sistema integrador ciencia y tecnología...• fuente de alimentación swicheada de 650 voltios con...

Sistema Integrador Ciencia y tecnología MANUAL DEL ESTUDIANTE CONCENTRADOR DE VARIABLES FÌSICAS

MANUAL DEL ESTUDIANTE – VARIABLES FÌSICAS

2

TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETIVO .................................................................................................................... 4

2. DESCRIPCIÓN DEL HARDWARE .................................................................................. 4

2.1 Partes del concentrador .......................................................................................... 4

2.2 Conjunto de Dispositivos ...................................................................................... 6

2.3 Características técnicas ............................................................................................ 6

3. DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE .................................................................................... 6

3.1 Ingreso al software ................................................................................................. 7

3.1.1 Fecha y hora ...................................................................................................... 7

3.1.2 Continuar sin conexión ..................................................................................... 7

3.1.3 Dirección del servidor ....................................................................................... 7

3.1.4 Identificación .................................................................................................... 8

3.1.5 Registrar ........................................................................................................... 8

3.1.6 Salir .................................................................................................................. 8

3.2 Navegación en el software ..................................................................................... 8

3.2.1 Ingreso a los contenidos .................................................................................... 9

a. Ingreso a los Contenidos de Sensores, Actuadores y Sistemas Automatizados ..... 9

b. Ingreso a los Contenidos de Circuitos Eléctricos ................................................ 12

c. Ingreso a los Contenidos de Microcontroladores .............................................. 14

3.2.2 Ingreso a herramientas del sistema ................................................................... 18

a. Glosario ....................................................................................................... 19

b. Bibliografía ................................................................................................... 19

c. Más información ......................................................................................... 20

d. Enlaces web .................................................................................................. 21

e. Evaluación .................................................................................................... 21

f. Cuaderno .................................................................................................... 22

g. Chat ............................................................................................................ 22

h. Foro ............................................................................................................ 22

i. Documentación ........................................................................................... 23

3.2.3 Ingreso a prácticas ......................................................................................... 23

MANUAL DEL ESTUDIANTE- VARIABLES FÌSICAS

3

3.2.4 Ingreso al editor del grafcet ............................................................................ 25

a. Partes del editor de grafcet. ......................................................................... 25

3.2.5 Diseño del grafcet ........................................................................................... 27

a. Inicio del grafcet ......................................................................................... 27

b. Configuración de la etapa inicial .................................................................. 27

c. Configuración de la transición ..................................................................... 29

d. Configuración de la etapa ........................................................................... 33

e. Configuración de la Divergencia en O ......................................................... 34

f. Configuración de la Divergencia en Y .......................................................... 37

4. DESCRIPCION DE LAS PRÁCTICAS ............................................................................. 40

4.1 PRÁCTICA ANÁLISIS DE COMPONENTES ............................................................. 41

4.2 PRÁCTICAS PREDETERMINADAS ......................................................................... 49

4.3 OTRAS PRÁCTICAS ............................................................................................. 58


4

1. OBJETIVO Aplicar utilizando el concentrador los principios de la física y los conceptos de movimiento lineal y circular, caída libre, principios de la óptica así como las aplicaciones de la electricidad y los campos magnéticos.

2. DESCRIPCIÓN DEL HARDWARE

El hardware para las experiencias de fenómenos físicos permite la conexión de un conjunto de sensores (estímulos) y actuadores (respuestas) a una interfaz informática con escenarios multimediales donde se pueden verificar los principios de funcionamiento y su aplicación en diferentes ámbitos de la física y, especialmente, en la aceleración y velocidad de los cuerpos, el campo magnético emitido por algunos materiales, y la velocidad del sonido.

2.1 Partes del concentrador

Figura 1. Concentrador Estudio Variables Físicas – vista superior


5

N. Vista superior

Visualizador de estado.

Panel Solar: Indicador Led y Conector DB9 (hembra).

Sensor Luminosidad: Indicador Led y Conector DB9 (hembra).

Sensor Ultrasonido: Indicador Led y Conector DB9 (hembra).

Acelerómetro: Indicador Led y Conector DB9 (hembra).

Sensor Velocidad: Indicador Led y Conector DB9 (hembra).

Sensor de Campo Magnético/ Sensor Presión: Indicador Led y Conector DB9 (hembra) (en este conector se podrán conectar los dos sensores).

Sensor Fibra Óptica: Indicador Led y Conector DB9 (hembra).

Actuador Motor Paso a Paso: Indicadores Led Fases F1, F2, F3, F4 y conector alimentador de corriente.

Actuador Motobomba: Indicador Led y conector alimentador de corriente.

Actuador Motor DC: Indicadores Led de sentido de giro y conector alimentador de corriente.

Actuador Piloto: Conector alimentador de corriente.

Figura 2. Concentrador Estudio Variables Físicas – vista posterior


6

N. Vista Posterior

Interruptor (SWITCH) encendido y apagado (ON/OFF).

Porta Fusible 3 Amp.

Conexión Cable de Poder (110 AC).

Conexión RS232 a PC.

Ventilador.

2.2 Conjunto de Dispositivos

Los sensores y actuadores que hacen parte de este concentrador son los siguientes:

Sensores Actuadores • Sensor Luminosidad • Sensor Ultrasónico • Sensor Fibra óptica • Acelerómetro • Sensor de Velocidad (Encoder) • Sensor de campo magnético • Sensor de presión

• Motobomba • Motor Paso a Paso • Motor DC • Piloto

2.3 Características técnicas Dimensiones: • 15 cm de alto.

• 23 cm de largo. • 36 cm de ancho.

Alimentación: • Alimentación eléctrica: 110 Voltios AC. • Fuente de alimentación swicheada de 650 voltios con salidas de

12 VCC + 12 VCC + 5 VCC – 12 VCC. • Para la energización de este dispositivo se tiene una clavija

macho ubicada en la parte lateral donde ingresa el conector hembra del cable de poder.

Composición: Carcasa en fibra de vidrio, panel frontal en acrílico, pantalla LCD.

3. DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE

El software educativo acompaña al equipo de entrenamiento y permite ampliar los conocimientos reflejados en el sistema didáctico y el campo de aplicación de este tipo de tecnología.


7

3.1 Ingreso al software

Al ingresar al software usted encontrará los siguientes campos:

3.1.1 Fecha y hora

Estas opciones aparecen automáticamente.

3.1.2 Continuar sin conexión

Este botón brinda la posibilidad de seguir navegando en el software sin conectarse al servidor. Es importante recordar que al ingresar a través de esta opción no podrá tener control de los concentradores y entrenadores, no habrá registro de sus ingresos y no quedarán registradas las actividades que usted realice. Para ingresar haga clic sobre el botón Continuar sin conexión.

Para tener conexión con el servidor debe seguir los siguientes pasos:

3.1.3 Dirección del servidor

En este espacio debe escribir la dirección que le suministre el administrador del Aula.


8

3.1.4 Identificación

Usted debe registrar su número de identificación.

3.1.5 Registrar

Es útil para el ingreso al sistema después de diligenciados los campos de dirección del servidor e identificación. Haga clic sobre el botón REGISTRAR.

De esta manera podrán tener control sobre los concentradores y entrenadores y podrán ser registrados sus ingresos y las actividades realizadas.

3.1.6 Salir

Es útil para salir de la aplicación. Haga clic sobre el botón SALIR.

3.2 Navegación en el software

Al ingresar al software se encuentran tres opciones de navegación: Contenidos, Prácticas y Herramientas, a las cuales es posible acceder sin ningún tipo de restricción. Para ingresar a ellas haga clic sobre los botones CONTENIDO, PRÁCTICAS o HERRAMIENTAS.


9

3.2.1 Ingreso a los contenidos

Al ingresar a los contenidos usted encontrará 5 botones con los ejes temáticos integrados: Sensores, Actuadores, Sistemas Automatizados, Circuitos Eléctricos y Microcontroladores. En cada uno de ellos encontrará contenidos interactivos que le permiten conceptualizar y entender los temas de estudio. Para acceder a la información haga clic sobre el botón que desee.

a. Ingreso a los Contenidos de Sensores, Actuadores y Sistemas Automatizados

Al seleccionar los contenidos de Sensores, Actuadores o Sistemas automatizados usted encontrará tres opciones (Qué son, cómo son y cómo funcionan) por medio de las cuales se explican los conceptos más importantes y la información que le será útil para comprender estos temas, a través de la interacción preparada con el entorno didáctico. Para ingresar Haga clic en la opción que desee seleccionar.


10

• Qué son: En esta carpeta encontrará información que explica de manera didáctica e interactiva los conceptos relacionados con el tema seleccionado. Al ingresar encontrará disponibles otra serie de botones que permiten ampliar los temas para una mejor comprensión. Para ingresar haga clic en la opción que desee seleccionar.

• Cómo son: Se encuentra un tipo de clasificación de los sensores, actuadores y

criterios de los sistemas automatizados. Para ingresar haga clic en la opción que desee seleccionar.

• Cómo funcionan: De acuerdo al tema seleccionado (sensores o actuadores)

encontrará un menú con los sensores, actuadores que se estudian en los concentradores y en sistemas automatizados encontrara la funcionalidad de un sistema. Para acceder a la información haga clic sobre cada uno de ellos.

Al seleccionar la opción Cómo funcionan de los SENSORES Y ACTUADORES encontrará una las imágenes de los dispositivos seleccionados, e ingresando a cada uno de ellos, se abrirá un menú con los botones INTRODUCCIÓN, USOS, SIMULACIÓN Y MONITOREO que le permitirán conocer el concepto y las aplicaciones de cada sensor y actuador, podrá acceder a simulaciones con las cuales se brinda la posibilidad de tener experiencias interactivas con el concentrador para conocer su funcionamiento. Para tener acceso a la información haga clic sobre los botones ubicados al lado izquierdo.


11


12

b. Ingreso a los Contenidos de Circuitos Eléctricos

Al seleccionar los contenidos de Circuitos Eléctricos usted encontrará un entorno didáctico preparado para facilitar la comprensión de los temas. Tiene a disposición tres botones (Fundamentos, Medidas y Circuitos) por medio de los cuales se explican el concepto de electricidad, las medidas eléctricas utilizadas y los circuitos eléctricos. Esta información le será útil para comprender estos temas. Para ingresar Haga clic en la opción que desee seleccionar.

• Fundamentos: En esta carpeta se definen conceptos básicos para el manejo de circuitos eléctricos. Puede encontrar los siguientes temas: Electricidad, Electricidad Estática, Electricidad dinámica y Energía eléctrica. Para ingresar Haga clic en los botones ubicados al lado izquierdo.


13

• Medidas eléctricas: Aquí se estudian los conceptos relacionados con las medidas eléctricas. Puede encontrar los siguientes temas: Componentes pasivos, unidades de medida, código de colores, ley Ohm y potencia eléctrica. Para ingresar Haga clic en los botones ubicados al lado izquierdo.


14

• Circuitos serie y paralelo: En esta carpeta se estudian los circuitos en serie, paralelo y mixtos, para ingresar Haga clic en los botones ubicados al lado izquierdo.

c. Ingreso a los Contenidos de Microcontroladores

Al seleccionar los contenidos de Microcontroladores usted encontrará un entorno didáctico preparado para facilitar la comprensión de los temas. Tiene a disposición tres botones (Estructura, Partes de un circuito y Programación) por medio de los cuales se explican la estructura del microcontrolador, las partes del circuito y la programación del un microcontrolador, esta información le será útil para comprender este tema. Para ingresar Haga clic en la opción que desee seleccionar.


15

• Estructura: Se estudia la estructura de un microcontrolador. Puede encontrar los siguientes temas: concepto, principio de procesamiento de datos, comunicación, convertidor analógico-digital. Para tener acceso a la información Haga clic en los botones ubicados al lado izquierdo.


16

• Partes de un circuito: describe las partes de un circuito electrónico. Puede encontrar los siguientes temas: Placa de circuito impreso, microcontrolador PIC y otros componentes electrónicos.

• Programación: se estudia la programación de un microcontrolador. Podrá encontrar los siguientes temas: comunicación hombre máquina, lenguaje ASM, directivas, condiciones y operadores y ejemplo de programa.


17

Los ejes temáticos que se estudian en el sistema integrador de ciencia y tecnología se describen en el cuadro que se encuentra a continuación:

ESTRUCTURA DE LOS CONTENIDOS

SENSORES

Qué son? Cómo son?

Cómo funcionan?

Final de carrera Capacitivo Inductivo Óptico de barrera Fibra óptica Ultrasonido Velocidad Acelerómetro Presión (barómetro) Gas (metano) Humedad PH metro Luminosidad Sensor de corriente Sensor de campo magnético (efecto Hall) Sensor de temperatura RTD

ACTUADORES

Qué son? Cómo son?

Como funcionan?

Piloto Zumbador Motor AC Motor DC Motor paso a paso Motobomba Válvula solenoide

SISTEMAS AUTOMATIZADOS

Qué son? Cómo son? Cómo funcionan?

CIRCUITOS ELECTRICOS

Fundamentos

La Electricidad Electricidad estática Electricidad dinámica Elementos de un circuito eléctrico Energía eléctrica

Medidas Eléctricas

Componentes Pasivos Unidades de Medida Código de Colores Ley de Ohm Potencia Eléctrica

Circuitos Serie y paralelo

Circuito Serie Circuito Paralelo Circuito Mixto


18

MICROCONTROLADORES

Estructura del Microcontrolador

Concepto de Microcontrolador Principios de procesamiento de datos Comunicación Convertidor Análogo – Digital

Partes del circuito electrónico

Placa de Circuito Impreso (PCB) Microcontrolador PIC 16F877 Otros componentes electrónicos

Programación de un

microcontrolador

Comunicación hombre máquina Lenguaje ASM Directivas, condiciones y operadores Ejemplo de Programación

3.2.2 Ingreso a herramientas del sistema El software cuenta con herramientas que facilitan la comunicación e integración con el profesor y con otros compañeros. Estas herramientas se describen a continuación:


19

a. Glosario En el glosario usted encontrará el significado de todos los términos utilizados en la aplicación. Para visualizar los términos haga clic en las letras de inicio del término y para volver al menú inicial haga clic en Salir.

b. Bibliografía En la bibliografía encontrará referencias en las cuales está basada la aplicación. Para volver al menú inicial haga clic en Salir.


20

c. Más información

En la parte de “Más información” encontrará los contenidos amplios y detallados sobre sensores, actuadores, sistemas automatizados, circuitos eléctricos y microcontroladores. Haga clic en el botón sobre el tema que desee visualizar y para volver al menú inicial haga clic en Salir.


21

d. Enlaces web

En esta herramienta encontrará enlaces Web que tienen como fin ampliar sus conocimientos sobre los temas de sensores, actuadores, sistemas automatizados.

Haga clic en el botón sobre el tema que desee visualizar y en la parte derecha encontrara una flecha para el despliegue de diferentes enlaces.

Para volver al menú inicial haga clic en Salir.

e. Evaluación

Haciendo clic sobre sensores, actuadores, sistemas automatizados, se puede ingresar a la evaluación de cada uno de éstos. Cuando se encuentre en la evaluación del contenido seleccionado, responda las preguntas allí expuestas, al final obtendrá el resultado de sus respuestas dadas, si desea seleccionar otra tema deberá ingresar nuevamente al botón de EVALUACION.


22

f. Cuaderno

En el cuaderno de apuntes los estudiantes tiene la posibilidad de escribir y guardar las anotaciones que le hayan parecido importantes en la aplicación, así como eliminarlas o imprimirlas. Para volver al menú inicial hacer clic en Salir.

g. Chat

En la herramienta del Chat el estudiante tiene la posibilidad de sostener charlas con el profesor y con los otros estudiantes que se encuentren conectados, para compartir información. Para iniciar, debe seleccionar el estudiante, escribir su mensaje y dar clic en Enviar. Si desean volver al menú principal dar clic en Salir.

h. Foro

El foro les permite compartir opiniones con todos los estudiantes sobre la aplicación o sobre temas que tengan que ver con ella. Deben publicar su aporte y hacer clic en actualizar.


23

i. Documentación

En esta herramienta encontrara la ficha técnica y el manual del estudiante de cada uno de los concentradores de detección de presencia y movimiento, de variables físicas, de variables físico químicas, de circuitos serie paralelo, de programación de microcontroladores.

3.2.3 Ingreso a prácticas

Advertencia: Para realizar las pruebas en el entrenador verifique que se encuentre conectado al computador antes de abrir el software.

En la opción Prácticas usted tiene la posibilidad de conocer las actividades diseñadas para la comprensión de los temas. Para ingresar Haga clic en la el botón PRÁCTICAS.

Al ingresar usted encontrará un menú correspondiente a cada concentrador o entrenador.


24

Al ingresar en la opción del concentrador DE VARIABLES FÌSICAS encontrará las siguientes prácticas, Seleccione la práctica haciendo clic en el botón:

1. Análisis de componentes:

• Análisis de los sensores. • Análisis de los actuadores.

2. Practicas predeterminadas:

• Velocidad de una banda transportadora • Alumbrado público

3. Otras prácticas:

• Carro de juguete • Envasado de medicamentos • Velocidad de una textilera • Planta eléctrica. • Juego de video. • Control de luminosidad en invernadero • Practica libre.


25

3.2.4 Ingreso al editor del grafcet

a. Partes del editor de grafcet.

El editor cuenta con una serie de partes que le permiten el diseño y control del grafcet.

1

2

3

4

5

6

7

8


26

Estas partes se describen a continuación:

N. Partes

Barra de herramientas: Se encuentran los iconos correspondientes a cada función.

Etapa inicial

Transición

Etapa

Divergencia en O

Divergencia en Y

Convergencia en O

Convergencia en Y

Área de Trabajo: Área utilizada para el diseño de grafcet libre. En ella cargaremos los iconos de las funciones que aparecen en la barra de herramientas para crear nuestro propio diseño grafcet.

Botón Borrar todo: Permite eliminar el diseño grafcet creado previamente en el área de trabajo.

Botón Transferir: Este botón es utilizado para transferir en el concentrador el diseño del grafcet realizado. Este paso es necesario para ejecutar el grafcet en el concentrador.

Botón Abrir: Permite cargar en el área de trabajo un archivo (con extensión i5) del diseño del grafcet previamente guardado. Para abrir un diseño grafcet se debe especificar la ruta de destino del archivo (con extensión i5).

Botón Grabar: Permite guardar el diseño del grafcet creado previamente en el Área de trabajo en un archivo (con extensión i5). Para guardar el archivo de un diseño del grafcet especifique la ruta y el nombre del archivo.

6

5

4

3

2

1


27

Botón Ejecutar: Permite ejecutar en el concentrador el diseño grafcet previamente transferido.

Botón Ejecutar: Permite ejecutar en el concentrador el diseño grafcet previamente transferido.

3.2.5 Diseño del grafcet

a. Inicio del grafcet

Posicionar el mouse sobre el icono etapa inicial de la barra de herramientas, dar clic con el botón izquierdo y arrastrarlo hasta el área de trabajo. Una vez allí dar clic de nuevo con el botón izquierdo del mouse.

b. Configuración de la etapa inicial

Se abrirá una ventana que permitirá programar la etapa inicial en la cual encontrara los siguientes botones de configuración:

8

7

Arrastrar ETAPA INICIAL hasta el área de trabajo


28

Estos botones se describen a continuación:

N. Botones

Programación de temporizadores: Es posible programar un retardo que se ejecute al término de la etapa. Para programar el tiempo del retardo se selecciona el temporizador deseado activando el interruptor correspondiente y ajustando el tiempo dado en segundos con el control numérico del temporizador seleccionado.

Piloto: Dando clic sobre el botón (led) se programara el piloto, en la etapa que corresponde, para que en el momento de hacer la simulación se active.

Motobomba: Dando clic sobre el botón (Led) se programara la motobomba, en la etapa que corresponde, para que en el momento de hacer la simulación se active.

Motor paso a paso: Este conjunto de controles permite configurar el arranque, la velocidad y sentido de giro del motor.

Motor de corriente continua: Este conjunto de controles permite configurar el arranque y sentido de giro del motor.

5

4

3

2

1

1

2 3 4 5


29

c. Configuración de la transición

Posicionar el mouse sobre el icono transición ubicado en la barra de herramientas, dar clic con el botón izquierdo del mouse y arrastrarlo hasta el área de trabajo. Una vez posicionado el mouse en el área de trabajo dar clic con el botón izquierdo.

Se abrirá una ventana que permitirá programar la transición en la cual encontrara los siguientes botones:

Arrastrar TRANSICION hasta el área de trabajo


30


N. Botones

Entradas digitales: Dar clic sobre el botón (led) si se quiere valida una entrada digital en la transición.

Entrada Análoga: Dar clic sobre el termómetro si se quiere valida una entrada análoga en la transición.

Si se validan las entradas digitales encontrara los siguientes botones:

2

1

1 2


31


N. Botones

Estado de las entradas digitales que se evaluarán en la transición: Se determina el estado lógico de las entradas (Sensor Fibra óptica-SAR) que se quieren evaluar para continuar con la siguiente etapa. Para el estado “OFF” se deja apagado el botón (led) de la entrada correspondiente, para el estado “ON” se enciende el botón (led) correspondiente a la entrada dando clic con el botón izquierdo del mouse sobre el mismo.

Selección de temporizadores a evaluar: Se determina si el temporizado programado en uno o varios de los temporizadores disponibles es evaluado como parte de la transición. La selección del temporizado para ser evaluado se hace colocando en “ON” el botón del temporizador correspondiente.

Condición para análisis: Se determina la operación lógica que se quiere realizar entre las entradas seleccionadas para que la transición sea válida. Existen dos posibilidades AND u OR.

Botón Aceptar: Permite aceptar la configuración de la transición.

4

3

2

1

1

2

3 4


32

Si se validan las entradas análogas encontrara los siguientes botones:


N. Botones

Estado de las entradas análogas que se evaluarán en la transición: Se determina el estado lógico (<,> o =) de las entradas (Sensor de luminosidad- LDR, Panel solar- FOTOCELDA, Sensor ultrasonido- ULTRASÓNICO, Sensor de aceleración- ACELERÓMETRO, Sensor campo magnético, Sensor de presión, Sensor de velocidad) que se quieren evaluar para continuar con la siguiente etapa. El valor de cada unidad de los sensores (%, cm, cm2xmin, gauss, psi, rpm ) se comparara con su correspondiente estado lógico.

Botón Aceptar: Permite aceptar la configuración de la transición.

2

1

1

2


33

d. Configuración de la etapa

Posicionar el mouse sobre el icono etapa ubicado en la barra de herramientas, dar clic con el botón izquierdo del mouse y arrastrarlo hasta el área de trabajo. Una vez posicionado el mouse en el área de trabajo dar clic con el botón izquierdo.

Se abrirá una ventana para configuración de la etapa. Las opciones de configuración para la etapa son iguales a la configuración de etapa Inicial.

Arrastrar ETAPA hasta el área de trabajo.


34

e. Configuración de la Divergencia en O

Permite dividir el grafcet en varias ramas, cada una condicionada por una transición. Se ejecutará la rama que cumpla primero con la transición correspondiente. Para implementarla se arrastra el icono divergencia en O hasta el área de trabajo.

En el momento de ubicar la divergencia en O en el área de trabajo aparecerá una ventana llamada número de ramas. Usando el control numérico determinamos la cantidad de ramas que se quieren programar.

Arrastrar DIVERGENCIA EN O hasta el área de trabajo.


35

Después de determinar el número de ramas a utilizar el grafcet quedara de la siguiente manera ejemplo 2 ramas:


36

• Cierre de la divergencia en O

En cada ramal se debe colocar una transición, una etapa y una transición, las cuales se evaluarán para determinar cual rama se ejecutará al ser validada la transición correspondiente.

Para cerrar la divergencia en O se debe arrastrar el icono Convergencia en O de la barra de herramientas hacia el área de trabajo al final de las ramas.

Después de arrastrar la convergencia O al área de trabajo el grafcet quedara de la siguiente manera:

Arrastrar CONVERGENCIA EN O hasta el área de trabajo.


37

f. Configuración de la Divergencia en Y

Para implementarla se arrastra el icono divergencia en Y hasta el área de trabajo, previamente se debe colocar una transición para validar la divergencia.

En el momento de ubicar la divergencia en Y en el área de trabajo aparecerá una ventana llamada número de ramas. Usando el control numérico determinamos la cantidad de ramas que se quieren programar.

Arrastrar DIVERGENCIA EN Y hasta el área de trabajo.


38

Después de determinar el número de ramas a utilizar el grafcet quedara de la siguiente manera ejemplo 2 ramas:


39

• Cierre de la divergencia en Y

En cada ramal se debe colocar una etapa, las cuales se evaluarán para determinar cual rama se ejecutará al ser validada la transición correspondiente.

Para cerrar la divergencia en Y se debe arrastrar el icono convergencia en Y de la barra de herramientas hacia el área de trabajo al final de las ramas.

Después de arrastrar la convergencia en Y al área de trabajo el grafcet quedara de la siguiente manera:

Arrastrar CONVERGENCIA EN Y hasta el área de trabajo.

Arrastrar CONVERGENCIA EN Y hasta el área de trabajo.


40

4. DESCRIPCION DE LAS PRÁCTICAS

Las prácticas sugeridas a realizar en el concentrador de variables físicas son:

Análisis de componentes:

• Análisis de los sensores. • Análisis de los actuadores.

Practicas predeterminadas:

• Velocidad de una banda transportadora • Alumbrado público

Otras prácticas:

• Carro de juguete • Envasado de medicamentos • Velocidad de una textilera • Planta eléctrica. • Juego de video. • Control de luminosidad en invernadero • Practica libre.


41

4.1 PRÁCTICA ANÁLISIS DE COMPONENTES


42

ACTIVIDAD N° 1

Concentrador de variables físicas Nombre de la actividad: Análisis de los sensores que integran el concentrador de variables físicas.

Duración: 2 Horas

Objetivo

Analizar el concepto, el funcionamiento y las aplicaciones de los sensores que pertenecen al concentrador de variables físicas. Situación

Usted está encargado de desarrollar un proyecto en el que debe automatizar algunos procesos en los que es necesario controlar las variables físicas que intervienen, para llevar a cabo este proyecto usted debe empezar por conocer los tipos de sensores que pueden ser utilizados y cuál es la aplicación de cada uno de ellos. Procedimiento:

1. Identifique los sensores que hacen parte del concentrador de variables físicas (Sensor de luminosidad, sensor ultrasonido, sensor de fibra óptica, sensor de velocidad, sensor de campo magnético, sensor de presión, acelerómetro y panel solar), estudie en los contenidos del curso el significado y aplicación de cada uno de ellos y realice las pruebas en el concentrador.

2. Realice búsquedas en internet para profundizar en el significado y aplicación de cada sensor.

3. Diligencie el documento guía respondiendo todas las preguntas y entréguelo a su profesor a través del medio que él lo disponga.

4. Opine en el foro respondiendo a la pregunta ¿En qué aplicaciones pueden utilizarse los sensores estudiados en el concentrador de variables físicas?

5. Socialice con los compañeros de grupo su apreciación sobre los temas estudiados, utilizando el chat.

ADVERTENCIA Para realizar las pruebas en el concentrador verifique que se encuentre conectado al computador antes de abrir el software.


43

Temas asociados Material o herramientas de apoyo

Para conocer los temas relacionados debe ingresar al los contenidos y seleccionar el tema SENSORES. Estudie con especial atención los sensores que hacen parte del concentrador de variables físicas, leyendo detenidamente los contenidos y realizando las prácticas que se proponen para cada uno de ellos.

• Internet • Foro: ubicado en la opción

herramientas. • Chat: ubicado en la opción

herramientas. • Documento guía

Entregas

1. Entrega del documento guía. 2. Participación en el foro.

Habilidades

• Reconoce el significado de los sensores. • Reconoce la aplicación de cada sensor. • Establece metodologías para la solución de problemas. • Analiza críticamente el uso de la tecnología. • Asume actitud crítica. • Usa herramientas tecnológicas. • Usa herramientas informáticas. • Procesa datos y utiliza los contenidos relacionados.


44

DOCUMENTO GUÍA ACTIVIDAD N° 1

Concentrador de variables físicas 1. Diga con sus propias palabras que es un sensor.

2. Analice los sensores que se encuentran en el concentrador de variables físicas y diligencie el cuadro que se encuentra a continuación.

Sensor

Cómo funciona

Aplicaciones

Sensor de luminosidad

Sensor ultrasonido

Sensor de fibra óptica

Sensor de velocidad

Sensor de campo magnético

Sensor de presión

Acelerómetro

Panel solar


45

3. Analice y describa las variables físicas que intervienen en los sensores que pertenecen al concentrador de variables.

Sensor

Variables físicas que se pueden controlar

Sensor de luminosidad

Sensor ultrasonido

Sensor de fibra óptica

Sensor de velocidad

Sensor de campo magnético

Sensor de presión

Acelerómetro

Panel solar


46

ACTIVIDAD N° 2

Concentrador de variables físicas Nombre de la actividad: Análisis de los actuadores que integran el concentrador de variables físicas.

Duración: 2 Horas

Objetivo

Analizar el concepto, el funcionamiento y las aplicaciones de los actuadores que integran el concentrador de variables físicas. Situación

Usted tiene una empresa especializada en la automatización de procesos. En este momento usted va organizar los tipos de actuadores existentes en el almacén. Para llevar a cabo esta tarea usted debe empezar por conocer los tipos de actuadores con los que cuenta actualmente y cuál es la aplicación de cada uno de ellos. Procedimiento:

1. Identifique los actuadores que hacen parte del concentrador de variables físicas (Motobomba, motor paso a paso, motor AC, piloto).

2. Estudie en los contenidos del curso el significado y aplicación de cada uno de ellos y realice las pruebas en el concentrador que se proponen para cada uno de ellos.

3. Realice búsquedas en internet para profundizar en el significado y aplicación de cada actuador.

4. Diligencie el documento guía respondiendo todas las preguntas y entréguelo a su profesor a través del medio que él lo disponga.

5. Opine en el foro respondiendo a la pregunta ¿En qué aplicaciones pueden utilizarse los actuadores estudiados en el concentrador de variables físicas?

6. Utilizando el chat socialice con los compañeros de grupo su apreciación sobre los temas estudiados.



47


Para conocer los temas relacionados debe ingresar al los contenidos y seleccionar el tema ACTUADORES. Estudie con especial atención los actuadores que hacen parte del concentrador de variables físicas, leyendo detenidamente los contenidos y realizando las prácticas que se proponen para cada uno de ellos.



herramientas. • Documento guía

Entregas


Habilidades

• Reconoce el significado de los actuadores. • Establece metodologías para la solución de problemas. • Analiza críticamente el uso de la tecnología. • Asume actitud crítica. • Usa herramientas tecnológicas. • Usa herramientas informáticas. • Procesa datos y utiliza los contenidos relacionados.


48

DOCUMENTO GUÌA ACTIVIDAD No 2

Concentrador de variables físicas 1. Diga con sus propias palabras que es un actuador

2. Analice los actuadores que se encuentran en el concentrador de variables físicas y diligencie el cuadro que se encuentra a continuación.

Actuador

Cómo funciona

Aplicaciones

Motobomba

Motor paso a paso

Motor DC

Piloto

3. Investigue a cerca de otros tipos de actuadores que puedan ser utilizados para automatizar sistemas en los que se involucre el control de variables físicas.


49

4.2 PRÁCTICAS PREDETERMINADAS


50

Actividad N° 3

Concentrador de variables física Nombre de la actividad: Velocidad de una banda transportadora.

Duración: 2 Horas

Objetivo

Comprender la estructura y funcionamiento del velocímetro y su relación con las variables físicas. Situación

En una fábrica de galletas se necesita medir la velocidad de una banda transportadora de manera que cuando el motor alcance las 60 rpm se encienda un piloto y si aumenta a 100 rpm se deténgala banda. Al finalizar esta actividad usted debe entregar diligenciado el documento guía. Usted ha sido recomendado para hacer esta instalación y entregar un informe de instalación. Procedimiento:

1. Ingrese al software y revise los temas asociados, en el enlace de contenidos ingresando a SISTEMAS AUTOMATIZADOS, SENSORES, ACTUADORES, haciendo énfasis en el estudio de Grafcet, sensor de luminosidad y piloto que comprende la práctica.

2. Observe la práctica ingresando al enlace de PRÁCTICAS PRELIMINARES, luego a la

práctica: Velocidad de una banda transportadora.

3. Realice ordenadamente la práctica como está planteada en el software.

4. Realice las simulaciones de la práctica utilizando los sensores del concentrador por medio del enlace CONTROL.

5. Entregue a su profesor el documento guía propuesto debidamente diligenciado.

6. De su opinión en el foro de acuerdo al tema que se está tratando, sobre el

impacto de los sistemas automatizados en la industria.

7. Socialice con los demás compañeros de grupo su apreciación sobre los temas estudiados, utilizando el chat.


51

8. Realice búsquedas en internet para profundizar en los contenidos.

ADVERTENCIA Para realizar las pruebas en el concentrador verifique que se encuentre conectado al computador antes de abrir el software. Temas asociados Material o herramientas de apoyo

Actuadores: Para conocer los temas relacionados debe ingresar al los contenidos y seleccione el tema de ACTUADORES y estudie con especial atención el motor paso a paso y el piloto realizando las actividades propuestas en el software. Sensores: Para conocer los temas relacionados debe ingresar al los contenidos y seleccione el tema de SENSORES y estudie con especial atención el sensor de luminosidad realizando las actividades propuestas en el software. Sistemas Automatizados: El estudio de esta temática es fundamental para comprender el funcionamiento de un sistema automatizado. Se recomienda poner especial atención al tema del Grafcet el cual es básico para el desarrollo de esta práctica.



herramientas. • Documento guía. • Diseño del sistema automatizado:

GRAFCET

Entregas

1. Entrega del documento guía diligenciado. 2. Participación en el foro.

Habilidades

• Reconoce los sensores y actuadores. • Reconoce procesos de automatización. • Utiliza el Grafcet para programar sistemas automatizados. • Establece metodologías para la solución de problemas. • Analiza críticamente el uso de la tecnología. • Argumenta acerca de problemas y soluciones tecnológicas. • Procesa datos y utiliza los contenidos relacionados. • Valora el impacto de la automatización. • Usa herramientas tecnológicas. • Usa herramientas informáticas. • Asume actitud crítica.


52

DOCUMENTO GUIA ACTIVIDAD N° 3

Concentrador de variables físicas 1. Mencione los sensores y actuadores que componen el sistema control de una banda

transportadora y describa la funcionalidad de cada uno de ellos.

Sensores

Funcionalidad

2. Desarrolle un análisis del funcionamiento del sistema de control de una banda transportadora, identificando el fenómeno que afecta la situación, la acción que se espera tener y el propósito del sistema.

Acción Fenómeno

Propósito


53

3. Identifique las señales de entradas y salidas del sistema de cruce de vías.

4. Mencione un ejemplo de otro sistema en el cual puedan ser utilizado el sensor de velocidad.

Proceso Entrada Salida


54

Actividad N° 4

Concentrador de variables física Nombre de la actividad: Alumbrado público

Duración: 2 Horas

Objetivo

Comprender el funcionamiento y aplicaciones del sensor de luminosidad aplicado a un sistema automatizado de alumbrado público. Situación

Con el fin de ahorrar energía eléctrica se requiere realizar la instalación de un sistema de alumbrado público automatizado que encienda automáticamente las lámparas de alumbrado público. El sistema debe funcionar de la siguiente manera.

• Cuando detecte luz solar las luces se apagan. • Cuando no detecte luz solar las luces se encienden.

Usted está encargado de supervisar la instalación y verificar que el proceso se realice adecuadamente. Procedimiento:

1. Ingrese al software y revise los temas asociados, en el enlace de contenidos ingresando a SISTEMAS AUTOMATIZADOS, SENSORES, ACTUADORES, haciendo énfasis en el estudio de Grafcet, sensor de luminosidad y piloto que comprende la práctica.

2. Realice búsquedas en internet para profundizar en los contenidos.

3. Observe la práctica ingresando al enlace de PRÁCTICAS PRELIMINARES, luego a la práctica: Alumbrado público.

4. Realice ordenadamente la práctica como está planteada en el software.

5. Realice las simulaciones de la práctica utilizando los sensores del concentrador por medio del enlace CONTROL.


7. De su opinión en el foro de acuerdo al tema que se está tratando, sobre el impacto de los sistemas automatizados en el hogar y la comunidad.


55

8. Socialice con los demás compañeros de grupo su apreciación sobre los temas estudiados, utilizando el chat.


Actuadores: Para conocer los temas relacionados debe ingresar al los contenidos y seleccione el tema de ACTUADORES y estudie con especial atención el motor paso a paso y el piloto realizando las actividades propuestas en el software. Sensores: Para conocer los temas relacionados debe ingresar al los contenidos y seleccione el tema de SENSORES y estudie con especial atención el sensor de luminosidad realizando las actividades propuestas en el software. Sistemas Automatizados: El estudio de esta temática es fundamental para comprender el funcionamiento de un sistema automatizado. Se recomienda poner especial atención al tema del Grafcet el cual es básico para el desarrollo de esta práctica.




GRAFCET

Entregas

1. Entrega del documento guía diligenciado. 2. Participación en el foro.

Habilidades

• Reconoce los sensores y actuadores. • Reconoce procesos de automatización. • Utiliza el grafcet para programar sistemas automatizados. • Establece metodologías para la solución de problemas. • Analiza críticamente el uso de la tecnología. • Argumenta acerca de problemas y soluciones tecnológicas. • Procesa datos y utiliza los contenidos relacionados. • Valora el impacto de la automatización. • Usa herramientas tecnológicas. • Usa herramientas informáticas. • Asume actitud crítica.


56

DOCUMENTO GUIA ACTIVIDAD N° 4

Concentrador de variables físicas 1. Mencione los sensores y actuadores que componen el sistema de alumbrado público

y describa la funcionalidad de cada uno de ellos.

Sensores

Funcionalidad

2. Desarrolle un análisis del funcionamiento del sistema de alumbrado público, identificando el fenómeno que afecta la situación, la acción que se espera tener y el propósito del sistema.

Acción Fenómeno

Propósito


57

3. Identifique las señales de entradas y salidas del sistema de cruce de vías.

4. Mencione un ejemplo de otro sistema en el cual pueda ser utilizado el sensor de luminosidad.

Salida Proceso Entrada


58

4.3 OTRAS PRÁCTICAS


59

ACTIVIDAD N° 5

Concentrador de variables físicas Nombre de la actividad: Análisis de la Programación de un Sistema Automatizado con GRAFCET.

Duración: 2 horas

Objetivo

Comprender el lenguaje de programación del GRAFCET y aplicarlo a un sistema automatizado utilizando el sensor de ultrasonido y actuadores del concentrador de variables físicas. Situación

Usted tiene una fábrica de juguetes automatizados y ahora está diseñando un carro de juguete el cual tiene adaptado un sensor de ultrasonido que al detectar un obstáculo a una distancia de 10 cm o menos el carro se detiene por dos segundos y retrocede por 5 segundos para después volver hacia adelante. Procedimiento:

1. Ingrese al software y revise los temas asociados, en el enlace de contenidos ingresando a SISTEMAS AUTOMATIZADOS, haciendo énfasis en el estudio de CÓMO FUNCIONAN.

2. Realice búsquedas en internet para profundizar en el funcionamiento del GRAFCET.

3. Después de estudiar y analizar el funcionamiento del GRAFCET ingrese al software en el enlace OTRAS PRÁCTICAS, luego a la práctica Carro de juguete donde encontrará las instrucciones y el EDITOR para elaborar el GRAFCET que corresponde a ésta práctica.

4. Elabore el GRAFCET utilizando el editor de GRAFCET y tenga en cuenta la muestra

que se encuentra a continuación y realice las pruebas en el concentrador.

5. Entregue a su profesor el documento guía propuesto debidamente diligenciado y envié el archivo con el diseño del GRAFCET.

6. De su opinión en el foro de acuerdo al tema que se está tratando, sobre la

importancia de la tecnología en la vida diaria.


60

7. Socialice con los demás compañeros de grupo su apreciación sobre los temas

estudiados, utilizando el chat. A continuación encontrará los pasos para la utilización de dicho EDITOR. Pasos:

• Utilice la barra de herramientas encontrada en la parte superior.

• Después de diseñado el GRAFCET haga clic en Transferir y Ejecutar para simular la programación.

• Para enviar la evidencia al profesor dar clic en Grabar y guárdelo en una carpeta en

el computador.


2

0 Motor paso a paso en movimiento hacia la derecha.

Sensor detecta obstáculo a 20 cm.

Detiene el motor. Inicia temporizado 2 segundos.

1

Temporización 2 segundos.

Motor paso a paso en movimiento hacia la izquierda. Inicia temporizado 5 segundos.

Temporizado 5


61


Actuadores: Para conocer los temas relacionados debe ingresar los contenidos, seleccione el tema de ACTUADORES y estudie con especial atención el motor paso a paso, realizando las actividades propuestas en el software. Sensores: Para conocer los temas relacionados debe ingresar al los contenidos y seleccione el tema de SENSORES y estudie con especial atención el sensor de luminosidad realizando las actividades propuestas en el software. Sistemas Automatizados: El estudio de esta temática es fundamental para comprender el funcionamiento de un sistema automatizado. Se recomienda poner especial atención al tema del GRAFCET el cual es básico para el desarrollo de esta práctica.

• Internet • Foro • Chat • Documento guía • Software: Editor de GRAFCET. • Concentrador detección de

variables físicas.

Entregas

1. Entrega del documento guía. 2. Entrega del archivo con el diagrama del GRAFCET 3. Participación en el foro.

Habilidades

• Organiza y maneja información a través del GRAFCET. • Utiliza el GRAFCET para la programación automatizada. • Reconoce los sensores y actuadores. • Establece metodologías para la solución de problemas. • Analiza críticamente el uso de la tecnología. • Argumenta acerca de problemas y soluciones tecnológicas. • Procesa datos y utiliza los contenidos relacionados. • Valora el impacto de la automatización. • Reconoce procesos de automatización. • Usa herramientas tecnológicas. • Usa herramientas informáticas. • Asume actitud crítica.


62

DOCUMENTO GUIA ACTIVIDAD No 5

Concentrador de variables físicas 1. Definir las nomenclaturas de la palabra GRAFCET.

2. Dibuje los símbolos del GRAFCET y explique qué significa cada uno de ellos.

3. Anunciar los principios básicos para la realización de la programación.

4. Anunciar y definir los diferentes tipos de secuencia de un GRAFCET.

5. Dar un ejemplo de otro sistema en el cual puedan ser aplicados este GRAFCET.


63

ACTIVIDAD N° 6

Concentrador de variables física Nombre de la actividad: Envasado de medicamentos

Duración: 2 Horas

Objetivo

Comprender el funcionamiento de la fibra óptica aplicada a los sensores a través de la automatización de un proceso industrial. Situación

En una empresa farmacéutica se producen y empacan medicamentos utilizando sistemas automatizados que aumentan la producción y mejoran la rentabilidad del negocio. Usted ha sido contratado para que diseñe un sistema que facilite el envasado de 4 píldoras en cada frasco y el transporte de los frascos al siguiente procedimiento. El dispensador de medicamentos debe funcionar de la siguiente manera:

• Cuando detecta una píldora se enciende una luz (debe detectar 3 píldoras, (lo hace tres veces)

• Al detectar la cuarta píldora se enciende un motor durante 3 segundos, simulando el movimiento de la banda transportadora.

Para esta actividad se recomienda utilizar el sensor de fibra óptica porque es especializado en detectar artículos pequeños y a distancias menores a 20 cm. Procedimiento:

1. Revise los temas asociados en el software en el enlace de contenidos ingresando a SISTEMAS AUTOMATIZADOS, y haga énfasis en el estudio del sensor de fibra óptica.

2. Estudie y analice el funcionamiento del GRAFCET

3. Ingrese al software al enlace de OTRAS PRÁCTICAS, luego a la práctica correspondiente donde encontrará las instrucciones y el editor para el diseño del GRAFCET.

4. Cuando este en el editor diseñe el GRAFCET utilizando la barra de herramientas ubicada en el enlace superior.

5. Después de diseñado el GRAFCET dar clic en Transferir y Ejecutar para simular la programación y verificar el funcionamiento de la programación diseñada.


64

6. Genere el archivo con el GRAFCET haciendo clic en Grabar y guárdelo en una carpeta en el computador y envíelo a su facilitador a través del medio que él disponga.

7. Investigue cual es el principio de funcionamiento de la fibra óptica.

8. Responda las preguntas planteadas en el documento guía.

9. Entregue a su profesor el documento guía a través del medio que él disponga.

10. De su opinión en el foro respondiendo a la pregunta ¿Qué beneficios ha traído la utilización de la fibra óptica para el desarrollo tecnológico?

11. A través del Chat socialice con los compañeros del grupo su apreciación sobre los temas estudiados y las prácticas realizadas en el concentrador.



Fibra óptica: para el estudio de este tema se recomienda ingresar a la siguiente página de internet o consultar en su biblioteca más cercana acerca de este tema: http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica Para conocer los temas relacionados debe ingresar al software por la opción los contenidos y seleccione los siguientes temas: Sensores: estudie con especial atención el sensor de fibra óptica realizando las actividades para propuestas en el software para tener una mejor comprensión del tema. Actuadores: Para conocer los temas relacionados debe ingresar los contenidos, seleccione el tema de ACTUADORES y estudie con especial atención el piloto y el motor DC. Sistemas automatizados: Revise el funcionamiento de los sistemas automatizados, haciendo énfasis en cómo funcionan.



herramientas. • Documento guía. • Software prácticas libres para el

diseño del GRAFCET.


65

Entregas

1. Entrega del documento guía. 2. Entrega del GRAFCET diseñado para este sistema. 3. Participación en el foro.

Habilidades

• Comprende la aplicación de la fibra óptica en los sensores. • Comprender el funcionamiento del sensor de ultrasonido. • Aplicar el sensor de fibra óptica en un sistema automatizado industrial. • Utilizar el GRAFCET para programar utilizando sensor de de fibra óptica. • Establece metodologías para la solución de problemas. • Analiza críticamente el uso de la tecnología en los procesos industriales. • Argumenta acerca de problemas y soluciones tecnológicas. • Procesa datos y utiliza los temas estudiados. • Usa herramientas tecnológicas. • Usa herramientas informáticas. • Asume actitud crítica y creativa.


66


Concentrador de variables físicas 1. Explique con sus propias palabras qué es la fibra óptica

2. Relacione el concepto de fibra óptica y sensores.

3. Describa el funcionamiento del sensor de fibra óptica.

4. Haga un breve resumen de los procedimientos que tuvo en cuenta para realizar la automatización solicitada.

5. En qué otros sistemas automatizados puede ser utilizado el sensor de fibra óptica.


67

ACTIVIDAD N° 7

Concentrador de variables física Nombre de la actividad: Velocidad de una textilera

Duración: 2 Horas

Objetivo

Comprender el magnetismo como un fenómeno físico que puede ser aplicado en sistemas automatizados utilizando sensores que detectan campos magnéticos. Situación

En una empresa textilera se necesita determinar la eficiencia de las máquinas existentes, a través del cálculo de la velocidad de un motor. Para ello se ha recomendado utilizar el sensor de campo magnético ubicando un imán sobre una placa del motor permitiendo que el sensor sense el imán cada que pase por él y de esa manera cuente una vuelta. La empresa lo ha contratado a usted para que programe este sistema y haga la instalación. Procedimiento:

1. Revise los temas asociados en el software en el enlace de contenidos ingresando a SISTEMAS AUTOMATIZADOS, y haga énfasis en el estudio del sensor de campo magnético.

2. Estudie y analice el funcionamiento del GRAFCET

3. Ingrese al software al enlace de OTRAS PRÁCTICAS, luego a la práctica correspondiente donde encontrará las instrucciones y el editor para el diseño del grafcet.

4. Cuando este en el editor, diseñe el grafcet utilizando la barra de herramientas ubicada en el enlace superior.


6. Genere el archivo con el grafcet haciendo clic en Grabar y guárdelo en una carpeta en el computador y envíelo a su facilitador a través del medio que él disponga.

7. Investigue cuales son los principios físicos que intervienen en el magnetismo.




68

10. De su opinión en el foro respondiendo a la pregunta ¿Qué beneficios ha traído la

utilización de la fibra óptica para el desarrollo tecnológico?


ADVERTENCIA Para realizar las pruebas en el concentrador verifique que se encuentre conectado al computador antes de abrir el software. Temas asociados Material de apoyo

Magnetismo: para el estudio de este tema se recomienda ingresar a las siguientes página de internet o consultar en su biblioteca más cercana a cerca de este tema: http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetismo http://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml Para conocer los temas relacionados debe ingresar al software por la opción los contenidos y seleccione los siguientes temas: Sensores: estudie con especial atención el sensor de fibra óptica realizando las actividades para propuestas en el software para tener una mejor comprensión del tema. Actuadores: Para conocer los temas relacionados debe ingresar los contenidos, seleccione el tema de ACTUADORES y estudie con especial atención el piloto y el motor paso a paso. Sistemas automatizados: Revise el funcionamiento de los sistemas automatizados, haciendo énfasis en cómo funcionan.

• Internet • Foro: ubicado en la

opción herramientas.

• Chat: ubicado en la opción herramientas.

• Documento guía.

• Software: - prácticas libres para

el diseño del Grafcet.

- Contenidos.

Entregas

1. Entrega del documento guía. 2. Entrega del Grafcet diseñado para este sistema. 3. Participación en el foro.


69

Habilidades

• Comprende la aplicación del magnetismo en sistemas automatizados. • Comprender el funcionamiento del sensor de campo magnético. • Aplicar el utilizar el sensor de campo magnético en un sistema automatizado

industrial. • Utilizar el Grafcet para diseñar una programación utilizando sensor de campo

magnético. • Establece metodologías para la solución de problemas. • Analiza críticamente el uso de la tecnología en los procesos industriales. • Argumenta acerca de problemas y soluciones tecnológicas. • Procesa datos y utiliza los temas estudiados. • Usa herramientas tecnológicas. • Usa herramientas informáticas. • Asume actitud crítica y creativa.


70


Concentrador de variables físicas 1. Explique con sus propias palabras qué es la un campo magnético.

2. Relacione el concepto de campo magnético y sensores.

3. Describa el funcionamiento del sensor de campo magnético.


5. ¿En qué otros sistemas automatizados puede ser utilizado el sensor de campo magnético?


71

ACTIVIDAD N° 8

Concentrador de variables física Nombre de la actividad: Planta eléctrica

Duración: 2 Horas

Objetivo

Utilizar el panel solar como un medio para aprovechar los rayos solares como una fuente energética alternativa. Situación

Una familia que habita en una finca donde el fluido eléctrico es muy costoso e inconstante ha decidido instalar un panel solar que funcione como fuente eléctrica para activar el motor de un ventilador. En esta práctica debe conectar el panel solar al concentrador y al motor DC, después debe comprobar el funcionamiento sin exposición al sol y a continuación con exposición al sol. Nota: el panel solar detecta el porcentaje de luminosidad al que es expuesto. Procedimiento:

1. Revise los temas asociados en el software, estudiando detenidamente el funcionamiento del panel solar.

2. Conecte el motor DC al panel solar.

3. Conecte el panel solar al concentrador.

4. Verifique el funcionamiento del motor cubriendo el panel solar de los rayos solares hasta lograr un 0% luminosidad y el motor se detenga.

5. Exponga el panel solar a los rayos directos de sol hasta lograr el 100% de luminosidad y conéctelo nuevamente al motor y al concentrador. Allí usted debe comprobar el funcionamiento del motor y el panel solar.

6. Analice lo que ocurre y profundice en los temas relacionados con el uso del panel solar.



72

8. De su opinión en el foro respondiendo a la pregunta ¿Cuáles son las ventajas de utilizar un panel solar como fuente energética?



Panel Solar: para el estudio de este tema se recomienda ingresar a la siguiente página de internet: http://www.aprotec.com.co/pages/solar_pv.html http://es.wikipedia.org/wiki/Panel_solar Para conocer los temas relacionados debe ingresar al software por la opción los contenidos y seleccione los siguientes temas: Sensores: estudie con especial atención el panel solar realizando las actividades para propuestas en el software para tener una mejor comprensión del tema. Actuadores: Para conocer los temas relacionados debe ingresar los contenidos, seleccione el tema de ACTUADORES y estudie con especial atención el piloto y el motor paso a paso. Sistemas Automatizados: Revise el funcionamiento de los sistemas automatizados, haciendo énfasis en cómo funcionan.




GRAFCET

Evidencia



73

Habilidades

• Identificar el funcionamiento del panel solar. • Reconocer el panel solar como una fuente energética alternativa. • Reconocer las ventajas de utilizar el panel solar como fuente energética. • Establece metodologías para la solución de problemas. • Analiza críticamente el uso de la tecnología aprovechando los recursos naturales. • Argumenta acerca de problemas y soluciones tecnológicas. • Procesa datos y utiliza los temas estudiados. • Usa herramientas tecnológicas. • Usa herramientas informáticas. • Asume actitud crítica.


74


Concentrador de variables físicas 1. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del panel solar?

2. Mencione los beneficios de utilizar del panel solar como fuente energética alternativa.

3. Describa otras aplicaciones que pueden darse al panel solar.

4. ¿Qué otras fuentes de energía alternativa existen?


75

ACTIVIDAD N° 9

Concentrador de variables física Nombre de la actividad: Juego de video

Duración: 2 Horas

Objetivo

Comprender las aplicaciones de la aceleración a través del funcionamiento del acelerómetro en la automatización de un juego de video. Situación

Usted es un diseñador de juegos de video y está probando un nuevo diseño que simula las actividades de una ciudad. Este juego funciona utilizando un dispositivo el cual está programado de tal manera que al moverse de manera horizontal o vertical se active en cada dirección un sistema que corresponde a un elemento de la ciudad. El sistema debe funcionar de la siguiente manera:

a. Cuando se mueva de manera horizontal en el eje x a con una aceleración de 5 cm/seg se acciona la motobomba, la cual simula un sistema de acueducto.

b. Cuando se mueve de manera vertical en el eje con una aceleración de 5 cm/seg se acciona el motor DC. El cual simula un automóvil.

Procedimiento:

1. Revise los temas asociados en el software en el enlace de contenidos ingresando a SISTEMAS AUTOMATIZADOS y haga énfasis en el estudio del acelerómetro

Motor DC

Eje Y

Motobomba

Eje X


76

2. Estudie y analice el funcionamiento del GRAFCET.

3. Ingrese al software al enlace de OTRAS PRÁCTICAS, luego a la práctica correspondiente donde encontrará las instrucciones y el editor para el diseño del GRAFCET.





8. Estudiar el tema de la aceleración como fenómeno físico.


10. De su opinión en el foro respondiendo a la pregunta ¿Cómo se puede aprovechar la variable física de la aceleración para beneficio de las personas?



La aceleración como fenómeno físico: para el estudio de este tema se recomienda ingresar a la siguiente página de internet o consultar en su biblioteca más cercana a cerca de este tema: http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n Para conocer los temas relacionados debe ingresar al software por la opción los contenidos y seleccione los siguientes temas: Sensores: estudie con especial atención el acelerómetro realizando las actividades para propuestas en el software para tener una mejor comprensión del tema.



herramientas. • Documento guía. • Software prácticas libres para el

diseño del GRAFCET.


77

Actuadores: Para conocer los temas relacionados debe ingresar los contenidos, seleccione el tema de ACTUADORES y estudie con especial la motobomba y el motor DC. Sistemas Automatizados: Revise el funcionamiento de los sistemas automatizados, haciendo énfasis en cómo funcionan. Entregas


Habilidades

• Comprende el funcionamiento de una onda sonora. • Conoce y relacionar el concepto de onda con el sensor de ultrasonido. • Comprender el funcionamiento del sensor de ultrasonido. • Aplicar el sensor de ultra sonido en un sistema automatizado. • Utilizar el GRAFCET para diseñar una programación utilizando sensor de

ultrasonido y actuadores. • Establece metodologías para la solución de problemas. • Analiza críticamente el uso de la tecnología en los procesos industriales. • Argumenta acerca de problemas y soluciones tecnológicas. • Procesa datos y utiliza los temas estudiados. • Usa herramientas tecnológicas. • Usa herramientas informáticas. • Asume actitud crítica y creativa.


78


Concentrador de variables físicas 1. Explique con sus propias palabras que es la aceleración.

2. ¿En qué aplicaciones de la vida cotidiana es controlada la aceleración para la beneficio de las personas?

3. Describa el funcionamiento del sensor del acelerómetro.


5. ¿En qué otros sistemas automatizados podemos utilizar el acelerómetro?


79

ACTIVIDAD N° 10

Concentrador de variables física Nombre de la actividad: Control de luminosidad en un invernadero.

Duración: 2 Horas

Objetivo

Comprender las variables físicas que tienen efecto en la luz y utilizar la tecnología para el aprovechamiento de la luz solar y artificial a través de la implementación de un sistema automatizado donde se utilice un sensor de luminosidad. Situación

Usted es un cultivador de flores y trabaja para una empresa exportadora de rosas. Para aumentar la productividad de los cultivos es necesario implementar un sistema automatizado que controle la intensidad de luz que llega a los cultivos y de esta manera se optimice la calidad de las rosas. Para cumplir este propósito es necesario diseñar un invernadero automatizado con las siguientes características:

• Cuando hay luz solar las ventanas estén abiertas y los bombillos apagados.

• Cuando no detecta luz solar, las ventanas se cierren y los bombillos se prendan.

Nota: El sensor de luminosidad mide el porcentaje de luminosidad donde en ausencia de de luz equivale al 0% y en presencia de luz directa equivale al 100%.

Procedimiento:

1. Revise los temas asociados en el software, estudiando detenidamente el sensor de luminosidad.

2. Estudie y analice el funcionamiento del GRAFCET.

3. Ingrese al software por el enlace de OTRAS PRÁCTICAS, luego a la práctica automatización de un invernadero donde encontrará las instrucciones y el editor para diseñar el GRAFCET.




80


7. Amplíe los conocimientos relacionados con el estudio de la luz solar.



10. De su opinión en el foro respondiendo a la pregunta ¿Qué beneficios tiene la utilización de un sensor de luminosidad en la industria o el hogar?




Los efectos de la física en la luz: para el estudio de este tema se recomienda ingresar a la siguiente página de internet o consultar en su biblioteca más cercana a cerca de este tema: http://es.wikipedia.org/wiki/Luz Para conocer los temas relacionados debe ingresar al software por la opción los contenidos y seleccione los siguientes temas: Sensores: estudie con especial atención el sensor de luminosidad realizando las actividades para propuestas en el software para tener una mejor comprensión del tema. Actuadores: Para conocer los temas relacionados debe ingresar los contenidos, seleccione el tema de ACTUADORES y estudie con especial atención el motor paso a paso, realizando las actividades. Sistemas Automatizados: Revise el funcionamiento de los sistemas automatizados, haciendo énfasis en cómo funcionan.




GRAFCET


81

Entregas


Habilidades

• Conoce las variables físicas que tiene efecto sobre la luz. • Comprende el funcionamiento del sensor de luminosidad. • Aplicar el sensor de luminosidad en un sistema automatizado industrial. • Diseña la programación de un sistema automatizado para el control y

aprovechamiento de la luz solar y artificial. • Establece metodologías para la solución de problemas. • Analiza críticamente el uso de la tecnología en los procesos industriales. • Argumenta acerca de problemas y soluciones tecnológicas. • Procesa datos y utiliza los temas estudiados. • Usa herramientas tecnológicas. • Usa herramientas informáticas. • Asume actitud crítica y creativa.


82


Concentrador de variables físicas 1. Explique con sus propias palabras en qué consiste el funcionamiento del sensor de

luminosidad.

2. ¿Qué otro tipo de aplicaciones pueden darse al sensor de luminosidad?

3. Analice cuales son las variables físicas que tienen efecto en el funcionamiento de la luz

Variable física

Efecto sobre la luz

4. Haga un breve resumen de los procedimientos que tuvo en cuenta para realizar la automatización


83

ACTIVIDAD N° 11 PRÁCTICA LIBRE

Concentrador detección de variables físicas Objetivo

Brindar la oportunidad a los estudiantes de desarrollar habilidades creativas y cognitivas por medio de la realización de un proyecto aplicado a la vida diaria, donde se pondrá en práctica los temas estudiados. Instrucciones para el desarrollo de la práctica

Buscar una situación problema de la vida cotidiana a la cual usted establecerá una solución tecnológica, basada en la implementación de un sistema automatizado, identificado los componentes necesarios, el funcionamiento y la programación del mismo. Procedimiento:

1. Después de estudiar y analizar la situación problema, ingrese al software al enlace de OTRAS PRÁCTICAS, luego a la práctica libre donde encontrará las instrucciones y el EDITOR para el diseño del GRAFCET.

2. Realice las pruebas en el concentrador simulando el GRAFCET diseñado.

3. Genere el archivo del GRAFCET y guárdelo en el computador. 4. Entregue a su profesor el documento guía propuesto debidamente diligenciado y

envié el archivo con el diseño del GRAFCET.

5. De su opinión en el foro de la importancia de la implementación de nuevas tecnologías en nuestra vida cotidiana.

6. Socialice con los demás compañeros de grupo su apreciación sobre la experiencia de

la implementación de sistema automatizado.



84

Material o herramientas de apoyo

• Internet • Foro • Chat • Documento guía • Concentrador detección de presencia y movimiento • Practicas predeterminadas

Entregas

1. Entrega del documento guía. 2. Participación en el foro. 3. Entrega del archivo con el diagrama del GRAFCET

Habilidades

• Reconoce los sensores y actuadores. • Utiliza los sensores y actuadores de acuerdo a la situación planteada. • Establece metodologías para la solución de problemas. • Analiza críticamente el uso de la tecnología. • Argumenta acerca de problemas y soluciones tecnológicas. • Procesa datos y utiliza los contenidos relacionados. • Valora el impacto de la automatización. • Reconoce procesos de automatización. • Usa herramientas tecnológicas. • Usa herramientas informáticas. • Asume actitud crítica. • Organiza y maneja información a través del GRAFCET. • Utiliza el GRAFCET para la programación automatizada.


85

DOCUMENTO GUIA ACTIVIDAD N° 11 PRACTICA LIBRE

Concentrador de detección de variables físicas 11.. Nombre de la idea de proyecto. Escriba el nombre de la aplicación a implementar.

22.. Descripción del sistema automatizado: realice una descripción de la situación del sistema automatizado propuesto.

33.. Análisis de la situación: Realice un esquema donde identifique el fenómeno que afecta la situación, la acción y el propósito a suplir con la situación a implementar.

Acción

Fenómeno

Propósito


86

44.. Funcionamiento del sistema: Realizar un esquema donde muestre de manera gráfica el sistema que desea implementar (entrada, proceso y salida).

55.. Diseño de la solución: Defina los componentes que utilizará para implementar la solución.

66.. Evolución temporal: Describir las etapas que conforman el sistema automatizado.

77.. Diagrama de flujo: Diseñar manualmente el GRAFCET del sistema automatizado.

Proceso

Salida Entrada

sistema integrador ciencia y tecnología...• fuente de alimentación swicheada de 650 voltios con...

Documents