universidad estatal del sur de manabÍ facultad de...
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
FACULTAD DE CIENCIAS TECNICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PROYECTO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL
TÍTULO DE
INGENIERA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
TEMA
DISEÑO DE MÓDULO CON CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES
PARA LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE ELECTRÓNICA PARA LOS
ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES
AUTOR
DOLORES ANTICLIA MOLINA CRUZ
TUTOR
DR. JULIO ALBERTO CEDEÑO FERRIN
Jipijapa – Manabí – Ecuador
2017
I
CERTIFICACIÓN
El suscrito Dr. Julio Cedeño Ferrín. En mi calidad de Tutor de Proyecto de Titulación de la
Universidad Estatal del Sur de Manabí.
Certifico:
Haber realizado el seguimiento del proyecto de titulación de la egresada de la Carrera de
Ingeniería en Sistemas Computacionales Sra. Dolores Anticlia Molina Cruz con CI. Nº
0922080874 mismo que versa: “Diseño de módulo con controladores lógicos para la
enseñanza-aprendizaje de electrónica para los estudiantes de la Carrera de Ingeniería en
Sistemas Computacionales”, proyecto que ha sido revisado, analizado y cumple con los
parámetros establecidos por la Universidad, para su presentación y sustentación.
Es todo lo que certifico en honor a la verdad.
Atentamente
Dr. Julio Alberto Cedeño Ferrín.
TUTOR
II
AUTORIA
Dolores Anticlia Molina Cruz, egresada de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, de la
Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales, asume la responsabilidad de todos los
criterios emitidos en el presente proyecto de titulación que versa “DISEÑO DE MÓDULO
CON CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES PARA LA ENSEÑANZA-
APRENDIZAJE DE ELECTRONICA PARA LOS ESTUDIANTES DE LA CARRERA
DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES”, así como declara su derecho
de autoría de la investigación exclusivamente y los derechos patrimoniales de la misma a la
Universidad Estatal del Sur de Manabí.
Dolores Anticlia Molina Cruz
III
APROBACION DEL TRIBUNAL EXAMINADOR
Los miembros del tribunal examinador aprueban el informe de investigación, sobre el tema:
“DISEÑO DE MÓDULO CON CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES
PARA LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE ELECTRÓNICA PARA LOS
ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES”
MIEMBRO DEL TRIBUNAL MIEMBRO DEL TRIBUNAL
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
IV
DEDICATORIA
Esta tesis se la dedico a Dios primeramente por haberme permitido llegar hasta este punto y
haberme dado salud para lograr mis objetivos, además de su infinita bondad y amor, por
fortalecer mi corazón e iluminar mi mente, por haber puesto en mi camino aquellas
personas que han sido mi soporte y compañía durante el período de estudio.
A mi familia quienes por ello soy lo que soy, a mis padres por su apoyo, consejos,
comprensión, amor, ayuda en los momentos difíciles, por ayudarme con los recursos
necesarios para estudiar, por alentarme a conseguir mis objetivos.
A mis catedráticos que en este andar por la vida, influyeron con sus lecciones y
experiencias en formarme como una persona de bien y preparada para los retos que pone la
vida a todos y cada uno de ellos, les dedico cada una de estas páginas de mi tesis.
Dolores Anticlia Molina Cruz
V
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por bendecirme para llegar hasta donde he llegado, porque hiciste
realidad este sueño anhelado.
A la Universidad Estatal del Sur de Manabí por darme la oportunidad de estudiar y ser una
profesional.
Le doy gracias a mis padres por apoyarme en todo momento por estar presente no solo en
esta etapa tan importante de mi vida, sino en todo momento ofreciéndome lo mejor.
A mi tutor de tesis el Ingeniero Julio Cedeño Ferrin por tenerme paciencia y por guiarme en
cada paso de este proyecto.
Por último dar la gracias a mis amigos y compañeros por cada momento vivido durante
todos estos años son únicos e inolvidables.
Dolores Anticlia Molina Cruz
VI
RESUMEN EJECUTIVO
En el presente proyecto de titulación se ha realizado el diseño de un módulo con
controlador lógico programable, que sirve para que el docente pueda interactuar con los
estudiantes en el proceso de enseñanza aprendizaje, aplicando circuitos electrónicos con
esta tecnología, para la Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales.
En esta investigación se empleó el método bibliográfico para recolectar toda la información
de los antecedentes investigativos y del marco teórico; el análisis, la síntesis, la inducción
y la deducción fueron utilizados durante todo el proceso de investigación para alcanzar los
objetivos propuestos. Las entrevistas fueron dirigidas a los docentes y las encuestas se
aplicaron a los estudiantes, para conocer la importancia y necesidad de la implementación
del módulo de práctica para los estudiantes.
Además se alcanzaron los objetivos planteados, que permitieron llevar a cabo la propuesta,
como es la “Implementación de un módulo con controlador lógico programable, para la
Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales”, el cual contiene una serie de
ejercicios para realizar prácticas en la asignatura de electrónica, que permite mejorar el
proceso de aprendizaje de los estudiantes de la Carrera de Ingeniería en Sistemas
Computacionales.
PALABRAS CLAVE.
Controlador lógico programable, Electrónica, Enseñanza -Aprendizaje.
VII
EXECUTIVE SUMMARY
In the present project of titulation the design of a Module with programmable logical
controller has been realized, that serves so that the teacher can interact with the students in
the process of teaching learning, applying electronic circuits with the technologie, for the
Race of Engineering In Computer Systems.
In this research the bibliographical method was used to collect all the information of the
investigative antecedents and of the theoretical frame; Analysis, synthesis, induction and
deduction were used throughout the research process to achieve the proposed objectives.
The interviews were directed to the teachers and the surveys were applied to the students, to
know the importance and necessity of the implementation of the module of practice for the
students.
In addition, the proposed objectives were achieved, which allowed the proposal to be
carried out, such as the "Implementation of a module with programmable logic controller
for the Engineering Career in Computer Systems", which contains a series of exercises for
subject of electronics, that allows to improve the learning process of the students of the
Race of Engineering in Computer Systems.
KEYWORDS.
Programmable logic controller, Electronics, Teaching -Integration.
VIII
INDICE GENERAL
CERTIFICACIÓN ................................................................................................................... I
AUTORIA ............................................................................................................................. II
APROBACION DEL TRIBUNAL EXAMINADOR .......................................................... III
RESUMEN EJECUTIVO .................................................................................................... VI
EXECUTIVE SUMMARY ................................................................................................. VII
INDICE GENERAL .......................................................................................................... VIII
INDICE DE TABLAS ......................................................................................................... XII
INDICE DE GRAFICOS .................................................................................................. XIII
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1
I. TÍTULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN ........................................................ 3
II. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ........................................................................ 4
2.1. Definición del problema .......................................................................................................... 4
2.2. Formulación del problema ....................................................................................................... 4
III. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 5
3.1. Objetivo general ....................................................................................................................... 5
3.2. Objetivos específicos ............................................................................................................... 5
IV. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................. 6
V. MARCO TEÓRICO .......................................................................................................... 8
5.1. ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS ................................................................................ 8
5.2. BASES TEÓRICAS .............................................................................................................. 11
5.2.1. Electrónica ..................................................................................................................................... 11
5.2.1.1. Electrónica Analógica ................................................................................................................. 12
5.2.1.2. Electrónica Digital ...................................................................................................................... 12
5.2.2. Controlador Lógico Programable (PLC) ........................................................................................ 12
5.2.2.1. CPU – Unidad Central de Proceso .............................................................................................. 13
5.2.2.2. Memoria ...................................................................................................................................... 13
5.2.2.3. Fuente de Alimentación .............................................................................................................. 13
5.2.2.4. Reloj en Tiempo Real ................................................................................................................ 14
5.2.2.5. Puertos de Entradas .................................................................................................................... 14
5.2.2.6. Puertos de Salidas ...................................................................................................................... 14
5.2.3. Comunicaciones del PLC ............................................................................................................... 14
5.2.3.1. Lenguajes de programación del PLC ......................................................................................... 15
IX
5.2.4. Hardware del PLC ......................................................................................................................... 15
5.2.4.1. Microcontrolador ....................................................................................................................... 15
5.2.5. Funciones del PLC ........................................................................................................................ 16
5.2.5.1. Ventajas del PLC ....................................................................................................................... 16
5.2.5.2. Características del PLC .............................................................................................................. 16
5.2.6. PLC Simatic Siemens ................................................................................................................... 16
5.2.6.1. Programación del PLC Simatic Siemens .................................................................................... 17
5.2.7. PLC TM-251 ................................................................................................................................. 18
5.2.8. PLC KOYO DL06 ....................................................................................................................... 20
5.2.9. PLC+HMI ..................................................................................................................................... 20
5.2.10. EL LOGO OBA 7 ....................................................................................................................... 21
5.2.11. Controllino .................................................................................................................................. 21
5.2.12. Industruino .................................................................................................................................. 22
5.2.13. Small Brick ................................................................................................................................. 22
5.2.14. Actuadores .................................................................................................................................. 22
5.2.14.1. Motores Paso a Paso ................................................................................................................ 23
5.2.14.1.1. Parámetros característicos ..................................................................................................... 23
5.2.14.1.2. Tipos de Motores Paso a Paso ............................................................................................... 24
5.2.14.2. Servomotores ........................................................................................................................... 24
5.2.14.3. Relés......................................................................................................................................... 25
5.2.14.4. Buzzer sonoro ........................................................................................................................... 25
5.2.15. Sensores ...................................................................................................................................... 25
5.2.15.1. Sensor de temperatura .............................................................................................................. 25
5.2.15.2. Sensor óptico reflectivo ........................................................................................................... 26
5.2.15.3. Sensor de nivel ultrasónico ...................................................................................................... 26
5.2.15.4. Sensor magnético ...................................................................................................................... 26
5.2.15.5. Sensor inductivo ....................................................................................................................... 26
5.2.15.6. Sensor de movimiento PIR ...................................................................................................... 27
5.2.16. Sistemas de control ..................................................................................................................... 27
5.2.17. Sistema Domótico ....................................................................................................................... 27
5.2.18. Hardware Libre ........................................................................................................................... 28
5.2.19. Software libre (Free Software) .................................................................................................... 28
5.2.20. Arduino ....................................................................................................................................... 29
5.2.20.1. Características de Arduino ........................................................................................................ 29
5.2.20.2. Funciones de entradas y salidas digitales y analógicas ........................................................... 30
5.2.20.3. Arduino IDE............................................................................................................................. 30
5.2.20.4. Sketch ....................................................................................................................................... 31
5.2.21. Arduino Uno ............................................................................................................................... 32
5.2.21.1. Comunicación del Arduino Uno .............................................................................................. 32
5.2.21.2. Programación del Arduino Uno ............................................................................................... 32
X
5.2.21.3. Entorno de Programación de Arduino ....................................................................................... 32
5.2.21.4. Hardware Arduino.................................................................................................................... 33
5.2.21.5. Software Arduino IDE ............................................................................................................. 33
5.2.21.6. Características del Arduino Uno .............................................................................................. 33
5.2.22. Arduino Mega 2560 .................................................................................................................... 34
5.2.22.1. Memoria Arduino Mega 2560 .................................................................................................. 35
5.2.22.2. Entradas y Salidas Arduino Mega 2560 ................................................................................... 35
5.2.22.3. Comunicación Arduino Mega 2560 ......................................................................................... 36
5.2.22.4. Programación Arduino Mega 2560 .......................................................................................... 36
5.22.2.5. Sistema de protección USB Arduino Mega 2560 .................................................................... 36
5.2.23. Arduino Pro Mini ........................................................................................................................ 36
5.2.23.1. Características del Arduino Pro Mini ....................................................................................... 37
5.2.24. Intel Galileo ................................................................................................................................. 37
5.2.24.1. El hardware de Intel Galileo .................................................................................................... 38
5.2.25. Aprendizaje .................................................................................................................................. 39
5.2.25.1. Estrategias de aprendizaje ........................................................................................................ 40
5.2.26. Aprendizaje significativo ............................................................................................................ 40
5.2.27. Aprendizaje colaborativo ............................................................................................................ 41
5.2.28. Aprendizaje por competencias .................................................................................................... 41
5.2.29. Estrategia o propuesta de enseñanza ........................................................................................... 42
5.2.30. Proceso de enseñanza-aprendizaje .............................................................................................. 42
5.2.31. Formas de organización del proceso enseñanza-aprendizaje ...................................................... 43
5.2.32. Estilos de enseñanza y las nuevas tecnologías en la educación .................................................. 44
5.3. MARCO CONCEPTUAL .................................................................................................... 44
VI. HIPÓTESIS .................................................................................................................... 48
6.1. Variables ................................................................................................................................ 48
6.1.1. Variable Independiente .................................................................................................................. 48
6.1.2. Variable Dependiente ..................................................................................................................... 48
VII. METODOLOGÍA ......................................................................................................... 49
7.1. Métodos ................................................................................................................................ 49
7.1.1. Método de Campo .......................................................................................................................... 49
7.1.2. Método Bibliográfico ..................................................................................................................... 49
7.1.3. Método Estadístico ......................................................................................................................... 49
7.1.4. Método Analítico ........................................................................................................................... 49
7.2. Población y muestra .............................................................................................................. 50
7.2.1. Población ...................................................................................................................................... 50
7.3. Técnicas ................................................................................................................................ 50
7.3.1. Encuestas ...................................................................................................................................... 50
XI
7.3.2. Entrevista ...................................................................................................................................... 50
7.4. Recursos ................................................................................................................................ 50
7.4.1. Talento Humano............................................................................................................................ 50
7.4.2. Materiales ...................................................................................................................................... 51
7.4.3. Tecnológicos ................................................................................................................................. 51
7.4.4. Económicos ................................................................................................................................... 51
VIII. PRESUPUESTO ......................................................................................................... 52
IX. ANÁLISIS Y TABULACIÓN DE RESULTADOS..................................................... 53
X. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ......................................................................... 62
PROPUESTA ....................................................................................................................... 63
I.TÍTULO DE LA PROPUESTA ......................................................................................... 63
II. DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA ........................................................................... 63
III. DESARROLLO DE LA PROPUESTA ......................................................................... 63
V. ANÁLISIS PREVIO A LA PROPUESTA ..................................................................... 65
MANUAL TÉCNICO .......................................................................................................... 66
VI. DISEÑO DE LA PROPUESTA ..................................................................................... 82
VII. PRUEBA DE LA PROPUESTA .................................................................................. 86
MANUAL DE PRÁCTICAS ............................................................................................... 87
VIII. IMPLEMENTACIÓN ............................................................................................... 103
IX. CRONOGRAMA DE LA PROPUESTA .................................................................... 104
X. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................... 105
RECOMENDACIONES .................................................................................................... 106
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 107
ANEXOS ............................................................................................................................ 114
XII
INDICE DE TABLAS
Tabla N° 1 Controladores lógicos programables .................................................................. 53
Tabla N° 2 Aplicaciones con controladores lógicos programables ...................................... 54
Tabla N° 3 Proyecto práctico utilizando controladores lógicos programables .................... 55
Tabla N° 4 Controladores lógico programable con arduino utilizados en diferentes áreas
tecnológicas .......................................................................................................................... 56
Tabla N° 5 Sistemas lógicos programables con arduino en la enseñanza aprendizaje de
electrónica ............................................................................................................................. 57
Tabla N° 6 Evento científico empleando proyectos tecnológicos con sistemas electrónicos
inteligentes ............................................................................................................................ 58
Tabla N° 7 Implementación módulo controladores lógico programable con arduino ...... 59
XIII
INDICE DE GRAFICOS
Gráfico N° 1 Controladores lógicos programables .............................................................. 53
Gráfico N° 2 Aplicaciones con controladores lógicos programables ................................... 54
Gráfico N° 3 Proyecto práctico utilizando controladores lógicos programables ................. 55
Gráfico N° 4 Controladores lógico programable con arduino utilizados en diferentes áreas
tecnológicas .......................................................................................................................... 56
Gráfico N° 5 Sistemas lógicos programables con arduino en la enseñanza aprendizaje de
electrónica ............................................................................................................................. 57
Gráfico N° 6 Evento científico empleando proyectos tecnológicos con sistemas
electrónicos inteligentes ....................................................................................................... 58
Gráfico N° 7 Implementación módulo controladores lógico programable con arduino ...... 59
1
INTRODUCCIÓN
Actualmente las múltiples aplicaciones de sistemas electrónicos, tanto en los laboratorios
como también en el campo industrial, hacen imprescindible el uso de los controladores
lógicos programables, para el control de relé, control de movimiento, encender luces,
arrancar motores, conectar sensores y actuadores. Por este motivo es importante que los
docentes y estudiantes utilicen las tecnologías con controlador lógico programable en
las prácticas intraaulicas, para mejorar el proceso de enseñanza aprendizaje en la
asignatura de electrónica.
Se analiza los antecedentes investigativos y se recopila la información del marco
teórico en base a las variables independiente y dependiente propuestas en esta
investigación.
En el desarrollo del proyecto de titulación se cumple con uno de los objetivos
propuestos más importante como es la “Implementación de un módulo con
controlador lógico programable”, necesario para realizar prácticas con circuitos
electrónicos en beneficio de los estudiantes de la Carrera de Ingeniería en Sistemas
Computacionales.
En el capítulo I, se plantea el tema de la tesis investigada.
En el capítulo II, se hace una breve descripción del problema de la investigación.
En el capítulo III, se determina el objetivo general y los objetivos específicos del
proyecto de investigación.
En el capítulo IV, se detalla mediante un análisis la justificación de la tesis.
En el capítulo V, se desarrollan los antecedentes investigativos, el marco teórico,
marco conceptual, que es la fundamentación teórica necesaria e indispensable de la
investigación.
En el capítulo VI, se describe la hipótesis, las variables independiente y
dependiente de la tesis.
En el capítulo VII, se determina la metodología que es utilizada en la investigación.
En el capítulo VIII, se encuentra el presupuesto de la investigación.
2
En el capítulo IX, se detallan los resultados y tabulación de las encuestas y
entrevistas realizadas a los estudiantes y docentes, mediantes gráficos con su
respectivo porcentaje.
En el capítulo X, se da a conocer el cronograma de actividades aplicado al proyecto
de investigación para su desarrollo.
3
I. TÍTULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
Diseño de módulo con controladores lógicos programables para la enseñanza-aprendizaje
de electrónica para los estudiantes de la Carrera de Ingeniería en Sistemas
Computacionales
4
II. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
2.1. Definición del problema
La forma de enseñanza tradicional y la utilización de instrumentos y componentes
electrónicos convencionales, hace necesaria la actualización de las tecnologías obsoletas
con sistemas programables, como la tecnología de los microcontroladores, los
controladores lógicos programables, etc con la finalidad de fortalecer la investigación en
el laboratorio de electrónica.
En la actualidad en el laboratorio de electrónica y robóticas existen dos controladores
lógicos programables y tres tarjetas arduinos. Este laboratorio atiende alumnos desde
cuarto semestre en adelante, por lo tanto es necesario el incremento de módulos con la
finalidad de dar un aporte en el mejoramiento de la enseñanza-aprendizaje de la
asignatura de electrónica.
Además es necesario llevar a cabo una enseñanza más activa con los sistemas lógicos
programables en el laboratorio, con ejercicios prácticos que permita al estudiante acceder a
tecnología actualizada, con herramientas útiles y modernas, donde diseñe y elabore
proyectos electrónicos aplicando tecnología avanzada, que serán muy importantes cuando
se desempeñen en el campo profesional.
Las instituciones educativas de nivel superior, deben fomentar la participación de los
estudiantes en ferias tecnológicas, donde apliquen sus conocimientos alcanzados en
proyectos innovadores y mejorar el nivel educativo.
2.2. Formulación del problema
¿Cuál es el aporte que tendrá la implementación del diseño de módulo con controladores
lógicos programables, en los estudiantes mediante la realización de aplicaciones prácticas
electrónica?
5
III. OBJETIVOS
3.1. Objetivo general
Diseñar un módulo con controladores lógicos programables para la enseñanza-
aprendizaje de electrónica en los estudiantes de la Carrera de Ingeniería en
Sistemas Computacionales
3.2. Objetivos específicos
Analizar diferentes tecnologías de controladores lógicos programables para el
desarrollo de prácticas.
Diseñar programas de aplicación práctica con PLC para la enseñanza de
electrónica.
Implementar un módulo con controladores lógicos programables para la
enseñanza-aprendizaje de electrónica.
6
IV. JUSTIFICACIÓN
Dada la necesidad de contar con modernos laboratorios orientados a mejorar el proceso
enseñanza-aprendizaje. El autor da a conocer que la modernización permite dotar al
laboratorio con instrumentos inteligentes y herramientas tecnológicas para la enseñanza de
conceptos tales como buses de campo, OPC, SCADA, control/supervisión a través de la
web, comunicación inalámbrica (Bluetooth), etc. El laboratorio desarrollado constituye un
completo centro de enseñanza/adiestramiento en el área de sistemas y comunicaciones
industriales. El cual puede ser utilizado por los estudiantes de la Universidad y para el
entrenamiento de profesionales. (Granado, 2016)
La educación a nivel superior debe incorporar nuevas tecnologías que le permita mejorar
la forma de enseñanza-aprendizaje, por lo que es necesario que los estudiantes cambien
las tecnologías convencionales con sistemas electrónicos programables, con la finalidad de
elevar el nivel académico.
El presente proyecto de titulación, se debe a la poca utilización de herramientas
pedagógicas con la aplicación de circuitos con controlador lógico programable, este equipo
a desarrollarse podrá constituirse como un soporte didáctico, para agilizar los procesos de
enseñanza aprendizaje de Electrónica.
La implementación de un módulo con controlador lógico programable, será de mucha
ayuda porque la realización de las clases por parte de los docentes en la asignatura de
Electrónica, serán más activas ya que la teoría será complementada con la elaboración de
proyectos mediante la utilización del módulo de prácticas.
Es de mucho beneficio porque el docente realizará una enseñanza más práctica, además la
electrónica es una asignatura técnica donde se aplica tecnología actualizada mediante los
controladores lógicos programables, adecuada para crear una aptitud creativa e
investigadora en los estudiantes.
7
Constituye un material de apoyo en la asignatura de Electrónica, con circuitos modelos
que servirán de guía para los docentes y estudiantes en el proceso de enseñanza aprendizaje
y puedan y además poder desarrollar prácticas más complejas.
Con la investigación se crea un nuevo instrumento pedagógico para realizar prácticas en el
Laboratorio de Electrónica y Robótica, por lo tanto, es necesario el diseño e
implementación del módulo de práctica para la institución.
8
V. MARCO TEÓRICO
5.1. ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS
(Heras Aguilar, 2015) El autor manifiesta que con el desarrollo de este proyecto se
consigue replicar el funcionamiento de un Controlador Lógico Programable (PLC por sus
siglas en inglés) mediante la programación de un dispositivo de bajo costo. Da a conocer
que la implementación de este proyecto se lleva a cabo estudiando el funcionamiento de un
PLC y de su programación interna, teniendo así una base sobre lo que se va a trabajar.
También explica que a través de un programa ensamblador, se procesan las instrucciones
en el lenguaje de programación propio del autómata a un nuevo entorno de programación,
que contiene la funcionalidad de simular el comportamiento de un PLC. De esta forma, el
dispositivo de bajo coste que se elige, una placa Arduino, se comporta como un autómata.
Se usan dos lenguajes de programación en el proyecto. El propio del entorno del
dispositivo de bajo coste, con el que se realizará la simulación del autómata y un segundo
para hacer el compilador de instrucciones.
Dado que los PLC están concebidos para trabajar en ambientes industriales, tienen un
elevado costo. Con el uso extendido de la automática hoy día, la posibilidad de
implementar procesos de este tipo para aplicaciones que no requieran de la durabilidad y
resistencia de los PLC, el uso de dispositivos de bajo costo, es una alternativa viable y
económica. Además manifiesta que de la diferencia notable de precio, el uso de este tipo
de dispositivos en entornos académicos puede beneficiar a los estudiantes dada la
accesibilidad y sencillez que proporciona un dispositivo de estas características.
(Moreno, C. A. G., Castillo, A., & Meoño, A. G., 2015) Los autores manifestaron que
Arduino es una plataforma abierta diseñada para crear prototipos de objetos o ambientes
interactivos usando electrónica libre. Consiste, tanto en hardware como en software, en una
tarjeta de circuito impreso que puede ser adquirida a bajo costo o ensamblarse siguiendo
planos disponibles de forma gratuita, así como un ambiente de desarrollo de fuente abierta
con librerías para escribir códigos para controlar la tarjeta. Enriquece el proceso de
9
enseñanza-aprendizaje mediante la experimentación, además de que provee un soporte
asequible y flexible para estudiantes, profesores e investigadores, de tal manera que puedan
contar con una base para desarrollar múltiples y diversos proyectos en ciencias, tecnologías
e ingeniería, ofreciendo así la oportunidad de construir un amplio portafolio de
innovadoras aplicaciones y prototipos que actuarán como vectores para detonar la
creatividad y aumentar las habilidades y capacidades del estudiante, a fin de brindar
soluciones tecnológicas tanto para propósitos educativos, como para organizaciones
públicas o privadas, industrias de diversos sectores, entre otros. Además este artículo
presenta una descripción esencial de Arduino y un análisis del impacto que dicha
plataforma tiene como herramienta didáctica en la educación de nivel superior,
específicamente en la enseñanza de las ingenierías, así como algunas experiencias en
aplicaciones y prototipos desarrollados a través de su uso en la Universidad Politécnica de
Tapachula.
(Paz, Modelo de aprendizaje basado en proyectos en la enseñanza introductoria de la
asignatura de electrónica y el lenguaje de programación del sistema embebido Arduino.,
2014) El autor da a conocer que la adopción de metodologías que consigan una mayor
implicación de los estudiantes en el proceso de aprendizaje de electrónica y en lenguajes de
programación se hacen necesarias, así como, establecer mecanismos para la integración de
nuevas tecnologías que permitan desarrollar habilidades y conocimientos propios en los
estudiantes, al incorporar aspectos relacionados con la didáctica, la lúdica y la tecnología.
En el presente artículo, se considera la plataforma open hardware Arduino la cual, permite
exponer a los estudiantes principiantes la suficiente complejidad y desafíos propios de la
programación embebida, potenciar al estudiante como propio protagonista de su
aprendizaje e impulsar el trabajo colaborativo, pieza fundamental de las metodologías
Aprendizaje Basado en Proyectos y Aprendizaje Basado en Problemas (PBL, por sus siglas
en inglés Project Based Learning y Problem Based Learning), y que precisamente será la
metodología o similar que el estudiante adopte en su futuro laboral. Además manifiestas
que estas metodologías permiten que el estudiante al resolver problemas adquiera las
competencias propias de la asignatura a estudiar, a través de actividades de investigación y
prácticas de laboratorio para la consolidación del proceso cognitivo y epistemológico. Por
su parte, la intervención docente propicia estrategias metacognitivas para desarrollar
10
habilidades que medien el desarrollo de la actividad cognitiva en la resolución de un
problema, así, el estudiante aprende a aprender.
(Gómez, R., Mazaeda Echevarría, R., & Martí Martínez, R. Romo, 2015) En el presente
trabajo los autores describen el diseño de un laboratorio docente de autómatas
programables que utilizan como planta a controlar simulaciones realizadas en un
microcontrolador de tipo Arduino. También se describe una metodología para el modelado
y simulación de estas plantas virtuales y proponen un criterio de validación de los
modelos desarrollados especialmente adaptado al objetivo docente propuesto.
(Julio, Y. E. R., & Martínez, L. G. T., 2015)En el presente trabajo los autores muestra los
resultados preliminares del proceso de enseñanza-aprendizaje para la generación de
proyectos tecnológicos a través de la metodología de Aprendizaje Basado en Problemas
(ABP), cuya importancia radica en la formación integral de los estudiantes en las áreas de
programación y robótica constituida por una serie de pasos necesarios para una interacción
secuencial y significativa que se originan en una simulación de software con arquitecturas
open source como centro de aprendizaje didáctico, junto a una lluvia de ideas
condicionadas en el aula de clase, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en
proyectos que permite diseñar prototipos de hardware basados en Arduino antes de ser
armados físicamente. También manifiestan que al utilizar la metodología de aprendizajes
ABP en la construcción de productos tecnológicos, se toman problemas planteados dentro
del contexto social aplicando la enseñanza a través de temas avanzados como la robótica y
la programación en sistemas, además de conjugar muchos aspectos dentro del sistema
pedagógico en los proyectos tecnológicos a implementar donde se amerita el trabajo
colaborativo, que es asumido dentro de sus integrantes como una conjugación de aspectos
como la responsabilidad y las decisiones grupales.
(Rivero Leo, Diseño de un PLC industrial usando hardware libre., 2015) El autor da a
conocer que el objetivo de este proyecto fin de carrera es el desarrollo de un nuevo sistema
para el control de procesos industriales mediante el nuevo diseño de un PLC. Para ello nos
basaremos en soluciones de hardware libre ya existentes como puede ser Arduino y
microordenadores de bajo coste. Un ejemplo de esto es “Raspberry Pi”. El mercado
objetivo de este nuevo PLC es el ámbito educativo en el entorno universitario y en la
11
comunidad Maker con el objetivo de acercar el diseño electrónico y el entorno de los PLC.
Por otro lado tenemos un segundo objetivo que es el de profundizar en el diseño
electrónico, ampliando y aplicando una serie de conocimientos adquiridos a lo largo de
este proceso. Manifiesta que en el desarrollo de este proyecto se aplicaran conocimientos
de diseño de PCB, diseño electrónico, programación en C, programación Web, entre otros
muchos.
5.2. BASES TEÓRICAS
5.2.1. Electrónica
La electrónica es la rama de la física y más especializada de la ingeniería, que estudia e
implementa sistemas basados en conducción, flujo y control de electrones y partículas
cargadas eléctricamente de manera microscópica, es una ciencia dedicada al estudio íntimo
de la materia, con cuyas teorías o principios se pueden explicar con toda claridad cómo, de
la estructura atómica de los cuerpos, es posible obtener la energía eléctrica. Dentro de la
electrónica se utilizan materiales como semiconductores, se diseñan y construyen circuitos
que dan solución a temas prácticos dentro de la ingeniería electrónica, y la informática,
donde se construyen elementos físicos (Hardware) que controlan el software; el estudio de
nuevos materiales y dispositivos semiconductores y su tecnología, parte de la rama de la
física llamada Ingeniería de Materiales.
Sus aplicaciones están determinadas por el control, el procesado de información, la
distribución de la misma, la conversión y distribución de energía eléctrica; donde se
desarrolla la Electrónica de Potencia, las Telecomunicaciones y la Electrónica de Control
como áreas de estudio.
Dentro de un sistema electrónico, existen diversos elementos que interactúan entre sí,
como lo son las entradas que por lo general son sensores o transductores electro-mecánicos
que toman las señales físicas y las convierten en señales eléctricas que entran a un circuito
de procesamiento de señales, donde la señal se manipula, se interpreta y se transforma en
12
otros tipos de señales eléctricas modificadas, que después se envían a la salidas como
actuadores que convierten estas señales eléctricas, en señales nuevamente físicas útiles.
5.2.1.1. Electrónica Analógica
Dentro de la electrónica, existen señales que son representaciones de un fenómeno físico a
través de una relación entre la entrada y la salida, estas señales se llaman Señales
Electrónicas.
Estas señales se representan mediante corriente o tensión, y dentro de la electrónica
analógica, las señales son aquellas que toman un número infinito de valores comprendidos
entre dos límites establecidos en el tiempo. La mayoría de fenómenos físicos reales,
entregan variables analógicas tales como la presión o la temperatura, entre otros.
5.2.1.2. Electrónica Digital
La electrónica digital, es una parte de la electrónica que se encarga del estudio de señales
que se encuentran codificadas en dos estados únicos, los cuales son conocidos como “0” y
“1”, o “Falso” y “Verdadero”. Se diferencia de la electrónica análoga en el sentido que se
establecen parámetros para determinar los “1” y “0” lógicos de acuerdo a las tensiones o
corrientes establecidas, y no con infinito número de valores que varían de acuerdo a un
rango. De acuerdo a esto, haciendo uso la lógica binaria, se pueden realizar operaciones
lógicas complejas o aritméticas, que son la base de funcionamiento de los sistemas
microprogramados como ordenadores y computadoras. (Londoño Clavijo, J. S., &
Valderrama Vargas, C. D., 2013)
5.2.2. Controlador Lógico Programable (PLC)
Es un autómata programable (AP) o PLC es una máquina programable diseñada para ser
utilizada en un entorno industrial, posee una memoria programable para el almacenamiento
interno de instrucciones orientadas al usuario para implantar soluciones específicas tales
13
como funciones lógicas, secuenciales, temporizadas, recuentos y funciones aritméticas, con
el fin de controlar mediante entradas y salidas ya sean digitales o analógicas diversos tipos
de máquinas o procesos industriales. El PLC consta de las siguientes partes: Unidad
Central de Proceso (CPU), Memoria, Fuente de Alimentación, Reloj en tiempo real, Puerto
de entradas y Puerto de salidas.
5.2.2.1. CPU – Unidad Central de Proceso
Es la unidad central de procesamiento en donde se llevan a cabo todos los procesos lógico-
aritméticos del sistema y está conformada por un microcontrolador de 16 o 32 bits. Por
poseer un microcontrolador, cuenta con temporizadores, interrupciones, conversiones ADC
y DAC, comunicaciones seriales sincrónicos y asincrónicos.
5.2.2.2. Memoria
Es una memoria externa al microcontrolador que puede ser EEPROM y/o FLASH, que
hace las veces de banco de datos para la lectura/escritura de datos y se utiliza para
almacenar el programa (funciones, variables, estados, tiempos) desarrollado que se
encargará de controlar las entradas y las salidas del PLC. En esta memoria no se almacena
la programación del microcontrolador, puesto que éste viene programado de fábrica con un
programa que permite administrar las entradas, las salidas y los temporizadores del PLC.
5.2.2.3. Fuente de Alimentación
El PLC tiene una entrada de voltaje de 220VAC o 110VAC o en algunos casos 24VDC,
dependiendo de la necesidad, y adicionalmente tiene salidas de 24VAC o DC con el fin de
alimentar todos sus módulos y/o sensores.
14
5.2.2.4. Reloj en Tiempo Real
Es el generador de frecuencia de referencia para el sistema automatizado, en donde se
necesita establecer la variable tiempo que es indispensable para poner en marcha
temporizadores y contadores.
5.2.2.5. Puertos de Entradas
Las entradas de un PLC pueden ser analógicas o digitales y deben ser aisladas para
proteger al microcontrolador de altos voltajes y en algunos casos, por configuración del
sistema pueden permitir ajustar la intensidad de la entrada, es decir, la corriente de entrada
varía gracias a un potenciómetro instalado en el circuito.
5.2.2.6. Puertos de Salidas
Las salidas de un PLC también son analógicas o digitales, y según su necesidad pueden
ser de cualquiera de los siguientes tipos de voltajes: 120 VAC, 24 VDC, 12 – 48 VAC, 12
– 48 VDC, 5V DC (TTL), 230 VAC. Esto se debe a que sus circuitos internos permiten
convertir niveles lógicos a niveles de voltaje externos, y efectivamente, también suelen
utilizarse optoacopladores para proteger a los componentes electrónicos.
5.2.3. Comunicaciones del PLC
El PLC es un sistema autónomo, por lo tanto no puede autoprogramarse y es necesario un
interfaz con el usuario y esa la provee el puerto RS232, un cable serial y un computador o
un programador portátil. En un proceso industrial, muchas veces es necesario utilizar más
de un PLC o establecer comunicación con diferentes dispositivos inteligentes como
termostatos, captadores de radiación solar, sistemas de control de fluidos (agua, gas, aire),
motores, detectores de intrusión, cámaras frigoríficas, sistemas de ascensores, calefacción,
etc.
15
5.2.3.1. Lenguajes de programación del PLC
Un programa es un conjunto de instrucciones o preposiciones bien definidas que le dicen lo
que tiene que hacer el procesador, cada instrucción le indica qué operación realizará a
continuación, de dónde obtendrá los datos que necesita para realizarla y dónde guardará los
resultados de la operación. Un programa se escribe en un lenguaje de programación y a la
actividad de expresar un algoritmo en forma de programa se le denomina programación, al
lenguaje de programación se denomina software de programación. Con el objetivo de
estandarizar estas representaciones, se tienen dos tipos de lenguajes de programación:
Lenguajes gráficos: Diagrama de escalera (Ladder, LD) y diagrama de bloques
funcionales (FBD).
Lenguajes literales: Lista de instrucciones (IL) y texto estructurado (ST).
5.2.4. Hardware del PLC
El término hardware se refiere a todas las partes tangibles de un sistema con PLC; sus
componentes son: eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos, cables, gabinetes
o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado;
contrariamente, el soporte lógico es intangible y es llamado software.
5.2.4.1. Microcontrolador
Un microcontrolador es un circuito integrado o chip que está incorporado dentro del PLC,
incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: CPU, Memoria y
Unidades de E/S, posee también otros recursos como conversores análogo digital (ADC),
módulo de comparación de pulso, comunicación serie asíncrona UART, etc. (Calvo Pulgar,
L. C., Tovar Polo, V. H., & Cossio Guzmán, J. D., 2013)
16
5.2.5. Funciones del PLC
El PLC puede realizar las siguientes funciones:
Reemplazar la lógica de relés para el comando de motores, máquinas
Reemplazar temporizadores y contadores electromecánicos
Interface computador/proceso
Control y comando de tareas repetitivas o peligrosas
Detección de fallas y manejo de alarmas
Regulación de aparatos remotos
5.2.5.1. Ventajas del PLC
Reducción de espacio
Facilidad para mantenimiento y puesta a punto
Flexibilidad de configuración y programación
Reducción de costos
5.2.5.2. Características del PLC
Tiempo de respuesta de entrada y salida
Entradas y salidas especiales
Pulsos de alta velocidad. (Gallegos López, C. F., & Jarrín Vivar, J. D, 2013)
5.2.6. PLC Simatic Siemens
El controlador lógico programable SIMATIC de Siemens es un equipo muy potente y
con bajo costo, se lo utiliza para proyectos con tareas fáciles o complicadas y sus
características principales son:
17
Interfaz de comunicación PROFINET.
Módulos de entradas de alta y baja velocidad.
Fácil programación para proyectos de control.
Software de programación enlazado con el diseño del SCADA.
Lenguaje de programación KOP o AWL.
Módulos de entrada/salida expandible hasta 8.
Configuración de ejes de movimiento
Control PWM
Contadores rápidos
Entrada/salida de tipo análoga.
Temporizadores
Bloque de función
Bloque de organización
Variables globales y locales
Memoria expandible con Memory Card.
5.2.6.1. Programación del PLC Simatic Siemens
El PLC cuenta con un espacio de memoria de 32MB interno, es donde se almacena la
programación desarrollada en el TIA PORTAL V12. El diseño y lectura de la
programación se realiza tipo diagrama de escalera, esto se refiere a ejecutar la primera
línea de comando hasta el fin de la línea de programación y durante la ejecución de la
programación puede tener saltos o interrupciones previamente especificadas por el
programador.
El TIA PORTAL V12 posee una tabla de variables donde el programador debe asignarle
información relacionada con el objeto a enlazar, entre sus campos se detallan los
siguientes:
Nombre de la variable
Tipo de datos
Dirección
18
Lo que corresponde al tipo de datos, se debe especificar la señal a analizar y entre las más
comunes se pueden mencionar las siguientes:
Bool: Analiza el flanco de subida o bajada de una señal del bit
Byte: Es la composición de ocho bits
Word: Conocida como palabra es la composición de dos BYTE
DWord: Doble palabra, se refiere a la composición de dos WORD
Integer: Maneja el tipo de datos enteros
Real: Maneja los datos de coma flotante
También existen varios tipos de variables que permiten al programador hacer referencia
del estado de un contacto de una forma lógica, sin necesidad de relacionar con una salida o
entrada física del controlador. Entre las cuales se tienen las siguientes:
Variables globales: Estos tipos de variables se encuentran accesibles al programador en
cualquier parte de la programación.Variables temporales: Solo están disponibles dentro del bloque de programación el cual
haya sido creado.Marcas: Son espacios de memoria donde se almacenan estados lógicos del programa,
representados con la letra (M) con una dirección independiente. (Rojas Segarra, X. A.,
2015)
5.2.7. PLC TM-251
Es un modelo de la gama ModiconTM del fabricante Schneider Electric; es un controlador
lógico modular que tiene comunicación CANopen, Modbus y TCP/ IP, los que permiten
conectar con facilidad a SCADA, MES, ERP mediante cables Ethernet estándar e incluso
por medio de WIFI. El controlador se le puede ampliar con módulos laterales de extensión
Medicon TM3, que son módulos de las entradas y salidas analógicas y digitales. Para
programarlo se utilizan las herramientas SoMachine y Vijeo Designer, a través de
comunicación puerto Ethernet entre los dispositivos y el ordenador, donde el SoMachine
tiene un entorno de configuración y programación para los proyectos que se creen bajo su
19
entorno, llamado Login Builder, este entorno proporciona potentes funciones de
diagnóstico y mantenimiento, así como permite programar la lógica sobre los dispositivos
que se vayan añadiendo. El programa principal del sistema se ha diseñado en SoMachine
basándose en tres tipos diferentes de lenguajes de programación:
1. Ladder (LD), diagrama de contactos.
2. Diagrama de funciones continuas (CFC).
3. Texto Estructurado (ST).
Entre los módulos laterales de extensión se tiene los siguientes:
El TM3DI32K es un módulo de 32 entradas digitales con una tensión nominal de 24Vdc.
Este módulo puede ser conectado de dos formas diferentes, con lógica positiva o lógica
negativa. Siendo el de lógica positiva que representa al estado 1 en binario, con niveles
altos de tensión (lo que se denominaría positivo) y al 0 en binario, con el nivel bajo
(denominado negativo) y en la lógica negativa ocurre lo contrario, se representa al estado 1
con los niveles más bajos de tensión (positiva) y al 0 con los niveles más altos (negativo)
El TM3DQ16R es un módulo digital de 16 salidas digitales a relé con una tensión nominal
de 24Vdc y 240 Vac, donde cada salida soporta un máximo de 0,5 A.
El TM3AI8 es un módulo de 8 entradas analógicas del tipo tensión corriente con unos
rangos de -10 a +10V, de 0 a +10V en corriente continua y de 0 a 20mA, de 4mA a 20mA.
El TM3TI4 es un módulo de 4 entradas analógicas del tipo temperatura o tensión/corriente.
Estos módulos son ideales para uso de sondas de temperaturas RTD o termopares, el rango
de tensión y corriente es de -10 a +10V, de 0 a +10V y 0 a 20mA, de 4mA a 20mA. (Díaz
Eizmendiz, 2016)
20
5.2.8. PLC KOYO DL06
Direct Logic 06 es un PLCs muy versátil y de tamaño compacto, que permite conectar
módulos de expansión, para entradas y salidas, comunicaciones, controladores PID,
ampliando de esta forma sus capacidades, además incluye instrucciones MODBUS y
ASCII con dos puertos de comunicación serial que pueden ser utilizados para
programación, interfaz o conexión a redes.
Utiliza el Software de programación DirectSoft5 que es un paquete de programación
basado en el sistema operativo Windows y permite dos métodos de programación:
RLL: Relay Ladder Logic ó lógica de relevadores
RLLPLUS: Combina las características del método de programación RLL con
programación mediante diagramas de flujo. (Gallegos Molina, S. C., Tipanguano, T., &
Ulices, W., 2013)
5.2.9. PLC+HMI
El PLC + HMI es de modelo M90-TA2CAN, el software de programación de este equipo
lo realiza mediante el U90 Ladder Editor, controla las entradas a través de dos opto
acopladores para evitará que el equipo sufra daños por corrientes parásitas o algún tipo de
descarga y para controlar las salidas los realiza mediante relés de estado sólido con opto
triac, las características principales del equipo son:
Alimentación de 24Vcd
Consumo de 140mA-24Vcd
10 entradas PNP digitales y 2 analógicas
8 salidas digitales tipo P-MOSFET y 2 salidas analógicas de 0-10V
Display de 16 caracteres en una línea, LCD con backlight amarillo
Puerto Serial RS232 para programación. (Pacheco Flores, 2013)
21
5.2.10. EL LOGO OBA 7
El controlador lógico programable Logo OBA7 tiene dos versiones LOGO 12/24RCE y
LOGO 230RCE, la diferencia es el voltaje de alimentación, 12/24RCE utiliza 12 o 24
Voltios al igual que sus 8 entradas digitales y 230RCE utiliza 115-240 Voltios al igual que
sus 8 entradas digitales. Tienen conectividad punto a punto y en red, la capacidad del
programa es de 400 bloques de función y es ideal para tareas sencillas de automatización
industrial y de edificios.
Este PLC tiene un slot para tarjetas SD compatible con formatos FAT12, 16 y 32 para el
almacenamiento y registros de datos que pueden ser guardados desde el software de
programación que utiliza que es el LOGO Soft Comfort, que permite crear, simular y
probar programas del PLC y a la vez guardarlos o extraerlos mediante la red. La
característica más destacada de los modelos básicos es la interfaz Ethernet estándar que
sirve como interfaz de programación ya que pueden comunicarse y conectarse en red
hasta con ocho módulos. (Carey, R., Fernando, J., & Morán Chancay, A. S., 2016)
5.2.11. Controllino
Controllino es un PLC compatible con Arduino con fácil conexión, este modelo es un PLC
Open Source en tres formatos, el primero es el formato adaptado a entornos industriales,
junto con dos variantes más para domótica y usos educativos.
Entre sus ventajas es que está diseñado respecto a ISOS industriales y de seguridad, lo que
valida el producto junto al resto de su potencialidad y sus componentes internos han sido
elegidos para cumplir los requisitos de funcionamiento en entorno industriales, gracias al
uso de electrónica con cualificación industrial. Las características técnicas de Controllino
son muy completas y con un acabado del producto completamente similar al resto de
productos industriales.
22
5.2.12. Industruino
Es un PLC de hardware libre, con plenas funcionalidades y conexión a Ethernet, la
diferencia del resto de PLC de hardware libre es disponer de pantalla y área de prototipo
interna.
Viene en dos modelos, el primero listo para el prototipado y modificación de las
prestaciones de las que dispone y el segundo es de nivel industrial, que aporta aislamiento
para asegurar el perfecto funcionamiento. Este dispositivo dispone de capacidades
adecuadas para su uso en entornos educativos y pequeñas áreas de producción, dispone de
entradas digitales y analógicas con el extra de sensores de corriente industrial y
aislamiento, como medida de protección y está disponible un módulo conectable para
aportar conexión a Ethernet.
5.2.13. Small Brick
Small Brick es un PLC Open-Source que ha ido mejorando desde su elaboración, está
programado en lenguaje C, C++ y es fácilmente programable por cualquier usuario
aunque requiriendo mayor tiempo de programación. Como todos los proyectos de
hardware libre se proporciona toda la información necesaria para poder modificar y diseñar
este modelo. Funciona a tensiones de alimentación de 12 y 24 voltios, y su programación
se realiza en Arduino siendo completamente compatible con este producto tanto que
dispone de una segunda versión más potente conocida como Large Brick. (Rivero Leo,
2015)
5.2.14. Actuadores
Son elementos que pueden ser eléctricos, mecánicos o la unión de ambos
(electromecánicos), que transforman la señal eléctrica procesada por el circuito de control
en energía que actúa directamente sobre el mundo físico externo como por ejemplo un
motor, una foco, un parlante, entre otros. (Jiménez Sánchez, 2014)
23
5.2.14.1. Motores Paso a Paso
Es un motor eléctrico de corriente continua sin escobillas y su característica principal que
los diferencia de otros motores es que es posible llevar a cabo movimientos precisos, ya
que no giran libremente como ocurre con el resto de motores de continua, sino que realizan
giros discretos, mediante pequeños pasos que pueden ser configurados, controlados y
permiten también controlar la velocidad de giro variando el tiempo transcurrido entre
pasos.
5.2.14.1.1. Parámetros característicos
Par de mantenimiento (holding torque): Par resistente ejercido por el motor detenido en
una posición estable y con alimentación, pueden darse variaciones dependiendo de la
posición del eje del motor respecto a las bobinas.
Par de retención (detent torque): Par máximo que ofrece el motor cuando no se
encuentra alimentado.
Par pull-out: Relación del par que es capaz de entregar el motor a máxima velocidad sin
pérdida de pasos.
Par pull-in: Relación del par que es capaz de entregar el motor con la velocidad sin
pérdida de pasos durante el arranque y la parada.
Ángulo de paso (step angle): Ángulo de giro que se produce en el eje del motor al
cambiar de una posición estable a la siguiente.
Número de pasos por vuelta: Cantidad de pasos necesarios para efectuar una vuelta
completa del eje del motor.
Frecuencia de paso máximo: (máximum pull-in/pull-out): Número máximo de pasos
por segundo que puede realizar el motor en un funcionamiento correcto del mismo.
Precisión de paso (step accuracy): Error de la posición actual del rotor con respecto a la
posición teórica en la cual debería encontrarse, estando el motor trabajando sin carga o con
ella constante. Se trata de un valor constante, y que no se incrementa con la cantidad de
pasos que se realicen.
24
5.2.14.1.2. Tipos de Motores Paso a Paso
Los motores paso a paso, se pueden distinguir varios tipos en función de su estructura
interna:
Motores de imanes permanentes: El estator se compone de unos núcleos sobre los cuales
se encuentran arrolladas bobinas, sus extremos constituyen los polos del estator y el rotor
está formado por polos magnéticos S-N.
Motores de reluctancia variable: El estator está formado por entre 3 y 5 bobinas
arrolladas a unos núcleos formando sus extremos los polos del estator, y generando un
campo magnético y el rotor está constituido por hierro dulce laminado que contiene varios
dientes.
Motores Híbridos: Tienen normalmente dos núcleos con bobinas arrolladas y sus
extremos forman los polos del estator, pudiendo contar con más de 4. El rotor se constituye
por dos ruedas dentadas de hierro dulce, y están separadas por un imán, de este modo una
rueda tiene polarización N y la otra S. Además, dentro de los motores paso a paso del tipo
híbridos y de imanes permanentes, se diferencian según la formación del estator en
motores unipolares y motores bipolares. (Mora, 2016)
5.2.14.2. Servomotores
Un servomotor es un tipo especial de motor que incluye en la misma carcasa grupo
reductor y una tarjeta de control, se lo utilizan para el modelismo de maquetas
teledirigidas, para el movimiento de timones, alerones, despliegue de velas, etc. Su tamaño
y peso son reducidos y la tensión de alimentación flexible y de bajo consumo, lo cual ha
hecho que se empiecen a utilizar también en la construcción de robots. (Calderón Morales,
2015)
25
5.2.14.3. Relés
Es un dispositivo electromecánico que está conformado por un electroimán y varios
contactos y funciona de la siguiente manera, que al pasar una pequeña corriente por la
bobina el núcleo se magnetiza y atrae al inducido hacia uno de sus extremos, empujando
por el otro a uno de los contactos hasta que se estos se juntan, lo que permite el paso de la
corriente a través de ellos. (Aguirre Sánchez, 2015)
5.2.14.4. Buzzer sonoro
Dispositivo eléctrico piezoeléctrico que mediante la excitación con señales de una
frecuencia determinada, genera un tono de una cierta intensidad y con una frecuencia igual
a la usada para excitar el Buzzer. (Rivero Leo, 2015)
5.2.15. Sensores
Son dispositivos electrónicos o eléctricos capaz de detectar magnitudes físicas o químicas,
llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas, que pueden
ser: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento,
presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc, el sensor está siempre en contacto con la
variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo que
aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda
interpretar otro dispositivo, también puede es un dispositivo que convierte una forma de
energía en otra. (Gallegos López, C. F., & Jarrín Vivar, J. D., 2013)
5.2.15.1. Sensor de temperatura
Son dispositivos que convierten el fenómeno físico del cambio de temperatura en un
cuerpo y lo convierten en una señal eléctrica para que pueda ser procesada por el sistema
de medición.
26
5.2.15.2. Sensor óptico reflectivo
El sensor óptico reflectivo es un tipo de sensor que funciona como interruptor o sensor de
proximidad que basa su funcionamiento en la detección de un rayo de luz que intercepta el
sensor y cuando el rayo de luz es bloqueado por un objeto, el sensor emite una señal
eléctrica acorde a su funcionamiento.
5.2.15.3. Sensor de nivel ultrasónico
Un sensor de nivel ultrasónico es básicamente un sensor de distancia, su funcionamiento se
basa en la reflexión de ondas acústicas y el tiempo de vuelo de las mismas. El sensor emite
ondas de ultrasonido, las cuales se reflejan en una superficie y regresan al equipo, con lo
que el equipo calcula el tiempo de vuelo de la onda, o en otros casos la distorsión de la
frecuencia de la onda generada, con lo cual determina la distancia recorrida por esta onda.
(Patiño Solís, P. E., & Patiño Calle, A. X., 2015)
5.2.15.4. Sensor magnético
El sensor magnético detecta una variación en el campo magnético en respuesta a la
variación de alguna magnitud física. Están basados en el efecto Hall, se caracterizan
principalmente por ser dispositivos de estado sólido, no tienen partes móviles,
compatibilidad con otros circuitos analógicos y digitales, margen de temperatura amplio,
buena repetitividad y frecuencia de funcionamiento alta (100 kHz).
5.2.15.5. Sensor inductivo
El sensor inductivo incorpora una bobina electromagnética que es usada para detectar la
presencia de un objeto de metal conductor, ignoran los objetos no metálicos y son
utilizados principalmente en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como
para detectar la presencia de objetos metálicos. (López Morocho, H. V., & Navarrete
Machado, D. F., 2016)
27
5.2.15.6. Sensor de movimiento PIR
El sensor PIR (Passive Infra Red) es un dispositivo piroeléctrico que mide cambios en los
niveles de radiación infrarroja emitida por los objetos a su alrededor a una distancia
determinada como respuesta al movimiento, es de bajo costo y reducido tamaño muy
utilizado en sistemas de alarmas, iluminación controlada por movimiento y aplicaciones de
robótica. (Aguirre Sánchez, 2015)
5.2.16. Sistemas de control
Un sistema de control es una interconexión de componentes que forman una configuración
del sistema que proporcionará una respuesta deseada y la base para el análisis de un
sistema es el fundamento proporcionado por la teoría de los sistemas lineales, que supone
una relación entre causa y efecto para sus componentes. Por tanto un componente o
proceso que vaya a ser controlado puede representarse mediante un bloque, la relación
entrada-salida representa la relación entre causa y efecto del proceso, que a su vez
representa un procesamiento de la señal de entrada para proporcionar una señal de salida,
frecuentemente con una amplificación de potencia. Un sistema de control está formado por
subsistemas y procesos unidos con el fin de controlar las salidas de los procesos. (López
Morocho, H. V., & Navarrete Machado, D. F. , 2016)
5.2.17. Sistema Domótico
La domótica es una agrupación de sistemas que permiten y proporcionan las características
necesarias para automatizar una vivienda, aportando servicios de: Gestión energética,
seguridad, bienestar y comunicación, que pueden integrarse por medio de redes interiores
como de redes exteriores de comunicación, cableadas o inalámbricas, desde el interior
como fuera del hogar, también se define como la integración de la tecnología en el diseño
inteligente de un hogar. (Aguirre Sánchez, 2015)
28
5.2.18. Hardware Libre
La finalidad de hardware libre es crear diseños de aparatos informáticos de forma abierta,
de manera que todas las personas puedan acceder, como mínimo, a los planos de
construcción de los dispositivos. La utilización de los Lenguajes de Descripción Hardware
(HDL) como VHDL (Very high speed integrated circuit Hardware Description Language)
o Verilog HDL, ha impulsado la idea de realizar diseños abiertos de la misma manera que
el movimiento Open Source, donde la reutilización de diseños o la adaptación de los ya
existentes está haciendo mucho más fácil el trabajo de los ingenieros de hardware,
disminuyendo considerablemente los tiempos y costes de diseño.
Por lo tanto el hardware libre ofrece libertades aplicadas a los planos del hardware, que
sirven para su construcción, permitiendo que cualquier usuario los pueda usar, modificar y
distribuir. Los planos que describen el diseño son el esquemático (Indica los componentes
lógicos y las señales que se conectan entre ellos), el circuito impreso (PCB, Printed Circuit
Board, que indica el lugar en el que sitúan los componentes) y el fichero de fabricación
(GERBER, que contiene a información para que se fabriquen los PCBs en la industria).
5.2.19. Software libre (Free Software)
El software libre se refiere a la libertad de los usuarios sobre su producto adquirido y, por
tanto, una vez obtenido puede ser usado, copiado, estudiado, cambiado y redistribuido
libremente. También se refiere a la libertad de los usuarios para ejecutar, copiar, distribuir,
estudiar, modificar el software y distribuir lo modificado. Es así que para ser considerado
libre, un programa debe ser distribuido de modo que el usuario pueda, estudiar el
funcionamiento del programa, adaptarlo a las necesidades y distribuir, bajo las mismas
condiciones, programas derivados, Además se calcula que actualmente existen alrededor
de cien mil proyectos de desarrollo de Software Libre, algunos se encuentran en etapa de
planificación y otros ya se han desarrollado y pueden ser utilizados para una amplia gama
de necesidades, estos software deben cumplir algunos criterios como:
29
Tamaño de la comunidad de desarrolladores, para minimizar el riesgo de pérdida de
soporte y desarrollo.
Proyecto estable y maduro (muchas veces no están vivos, pero son estables y
confiables).
Funcionalidad, se debe estudiar las características del software de acuerdo a las
necesidades.
Conexión con otras aplicaciones y programas.
Dinamismo del software, es importante conocer si se actualiza y mejora
continuamente, en base a establecer si su comunidad de desarrolladores es activa.
(Taipe Basantes, 2015)
5.2.20. Arduino
Arduino es una plataforma de código abierto (open source) basado en una placa con un
microcontrolador, posee un entorno de desarrollo que permite la creación de programas
para luego ser cargarlos en la memoria del mismo. Esta placa cuenta con algunas entradas
y salidas tanto analógica como digitales, lo que permite la lectura de diferentes sensores,
permite el control de luces, motores y muchas otras aplicaciones, se basa en el lenguaje de
programación Processing. Este dispositivo relaciona el mundo físico con el mundo virtual,
además de lo analógico con lo digital. (Calderón Morales, 2015)
5.2.20.1. Características de Arduino
Arduino es una plataforma de desarrollo, trabaja con un microcontrolador, como
Atmega168, Atmega328, Atmega1280, o Atmega8. Se utiliza para adquirir información
del entorno a través de sus entradas análogas y digitales, y permite controlar luces,
motores, y cualquier tipo de actuadores.
30
5.2.20.2. Funciones de entradas y salidas digitales y analógicas
Función pinMode(pin, mode): Función usada en la function setup() para configurar los
pines de salida y entrada: (INPUT o OUTPUT).por lo general los pines de Arduino
funcionan por defecto como entradas, por esta razón no es necesario declararlas como
entradas en el pinMode().
Función digitalRead(pin): Esta función permite leer cualquier pin digital específico, esto
facilita conocer el estado del pin si es HIGH o LOW.
Función digitalWrite(pin, value): Esta función es utilizada para generar estados (alto
(HIGH) o bajo (LOW), en los pines digitales del Arduino.
Función analogRead(pin): La acción que realiza esta función es tomar los datos de los
puertos análogos y lo hace con una resolución de 10Bits, y solo trabaja con los puertos
análogos de la tarjera Arduino, los pines analógicos, a diferencia de los digitales no
necesitan declararse previamente como (INPUT u OUTPUT).
Función analogWrite(pin, value): Esta función se utiliza para modular la señal por medio
de PWM, y para esto existen pines específicos los cuales son: 3, 5, 6, 9, 10, 11. Para un
valor cero 0 corresponde a 0 V en cualquier pin especificado y 255 corresponde a 5 V. Para
valores de 0 a 255, el pin alterna rápidamente entre 0 V y 5 V.
La programación de este microcontrolador se realiza mediante el lenguaje de programación
Arduino el cual está basado en WIRING, y el entorno de desarrollo Arduino está basado en
PROCESSING. Una de las facilidades de trabajar con arduino es que no se necesita de
estar conectado a un computador para ejecutar los programas. (Aguirre Sánchez, 2015)
5.2.20.3. Arduino IDE
El entorno de desarrollo integrado de Arduino o Arduino Software (IDE) contiene un
editor de texto para escribir código, un área de mensajes, una consola de texto, una barra
de herramientas con botones para funciones comunes y una serie de menús y se conecta al
hardware Arduino para cargar programas y comunicarse con ellos.
31
Los programas escritos utilizando el Software de Arduino (IDE) se llaman sketches o
bocetos, se escriben en el editor de texto y se guardan con la extensión de archivo .ino. El
editor tiene funciones para cortar/pegar y para buscar/reemplazar texto, donde área de
mensajes proporciona retroalimentación mientras se guarda y exporta el programa, también
muestra los errores que pudieron darse en estos procesos. La consola muestra la salida de
texto por el software de Arduino (IDE), incluidos mensajes de error completos y otra
información, en la esquina derecha inferior de la ventana muestra el modelo de placa
Arduino configurado y puerto serie al cual está conectado, también los botones de la barra
de herramientas permiten verificar y cargar programas, crear, abrir y guardar sketches y
abrir el monitor serial. (Salgado Castillo, F. D., & Coello Moncayo, D. S., 2015)
5.2.20.4. Sketch
Un sketch es el código que se programa en el microcontrolador para que después ejecute
alguna aplicación determinada.
Cada sketch de Arduino, consta de las siguientes partes:
Comentarios: No afectan al código ni se cargan en el microcontrolador, por lo que
no ocupan memoria, pero son recomendables para poder entender lo que se ha
programado y añadir información útil como dónde se deberán conectar ciertos
dispositivos
Setup: Se ejecuta una sola vez y es donde podemos inicializar variables, arrancar
dispositivos y cualquier otra tarea que suponga una única configuración.
Loop: En esta parte, el bucle es donde se realiza la mayor parte de la
programación, pues es lo que realmente ejecutará el microcontrolador una y otra
vez.
Aunque el loop sea la parte donde se ejecuten las órdenes que definimos para el
funcionamiento del sistema, es posible el uso de funciones como en la mayoría de
lenguajes de programación, éstas se crean fuera del bucle, pero al ser llamadas dentro del
Loop se ejecutan también de forma ininterrumpida. (SÁNCHEZ TORRECILLA, 2015)
32
5.2.21. Arduino Uno
Es una placa electrónica que implementa un microcontrolador (ATmega328), tiene 14
pines digitales E/S, 6 entradas analógicas, un resonador cerámico 16 MHz, una conexión
USB, un conector de alimentación, una cabecera ICSP y un botón de reinicio. Además
tiene todo lo necesario para programar el microcontrolador; basta con conectarlo al
ordenador con un cable USB.
5.2.21.1. Comunicación del Arduino Uno
La comunicación entre la placa y el ordenador se realiza vía serial mediante puerto COM
USB estándar, el entorno de desarrollo de Arduino incluye un cable con conexión serie
para el envío de datos hacia y desde la placa Arduino. Los leds, RX y TX de la placa
parpadean siempre que se esté transmitiendo datos a través del chip y USB con la conexión
USB serie del ordenador. La biblioteca Software Serial permite la comunicación en serie
con cualquiera de los pines digitales del Arduino Uno.
5.2.21.2. Programación del Arduino Uno
En el microcontrolador ATmega328 del Arduino Uno viene precargado con un gestor de
arranque el cual le permite cargar nuevo código a él sin el uso de un programador de
hardware externo.
5.2.21.3. Entorno de Programación de Arduino
Para el diseño de programas y poder realizar prácticas con la plataforma de Arduino, es
necesario conocer los requisitos básicos con que se debe contar equipo tanto en hardware
como en software.
33
5.2.21.4. Hardware Arduino
Para programar y utilizar la plataforma Arduino es necesario contar con los siguientes
recursos:
Un ordenador (Windows, Mac o Linux)
Una tarjeta de control de Arduino
Un cable USB
5.2.21.5. Software Arduino IDE
En la utilización de la plataforma de Arduino es necesario tener el software que permita la
comunicación entre la placa y el computador, de manera que se debe tener instalado el
software que Arduino. Este software se conoce comúnmente como IDE (Entorno de
Desarrollo Integrado provee) o Arduino IDE, la última versión que existe es la versión
1.6.3 de este software, siendo compatible con sistemas Windows, Mac y Linux. (Calderón
Morales M. Á., 2015)
5.2.21.6. Características del Arduino Uno
Las características más importantes son:
Microcontroladores ATmega328P
Voltaje de funcionamiento 5V
Voltaje de entrada (recomendado) 7-12V
Voltaje de entrada (límite) 6-20V
Digital pines I / O 14 (De los cuales 6 proporcionan salida PWM)
PWM digital de E / S prendedores 6
Pines de entrada analógica 6
Corriente DC por E / S Pin 20 mA
Corriente DC de 3.3V Pin 50 Ma
34
Memoria Flash 32 KB (ATmega328P)
De los cuales 0,5 KB utilizado por el gestor de arranque
2 KB de SRAM (ATmega328P)
EEPROM 1 KB (ATmega328P)
Velocidad del reloj 16 MHz
Longitud 68.6 mm
Ancho 53.4 mm
Peso 25 g. (Jiménez Sánchez, 2014)
5.2.22. Arduino Mega 2560
Es una placa electrónica basada en el microprocesador Atmega2560, tiene 54 pines
digitales de entrada / salida (de los cuales 15 se pueden utilizar como salidas PWM), 16
entradas analógicas, 4 UART (hardware puertos serie), un oscilador de cristal de 16
MHz, una conexión USB, un conector de alimentación y un botón de reinicio, contiene
todo lo necesario para programar el microcontrolador; puede ser alimentado a través de
la conexión USB o con una fuente de alimentación externa. Trabaja con un suministro
externo de 6 a 20 voltios y los terminales de alimentación están distribuidos de la
siguiente manera:
VIN: El voltaje de entrada a la placa Arduino cuando se utiliza una fuente de
alimentación externa (en contraposición a 5 voltios de la conexión USB u otra fuente de
alimentación regulada, basada en un transformador y otros dispositivos electrónicos)
puede suministrar tensión a través de este pin, o se puede alimentar de este mismo pin.
5V: Este pin funciona como salida una 5V proporcionado por el regulador de voltaje en
el la tarjeta, y puede ser alimentada ya sea a partir de la toma de alimentación de CC (7 -
12 V), el conector USB (5V), o el pin VIN de la junta (7-12V). El suministro de voltaje
a través de los pines de 5V o 3.3V no pasa por el regulador, y puede dañar el
microcontrolador
3V3: Un suministro de 3,3 voltios generada por un regulador integrado a la tarjeta
capacidad de suministro de corriente máxima es de 50 mA.
GND: Tierra.
35
IOREF: Este pin de la placa Arduino proporciona la referencia de tensión con la que
opera el microcontrolador.
5.2.22.1. Memoria Arduino Mega 2560
El Atmega 2560 tiene 256 KB de memoria flash para el almacenamiento de código (de los
cuales 8 KB se utiliza para el gestor de arranque), 8 KB de SRAM y 4 KB de EEPROM
(que puede ser leído y escrito con la librería EEPROM).
5.2.22.2. Entradas y Salidas Arduino Mega 2560
Consta de 54 pines digitales en el microcontrolador y se puede utilizar como una entrada o
salida, utilizando las funciones pinMode (), digitalWrite (), anddigitalRead (), trabajan a 5
voltios, cada pin puede proporcionar o recibir un máximo de 40 mA y tiene una resistencia
pull-up interna (desconectada por defecto) de 20-50 kOhms. Además, algunos pines tienen
funciones especializadas como se detalla a continuación:
Comunicación Serial: 0 (RX) y 1 (TX); Serie 1: 19 (RX) y 18 (TX); Serial 2: 17 (RX)
y 16 (TX); Serial 3: 15 (RX) y 14 (TX). Se utiliza para recibir (RX) y transmitir datos en
serie (TX) TTL. Pines 0 y 1 están también conectados a los pines correspondientes de la
USB-a-Serial TTL chips ATmega16U2.
PWM: 2 a 13 y 44 a 46. Proporcionar salida PWM de 8 bits con la función analogWrite
().
LED: 13. Hay un LED conectado al pin digital 13, cuando el pin tiene voltaje está
encendido y cuando la señal es baja está apagado.
El Mega2560 tiene 16 entradas analógicas, cada uno de los cuales proporcionan 10
bits de resolución (es decir, 1024 valores diferentes), que por defecto se miden desde 0 a
5 voltios.
36
5.2.22.3. Comunicación Arduino Mega 2560
El Arduino Mega2560 tiene una serie de instalaciones para la comunicación con un
ordenador, otro Arduino, u otros microcontroladores, también dispone de cuatro
conexiones para TTL (5V) de comunicación en serie, en las conexiones uno de ellos
a través de USB proporciona un puerto COM virtual para el software, en el equipo los
LEDs y las terminales RX y TX en la tarjeta parpadean cuando se están transmitiendo
datos a través del USB al ordenador (pero no para la comunicación en serie en los pines
0 y 1).
5.2.22.4. Programación Arduino Mega 2560
El Arduino Mega2560 se puede programar con el software de Arduino y viene
precargado con un gestor de arranque que le permite cargar nuevo código a la misma sin
el uso de un programador de hardware externo.
5.22.2.5. Sistema de protección USB Arduino Mega 2560
El Arduino Mega2560 tiene un fusible reajustable que protege a los puertos USB de la
computadora para cortos y sobre corriente, si hay más de 500 mA de consumo desde el
puerto USB, el fusible rompe automáticamente la conexión hasta que el corto o la
sobrecarga se elimine.
5.2.23. Arduino Pro Mini
Es una tarjeta de desarrollo basada en el microcontrolador ATmega168, cuenta con 14
pines de entradas/salidas digital (de las cuales 6 se puede usar como salidas PWM), 6
entradas analógicas, un resonado, un botón de reinicio, y pines para colocar conectores.
Se puede conectar un conector de 6 pines para emplear un cable USB-serial para
suministrar voltaje USB y establecer comunicación con el circuito. La tarjeta del
37
microcontrolador está diseñada para ser instalada de forma semi-permanente en los
dispositivos, viene sin conectores lo que permite usos diferentes, dependiendo de la
aplicación que se quiera dar, o bien para soldar cables directamente y su la disposición
de los pines coincide con el patrón de pines de cualquier protoboard y existen dos
versiones del Pro Mini, una funciona a 3.3 V y 8 MHz, y la otra a 5 V y 16 MHz.
5.2.23.1. Características del Arduino Pro Mini
Las características más importantes son:
Microcontrolador ATmega168
Voltaje de operación 3.3 V o 5 V (dependiendo del modelo)
Voltaje de entrada de 3.35 a 12 V (para el modelo de 3.3 V) o de 5 a 12 V (para
el modelo de 5 V)
14 pines de entrada/salida digital (de las cuales 6 se puede usar como salidas
PWM)
6 pines de entrada analógica
Corriente DC por pin de entrada/salida: 40 mA
Memoria Flash de 16 KB (de los cuales 2 KB son usados para el gestor de
arranque)
1 KB de SRAM 1 KB
EEPROM de 512 bytes
Velocidad de reloj de 8 MHz (para el modelo de 3.3 V) o de 16 MHz (para el
modelo de 5 V).
5.2.24. Intel Galileo
Es una gama de placas de desarrollo de hardware libre compatible con Arduino, basadas
en arquitecturas Intel, ideal para proyectos de domótica, wearables y el Internet. Se basa en
el procesador Quark SoC X1000 de 32 bits de Intel con una velocidad de 400 megahercios
(MHz) y está diseñada para ser compatible con el IDE de Arduino y con las Arduino
38
Shields, incluye los mismos pines que un Arduino Uno Rev 3, además de un conector
Ethernet, un zócalo para tarjetas microSD, puerto USB, puerto serie RS- 232, un puerto
mini PCI Express (mPCIE) y 8 megabytes de memoria flash. La diferencia entre la Galileo
y una placa Arduino estándar la marca el hecho de poder combinar la estructura de
hardware y software de Arduino con el sistema operativo Linux. Gracias a esto, se puede
controlar hardware como sensores o motores con otros lenguajes de programación como
Python o NodeJS, conectarlos a Internet, crear un servidor o tener acceso a fecha y hora
real, entre otras muchas posibilidades de computación comunes en una plataforma con la
arquitectura x86.
5.2.24.1. El hardware de Intel Galileo
Las características más importantes de esta placa son:
Intel Quark SoC X1000: El cerebro de Galileo es el procesador Intel Pentium de 32 bits
que puede funcionar a velocidades de hasta 400 MHz, y cuenta con 512 KB de SRAM
incorporada.
Arduino: Intel Galileo es la primera placa basada en Arduino desarrollada sobre una
arquitectura Intel y compatible con todas los shields de Arduino.
La placa incluye el mismo pinout que un Arduino Uno Rev 3:
14 pines de entrada/salida digitales (6 de estos con salida PWM)
6 pines entradas analógicas (A0 – A5)
8 pines de potencia (5V, 3V, GND, reset, reboot)
SPI: 10(SS), 11(MOSI), 12(MISO), 13(SCK).
I2C: A4 o pin SDA y A5 o pin SCL. Soportan la comunicación I2C (TWI).
ICSP Header: Para conectar Arduino Shields.
Ethernet: Conector Ethernet de 10/100.
IDE: Con el IDE de Arduino se pueden programar sketches para esta placa, además el
IDE permite llamadas de firmware de Linux a la programación de esquema de Arduino a
través de la orden system(command), donde command puede ser cualquier comando
Linux.
Compatibilidad con las librerías Ethernet: Utiliza el puerto Ethernet de la Galileo es tan
simple para utilizar la librería Ethernet de Arduino.
39
Reloj de Tiempo Real (RTC, Real Time Clock): El reloj en tiempo real de Galileo puede
seguir midiendo el tiempo aun cuando la tarjeta esté desconectada, debido a una batería de
3V.
Trabaja con tarjetas PCI Express Mini: Cuenta con una ranura de expansión mini-PCI
express de tamaño completo donde es posible conectar tarjetas WiFi, Bluetooth, GSM,
etc, para ampliar la conectividad de Galileo.
Cliente USB: Para programar y cargar sketches Arduino.
Puerto USB 2.0: Permite utilizar la librería USB de Arduino y convertir a la Galileo en un
ratón o teclado. Con un hub USB se pueden conectar hasta un máximo de 128 dispositivos
en este puerto.
Soporte MicroSD: Zócalo para tarjetas microSD para poder usarlas con la librería SD de
Arduino, también sirve para cargar el Linux SO a la Galileo.
Comunicación serie UART4: Disponible en el pin digital 0 (pin RX, recepción) y 1 (pin
TX, transmisión).
Conectividad serie: Tiene un puerto serie separado que permite conectarse a la línea de
comandos de Linux desde el ordenador.
Almacenamiento: 8 MByte de memoria SPI Flash que almacena el firmware, de los
cuales entre 256 kB y 512 kB se utilizan para almacenar el sketch Arduino.
256 MBytes de DRAM.
8 KBytes de memoria EEPROM, compatible con la librería EEPROM de Arduino.
MicroSD hasta un máximo de 32 GB.
Almacenamiento USB a través del puerto USB.
Alimentación: Galileo se alimenta por el conector jack 2,1mm o por los pins Vin y GND,
se alimenta solo a 5V y al conectar más voltaje podría dañar la placa. (Sánchez, 2016)
5.2.25. Aprendizaje
El aprendizaje es un proceso de construcción en niveles neurológicos, físicos, mentales y
emocionales, mediante la interacción consciente con la realidad, la abstracción de modelos
explicativos generados de esa interacción, la posibilidad de permanencia de esos modelos
en el cuerpo disponible de conocimientos y su aplicación en la búsqueda de nuevas
relaciones; es un proceso dialéctico multicausado, multilineal, multimediado, en el que
intervienen tanto las estructuras de los objetos como las acciones físicas y las operaciones
40
mentales de los sujetos en una sucesión de estados de equilibración; es un proceso
dialéctico - contextual de desarrollo de la conciencia, mediado por la actividad que el
sujeto realiza sobre el objeto con el uso de recursos socioculturales provocando
transformaciones en los objetos y en el mismo sujeto; es un proceso dialéctico social de
tomas de decisiones conscientes que transformen la realidad, promueven el crecimiento de
las capacidades cognitivas y la autonomía en la toma de decisiones.
5.2.25.1. Estrategias de aprendizaje
La estrategia de aprendizaje se refiere al arte de proyectar y dirigir; el docente proyecta,
ordena y dirige las operaciones para lograr los objetivos propuestos. Así, las estrategias de
aprendizaje hacen referencia a una serie de operaciones cognitivas que el estudiante lleva a
cabo para organizar, integrar y elaborar información y pueden entenderse como procesos o
secuencias de actividades que sirven de base a la realización de tareas intelectuales y que
se eligen con el propósito de facilitar la construcción, permanencia y transferencia de la
información o conocimientos. Concretamente se puede decir, que las estrategias tienen el
propósito de facilitar la adquisición, almacenamiento, y la utilización de la información.
(Campos, 2000)
5.2.26. Aprendizaje significativo
El aprendizaje significativo es el proceso en el cual se relaciona un nuevo conocimiento o
información con la estructura cognitiva del que aprende de forma no arbitraria y sustantiva
y no literal, esa interacción con la estructura cognitiva no se produce considerándola como
un todo, sino con aspectos relevantes presentes en la misma, que reciben el nombre de
subsumidores o ideas de anclaje. Para aprender un concepto, tiene que haber inicialmente
una cantidad básica de información acerca de él, que actúa como material de fondo para la
nueva información.
41
5.2.27. Aprendizaje colaborativo
Se entiende por aprendizaje colaborativo al procedimiento pedagógico que tiene como
finalidad la construcción de los distintos conocimientos que adquirirá el estudiante, dicho
proceso de aprendizaje está articulado en procesos cognitivos individuales y prácticas
sociales contextualizadas. Estos procesos se dan mediante la interacción del estudiante con
el docente, es decir el estudiante toma en cuenta la reflexión y el trabajo individual como la
reflexión y el trabajo grupal.
El estudiante se compromete a trabajar con los miembros del grupo que forma parte a fin
de alcanzar una meta en común; conciliando intereses y objetivos personales con la
interacción del grupo y en los cuales comparten conocimientos, experiencias,
descubrimientos, ideas para alcanzar la tarea a realizar y el objetivo final del trabajo
colaborativo no es completar una tarea sino lo primordial es que se presente un aprendizaje
significativo y una relación entre los miembros del grupo.
5.2.28. Aprendizaje por competencias
Las competencias se definen como conjunto de actitudes y habilidades y conocimientos
que son expresadas mediante desempeños que dan solución a una problemática social,
también generan necesidades de cambio y transformación e implica el saber hacer,
aprender a conocer, aprender a vivir juntos, aprender a ser y que puedan ser transferidas
con creatividad a cualquier contexto. Las competencias pueden ser clasificadas en básicas,
profesionales y específicas.
Las básicas son las cualidades que los egresados desarrollan independientemente del
programa académico del que egresan: solución de problemas, trabajo en equipo y
liderazgo, emprendedor y de comunicación.
Las profesionales son las relacionadas con la acción laboral, su profesión o área del saber.
42
Las específicas son las relacionadas con la carrera las que se relaciona con el desempeño
específico en el campo de la aplicación concreta de su área.
Estas competencias intentan propiciar experiencias que generen mecanismos de inducción
que los conduzca más allá de lo previsto, un ejemplo de evidencias de desempeño
asociadas a los niveles de aprendizaje es la taxonomía de Bloom. (Montenegro, C. A. D.,
& Morales, V. A. V., 2010)
5.2.29. Estrategia o propuesta de enseñanza
La propuesta de enseñanza tiene como eje principal promover el desarrollo de aprendizajes
a través de la elaboración de proyectos, que respondan a una problemática real y
significativa de capacitación. Sus objetivos son: a) favorecer en los estudiantes la conexión
entre los conocimientos y los contextos de aplicación, a la vez de, b) promover la reflexión
sobre los procesos desarrollados en la elaboración de la solución, poniendo énfasis en el
uso creativo e inteligente de las nuevas tecnologías.
Las habilidades de pensamiento de orden superior entre las que se incluye la destreza para
solucionar problemas; requiere seleccionar estrategias efectivas para ayudar a que los
alumnos las desarrollen. Para atender esta necesidad, la programación de computadoras
constituye una buena alternativa, siempre y cuando se le enfoque al logro de esta destreza y
no a la formación de programadores. La habilidad de pensamiento que también se puede
ayudar a desarrollar en cursos de algoritmos y programación es la creatividad. En cada
proyecto de electrónica y programación de microcontroladores, el número de fases
depende de la complejidad de lo que se quiera llevar acabo. (Paz, 2014)
5.2.30. Proceso de enseñanza-aprendizaje
Dentro del proceso de enseñanza-aprendizaje están presentes componentes personales y no
personales, en donde el docente debe tener dominio de estos componentes y dentro de los
personales se hallan los sujetos implicados: el docente, los estudiantes y el grupo, los
43
cuales dan al proceso un carácter interactivo y comunicativo. Entre los componentes no
personales se encuentran: los objetivos, el contenido, los métodos, los medios, las formas
de organización y la evaluación; que el educador también debe dominar, precisando y
explotando al máximo las potencialidades educativas brindadas por cada uno de ellos, para
lograr la formación integral de los educandos, bajo el principio de la educación a través de
la instrucción.
Los métodos desempeñan un papel esencial en su interacción con el resto de los
componentes, para garantizar el logro de los objetivos que se proponen; las formas de
organización son el componente integrador del proceso en el que están presentes y se
concretan tanto los métodos como el resto de los componentes de dicho proceso.
Se puede afirmar que el trabajo de un docente es de calidad cuando logra el cumplimiento
de los objetivos propuestos, mediante la utilización de métodos y formas de organización
que optimicen tiempo y recursos, entre otros aspectos, con la participación activa y
consciente de sus estudiantes. Por los docentes deben tener conocimientos sobre los
aspectos esenciales de estos componentes del proceso de enseñanza-aprendizaje y sus
posibilidades educativas, para el perfeccionamiento de su labor como profesional docente.
5.2.31. Formas de organización del proceso enseñanza-aprendizaje
Estas son la estructuración de la actividad del docente y de los estudiantes, con el fin de
lograr, de manera eficiente y eficaz, el cumplimiento de los objetivos previstos en los
planes y programas de estudios. En el desarrollo de las diferentes formas organizativas es
esencial que el docente garantice la actividad y la comunicación de los estudiantes en un
clima afectivo y despierte su interés por el contenido, objeto de aprendizaje de modo que
se sientan comprometidos con el logro de los objetivos.
Las formas de organización constituyen el componente integrador del proceso de
enseñanza-aprendizaje, porque es donde se interrelacionan todos los componentes
personales y no personales y dichas formas reflejan las relaciones entre el docente y los
44
estudiantes, en la dimensión espacial y en la temporal del proceso. (Echevarría, B. M. S.,
Morel, N. I., González, M. H., & García, C. R. H., 2010)
5.2.32. Estilos de enseñanza y las nuevas tecnologías en la educación
El estilo de enseñanza se conceptualiza como aquellas categorías de comportamiento de
enseñanza que el docente exhibe habitualmente en cada fase o momento de la actividad de
enseñanza, que se fundamenta en actitudes personales que le son inherentes, que han sido
abstraídas de su experiencia académica y profesional, que no depende de los contextos en
los que se muestran, y que pueden aumentar o disminuir los desajustes entre la enseñanza y
el aprendizaje. Este mismo autor es partidario de que el estilo en la enseñanza está
determinado y conformado de acuerdo con el enfoque de enseñanza y por el estilo de
enseñanza del docente; según tenga este último, criterios pedagógicos o personales. Han
ido emergiendo diferentes tipos de docentes como por ejemplo, aquellos que utilizan
estilos educativos innovadores para adaptarse a las variaciones del entorno educativo, estas
variaciones están asociadas a la asimilación de ciertas ideas referidas a la Tecnología de la
Información y de la Comunicación (TIC) por parte del estamento docente. (García, D. M.,
Joaquín, M., Torres, P., & Vázquez, I. R., 2013)
5.3. MARCO CONCEPTUAL
Transformador.- Dispositivo eléctrico que convierte la energía eléctrica alterna de un
cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción
electromagnética. (Gallegos López, C. F., & Jarrín Vivar, J. D, 2013)
PWM.- Modulación de ancho, es una técnica para obtener resultados análogos con medios
digitales. (Aguirre Zavala, 2015)
Open Source.- Software que se distribuye en forma de códigos fuente que facilitan el uso
e implementación de nuevas funcionalidades de software, de libre difusión y
modificación. (Rojas Segarra, 2015)
45
Open Source Hardware.- Consiste en diseños de hardware disponibles bajo licencias de
libre acceso, modificación y fabricación. (Rojas Segarra, 2015)
Drivers.- Dispositivo electrónico diseñado para controlar motores Paso a Paso unipolares y
bipolares, y que suponen la etapa de potencia del sistema. (Mora I. P., 2016)
Multiplataforma.- Software que se ejecuta en diferentes sistemas operativos como:
Windows, Macintosh OSX y Linux. (Salgado Castillo, F. D., & Coello Moncayo, D. S.,
2015)
Microcontrolador.- Circuito integrado programable capaz de ejecutar órdenes grabadas en
su memoria, incluye en su interior una unidad de procesamiento, memoria y periféricos de
entrada/salida. (BALTAZAR AGUILAR, J. O. N. A. T. H. A. N., ENCISO
HERNÁNDEZ, D. A. N. I. E. L., & VARGAS DOMÍNGUEZ, M. A., 2015)
Sensor electrónico.- Es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas,
llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. (Ayala
Zavaleta, 2016)
Módulo.- Conjunto de elementos de hardware y software de una o varias funciones
específicas. (Ayala Zavaleta, 2016)
PLC.- Dispositivo electrónico y programable por el usuario destinado a gobernar máquinas
o procesos lógicos y/o secuenciales. (Gallegos López, C. F., & Jarrín Vivar, J. D., 2013)
Memoria EPROM.- Circuito eléctrico donde se almacenan los datos o instrucciones que
se necesitan para el funcionamiento del microprocesador. (Mora Enríquez, 2016)
Domótica.- Conjunto de tecnologías aplicadas al control y la automatización inteligente
de la vivienda, que permite una gestión eficiente del uso de la energía, que aporta
46
seguridad y confort, además de comunicación entre el usuario y el sistema. (Sánchez A.
M., 2016)
Software gratis.- Software libre y multiplataforma que permite escribir, compilar y
guardar en la memoria del microcontrolador de la placa Arduino el conjunto de
intrucciones necesarias para que este empiece a ejecutar. (Sánchez A. M., 2016)
El bloque setup.- Es la parte de código incluida en la función void setup(){} se ejecuta
una sola vez cuando comienza el programa, es decir, cada vez que se presiona el botón
reset o se enciende la placa, es el encargado de la inicialización del programa. Se emplea
para determinar si un determinado pin es entrada o salida, establecer su valor inicial,
inicializar el puerto serie, etc. Aun cuando no sea necesario escribir nada en él, es
necesario que aparezca y añadir las llaves de apertura y cierre {}. (Sánchez A. M., 2016)
El bloque loop.- Se ejecuta justo después del bloque setup, la función void loop(){} se
ejecuta de forma ininterrumpida una y otra vez, con este bucle se logra que el programa
responda ante los distintos eventos que se produzcan. (Sánchez A. M., 2016)
Controlador.- Es el elemento central de un automatismo donde se recibe la información
recogida por los distintos elementos de campo, y envía órdenes a los actuadores conforme
a una lógica incorporada al mismo. (Aguirre Sánchez, 2015)
Circuitos de control.- El circuito de control en un sistema electrónico procesa la señal
eléctrica que proviene del sensor, el tratamiento que se le dé a esta señal dependerá del tipo
de elementos electrónicos y del objeto del diseño electrónico, así como también del
conjunto lógico de instrucciones, que el hardware tenga programado. (Trallero Calvo J. ,
2015)
Lenguaje de programación libre.- Se define como un idioma artificial diseñado para
expresar instrucciones siguiendo determinadas reglas de sintaxis, que pueden ser llevadas
por máquinas. (Trallero Calvo J. , 2015)
47
Software.- Equipamiento lógico de un sistema informático, destacando aplicaciones
informáticas como el procesador de texto, sistemas operativos y proporcionan al usuario un
interfaz. (Trallero Calvo J. , 2015)
C++/C#.- Lenguaje de programación utilizado para la creación de los códigos de Arduino
servidor y Arduino. (Trallero Calvo J. , 2015)
Hardware.- Son todas aquellas partes físicas de un sistema electrónico, compuesta de
componentes, eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos. (Trallero Calvo J. ,
2015)
Software TIA PORTAL V12.- Software que optimiza todos los procedimientos de
procesamiento, operación de máquinas y planificación, mediante interfaz de usuario y de
sus funciones. (López Morocho, H. V., & Navarrete Machado, D. F. , 2016)
48
VI. HIPÓTESIS
Con la implementación de un diseño del módulo con controladores lógicos programables,
se contribuirá en mejorar el proceso enseñanza-aprendizaje de los estudiantes de
electrónica en la Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales
6.1. Variables
6.1.1. Variable Independiente
Diseño del módulo con controladores lógicos programables
6.1.2. Variable Dependiente
Proceso de enseñanza-aprendizaje de los estudiantes de electrónica
49
VII. METODOLOGÍA
7.1. Métodos
En la presente investigación se utilizaron los siguientes métodos:
7.1.1. Método de Campo
Mediante este método, se tuvo un acercamiento al lugar donde se desarrolló el problema
con la finalidad de conseguir información acerca del tema.
7.1.2. Método Bibliográfico
Utilizado para tener información de investigaciones referentes al tema, mediante la
bibliografía existente se logró fundamentar el marco teórico, antecedentes investigativos y
marco conceptual.
7.1.3. Método Estadístico
Este método se utilizó para recopilar, tabular y graficar la información obtenida mediante
las encuestas y entrevistas realizadas a los docentes y estudiantes de la Carrera de
Ingeniería en Sistemas Computacionales.
7.1.4. Método Analítico
Permitió realizar un análisis de forma ordenada de las encuestas y entrevistas realizadas a
los estudiantes y docentes de la Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales de la
Universidad Estatal del Sur de Manabí, complementándola con bases teóricas de la
investigación.
50
7.2. Población y muestra
7.2.1. Población
La población está constituida por los 107 estudiantes: 42 de cuarto, 23 de quinto, 9 de
sexto, 19 de octavo y 14 de noveno semestre de la Carrera de Ingeniería en Sistemas
Computacionales.
7.3. Técnicas
7.3.1. Encuestas
Efectuada a los 107 estudiantes de cuarto, quinto, sexto, octavo y noveno semestre
de la Carrera de Ingeniería en Ingeniería en Sistemas Computacionales de la
Universidad Estatal del Sur de Manabí.
7.3.2. Entrevista
Realizadas a los 4 docentes y al coordinador de la Carrera de Ingeniería en
Sistemas Computacionales de la Universidad Estatal del Sur de Manabí.
7.4. Recursos
7.4.1. Talento Humano
Investigador
Tutor de tesis
Coordinador de la Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales
Estudiantes de cuarto, quinto, sexto, octavo y noveno semestre la Carrera de
Ingeniería en Sistemas Computacionales
Los cuatros docentes de la Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales
51
7.4.2. Materiales
Fotocopias
Impresiones
Anillados
Empastado
7.4.3. Tecnológicos
Computadora
Cd
Pendrives
Impresora
Cámara digital
7.4.4. Económicos
La inversión total de la tesis, por parte del investigador es de $ 306.
52
VIII. PRESUPUESTO
Rubro Cantidad Unidad Costo
Unitario
($)
Costo
Total
($)
Fuente de
financiamiento
Autofinanciamiento
Fotocopia 100 U 0,03 3 3
Internet 20 Horas 1,00 20 20
CDs 4 U 0,50 2 2
Impresiones 500 U 0,05 25 25
Anillado 3 U 2,0 6 6
Empastado 1 U 20 20 20
Módulo
PLC
1 U 230 230 230
Total ($) 306 306
Fuente: Autor del Proyecto
53
IX. ANÁLISIS Y TABULACIÓN DE RESULTADOS
Resultado de las encuestas realizadas a los estudiantes.
1.- ¿Tiene conocimiento usted sobre los controladores lógicos programables?
Tabla N° 1 Controladores lógicos programables
ALTERNATIVAS Nº %
SI 13 12%
N0 94 88%
TOTAL 107 100%
Gráfico N° 1 Controladores lógicos programables
Fuente: Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales UNESUM.
Elaborado por: Autor del Proyecto
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
De las encuestas realizadas el 12 % de los estudiantes encuestados manifestaron
que si conocen sobre los controladores lógicos programables, mientras que el 88 %
respondieron no conocer ésta tecnología.
De esta manera es necesario, que los profesionales en formación adquieran nuevos
conocimientos en electrónica con la tecnología los controladores lógicos
programables, para desarrollar las prácticas de laboratorio.
SI12%
NO88%
54
2.- ¿Le gustaría conocer sobre las diferentes aplicaciones que tienen los sistemas con
controladores lógicos programables?
Tabla N° 2 Aplicaciones con controladores lógicos programables
ALTERNATIVAS Nº %
SI 87 81%
N0 20 19%
TOTAL 107 100%
Gráfico N° 2 Aplicaciones con controladores lógicos programables
Fuente: Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales UNESUM.
Elaborado por: Autor del Proyecto
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
De las encuestas realizadas el 81% de los estudiantes respondieron que le gustaría
conocer sobre las diferentes aplicaciones que tienen los sistemas con controladores
lógicos programables, mientras que el 19% no tiene conocimiento sobre estos
sistemas.
De lo que se deduce, que es necesario que los estudiantes apliquen diferentes
circuitos electrónicos en proyectos utilizando los controladores lógicos
programables.
SI81%
NO19%
55
3.- ¿Ha realizado algún proyecto de orden práctico utilizando la tecnología de los
controladores lógicos programables?
Tabla N° 3 Proyecto práctico utilizando controladores lógicos programables
ALTERNATIVAS Nº %
SI 24 22%
N0 83 78%
TOTAL 107 100%
Gráfico N° 3 Proyecto práctico utilizando controladores lógicos programables
Fuente: Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales UNESUM.
Elaborado por: Autor del Proyecto
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
De acuerdo con los resultados de la encuesta, el 22 % de los estudiantes respondieron
que, sí han realizado algún proyecto de orden práctico utilizando controladores lógicos
programables, mientras que el 78 % manifestaron que no han realizado.
De las encuesta da entender, que es indispensable que se realicen práctica con
controladores lógicos programables para que los estudiantes fortalezcan su aprendizaje
en la asignatura de electrónica.
SI22%
NO78%
56
4.- ¿Sabe usted que los sistemas automáticos con controladores lógico programable y
tecnología Arduino son utilizados en diferentes áreas tecnológicas?
Tabla N° 4 Controladores lógico programable con arduino utilizados en diferentes
áreas tecnológicas
ALTERNATIVAS Nº %
SI 17 16%
N0 90 84%
TOTAL 107 100%
Gráfico N° 4 Controladores lógico programable con arduino utilizados en diferentes
áreas tecnológicas
Fuente: Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales UNESUM.
Elaborado por: Autor del Proyecto
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
El 16% de los estudiantes encuestados respondieron que, si saben que los sistemas
automáticos con controladores lógico programable y tecnología arduino son utilizados
en diferentes áreas tecnológicas, mientras que el 84 % manifestaron que no.
De acuerdo a los resultados, un alto porcentaje de estudiantes desconocen las áreas de
aplicación de la tecnología arduino, por lo tanto es imprescindible su implementación
para la enseñanza y aprendizaje de electrónica.
SI16%
NO84%
57
5.- ¿Estaría de acuerdo usted, que se utilice los sistemas lógicos programables con
arduino, en la enseñanza aprendizaje de electrónica?
Tabla N° 5 Sistemas lógicos programables con arduino en la enseñanza aprendizaje
de electrónica
ALTERNATIVAS Nº %
SI 97 91%
N0 10 9%
TOTAL 107 100%
Gráfico N° 5 Sistemas lógicos programables con arduino en la enseñanza aprendizaje
de electrónica
Fuente: Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales UNESUM.
Elaborado por: Autor del Proyecto
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
En esta pregunta el 91% de los encuestados, opinaron que sí están de acuerdo, que
se utilice los sistemas lógicos programables con arduino en la enseñanza -
aprendizaje de Electrónica y el 9 % restante dijeron que no es necesaria.
De acuerdo al resultado de la pregunta, se concluye que es necesario que se utilice
los sistemas lógicos programables con arduino, para mejorar el proceso en la
enseñanza - aprendizaje de electrónica.
SI91%
NO9%
58
6.- ¿Le gustaría participar en un evento científico empleando proyectos tecnológicos
con sistemas electrónicos inteligentes?
Tabla N° 6 Evento científico empleando proyectos tecnológicos con sistemas
electrónicos inteligentes
ALTERNATIVAS Nº %
SI 92 86%
N0 15 14%
TOTAL 107 100%
Gráfico N° 6 Evento científico empleando proyectos tecnológicos con sistemas
electrónicos inteligentes
Fuente: Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales UNESUM.
Elaborado por: Autor del Proyecto
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
En esta pregunta, el 86% de los encuestados respondieron que le gustaría participar
en un evento científico empleando proyectos tecnológicos con sistemas electrónicos
inteligentes y el 14% restante manifestaron que no.
Por lo tanto, es importante que los profesionales en formación de la Carrera de
Ingeniería en Sistemas Computacionales, participen en eventos científicos con
proyectos de última generación y además mejorar el proceso académico.
SI86%
NO14%
59
7.- ¿Cree usted necesario que se implemente un módulo de controladores lógico
programable con arduino en el laboratorio de electrónica y robótica para fortalecer
las prácticas en electrónica?
Tabla N° 7 Implementación módulo controladores lógico programable con arduino
ALTERNATIVAS Nº %
SI 101 94%
N0 6 6%
TOTAL 107 100%
Gráfico N° 7 Implementación módulo controladores lógico programable con arduino
Fuente: Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales UNESUM.
Elaborado por: Autor del Proyecto
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN
En esta pregunta, el 94% de los encuestados, respondieron que es importante que se
implemente un módulo de controladores lógico programable con arduino en el
laboratorio de electrónica y robótica para fortalecer las prácticas en electrónica y el
6% restante manifestaron que no.
De lo que se deduce, que es necesaria la implementación de un módulo de pruebas
con controladores lógico programable con plataforma arduino, como herramienta
pedagógica para elevar el nivel de enseñanza-aprendizaje de los estudiantes en el
área de electrónica.
SI94%
NO6%
60
ENTREVISTA DIRIGIDA AL COORDINADOR Y A LOS CUATROS DOCENTES
DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES.
1.- ¿Considera usted que hace falta herramienta didáctico con controladores lógicos
programables para incentivar la investigación en los estudiantes?
Sí es importante incorporar nuevas herramientas didácticas en el laboratorio, que sirva para
realizar la práctica, a la vez motivar la investigación y formar al estudiante con elevado
nivel académico.
Según el docente, con la aplicación de nuevas herramientas pedagógicas mejora el trabajo
docente y promueve la investigación en los estudiantes.
2.- ¿Considera usted que la aplicación de nuevas tecnologías como la de los
programadores lógicos programable con arduino, en la enseñanza-aprendizaje de
electrónica permitirán desarrollar habilidades y conocimientos en los estudiantes
para mejorar las actividades de prácticas de laboratorio?
Sí, porque con los conocimientos actualizados los docentes impartirán sus clases en forma
práctica con nuevas aplicaciones, y los estudiantes tendrán la capacidad para desarrollar
diferentes proyectos con esta tecnología.
Los docentes manifiestan que la aplicación de los controladores lógicos programable con
arduino es importante para realizar prácticas, a la vez ayudaría a actualizar los
conocimientos y desenvolverse mejor el desarrollo de las prácticas de laboratorio.
61
3.- ¿Está usted de acuerdo que la incorporación de la tecnología de los controladores
lógicos programables en las clases de electrónica, será de gran beneficio cuando los
estudiantes se integren en el campo profesional?
Sí, porque los proyectos con controladores lógicos programables se pueden incorporar en
diferentes áreas tecnológicas, generalmente en el sector industrial por lo tanto le será de
gran ayuda a los estudiantes en la vida profesional.
Según el docente, es necesaria la incorporación de los controladores lógicos programables,
ya que los estudiantes conocerán las aplicaciones y aprenderán también a desarrollar
proyectos que le van a ser de gran ayuda en el campo profesional.
4.- ¿Cree usted necesario que se implemente un módulo de controladores lógicos
programable como herramienta didáctica en el laboratorio de electrónica y
robótica?
Sí, porque con la implementación de un módulo de controladores lógico programable
como herramienta didáctica los estudiantes desarrollaran nuevas prácticas en el área de
electrónica en el laboratorio, además podrán generar un aprendizaje activo.
Según el docente, con la implementación de un módulo de controladores lógico
programable las clases se vuelven más interactivas y los estudiantes podrán realizar
proyectos electrónicos acorde a los avances tecnológicos.
62
X. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
ACTIVIDADES
MESES
SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE
DICIEMBRE ENERO FEBRERO
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
DEFINICION DEL TEMA X
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA X
INVESTIGACIÓN DEL PROBLEMA X
FORMULACION DEL PROBLEMA X
OBJETIVOS X
JUSTIFICACION DEL PROBLEMA X
MARCO TEORICO X X X X
DEFINICION DE LA METODOLOGÍA X X
HIPÓTESIS X
METODOLOGÍA X
ANALISIS DE LOS RESULTADOS X X X
DESARROLLO DE LA PROPUESTA X X X X X X X
ENTREGA Y REVISIÓN DEL
PROYECTO
X
Fuente: Autor del Proyecto
63
PROPUESTA
I.TÍTULO DE LA PROPUESTA
Implementación de un módulo con controladores lógicos programables con tecnología
arduino para la enseñanza-aprendizaje de electrónica para los estudiantes de la Carrera
de Ingeniería en Sistemas Computacionales.
II. DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA
Introducción
El objetivo principal del proyecto de investigación es el de implementar un módulo con
controladores lógicos programables con tecnología arduino, que es una herramienta
tecnológica de ayuda para potenciar el proceso de enseñanza-aprendizaje en la
asignatura de electrónica, la cual va a permitir desarrollar habilidades y conocimientos
en los estudiantes a través de la ejecución de prácticas de laboratorio.
El módulo con controladores lógicos programables puede trabajar con diferentes
dispositivos electrónicos digitales o analógicos, actuadores, sensores, relés, tarjeta
arduino, etc. También va a ser de gran beneficio para los estudiantes porque fomentan el
autoaprendizaje y la preparación individual profesional, necesaria para diseñar sistemas
automatizados con PLC, utilizados en los procesos de control en las diferentes plantas
industriales.
III. DESARROLLO DE LA PROPUESTA
Mediante los siguientes objetivos se va poder lograr el desarrollo de la propuesta.
64
Objetivos
Objetivo General
Implementar un módulo con controladores lógicos programables con tecnología
arduino para la enseñanza-aprendizaje de electrónica para los estudiantes de la
Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales.
Objetivos Específicos
Determinar parámetros técnicos de los diferentes dispositivos utilizados en el
módulo con controladores lógicos programables con tecnología arduino.
Desarrollar aplicaciones prácticas que permitan demostrar el correcto
funcionamiento del módulo con controladores lógicos programables con
tecnología arduino.
Diseñar un módulo con controladores lógicos programables con tecnología
arduino.
IV. METODOLOGÍA DE LA PROPUESTA
Para el diseño del módulo y selección de los componentes electrónicos a utilizarse se
aplicaron los siguientes métodos: el inductivo deductivo, experimental y el de
observación.
Inductivo deductivo: Fue utilizado para tener la certeza que el módulo con
controladores lógicos programables con tecnología arduino, cumpla con todos los
requerimientos del proyecto, tanto de software como hardware.
65
Observación: Determinado a la práctica y utilización de los diferentes equipos para el
diseño, y así poder establecer el modelo del módulo con sus diferentes componentes.
Experimental: Permitió implementar y validar el módulo con controladores lógicos
programables con tecnología arduino.
V. ANÁLISIS PREVIO A LA PROPUESTA
Componentes del módulo con controladores lógicos programables con tecnología
arduino.
En el análisis previo a la propuesta se consideraron y determinaron todos los
componentes, sus características técnicas y el respectivo costo de esto materiales
utilizados para la elaboración del módulo.
Los componentes del módulo de controladores lógicos programables con tecnología
arduino se dan a conocer a continuación:
Arduino Uno
Cable USB
Fuente de voltaje DC
Relé de 5 VDC- 8 canales
Servomotores
Pantalla LCD
Buzzer
Diodos leds
PLC Siemens
Protoboard
Cables dupond
66
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
MANUAL TÉCNICO
TEMA
DISEÑO DE MÓDULO CON CONTROLADORES LÓGICOS
PROGRAMABLES PARA LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE
ELECTRÓNICA PARA LOS ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
AUTOR
DOLORES ANTICLIA MOLINA CRUZ
TUTOR
DR. JULIO ALBERTO CEDEÑO FERRIN
Jipijapa – Manabí – Ecuador
2017
67
ÍNDICE
Introducción 69
Arduino Uno 70
Cable USB 71
Fuente de voltaje DC 72
Relé 73
Servomotor 74
LCD ( Display Cristal Líquido) 75
Buzzer 76
Diodos Leds 77
PLC SIEMENS 78
Protoboard 79
Cables 80
68
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURAS 1 Arduino Uno .............................................................................................. 70
FIGURAS 2 Cable USB ................................................................................................. 71
FIGURAS 3 Fuente de voltaje DC ................................................................................. 72
FIGURAS 4 Relé ............................................................................................................ 73
FIGURAS 5 Servomotor ................................................................................................ 74
FIGURAS 6 LCD ( Display Cristal Líquido) ................................................................. 75
FIGURAS 7 Buzzer ........................................................................................................ 76
FIGURAS 8 Diodos Leds ............................................................................................... 77
FIGURAS 9 PLC SIEMENS .......................................................................................... 78
FIGURAS 10 Protoboard ................................................................................................ 79
FIGURAS 11 Cables ...................................................................................................... 80
69
INTRODUCCIÓN
Los elementos electrónicos tienen características técnicas de funcionamiento que son
indispensables conocer antes de ser utilizados en el desarrollo de una práctica de
laboratorio, por lo tanto los estudiantes deben considerar estos parámetros técnicos con
la finalidad de mantener siempre en buenas condiciones de trabajo estos dispositivos
electrónicos.
De esta manera se da a conocer en el manual técnico cada uno de los datos técnicos de
los componentes del módulo con controladores lógicos programables con arduino, que
será de gran ayuda para que el estudiante pueda desarrollar y experimentar de una forma
más eficiente diferentes prácticas con esta tecnología.
70
Arduino Uno
Características técnicas:
Microcontroller ATmega328
Operating Voltage 5V
Input Voltage (recommended) 7-12V
Input Voltage (limits) 6-20V
Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM
output)
Analog Input Pins 6
DC Current per I/O Pin 40 mA
DC Current for 3.3V Pin 50 mA
Flash Memory 32 KB (ATmega328) of which 0.5
KB used by bootloader
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Clock Speed 16 MHz
FIGURAS 1 Arduino Uno
(Toledano Moreno, 2012)
71
Cable USB
Características técnicas:
Versión USB USB 3.0
Velocidad Hasta de 480Mbps (High Speed)
Transferencia de datos Síncrona y Asíncrona
Alimentación del dispositivo Periférico que se conecte
Conexión (Operación plug&play) En caliente de aparatos
FIGURAS 2 Cable USB
(Calvo Pulgar, L. C., Tovar Polo, V. H., & Cossio Guzmán, J. D., 2013)
72
Fuente de voltaje DC
Características técnicas:
Voltaje de entrada 120 RMS/12 RMS
Voltaje de salida 5 VDC y 12VDC
Corriente de entrada 2 Amp
Corriente de salida 1 Amp-5VDC
Corriente de salida 1 Amp-12VDC
FIGURAS 3 Fuente de voltaje DC
(Martínez Jiménez, 2012)
73
Relé
Características técnicas:
Módulo 8 relé
Voltaje de bobina 5 VDC
Contactos 1 NC, 1NA
Voltaje contacto 12 VDC, 110VCA, 220VCA
Corriente contactos 10 Amp
Pines de entrada 8 pines digitales de
Señal de led Activación de cada relé
Protección Optoacopladores y diodos
FIGURAS 4 Relé
(Rivero Leo R. , 2015)
74
Servomotor
Características técnicas:
Modulación Analógica
Dimensiones (L x W xH) 40.6 x 19.8 x 42.9 mm (1.60 x
0.78 x 1.69 pulgadas)
Peso 55 gramos
Torque 4.8 volts: 8.9 oz/in (10.00 kg/cm)
Voltaje de operación 4.0 a 7.2 volts
Velocidad de giro 4.8 volts: 0.2 sec / 60 º
Dimensiones Longitud: 1,57 en (39,9 mm)
Ancho: 0,78 en (19,8 mm)
Altura 1,43 en (36,3 mm)
Tipo de motor 3 polos
Tipo Caja de cambios Plástico
Rotación / Soporte Cojinete
FIGURAS 5 Servomotor
(Calderón Morales, M. Á., 2015)
75
LCD ( Display Cristal Líquido)
Características técnicas:
Líneas 2
Caracteres 16
Voltaje de alimentación 5 VDC
Ángulo de visibilidad Amplio
Efecto visual Verde claro
Iluminación Con led
FIGURAS 6 LCD ( Display Cristal Líquido)
(Soria, S., & Roberto, F., 2010)
76
Buzzer
Características técnicas:
Voltaje nominal 5VDC
Tipo Piezoeléctrico
Señal excitación Frecuencia de acuerdo al tono
Funcionalidad Latch mantenido
Intensidad del sonido Regulada mediante resistencia
Tipo de aviso Sonora
FIGURAS 7 Buzzer
(Rivero Leo R. , 2015)
77
Diodos Leds
Características técnicas:
LED Diodo Emisor de Luz
Clase Lámparas de estado sólido
Voltaje nominal 2 VDC hasta 3.5 VDC
Frecuencia Infrarrojo hasta ultravioleta
Corriente nominal 10 mA baja luminosidad, 20 mA alta luminosidad
Luz Monocromática
FIGURAS 8 Diodos Leds
(Sánchez G. , 2012)
78
PLC SIEMENS
Características técnicas:
PLC Logo
Voltaje de operación 110 VCA
Voltaje salida 24 VDC, 110 VCA, 220 VCA
Corriente de salida 10 Amp
Entradas 4 Analógicas, 4 digitales
Salidas 4 Relé
Programación En bloques
Comunicación Mediante interface
Funciones Operadores lógicas y especiales
Visualización Pantalla LCD
FIGURAS 9 PLC SIEMENS
(Rocha Saldaña, C. E., Tigasi, T., & David, J., 2016)
79
Protoboard
Regletas Dos
Puntos 1260
Aplicaciones Proyectos electrónicos
Material Plástico
FIGURAS 10 Protoboard
(Pedraza Garrido, 2010)
80
Cables
Tipo Dupond
Tamaño Varios
Clase Macho-hembra, macho-macho,
hembra-hembra
Aplicaciones Circuitos electrónicos en protoboard
FIGURAS 11 Cables
81
Presupuesto del módulo PLC con Arduino
DESCRIPCIÓN
Cantidad Precio Unit. Total
U $ $
Arduino Uno
1 15 15
Cable USB
1 5 5
Fuente de voltaje DC
1 18 18
Relé de 5 VDC- 8 canales
2 20 40
Servomotores
4 5 20
Pantalla LCD 1 10 10
Buzzer 1 5 5
Diodos leds 15 0,2 3
PLC 1 90 90
Protoboard 1 16 16
Cable dupond 1 8 8
Total 230
82
VI. DISEÑO DE LA PROPUESTA
Diseño y construcción del módulo de PLC con Arduino
El módulo de PLC con arduino fue desarrollado y diseñado con el propósito de todos
su componentes puedan ser utilizados e interconectados de una forma sencilla, para que
el estudiantes pueda realizar diferentes aplicaciones prácticas con la finalidad de ir
mejorando sus conocimientos en el campo de la automatización electrónica.
Diseño del módulo de PLC Arduino
Para la base del módulo se utilizó material en MDF, considerando también las
dimensiones que tienen todos los componentes que integran el módulo, y ocupen el
espacio adecuado y permitan realizar las interconexiones con los cables en el desarrollo
de cada práctica sin problemas y cumplir a satisfacción las condiciones de diseño.
Construcción del módulo de PLC con Arduino
En la construcción y ensamblaje del módulo se determinaron y seleccionaron todos sus
componentes de una manera técnica, para que en el momento de su utilización por los
estudiantes y docentes cumplan sin problemas la realización de las prácticas
electrónicas.
83
Partes constitutivas del módulo
84
Montaje de los componentes en el módulo de prácticas
85
Ensamblaje del PLC Siemens
86
VII. PRUEBA DE LA PROPUESTA
Con la elaboración de un manual de prácticas con controladores lógicos programables
con tecnología arduino, los estudiantes y docentes tendrán una herramienta didáctica de
enseñanza-aprendizaje, ya que les va a permitir plasmar sus conocimientos teóricos
mediante la realización de prácticas en el Laboratorio de Electrónica y Robótica, con la
finalidad de que también sea una herramienta útil en su vida profesional.
87
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
MANUAL DE PRÁCTICAS
TEMA
DISEÑO DE MÓDULO CON CONTROLADORES LÓGICOS
PROGRAMABLES PARA LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE
ELECTRÓNICA PARA LOS ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
AUTOR
DOLORES ANTICLIA MOLINA CRUZ
TUTOR
DR. JULIO ALBERTO CEDEÑO FERRIN
Jipijapa – Manabí – Ecuador
2017
88
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN 90
EJERCICIO N° 1
TEMA: ENCENDIDO DE LEDS MEDIANTE PLC ARDUINO
91
EJERCICIO N° 2
TEMA: SECUENCIA DE LEDS MEDIANTE PLC ARDUINO
93
EJERCICIO N° 3
TEMA: SEMAFORIZACIÓN MEDIANTE PLC ARDUINO
96
EJERCICIO N° 4
TEMA: ARRANQUE SECUENCIAL DE MOTORES DC CON PLC
ARDUINO
98
EJERCICIO N° 5
TEMA: ALARMA CON SENSORES Y PLC ARDUINO
100
89
ÍNDICE DE DIAGRAMAS ELÉCTRICOS
DIAGRAMA ELÉCTRICO 1 ENCENDIDO DE LEDS MEDIANTE PLC ARDUINO .. 92
DIAGRAMA ELÉCTRICO 2 SECUENCIA DE LEDS MEDIANTE PLC ARDUINO ... 95
DIAGRAMA ELÉCTRICO 3 SEMAFORIZACIÓN MEDIANTE PLC ARDUINO ....... 97
DIAGRAMA ELÉCTRICO 4 ARRANQUE SECUENCIAL DE MOTORES DC CON
PLC ARDUINO ................................................................................................................... 99
DIAGRAMA ELÉCTRICO 5 ALARMA CON SENSORES Y PLC ARDUINO ........... 102
90
INTRODUCCIÓN
El módulo de práctica de PLC con Arduino permite realizar aplicaciones de tipos
domóticos, procesos electrónicos que son fundamentales para que los estudiantes
consoliden los conocimientos adquiridos en clase, y de esta manera mejorar también la
calidad en el diseño de proyectos electrónicos con PLC.
Arduino es una plataforma de electrónica abierta para la creación de prototipos basada en
software y hardware flexible y fácil de usar. El PLC Arduino puede tomar información del
entorno a través de sus pines de entrada de toda una gama de sensores y puede controlando
luces, motores y actuadores, debido a su microcontrolador incorporado en la placa que se
programa mediante el lenguaje de programación Arduino.
Los proyectos realizados con PLC Arduino pueden ejecutarse sin necesidad de conectar a
un ordenador, si bien tienen la posibilidad de hacerlo con una fuente externa de voltaje de
corriente continua.
Los PLC Arduino facilitan el aprendizaje de electrónica ya que se pueden realizar y probar
diferentes proyectos prácticos que serán de beneficio para que los docentes y los estudiantes
amplíen los conocimientos con esta tecnología.
A continuación de se describen algunos diseños de proyectos electrónicos de orden práctico
que se pueden realizar con el módulo de PLC con Arduino.
91
EJERCICIO N° 1
TEMA: ENCENDIDO DE LEDS MEDIANTE PLC ARDUINO
Objetivo: Realizar el parpadeo de leds mediante el PLC Arduino.
MATERIAL NECESARIO:
1 Tarjeta arduino uno
2 Relé 5 VDC
1 Cable USB para Arduino
2 Resistencias 220 Ohm
2 Diodos leds
1 Tarjeta Protoboard
1 Software IDE de Arduino
1 Fuente de poder de 5VDC
1 Computador
1 Cables
DESARROLLO DEL PROGRAMA
void setup() { //inicia la configuración
pinMode(8, OUTPUT); //configura el pin 8 como de salida
pinMode(9, OUTPUT); //configura el pin 9 como de salida
} //finaliza la configuración
void loop() { //inicia el bucle principal del programa
digitalWrite (8, HIGH); //envia 5V al pin (salida) 8
digitalWrite (9, HIGH); //envia 5V al pin (salida) 9
delay (1000); //espera 1000 ms pin 8,9 con 5V
digitalWrite(8, LOW); //envia 0V al pin (salida) 8
digitalWrite(8, LOW); //envia 0V al pin (salida) 9
delay (1000); //espera 1000 ms pin 8,9 con 0V
}
92
DIAGRAMA ELÉCTRICO 1 ENCENDIDO DE LEDS MEDIANTE PLC ARDUINO
Elaboración: Dolores Anticlia Molina Cruz
93
EJERCICIO N° 2
TEMA: SECUENCIA DE LEDS MEDIANTE PLC ARDUINO
Objetivo: Realizar el encendido en secuencia de leds mediante el PLC Arduino.
MATERIAL NECESARIO:
1 Tarjeta arduino uno
8 Relé 5 VDC
1 Cable USB para Arduino
8 Resistencias 220 Ohm
2 Diodos leds
1 Tarjeta Protoboard
1 Software IDE de Arduino
1 Fuente de poder de 5VDC
1 Computador
1 Cables
DESARROLLO DEL PROGRAMA
int tiempo=800; //declara variable como entero con valor 800
void setup() { //inicio de la configuración
pinMode (3,OUTPUT); //configura el pin 3 como de salida
pinMode (4,OUTPUT); //configura el pin 4 como de salida
pinMode (5,OUTPUT); //configura el pin 5 como de salida
pinMode (6,OUTPUT); //configura el pin 6 como de salida
pinMode (7,OUTPUT); //configura el pin 7 como de salida
pinMode (8,OUTPUT); //configura el pin 8 como de salida
pinMode (9,OUTPUT); //configura el pin 9 como de salida
pinMode (10,OUTPUT); //configura el pin 10 como de salida
} //finaliza la configuración
void loop() { //inicia el bucle principal del programa
94
digitalWrite (3,HIGH);
delay (tiempo);
digitalWrite (3,LOW);
delay (tiempo);
digitalWrite (4,HIGH);
delay (tiempo);
digitalWrite (4,LOW);
delay (tiempo);
digitalWrite (5,HIGH);
delay (tiempo);
digitalWrite (5,LOW);
delay(tiempo);
digitalWrite (6,HIGH);
delay(tiempo);
digitalWrite (6,LOW);
delay (tiempo);
digitalWrite (7,HIGH);
delay (tiempo);
digitalWrite (7,LOW);
delay (tiempo);
digitalWrite (8,HIGH);
delay (tiempo);
digitalWrite (8,LOW);
delay (tiempo);
digitalWrite(9,HIGH);
delay (tiempo);
digitalWrite (9,LOW);
delay (tiempo);
digitalWrite(10,HIGH);
delay (tiempo);
digitalWrite (10,LOW);
delay (tiempo);
}
95
DIAGRAMA ELÉCTRICO 2 SECUENCIA DE LEDS MEDIANTE PLC ARDUINO
Elaboración: Dolores Anticlia Molina Cruz
96
EJERCICIO N° 3
TEMA: SEMAFORIZACIÓN MEDIANTE PLC ARDUINO
Objetivo: Demostrar el funcionamiento de la semaforización de dos vías mediante PLC
Arduino.
MATERIAL NECESARIO:
1 Tarjeta arduino uno
6 Relé 5 VDC
1 Cable USB para Arduino
6 Resistencias 220 Ohm
6 Diodos leds ( 2 verdes, 2 amarillos, 2 rojos)
1 Tarjeta Protoboard
1 Software IDE de Arduino
1 Fuente de poder de 5VDC
1 Computador
1 Cables
DESARROLLO DEL PROGRAMA
int leds[]={7,8,9,10,11,12);
int tiempo1=3000;
int tiempo2=1000;
int n;
void setup() {
for (n=0;n<6;n++) {
pinMode (leds[n],OUTPUT);
}}
void loop () { //inicio de la configuración
digitalWrite (leds[0],HIGH); //led rojo1
digitalWrite (leds[5],HIGH); //led verde2
delay (tiempo1);
digitalWrite (leds[5],LOW); //led verde2
digitalWrite (leds[4],HIGH); //led amarillo2
97
delay (tiempo2);
difitalWrite[leds[0],LOW); //led rojo1
digitalWrite (leds[2],HIGH); //led verde1
digitalWrite (leds[4],LOW); //led amarillo2
digitalWrite (leds[3],HIGH); //led rojo2
delay (tiempo1);
digitalWrite (leds[2],LOW); //led verde1
digitalWrite(leds[1],HIGH); //led amarillo1
delay (tiempo2);
}
DIAGRAMA ELÉCTRICO 3 SEMAFORIZACIÓN MEDIANTE PLC ARDUINO
Elaboración: Dolores Anticlia Molina Cruz
98
EJERCICIO N° 4
TEMA: ARRANQUE SECUENCIAL DE MOTORES DC CON PLC ARDUINO
Objetivo: Realizar mediante un pulsador el arranque en secuencia de tres motores DC con
PLC Arduino.
MATERIAL NECESARIO:
1 Tarjeta arduino uno
3 Relé 5 VDC
1 Pulsador
1 Resistencia de 4,8 Kohm
1 Cable USB para Arduino
3 Motores DC
1 Tarjeta Protoboard
1 Software IDE de Arduino
1 Fuente de poder de 5VDC
1 Computador
1 Cables
DESARROLLO DEL PROGRAMA
int secuenciamotor[]={2,3,4};
int pulsador=5;
int tiempo=500;
int n=0;
void setup() {
for(n=0;n<3;n++) {
pinMode (secuenciamotor[n],OUTPUT);
}
pinMode (pulsador,INPUT);
}
void flash() {
for (n=0;n<3;n++) {
digitalWrite (secuenciamotor[n],HIGH);
delay (tiempo);
99
digitalWrite (secuenciamotor[n],LOW);
delay (tiempo);
}}
void loop() {
if (digitalRead(pulsador)==HIGH) {
flash ();
}}
DIAGRAMA ELÉCTRICO 4 ARRANQUE SECUENCIAL DE MOTORES DC CON PLC
ARDUINO
Elaboración: Dolores Anticlia Molina Cruz
100
EJERCICIO N° 5
TEMA: ALARMA CON SENSORES Y PLC ARDUINO
Objetivo: Realizar un sistema de alarma con sensor de movimiento y sensor de fuego, con
señal se salida sonora y luminosa mediante PLC Arduino.
MATERIAL NECESARIO:
1 Tarjeta arduino uno
4 Relé 5 VDC
1 Sensor de movimiento
1 Sensor de fuego
2 Transistores 3904
2 Resistencias de 1 Kohm
2 Resistencia de 4,8 Kohm
1 Cable USB para Arduino
1 Tarjeta Protoboard
1 Software IDE de Arduino
1 Fuente de poder de 5VDC
1 Computador
1 Cables
DESARROLLO DEL PROGRAMA
const int rele1 = 5;
const int rele2 = 6;
const int sensor1 = 9;
const int sensor2 = 10;
int state1 ,state2 = 0;
int stateprior1 ,stateprior2 = 0;
int buzzerstate1, focostate2 = 0;
void setup (){
pinMode(rele1, OUTPUT);
pinMode(rele2, OUTPUT);
pinMode(sensor1, INPUT);
101
pinMode(sensor2, INPUT);
pinMode(rele1, HIGH);
pinMode(rele2, HIGH);
}
void loop(){
state1 = digitalRead(sensor1);
if((state1 == HIGH) && (stateprior1 == LOW )){
buzzerstate1 = 1-buzzerstate1;
delay(50);
}
stateprior1 = state1;
if(buzzerstate1 == 1)
digitalWrite(rele1, LOW);
else
digitalWrite(rele1, HIGH);
state2 = digitalRead(sensor2);
if((state2 == HIGH) && (stateprior2 == LOW)){
focostate2 = 1-focostate2;
delay(50);
}
stateprior2 = state2;
if(focostate2 == 1)
digitalWrite(rele2, LOW);
else
digitalWrite(rele2, HIGH);
}
102
DIAGRAMA ELÉCTRICO 5 ALARMA CON SENSORES Y PLC ARDUINO
Elaboración: Dolores Anticlia Molina Cruz
103
VIII. IMPLEMENTACIÓN
Para la utilización e implementación del módulo con controladores lógicos programables
con tecnología arduino para la enseñanza-aprendizaje de electrónica se deben tener
instalados en los equipos informáticos los siguientes softwares.
Software Arduino – IDE para Arduino: Plataforma arduino que es compatible con la
mayor parte de sistemas operativos (Windows, Mac OS X, GNU/Linux, Android, etc.) y el
IDE es sin costo al ser software libre, además se puede agregar las librerías de arduino que
van a permitir ampliar la realización de proyectos electrónicos.
Software simulador Proteus: Software que se utiliza para el diseño de los esquemas
eléctricos y para realizar simulaciones de las diferentes prácticas con PLC arduino.
Implementación el módulo de PLC con Arduino: Laboratorio de Electrónica y Robótica.
104
IX. CRONOGRAMA DE LA PROPUESTA
ACTIVIDADES
MESES
OCTUBRE NOVIEMBRE
DICIEMBRE ENERO FEBRERO
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
TÍTULO DE LA
PROPUESTA
X
DESCRIPCIÓN DE
LA PROPUESTA
X
DESARROLLO DE
LA PROPUESTA
X X
METODOLOGÍA DE
LA PROPUESTA
X
ANÁLISIS DE LA
PROPUESTA
X
DISEÑO DE LA
PROPUESTA
X X
PRUEBAS DE LA
PROPUESTA
X
IMPLEMENTACIÓN X
Fuente: Autor del Proyecto
105
X. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
Se analizó las diferentes tecnologías de controlador lógicos programables y se eligió
el adecuado para realizar los diseños de circuitos electrónicos, el cual permite que
los estudiantes desarrollen proyectos con esta tecnología, muy necesaria para
aplicarla en el campo profesional.
Se diseñó los programas de cada circuito para la aplicación con controlador lógicos
programables y control de los componentes periféricos mediante controlador
lógicos programables, la misma que sirve para fortalecer la enseñanza en el área de
electrónica.
Se implementó el módulo con controladores lógicos programables con tecnología
arduino, el cual será útil para que los estudiantes realicen las prácticas de
laboratorio en el área de electrónica, lo que permite afianzar sus conocimientos
adquirido y mejorar la enseñanza-aprendizaje de electrónica de la Carrera de
Ingeniería en Sistemas Computacionales.
106
RECOMENDACIONES
Que los estudiantes utilicen el módulo con controlador lógico programable
mediante la tecnología arduino en la realización de prácticas con circuito
electrónicos.
Los docentes apliquen las tecnologías con sistemas arduino en las clases prácticas,
para que los estudiantes propongan proyectos de investigación orientado a obtener
nuevos resultados.
Que se promuevan a otros profesionales en formación a presentar proyectos de
titulación para implementar los laboratorios con tecnologías modernas.
107
BIBLIOGRAFÍA
Aguirre Sánchez, C. A. (2015). Diseño de un sistema domótico accionado por voz, Jarvis.
http://hdl.handle.net/11059/5785
Arroyo Zambrano, A. E. (2012). Medidor LC utilizando pantalla LCD 2x16 para
visualización con programa embebido en un microcontrolador.
Barrera Martin, E. d. u. a. r. d. o., Herrero Niño, r. v., & Meraz García, A. R. (2015).
INVERNADEROINTELIGENTE.
http://tesis.ipn.mx:8080/xmlui/handle/123456789/14050
Blanco, Christian; Bejarano, Raúl; Valdivieso, Carlos. (2012). - Sistemas temporizados
implementados con microcontroladoresatmel, construcción de plataforma básica
para explicar el uso detallado del temporizador timer 2.
http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/20759
Bracamontes, E. A. (2015). Sistema automático para acceso a espacios académicos
mediante el uso de teléfono inteligente.
Britos, P. V. (2008). Procesos de explotación de información basados en sistemas
inteligentes. http://hdl.handle.net/10915/4142
Calderón Morales, M. Á. (2015). Diseño e implementación de un brazo robótico basado en
la plataforma Arduino, orientado para prácticas en el laboratorio de hardware.
http://repositorio.ug.edu.ec/handle/redug/10353#sthash.94tbvXJC.dpuf
Campos, Y. (2000). Estrategias didácticas apoyadas en tecnología. .
Castillo León, A. A. (02 de 2010). - Implementación de un prototipo de automatización y
monitoreo del hogar a través de la navegación Web utilizando un microcontrolador
AVR32 y el sistema operativo Linux.http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/1580
108
Cataldi, Z. (2010). Sistemas Tutores Inteligentes: Procedimientos, métodos, técnicas y
herramientas para su creación.http://hdl.handle.net/123456789/1902
Cazares Mafla, P. S. (2012). Diseño e Implementación de un Prototipo que Permita Llevar
el Inventario de los Alimentos de un Refrigerador y se Comunique Vía Internet al
Supermercado Solicitando Aquellos Productos que Hagan Falta.
Chalco Guamán, O. M., & Herrera Bolaños, M. A. (2013). Construcción de un módulo
didáctico para el aprendizaje de microcontroladores controlado por
Labview.http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/6889
Chicaiza Enríquez Nina Gabriela. (Junio de 2013). - Diseño y construcción de un módulo
de entrenamiento basado en el microcontrolador XMEGA de ATMEL para los
laboratorios de sistemas microprocesadores de la Universidad Politécnica Salesiana.
Chipuxi, O., & Yadira, R. (2015). Diseño e implementación de un sistema domótico remoto
vía GSM para el Hotel San Miguel.
Cifuentes Sarchi, J. A. (2014). Construcción de una maqueta con sistema digital para el
control de la iluminación y monitoreo de acceso por puertas y ventanas mediante el
puerto serial de un computador utilizando el microcontrolador Atmega .
Daniel, R. (2010). Diseño e implementación de un sistema automático para asistencia de
conducción vehicular. http://hdl.handle.net/2454/19115
De la Torre Guzmán, J. J. (2011). Diseño y construcción de un dispositivo de desarrollo de
microcontroladores para el Laboratorio de Sistemas Microprocesados, utilizando la
tecnología Bluetooth para la descarga de los programas .
Echevarría, B. M. S., Morel, N. I., González, M. H., & García, C. R. H. (2010). Métodos y
formas de organización del proceso de enseñanza-aprendizaje. Sus potencialidades
educativas.
Estrada-Hernández, A. G.-G.-G. (2008). Mediciones en LEDs de alta intensidad.
109
Gallegos López, C. F., & Jarrín Vivar, J. D. (2013). Diseño e implementación de un
módulo didáctico para clasificación, empacado e inspección de huevos aplicando
PLC.
García Osés, A. (2015). Diseño de una red CAN bus con Arduino.
http://hdl.handle.net/2454/19115
García, D. M., Joaquín, M., Torres, P., & Vázquez, I. R. (2013). Estilos de enseñanza y las
nuevas tecnologías en la educación.http://hdl.handle.net/10481/27766
Gómez, J. G. (2004). Herramientas hardware y software para el desarrollo de aplicaciones
con Microcontroladores PIC bajo plataformas GNU/Linux.
Guzmán Guerra, M. R., & Burga Velarde, R. A. (2015). Sistema domótico de control
centralizado con comunicación por linea de poder.
http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/5966
Heras Aguilar, S. (2015). Construcción de un PLC mediante un dispositivo de bajo coste.
http://riull.ull.es/xmlui/bitstream/handle/915/809
Ierache, J. S. (2010). Modelo de ciclo de vida para el aprendizaje basado en compartición
de conocimiento en sistemas autónomos de robots. http://hdl.handle.net/10915/4174
Jiménez Sánchez, M. M. (2014). Diseño e implementación de un sistema electrónico
utilizando la red GSM que envíe un mensaje y reciba un código para habilitar el uso
de un vehículo. http://repositorio.uisrael.edu.ec/handle/47000/875
Julio, Y. E. R., & Martínez, L. G. T. (2015). ABP para la enseñanza y desarrollo de
proyectos tecnológicos interdisciplinares en Arduino.
http://revistasum.umanizales.edu.co/ojs/index.php/ventanainformatica/article/view/1
098
Ledesma García, E. A. (2015). Medidor vestible de temperatura: una aplicación a la
telemedicina. http://hdl.handle.net/10819/2317
110
Lema, J. A. (2012). Control mediante joystick de tarjeta AVR butterfly.
Loinaz, M. U. (2001). Sistemas inteligentes en el ámbito de la educación.Inteligencia
artificial.
Londoño Clavijo, J. S., & Valderrama Vargas, C. D. (2013). Diseño y construcción de un
entrenador de electrónica análoga y digital para los estudiantes de Ingeniería
Mecatrónica de la Universidad Tecnológica de Pereira.
Martínez Jiménez, P. C. (2012). Simulación de microcontroladores,(PIC 16F877A) con la
aplicación del Software Microcode Studio, PROTEUS, en el laboratorio de
electrónica .
Mero Sosa, J. R., Plata, A., & Armando, L. (2012). Construcción de un Sistema de
Entrenamiento para Microcontroladores ATMEL para la EIE-CRI.
http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/1716#sthash.TzovfYCK.dpuf
Montenegro, C. A. D., & Morales, V. A. V. (2010). Aprendizaje basado en Competencias:
una propuesta de Aplicación.
Mora Enríquez, J. C. (2016). Propuesta e implementación de un sistema de seguridad
utilizando la plataforma arduino (Sistema open hardware), dentro del edificio Akor.
http://dspace.udla.edu.ec/handle/33000/5055
Mora, I. P. (2016). Diseño e implementación de una máquina CNC con funcionalidad de
taladradora. http://hdl.handle.net/10251/70400
Moreno, C. A. G., Castillo, A., & Meoño, A. G. (2015). Aarduino como una herramienta
para mejorar el proceso de enseñanza–aprendizaje de las ciencias, tecnologías e
ingenierías en la universidad politécnica de tapachula. Investigación, Ciencia y
Tecnología, (24)., 13-20.
111
Obando Morillo, M. A., & Pazmiño Solis, T. E. (2012). Diseño e Implementación de un
Prototipo Entrenador Autómata de Ping Pong Controlado Mediante Comando de
Voz. http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/1935#sthash.bdQukbYS.dpuf
Oñate López, R. C. (2014). Diseño e implementación de un control de velocidad para el bus
de la FIE en la ciudad de Riobamba.
Osio, J. R., Aroztegui, W., & Rapallini, J. A. (2010). Enseñanza de Circuitos Digitales y
Microcontroladores.
Padilla, A. L. (2012). Fuente de tensión con salidas de +24v a 3A y +5v a 100mA.
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO.
Parra Chávez, M. V. (2015). Diseño e implementación de un entrenador de
microcontroladores para red ethernet. http://dspace.unach.edu.ec/handle/51000/619
Patiño Solís, P. E., & Patiño Calle, A. X. (2015). Diseño y elaboración de un banco
didáctico para la manufactura integrada por computador.
http://dspace.uazuay.edu.ec/handle/datos/5075
Paz, L. S. (2014). Modelo de aprendizaje basado en proyectos en la enseñanza introductoria
de la asignatura de electrónica y el lenguaje de programación del sistema embebido
Arduino. http://pag.org.mx/index.php/PAG/article/viewFile/214/262
Pedraza Garrido, J. (2010).
Pilataxi, E. &. (2011). Construcción de un inductímetro digital .
Pino Gómez, J. H. (2012). Algoritmos para visualización a través de módulos LCD
gráficos. Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones, 33(1), 1-15.
Piña, M. F. (2006). Diseño de programador, editor y compilador core 8051 para
microcontroladores ATMEL y memorias paralelas.
112
Porras Bohada, J. E. (2015). Actuadores Inteligentes con Protocolo de Comunicación I2C y
medio físico RS-485. http://hdl.handle.net/11349/2245.
Procesos de explotación de información basados en sistemas inteligentes . (s.f.).
Rovayo Lemarie, G. &. (2014). Implementación de un módulo didáctico de ventilación en
función de la temperatura con el uso de un microcontolador avr y ventiladores de 12
vdc .
Salazar Salazar, O. F. (2012). Aplicación de la Inteligencia artificial para dar autonomía de
movimiento y percepción visual en el control del Robot Humanoide" Robovie-X"
mediante el uso de la visión artificial .
SANCHEZ GUZMAN, D. A. (2011). Agentes Inteligentes: diseño e Implementación para
la Enseñanza de la Física. http://hdl.handle.net/123456789/8108
Sánchez, A. M. (2016). Desarrollo de un controlador domótico programable basado en
Arduino para un sistema X10. http://hdl.handle.net/10251/71115.
Sánchez, G. (2012). Desarrollo de un prototipo didáctico capaz de reconocer la voz de
niños especiales y representar los números a través de una serie de LEDS de alto
brillo. http://miunespace.une.edu.ve/jspui/handle/123456789/1206
Sierra, E., Hossian, A., García-Martínez, R., & Marino, P. (2005). Sistema experto para
control inteligente de las variables ambientales de un edificio energéticamente
eficiente.
Soria, S., & Roberto, F. (2010). Control computarizado con visual basic 6.0 de un módulo
didáctico que expone la utilización de cuatro periféricos del Microcontrolador PIC.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle
Taipe Basantes, W. S. (2015). Automatización de sistema de recirculación de agua caliente
utilizando hardware libre en el hospital IESS Latacunga.
http://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/19373
113
Toledano Moreno, F. J. (2012). Diseño y construcción de una maqueta para el control
semafórico con Arduino.
Torrella Villaplana, S. (2015). Diseño de un dispositivo HID basado en microcontrolador .
Trallero Calvo, J. (2015). Desarrollo comunicación Alfa Arduino mediante Scada.
http://hdl.handle.net/10017/23882
Ulate, A. F. (2010). DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN VEHÍCULO
PROGRAMABLE Y AUTOMATIZADO UTILIZANDO UN
MICROCONTROLADOR.
Ulloa, S. E. (2011). Diseño e Implementación de un Módulo de Ajuste y Corrección de
Peso para una Empaquetadora de Granos Indumak .
Valverde, J. A. (2014). Casa inteligente con mecanismos inalámbricos.
Velasteguí, H., & Rolando, J. (2013). ). Diseño e implementación de dos controladores para
los brazos robóticos: Antropomórfico y Scara, utilizando microcontroladores
ATMEL AVR´ S para el Laboratorio de Robótica de la Universidad Politécnica
Salesiana Campus Sur.
Zúñiga, C. V. (2013). Control mediante joystick de tarjeta avr butterfly .
114
ANEXOS
ENCUESTA DIRIGIDA A LOS ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES DE LA UNIVERSIDAD
ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ.
OBJETIVO GENERAL
DISEÑO DE MÓDULO CON CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES
PARA LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE ELECTRÓNICA PARA LOS
ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES.
ENCUESTA DIRIGIDA A LOS ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES DE LA UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ.
NOTA: Por favor, responder las siguientes preguntas con sinceridad y de forma individual
para obtener datos o información verídica.
Marque con una X la selección que estime conveniente
1.- ¿Tiene conocimiento usted sobre los controladores lógicos programables?
Si No
2.- ¿Le gustaría conocer sobre las diferentes aplicaciones que tienen los sistemas con
controladores lógicos programables?
Si No
3.- ¿Ha realizado algún proyecto de orden práctico utilizando la tecnología de los
controladores lógicos programables?
115
Si No
4.- ¿Sabe usted que los sistemas automáticos con controladores lógico programable y
tecnología arduino son utilizados en diferentes áreas tecnológicas?
Si No
5.- ¿Estaría de acuerdo usted que se utilice los sistemas lógicos programables con arduino,
en la enseñanza-aprendizaje de electrónica?
Si No
6.- ¿Le gustaría participar en un evento científico empleando proyectos tecnológicos en el
área con sistemas electrónicos inteligentes?
Si No
7.- ¿Cree usted necesario que se implemente un módulo de controladores lógicos
programable con arduino en el laboratorio de electrónica y robótica para fortalecer las
prácticas en electrónica?
Si No
116
ENTREVISTA DIRIGIDA AL COORDINADOR Y DOCENTES DE LA CARRERA
DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES DE LA UNIVERSIDAD
ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ.
OBJETIVO GENERAL
DISEÑO DE MÓDULO CON CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES
PARA LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE ELECTRÓNICA PARA LOS
ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS
COMPUTACIONALES.
1.- ¿Considera usted que hace falta herramienta didáctico con controladores lógicos
programables para incentivar la investigación en los estudiantes?
2.- ¿Considera usted que la aplicación de nuevas tecnologías como la de los programadores
lógicos programable con arduino, en la enseñanza-aprendizaje de electrónica permitirán
desarrollar habilidades y conocimientos en los estudiantes para mejorar las actividades de
prácticas de laboratorio?
3.- ¿Está usted de acuerdo que la incorporación de la tecnología de los controladores
lógicos programables en las clases de electrónica, será de gran beneficio cuando los
estudiantes se integren en el campo profesional?
4.- ¿Cree usted necesario que se implemente un módulo de controladores lógicos
programable como herramienta didáctica en el laboratorio de electrónica y robótica?
117
ENTREVISTA DIRIGIDA AL COORDINADOR DE LA CARRERA DE
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES.
118
ENTREVISTA DIRIGIDA A LOS DOCENTES DE LA CARRERA DE
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES.
119
ENCUESTA REALIZADAS A LOS ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
120
ENSAMBLANDO EL MÓDULO DE PRÁCTICA
121
MÓDULO DE PRÁCTICA
122
REALIZANDO PRUEBAS CON EL MÓDULO DE PRÁCTICA