Unidad 3 - Integración de Sistemas Mecatrónicos
3.1 Metodología para la solución de problemas de ingeniería
La resolución de problemas es una parte clave de los cursos de ingeniería, y también de los de ciencias de la computación, matemáticas, físicas y química. Por lo tanto, es importante tener una estrategia consistente para resolver los problemas. También es conveniente que la estrategia sea lo bastante general como para funcionar en todas estas áreas distintas.
La metodología general para la solución de problemas en la ingeniería, consta de seis pasos:
1. Definición del problema
2. Análisis de la solución
3. Diseño de la solución y Ejecución
4. Prueba y Depuración
5. Documentación
6. Mantenimiento.
Definición del problema
Es el enunciado del problema, el cual debe ser claro y completo. Es fundamental conocer y delimitar por completo el problema, saber que es lo se desea realizar, mientras esto no se conozca del todo, no tiene caso continuar con el siguiente paso.
Análisis de la solución
Consiste en establecer una serie de preguntas acerca de lo que establece el problema, para poder determinar si se cuenta con los elementos suficientes para llevar a cabo la solución del mismo, algunas preguntas son:
¿Con qué cuento?
Cuáles son los datos con los que se va a iniciar el proceso y si los datos con los que cuento son suficientes para dar solución al problema.
¿Qué hago con esos datos?
Una vez que tenemos todos los datos que necesitamos, debemos determinar que hacer con ellos, es decir que fórmula, cálculos, que proceso o transformación deben seguir los datos para convertirse en resultados.
¿Qué se espera obtener?
Que información deseamos obtener con el proceso de datos y de que forma presentarla; en caso de la información obtenida no sea la deseada replantear nuevamente un análisis en los puntos anteriores.
Diseño de la solución Y Ejecución
Una vez definido y analizado el problema, se procede a la creación del algoritmo (Diagrama de flujo) en el cual se da la serie de pasos ordenados que nos proporcione los pasos que seguiremos es una forma explícita de visualizar la solución del problema.
La Ejecución es realizar lo planeado, ya sean los cálculos pertinentes y demás acciones que conllevan resolver el problema.
Prueba y Depuración
Prueba es el proceso de identificar los errores que se presenten durante la ejecución de la solución. La Depuración son los correctivos que se deben tomar, para eliminar los errores que se hayan detectado durante la prueba, para dar paso a una solución adecuada y sin errores. .
Documentación
Es la guía o comunicación escrita que sirve para registrar toda la información que registra los datos del problema y el como fue solucionado,es conocida como Manual Técnico,
Mantenimiento
Se lleva a cabo después que se ha estado trabajando un tiempo, y se detecta que es necesario hacer un cambio, ajuste y/o complementación a la solución original para que siga trabajando de manera correcta. Para realizar esta función, el problema debe estar debida mente documentado, lo cual facilitará la tarea.
3.2 Criterios de selección de componentes y dispositivos
Se denomina componente electrónico a aquel dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Se suele encapsular, generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.
Hay que diferenciar entre componentes y elementos. Los componentes son dispositivos físicos, mientras que los elementos son modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base para el estudio teórico de los mencionados componentes. Así, los componentes aparecen en un listado de dispositivos que forman un circuito, mientras que los elementos aparecen en los desarrollos matemáticos de la teoría de circuitos.
De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas clasificaciones. Seguidamente se detallan las comúnmente más aceptadas.
1. Según su estructura física
Discretos: son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc.
Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.
2. Según el material base de fabricación.
Semiconductores
No semiconductores.
3. Según su funcionamiento.
Activos: proporcionan excitación eléctrica, ganancia o control
Pasivos: son los encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando la transmisión de las señales eléctricas o modificando su nivel
4. Según el tipo energía.
Electromagnéticos: aquellos que aprovechan las propiedades electromagnéticas de los materiales (fundamentalmentetransformadores e inductores).
Electroacústicas: transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa (micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.).
Optoelectrónicos: transforman la energía luminosa en eléctrica y viceversa (diodos LED, células fotoeléctricas , etc.).
3.3 Integración de componentes y dispositivos
Sistema de automatización o de control de procesos con un sistema de ingeniería y con al menos un componente de automatización para la integración en el sistema de automatización o de control de procesos, caracterizado porque el sistema de ingeniería presenta un interfaz, a través del cual se acopla el componente de automatización al sistema de ingeniería y a través del cual se da a conocer el componente de automatización al sistema de ingeniería, porque el componente de automatización pone su funcionalidad a la disposición del sistema de ingeniería a través del interfaz, y porque el interfaz está previsto para la consulta de informaciones relevantes del sistema de ingeniería a través del componente de automatización.
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