Tema 01: Presentación de la unidad de aprendizaje M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez http://www.eafranco.com edfrancom@ipn.mx @edfrancom edgardoadrianfrancom 1
Contenido Introducción Resolver un problema computable Antecedentes Objetivo de la unidad de aprendizaje Temario Forma de evaluación y asistencia Entrega de tareas, ejercicios y practicas Herramientas computacionales Bibliografía Avisos y actividades Actitudes y valores Tarea 01 Carta de presentación 2
Introducción Una computadora es una máquina capaz de procesar información digital a gran velocidad. Una computadora esta compuesta por un conjunto de componentes electrónicos, mecánicos e interfaces para interactuar con el exterior (usuarios u otros dispositivos) y por un conjunto de programas que determinan que operaciones llevar a cabo. Los datos ordenados (información) que constituyen una entrada (input) a la computadora se procesan mediante una lógica (programa) para producir una salida (output). 3
Una computadora es una máquina capaz de procesar información digital a gran velocidad. Entrada Computadora (hardware) Conjunto de programas (software) Salida Una computadora esta formada por un parte física y otra lógica (hardware & software), la primera de estas esta conformada por los elementos físicos que la conforman (dispositivos electrónicos y mecánicos), la parte lógica es aquella que determina que procesos se van a realizar con la información de entrada. 4
La persona responsable de indicar a la computadora la lógica de procesamiento recae en el que lleva a cabo la construcción del software (programador). La razón de ser de una computadora es poder resolver problemas capaces de ser modelados y representados en datos coherentes y ordenados (información), apoyándose de su gran velocidad y capacidad de seguir una serie de pasos programados con anterioridad y dependientes de la información que se maneja. Computadora (hardware) Entrada Algoritmo (s) Conjunto de programas (software) Salida 5
La información capaz de ser procesada por la computadora será toda aquella que se encuentre codificada de manera tal que sea posible manipular por los dispositivos que la conforman, i.e. al entrar la información esta es digitalizada. La información de salida es transformada a un formato entendible por el usuario o dispositivo que la recibirá, lo que significa que no obligatoriamente el procesamiento realizado con la información se realizo como aparentemente se ve a la salida. 6
La instrumentación es una rama de la ingeniería y otras ciencias, las áreas de nuestro interés son la instrumentación electrónica e industrial. La instrumentación electrónica e industrial es la parte de la electrónica industrial, principalmente analógica, que se encarga del diseño y manejo de los aparatos electrónicos y eléctricos, sobre todo para su uso en mediciones. La instrumentación electrónica se aplica en el sensado y procesamiento de la información proveniente de variables físicas y químicas, a partir de las cuales realiza el monitoreo y control de procesos industriales, empleando dispositivos, tecnologías electrónicas e interfaces con sistemas computacionales. 7
Algunos conceptos importantes son sensores, medición, muestreo, control, telemetría y automatización. 8
Antecedentes Circuitos eléctricos y electrónica analógica Conocimiento del sistema binario y hexadecimal Programación en C Capacidades de diseño e implementación solución a problemas 9
Resolver un problema computable Para resolver un problema en sistemas primeramente este debe de quedar claro para un ingeniero en sistemas. Posteriormente es necesario abstraerlo a un modelo computacional y/o funcional en hardware. Para finalmente implementar la solución (hardware/software) en utilizando las tecnologías más eficientes y adecuadas. Análisis y entendimiento del problema Diseño de la solución Implementación del la solución Abstracción del problema en un sistema computacional 10
Objetivo de la unidad de aprendizaje Construir la arquitectura básica de un sistema de medición digital con base en los estándares de la conversión analógicadigital. 11
Temario I. Sensores y Acondicionamiento II. Digitalización III. Sistemas de medición virtual 12
1. Sensores y Acondicionamiento 1. Generalidades de instrumentos de medición Características estáticas 2. Clasificación de sensores Resistivos Generadores Fotovoltaicos Capacitivos Inductivos 3. Acondicionamiento de señal Linealización Compensación Amplificación Atenuación Filtrado Acoplamiento y aislamiento 13
2. Digitalización 1. Convertidor D/A Características Estáticas Características Dinámicas Errores en el convertidor D/A 2. Convertidor A/D Características Estáticas Características Dinámicas Errores en el convertidor A/D 3. Caracterización y Selección 4. Diseño de un sistema de medición digital Etapa de sensado Etapa de acondicionamiento Etapa de digitalización Etapa de procesamiento Etapa de despliegue 14
3. Introducción a los sistemas de medición virtual 1. Arquitectura de un sistema de medición virtual 2. Protocolos de comunicación para un sistema de medición RS-232 RS-485 USB PCI GPIB VXI 15
Entrega de tareas, ejercicios y prácticas La entrega de las tareas, ejercicios y practicas se realizará a través de la página: http://www.eafranco.com 16
Grupo y contraseña Grupo 3CM5 Contraseña instru3cm5 Escribir y almacenar las claves de confirmación, para aclaraciones a con respecto a la evaluación. 17
Ejercicios y tareas Personales. Tareas copiadas de otros serán anuladas y ameritan sanción. La fecha de entrega se acordará al momento de su asignación. Portada Encabezado en cada pagina con el nombre del alumno, materia, grupo, nombre del trabajo y número de página. Bibliografía en formato IEEE. 18
Tareas y ejercicios en formatos PDF, DOC & DOCX u otro si así se indica en su asignación. Si se incluyen códigos fuente o simulaciones, incluir las instrucciones de compilación o ejecución y capturas de pantalla de muestra del funcionamiento. En el caso de tareas y ejercicios con varios archivos comprimirlos en un único archivo en formato ZIP, RAR, TAR, JAR o GZIP, sin contraseña. Códigos, scripts, gráficos, archivos auxiliares Documentados (Nombre del alumno, versión, sinopsis del archivo) En el caso de código el nombre de las variables deberá ser adecuado y entendible (En español) Documentación de funciones y partes importantes de los códigos según el objetivo del programa y la teoría vista en clase. 19
Practicas Equipos de 3 a 4 integrantes. Las práctica se plantean en clases y se entregan una sesión de laboratorio acordada, la fecha de entrega del reporte vía Web se dará una vez entregada la práctica. Las simulaciones, programas y diagramas siempre deberán de estar documentados antes de entregar la práctica. Practicas copiadas de otros equipos o grupos serán anuladas y ameritan sanción. La calificación de la sesión de laboratorio es la máxima alcanzable con un reporte correcto, si el reporte no cumple con lo establecido o es deficiente esta disminuirá. 20
Formato de los reportes de practica Portada (*Fotografía del equipo) Introducción Planteamiento del problema Diseño y funcionamiento de la solución (Descripción de la abstracción del problema y su solución, apoyándose de diagramas y figuras en un lenguaje claro) Implementación de la solución (Según la solución diseñada como se implemento en el lenguaje de programación) Funcionamiento (Resumen de verificación de la solución, pruebas y resultados de salida *Pantallazos *Tablas *Graficos *Fotografías) Errores detectados (Si existe algún error detectado, el cuál no fue posible resolver o se desconoce el motivo y solo ocurre con ciertas condiciones es necesario describirlo) Posibles mejoras (Describir posibles disminuciones de código en la implementación o otras posibles soluciones) Conclusiones (Por cada integrante del equipo) Anexo (Códigos fuente *con colores e instrucciones de compilación) Bibliografía (En formato IEEE) 21
Qué se envía por la página Web en una práctica? En un solo archivo (ZIP, RAR, TAR, JAR o GZIP) Archivo de observaciones* Reporte (DOC, DOCX o PDF) Códigos fuente (.C,.H, etc.) Código documentado: Titulo, descripción, fecha, versión, autor. (Funciones y Algoritmos: Qué hace?, Cómo lo hace?, Qué recibe?, Qué devuelve?, Causa de errores?). OBSERVACIONES *NO enviar ejecutables o archivos innecesarios, las instrucciones de compilación van en el anexo del reporte. (Enviar los archivos necesarios para la generación de ejecutables) 22
Herramientas Sensores y actuadores Microcontroladores PIC Programación en PIC C CSS Se usará equipo con plataforma Windows Programación visual en C# Simulador de circuitos Multisim u otro 23
Bibliografía Antoni, M. (2002). virtual, adquisición, procesado y análisis de señales. México: Alfaomega. ISBN 9701507770. Coughlin, R.F. (1999). Amplificadores operacionales y circuito integrados lineales.méxico: Prentice Hall. ISBN 970-26-0436-2. Creus, S. A. (1998). industrial. España: Alfaomega. España. ISBN 8426713610. Pérez, M. A. (2004). electrónica. España:Thompson. ISBN 8497321669. Pallas, Ramón. (2005). Sensores y acondicionadores de señal. España: Marcombo. ISBN 8426713440. 24
Avisos y actividades Cualquier tipo de aviso y actividades planeadas durante el semestre serán notificadas en la página Web del curso, vía Twitter. @edfrancom http://www.eafranco.com Contacto por email: edfrancom@ipn.mx 25
Actitudes y valores Mis valores éticos fundamentales Responsabilidad Habilidad para responder a nuestros actos, ideales, compromisos, conocimientos, valores éticos, a la familia, al mundo en el que vivimos y a la sociedad. Como ser responsable? Disciplina, trabajo, esfuerzo, paciencia. Respeto Reconocer que todo tiene un valor (persona, ser vivo, idea, opinión, etc.) y aunque para mi una cosa no tenga el mismo valor que para el resto, todos mis actos nunca deben de afectar a lo que los demás valoran. Como ser respetoso? Tolerancia, Empatía, Humildad. Honestidad Consiste en comportarse y expresarse con coherencia y sinceridad (decir la verdad), y de acuerdo con los valores éticos propios. Como ser honesto? Arraiga valores y principios éticos y morales, conócete a ti mismo. 26
Actitudes de una persona feliz Amable Amoroso (Con las personas que te rodean y con las actividades que realices) Optimista Tolerante Cortes Que necesito para lograr mis objetivos Salud Esfuerzo Dedicación Trabajo Propósito de vida Cuales deberían ser los principales objetivos de un buen profesionista Siempre anteponer mi ética antes de actuar Aprender en todo momento Ayudar en todo momento a quien lo necesite Compartir el conocimiento Tener un propósito de vida es importante, este nace del interior de la gratitud y la inconformidad. Si no eres feliz no encuentras el propósito en la vida. (Se feliz bajo cualquier circunstancia) No seas apático a esto elige mejorar cada día como persona, nunca pases por encima de los demás para alcanzar tus metas. Desempeñar mi trabajo con gusto por ello y siempre de la mejor manera posible sin condicionarlo a una ganancia económica. (Todo viene por añadidura no seas ambicioso) Ser feliz (Es una decisión no es el resultado de un evento) Gusto y pasión por lo que se desempeña y vive Qué te gustaba de niño? 27