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Tema 0. Introducción a la asignatura Electrónica Industrial

Andrés Iborra García

Departamento de Tecnología Electrónica Sep>embre 2012

Presentación General

Electrónica Industrial 2

Electrónica •  Es una rama de la Bsica que estudia y desarrolla disposi>vos cuyo funcionamiento

se basa en la conducción y el control del flujo de parIculas atómicas cargadas eléctricamente a través de un gas, del vacío o un semiconductor.

•  Los disposi>vos electrónicos actuales (diodos, transistores, >ristores, triacs,….) se basan fundamentalmente en la u>lización de materiales semiconductores, tales como, el Silicio (Si), el Germanio (Ge), el Arseniuro de Galio (AsGa) y el Carburo de Silicio (SiC).

•  En el pasado, los disposi>vos electrónicos (diodos, tríodos, pentodos,…) eran básicamente válvulas de vacío cuyo funcionamiento se basaban en el efecto termoiónico.



Ingeniería Electrónica •  La Ingeniería electrónica es una rama de la ingeniería, basada en la electrónica,

que se encarga de resolver numerosos problemas tales como el control de procesos industriales, la transformación de la electricidad, el procesado y distribución de información, el diseño de objetos y máquinas inteligentes, etc.

•  Esta ingeniería es considerada en numerosos países (p.e. Estados Unidos) como una rama de la ingeniería eléctrica e incluso se confunde con la misma.

•  El diseño y la construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prác>cos forma parte de la ingeniería electrónica.

•  El estudio de nuevos disposi>vos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de ingeniería de materiales o de la Bsica



Electrónica Industrial

Instrumentación y control

Electrónica Industrial

Electrónica de potencia

Mecatrónica

Scadas.

Reguladores PID

Sistemas de control analógicos y digitales

Instrumentación electrónica

Conversión de energía eléctrica.

Fuentes de alimentación.

SAIs

Controladores de motores

Robots

Máquinas herramientas

Maquinaria manufacturera

Consumo

Electrodomés>cos.



Sistemas Electrónicos Industriales

•  Interruptores •  Pulsadores •  Potenciómetros •  LDRs •  Fotocélulas •  Encoders

• Galgas extensom •  Termopares •  Acelerómetros • MEMs

SENSORES •  Solenoides, relés, piezoeléctricos • Motores de con>nua • Motores paso a paso •  Servomotores •  Disposi>vos hidráulicos y neumá>cos.

ACTUADORES

•  C. discretos •  Amplificadores

•  Filtros •  A/D

ACONDICIONADORES DE SEÑALES DE

ENTRADA E INTERFACES

•  Combinacionales •  Secuenciales •  μP •  μC

•  SoC •  Comunicaciones •  Algoritmos •  So_ware

SISTEMAS DE CONTROL DIGITAL

•  D/A •  Amplificadores •  PWM

•  Transistores

ACONDICIONADORES DE SEÑALES DE SALIDA

E INTERFACES •  LEDs •  Displays •  LCD

•  CRT •  TFT

VISUALIZADORES

Sistemas mecánico



Campos emergentes

hdp://www.youtube.com/watch?v=5kMlaMtF3zw hdp://www.youtube.com/watch?v=6Cf7IL_eZ38

hdp://www.youtube.com/watch?v=i5AuzQXBsG4

Internet de las cosas



Campos emergentes

hdps://vimeo.com/28437345 hdps://vimeo.com/17150420

Objetos y entornos interac>vos



La asignatura de Electrónica Industrial La asignatura Electrónica Industrial es una materia transversal, común a todas las ramas en el ámbito de la Ingeniería Industrial, siendo su conocimiento necesario en el currículo de los ingenieros. El obje>vo principal de la asignatura es proporcionar al alumno los fundamentos básicos de la ingeniería electrónica en el ámbito Industrial para posteriormente pueda profundizar en las diversas materias relacionadas con la Electrónica Industrial. Se pretende que el alumno conozca los principales componentes analógicos y digitales, su funcionalidad, su comportamiento dentro de los circuitos y sus principales aplicaciones. Del mismo modo, se estudian aspectos metodológicos para el análisis y síntesis de circuitos electrónicos sencillos con ayuda de herramientas de simulación e instrumentación de laboratorio y virtual, así como aspectos tecnológicos como son la implementación, fabricación y prueba de proto>pos.



Marco de la asignatura •  Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales. •  Tercer curso de la carrera, primer cuatrimestre. •  El alumno ha cursado las asignaturas de Análisis de Circuitos e Informá>ca

Aplicada. •  En el segundo cuatrimestre se cursa la asignatura de Electrónica de Potencia.



Prerrequisitos de Análisis de Circuitos •  Conocer y saber aplicar ciertos conceptos básicos como: Ley de Ohm, concepto de

Asociación Serie y Paralelo, Divisor de tensión e intensidad. Concepto de fuentes de tensión e intensidad (ideales y reales).

•  Conocer y saber aplicar las ecuaciones que rigen el comportamiento de los componentes eléctricos (resistencia, bobina, condensador y transformador).

•  Conocer y saber aplicar las leyes de Kirchhoff a circuitos básicos que incluyan resistencias, condensadores, bobinas, fuentes de tensión y corriente.

•  Conocer los principales teoremas del análisis de circuitos (superposición, sus>tución, Millmann, Thevenin y Norton).

•  Conocer el comportamiento de circuitos con entradas senoidales en estado estacionario.

•  Saber determinar la potencia disipada o generada por un circuito. •  Conocer y saber aplicar el concepto de cuadripolo.



Otros Prerrequisitos •  Se deberá conocer los mecanismos básicos del lenguaje de programación C para

representar >pos de datos (tanto primi>vos como compuestos), estructuras de control de la programación estructurada, y transformar a dicho lenguajes los diseños realizados.

•  Finalmente, se recomienda también que el alumno tenga un conocimiento fluido del idioma Inglés a nivel de estudio de documentación, así como de informá>ca a nivel de usuario.



Programa de teoría resumido Bloque 1. Electrónica Digital. •  Tema 1. Circuitos digitales. •  Tema 2. Microprocesadores, Memorias y Microcontroladores. •  Tema 3. Adquisición de datos, sensores y actuadores.

Bloque 2. Electrónica Analógica. •  Tema 4. Electrónica de semiconductores. •  Tema 5. Procesamiento de señales analógicas con el uso de amplificadores

operacionales.



Programa de prác>cas •  Prác>ca 1. Introducción al laboratorio de electrónica •  Prác>ca 2. Metodología de diseño con Arduino •  Prác>ca 3. Entradas-‐salidas digitales. •  Prác>ca 4. Entradas-‐salidas analógicas-‐analógicas. PWM. •  Prác>ca 5. Un proyecto con Arduino. •  Prác>ca 6. Sesión de laboratorio libre.



BibliograBa y otros recursos •  Alciatore, D.G.; Histand, M.B.; Mecatrónica y los sistemas de medición. Tercera

edición, Mc. Graw Hill 2008. ISBN978-‐970-‐10-‐6385-‐9. •  Boylestad, R.L.; Nashelsky; L. Electrónica: Teoría de Circuitos y Disposi>vos

Electrónicos. Pren>ce Hall 2010. 10ª ed. ISBN 978-‐607-‐442-‐292-‐4. •  Floyd .Thomas L. Fundamentos de Electrónica Digital. 9ª edición, Pearson-‐Pren>ce

Hall. 2009. ISBN978-‐84-‐8322-‐085-‐6. Material disponible en hdp://www.aiborra.com •  Transparencias de clase. •  Enlaces a tutoriales y videotutoriales recomendados. No>cias de úl>ma hora y actualizaciones en twider: @aiborra



Planificación de la asignatura TEORÍA •  29 sesiones. •  Lunes 9.00-‐11.00 y Miércoles 9.00-‐11.00 PRÁCTICAS •  6 sesiones + trabajo de diseño e implementación de un sistema electrónico. •  Lunes 16.00-‐18.00 ó Miércoles 18.00-‐20.00 SEMINARIOS •  Diseño de PCBs. •  Simulación de circuitos digitales. •  Simulación de circuitos analógicos.



Prác>cas. Norma>va. •  La asistencia a prác>cas es obligatoria. La no asistencia a las prác>cas implica no

poder superar la asignatura, en ninguna de sus convocatorias (febrero, junio, sep>embre).

•  Los alumnos repe>dores que realizaron las prác>cas el curso anterior y las hubieran superado, sí lo desean, no >enen porque realizar las prác>cas en el presente curso. Para ello deberán solicitarlo por correo electrónico al Prof. Andrés Iborra antes del 15 de octubre.

•  Para superar las prác>cas deberá realizar con éxito uno de los diseños que se propongan por el profesor de prác>cas. Las condiciones y trabajos propuestos se harán públicas a mediados de octubre.



Prác>cas. Lugar de realización. Laboratorio

OESTE ESTE

Fondo NORTE 3ª Planta.

Bajo cubierta



Tutorías. Andrés Iborra García andres.iborra()upct.es Martes, miércoles y jueves 9:00 a 11:00 Lugar Despachos ubicados en la 1ª planta del Hospital de Marina. El horario de tutorías es orienta>vo. En ocasiones, obligaciones de carácter académico nos imposibilita mantenerlo. Por favor, para evitar problemas, se ruega a los alumnos solicitar cita previa, vía correo electrónico. Todo el material didác>co se encuentra disponible en: hdp://www.aiborra.com/



Mi despacho

Mi despacho OESTE ESTE

Fondo NORTE 1ª Planta.



Evaluación de la asignatura.

¡Atención! Los siguientes criterios son de carácter orienta>vo, los criterios finales vendrán fijados en la correspondiente convocatoria de examen.

Para superar la asignatura hay que estar apto en las siguientes partes: •  Prueba escrita que consta de 3-‐6 problemas. 6 puntos. •  Test de 40 preguntas sobre conceptos de teoría y prác>cas. 4 puntos. •  Asistencia a las sesiones de prác>cas y superar un trabajo de diseño.

•  Se da la posibilidad de sus>tuir el examen de problemas y la realización prác>ca estándar por la realización de un trabajo prác>co complejo. Hay que solicitarlo previamente al profesor.

El profesor podrá valorar la ac>tud del alumno tanto en las clases de teoría como de prác>cas y seminarios, pudiendo incrementar su nota final hasta un punto.

Dr. Andrés Iborra Universidad Politécnica de Cartagena Campus Muralla del Mar, s/n 30202 Cartagena

Tel. +34 968 32 56 54 Fax. +34 968 32 53 45 E-‐mail andres.iborra()upct.es Twider @aiborra Www www.aiborra.com

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