aplicaciones Otros circuitos integrados BLOQUE III: Electrónica Digital Tema 4. Introducción a la Electrónica Digital Introducción Sistemas y códigos binarios Algebra de Boole Funciones y puertas lógicas. Simplificación e implementación de funciones lógicas Tema 5. Sistemas Electrónicos Digitales Circuitos de lógica combinacional Circuitos de lógica secuencial Máquinas de estados finitos Tema 6. Sistemas Electrónicos Programables Memorias y convertidores ucontroladores y uprocesadores Sistemas embebidos BLOQUE IV: Automatización Tema 7. Instrumentación Electrónica Industrial Introducción Sensores y Transductores Actuadores Tema 8. Automatización: Automatismos Industriales Lógica Cableada / Programada Autómatas Programables Diseño de automatismos básicos Tema 9. Automatización: Regulación y Control Industrial Principios de control y regulación Control Todo/Nada Control PID Relación de prácticas de laboratorio: Práctica 1. Simulador de equipos electónicos. Práctica 2. Laboratorio de Electrónica: Instrumentación, Medida y Seguridad Eléctrica Práctica 2. Iniciación al simulador SPCIE Práctica 3. Simulación SPICE de Diodos y Fuente de Alimentación 7

9 Práctica 4. Diodos y Fuente de Alimentación Práctica 5. El transistor BJT como amplificador Práctica 6. Simulación SPICE del Amplificador Operacional Práctica 7. Amplificador Operacional y CI555 Práctica 8. Iniciación a la programación con Arduino Práctica 9. Control de motores mediante Arduino Planificación temporal ACTIVIDADES FORMATIVAS RESULTADOS DE APRENDIZAJE TEMAS Nº DE SESIONES (horas) CLASE TEÓRICA R9, R CLASES PRÁCTICAS R2, R3, R4, R5, R6, R8, R LABORATORIO R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 TRABAJO EN EQUIPO R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, PROYECTO INTEGRADO R10 PRUEBAS DE NIVEL R2, R3, R4, R5, R6, R8, R Evaluación del aprendizaje Sistema de evaluación Se llevará a cabo una evaluación continua a lo largo del curso. A continuación, se indica el detalle de: i) el peso porcentual en la nota final, ii) los sistemas o instrumentos de evaluación utilizados, iii) los actos de evaluación a realizar, y iv) la nota mínima específica a obtener para promediar con el resto de calificaciones: 40%, Pruebas escritas, a realizar en horario de clase a la conclusión de los temas y prácticas correspondientes, contendrán por una parte problemas a resolver, y por otra cuestiones breves: teóricas o numéricas, tanto de tipo test como a desarrollar. Nota mínima de 4 puntos. 10%, Problemas tutorizados, a realizar en horario fuera de clase pero comentados en clase. Contendrán por una parte problemas a resolver, y por otra cuestiones breves: teóricas o numéricas, tanto de tipo test como a desarrollar. 25%, Prácticas de laboratorio, consistirán en: la entrega de la memoria de resultados en plazo y forma establecidos, y la valoración del grado de 8

10 autonomía y nivel de objetivos cumplidos. La asistencia es obligatoria salvo causas debidamente justificadas. Nota mínima de 5 puntos. 25%, Proyecto integrado, cuya memoria se presentará y defenderá en la fecha establecida por el Centro. Nota mínima de 5 puntos. El alumnado dispone de dos convocatorias oficiales las cuales vienen establecidas y publicitadas por el centro: Primera convocatoria: La nota resultante de la asignatura consistirá en la media ponderada según peso entre pruebas escritas, memoria de prácticas y proyecto integrado. En caso de estar exento de proyecto integrado su porcentaje se ponderará con el resto de instrumentos de evaluación. Las pruebas escritas se llevarán a cabo a lo largo del curso en forma de parciales. El alumno podrá recuperar parte o la totalidad de estos parciales en la convocatoria oficial de examen del centro. La entrega de la memoria de prácticas se realizará siempre y cuando se haya asistido a las mismas y acorde a las instrucciones dadas por el profesor, El alumno que incumpla la obligatoriedad de entrega/asistencia de las pruebas que estén sujetas a esta condición, no habrán superado la evaluación continua y por tanto la primera convocatoria. Segunda convocatoria: Habrá una prueba global extraordinaria de la asignatura para los alumnos que no hayan superado la evaluación continua (primera convocatoria de la asignatura) siempre que lo soliciten con antelación mínima de 15 días a la fecha de realización, y cuya calificación sustituirá a la nota final de la primera convocatoria. Esta convocatoria contempla el contenido total de la asignatura. A criterio del profesor la valoración del trabajo realizado por el alumno en las actividades entregadas, como los boletines de problemas y cuestiones o las memorias de prácticas, se podrá completar formulando preguntas al respecto. Así mismo, en base a las circunstancias que concurran, se podrán introducir otros instrumentos de evaluación diferentes o complementarios a las pruebas escritas, como por ejemplo exámenes prácticos. En el caso de actuaciones específicas o excepcionales, el profesorado establecerá el protocolo pertinente de seguimiento y evaluación, incluyendo, si así se requiere, la modificación de los términos de convocatoria previo consenso con el alumnado. SISTEMAS DE EVALUACIÓN Y CUALIFICACIÓN Instrumentos de evaluación Resultados de aprendizaje evaluados Porcentaje Pruebas escritas (pruebas objetivas, de desarrollo, de respuestas cortas, mapas conceptuales, etc.) R3,R4,R5,R6 40 Problemas tutorizados R3,R4,R5,R6 10 9

11 Informes/memorias de prácticas i/o Pruebas de ejecución de tareas reales o simuladas R1,R2,R3,R4,R5,R10 25 Proyecto Integrado R7,R8,R9,R10 25 Sistema de Calificación Los diferentes instrumentos de evaluación se calificarán con una nota numérica sobre 10. Para poder superar la asignatura, la media ponderada de las notas obtenidas deberá ser igual o superior a 5. Además, teniendo en cuenta que cada uno de los instrumentos evalúa diferentes resultados de aprendizaje será necesario obtener una nota media igual o superior a la indicada en el apartado anterior en cada uno de los instrumentos. En el apartado dedicado a las normas específicas de la asignatura se citan algunos criterios que afectan a la valoración de instrumentos de evaluación, como los retrasos en entregas de trabajos o su calidad, o la impuntualidad. En la primera convocatoria el alumno podrá recuperar parte o la totalidad de las pruebas escritas que solicite, mientras que, en la segunda convocatoria, si lo solicita, podrá ser evaluado de toda la asignatura, siempre atendiendo a lo recogido en el apartado anterior. 9.- Propuesta de actuaciones específicas Los estudiantes que no puedan asistir a clase de forma regular deberán ponerse en contacto con el profesor responsable antes de que finalice la tercera semana de inicio de clase para definir su evaluación. La cual se adaptará a la particularidad de cada estudiante, definiendo por escrito el acuerdo al que hayan llegado profesor y alumno/a. 10

12 10. Bibliografía comentada Electrónica: Teoría de circuitos Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky Editorial Pearson Libro con la teoría indispensable y multitud de problemas resueltos para los conocimientos mínimos indispensables sobre resolución de circuitos eléctricos. Principios de Electrónica Malvino Editorial Mc Graw Hill Libro indispensable y multitud de problemas de circuitos electrónicos analógicos básicos. Introducción a la Electrónica Digital Luís Gil Sánchez Editorial UPV/ISBN Libro particularmente útil para revisar/completar conceptos de electrónica digital. Problemas de electrónica digital Francisco Ojeda Cherta Editorial Paraninfo/ISBN , Libro con la teoría mínima indispensable y multitud de problemas resueltos de electrónica digital. Automatismos Eléctricos, Neumáticos e Hidráulicos. Florentino Jesús Cembranos Nistal. Editorial Paraninfo Libro con la teoría mínima indispensable sobre tecnologías que se emplean como accionamientos del autómata programable. Sistemas Digitales Problemas. Pedro López Rodríguez, Juan Miguel Martínez Rubio. Editorial UPV Introducción y base para comprender la necesidad de programación con autómatas programables a partir de problemas prácticos de electrónica digital. Autómatas Programables Balcells J., Romeral JL. Marcombo En este libro se presenta de forma sistemática y ordenada todos los aspectos relacionados con el autómata, empezando con la elección del más adecuado hasta llegar a la comunicación e integración de sistemas complejos. Es un libro muy completo. Taller de Arduino: Un enfoque práctico para principiantes Tojeiro G. Marcombo Libro de iniciación al desarrollo de proyectos sobre plataforma Arduino, donde se tratan tanto los fundamentos como aplicaciones más avanzadas. Dispone de buenos ejemplos que sirven para abordar el contenido tratado. 11

13 11. Normas específicas de la asignatura Asistencia o Se controlará la asistencia a las clases de aula como elemento indicador del seguimiento académico, aunque sin efectos directos en la evaluación. Si se desea hacer constar, se podrá justificar documentalmente la ausencia. o La asistencia a las sesiones de laboratorio es obligatoria. Prácticas de laboratorio o La realización de las prácticas y la presentación de la memoria será en grupos de dos alumnos, su composición y el puesto que ocupen en el laboratorio se mantendrá durante el curso. También se podrán realizar individualmente. o Se habilitará una sesión en el laboratorio al final del semestre para recuperar individualmente las prácticas no realizadas por causa justificada. o A criterio del profesor, podrá ser valorado negativamente en la nota de prácticas: la impuntualidad a las sesiones, el comportamiento o la falta de concentración, el incumplimiento de plazos de entrega de memorias o no atender a los aspectos relacionados con las calidades detalladas más adelante. o El incumplimiento de asistencia y/o la entrega de memoria que resulte suspensa o la no entrega serán motivo de no superación de la asignatura. Ambiente en el aula y el laboratorio. o Abstenerse por completo de atender cuestiones ajenas a la asignatura que afectan a la concentración necesaria en el seguimiento de las actividades propuestas. Aspectos relacionados con la calidad y otros. A tener presente en pruebas escritas, memorias, cuestionarios, exposiciones, respuesta a preguntas orales, de la asignatura: o Comunicación verbal. Se procurará el empleo de un lenguaje correcto y preciso utilizando denominaciones concretas de los objetos o conceptos utilizados. o Redacción. Es de aplicación el mismo comentario, añadiendo el uso de diccionarios. No son admisibles las faltas ortográficas o frases mal construidas. En este sentido, conviene emplear abundante puntuación para conseguir frases cortas no subordinadas, con un párrafo por idea y conexión argumental entre ellos. Conviene hacer una redacción completa preliminar y rehacer la definitiva. o Presencia y formato. Procurar un aspecto limpio, buena caligrafía, bien estructurado, ilustración conveniente, inteligibilidad... El profesorado podrá poner a disposición del alumno una guía de pautas y criterios a seguir en la elaboración de documentos que deberá respetarse en todo caso. o Contenido y estructura. Ajustarse a las instrucciones proporcionadas, poniendo atención a los objetivos, las fuentes consultadas, las tareas realizadas, los resultados obtenidos y las conclusiones. Es preferible calidad a cantidad. o Honestidad y corresponsabilidad. Explicitar la propiedad o autoría del trabajo propio y ajeno, citando correctamente y entrecomillando donde corresponda. Coparticipar y colaborar proporcionalmente en trabajos realizados en grupo. Respetar las normas en pruebas individuales o en trabajos presentados, el fraude intencionado implica la inmediata descalificación sin perjuicio de otras medidas que se pudieran derivar. 12

14 12. Consultas y atención al alumnado Las citas se concertarán previamente, por correo electrónico; para estudiar la posibilidad de concertar cita otros días y a otras horas, se debe consultar disponibilidad horaria, vía . 13