Laboratorio de electrónica digital - EPS

 

  • Título del Recurso: Laboratorio de electrónica digital - EPS.
  • Keywords: Realidad Virtual, osciloscopio, electrónica, slew-rate, sondas, circuito.
  • Autores ( Profesores ): Antonio Parejo Matos, Sebastián García Caro, Alejandro Gallardo Soto, Javier María Mora Merchán, Antonio López Ojeda, Enrique Personal Vázquez y Carlos León de Mora.
  • D.O.I. :  
  • Autores (Equipo Técnico ): Fernando García Jiménez, Inés Casado Parada y Marcos Molina Capilla.
  • Teaser ( Vídeo demostrativo):

 

  • Descripción del Recurso:

El presente recurso muestra la realización de una práctica de la asignatura Electrónica Industrial en formato de realidad virtual. El recurso de realidad virtual emula la posición de un alumno en un puesto de laboratorio y lo guía para resolver la práctica. Durante todo el recurso, al alumno se le muestra documentación en forma de imágenes y vídeos con los que se le guía en la realización de la práctica, de la misma forma en la que se haría en una práctica convencional.

El objetivo del recurso no es otro que dar a los alumnos un material con el que poder repasar los conceptos prácticos de laboratorio desde casa. Algunos alumnos encuentran dificultades para identificar y asimilar el manejo de los aparatos debido al gran número de parámetros y configuraciones de que plantean. A esto se suma el hecho de que las prácticas se celebran en semanas alternas (cada dos semanas), lo que hace que transcurra bastante tiempo entre cada una de ellas. Debido a las restricciones por seguridad y de disponibilidad del laboratorio, es difícil para los alumnos el acudir a este para practicar fuera del horario lectivo.

La práctica realizada en el recurso ha sido diseñada para incorporar la mayor variedad posible de situaciones de laboratorio que los alumnos podrían encontrar en las prácticas de la asignatura. La práctica se ha dividido en un total de 9 pasos, de forma que el alumno puede avanzar a un paso concreto en el caso de que desee estudiarlo o repasarlo de cara a una futura práctica presencial.

El recurso está diseñado para ser disfrutado plenamente con el navegador en modo 360° con equipos de escritorio. Su visionado en dispositivos móviles es posible, pero el diseño de las operaciones de usuario previstas no lo aconseja. Su aplicación docente como recurso para ser integrado en la plataforma de e-learning de la US ( Blackboard Learn), también aconseja hacer un empleo plenamente operativo mediante  equipos de sobremesa, ya que el acceso móvil a Blackboard Learn no es cómodo para el alumno.

  • Aplicación del recurso:

Este recurso está dirigido a estudiantes de la asignatura Electrónica Industrial, impartida en diversos Grados en Ingeniería de la Escuela Politécnica Superior.

  • Grado en Ingeniería Electrónica Industrial
  • Grado en Ingeniería Mecánica
  • Grado en Ingeniería Química
  • Grado en Ingeniería Eléctrica
  • Doble Grado en Ingeniería Electrónica Industrial e Ingeniería Eléctrica
  • Doble Grado en Ingeniería en Diseño Industrial y Desarrollo del Producto e Ingeniería Mecánica
  • Doble Grado en Ingeniería Eléctrica e Ingeniería Mecánica).

También puede usarse como soporte en las asignaturas de Electrónica Analógica y Tecnología Electrónica del Grado en Ingeniería Electrónica Industrial.

  • Concepto, teoría, fenómeno, etc… al que el recurso producido contribuye a entender. Breve desarrollo teórico.

En la práctica se realiza el montaje de un circuito amplificador de señal en tensión. En concreto, para la implementación se usa un amplificador operacional en configuración inversora.

Un amplificador operacional es un circuito amplificador diferencial de elevada ganancia en tensión (idealmente infinita). Aprovechando su comportamiento en condiciones de realimentación negativa se pueden diseñar circuitos amplificadores de ganancia conocida. La ganancia del amplificador resultante queda definida por la red de realimentación.

En la práctica se estudia el uso de un amplificador operacional en configuración inversora. Es decir, con el terminal no inversor del operacional a masa, la entrada del circuito a través de una resistencia de valor Rin y puesta al terminal inversor del operacional y una resistencia Rf entre los terminales inversor y de salida del operacional. En esta configuración, la ganancia del circuito queda definida como:

A= - Rf/Rin

En la práctica también se estudian algunas de las características no ideales del operacional. En concreto el slew-rate. El slew-rate se define como la velocidad con la que la señal de salida sigue a la señal de entrada. Idealmente, para un amplificador, el slew-rate debe ser infinito. Pero, en la realidad, por la construcción de los circuitos integrados este parámetro tiene un valor muy elevado, pero no infinito.

  • Otras utilidades

La finalidad principal de recurso es didáctica. Aunque no se descartan otros posibles usos como por ejemplo el servir como elemento de difusión para atraer a nuevos alumnos al Grado en Ingeniería Electrónica Industrial.

  • Efectos esperados, observados o posibles en los alumnos o público del recurso:

El recurso didáctico se incorporará en el curso 2022/2023 en todos los Grados en Ingeniería de la Escuela Politécnica Superior donde se imparte la asignatura Electrónica Industrial.

Se espera que los alumnos usen el recurso como material de apoyo y consulta para la realización de las prácticas de laboratorio de la asignatura. A final del curso, a través de una encuesta anónima, se consultará con los alumnos el grado de satisfacción con el recurso y si este les ha servido de ayuda para preparar, repasar y asimilar los conceptos aprendidos durante las sesiones presenciales.

  • Sugerencias de investigación a partir del recurso

Con los resultados comparativos obtenidos se llevará a cabo una publicación didáctica que se publicará en un congreso de innovación docente.

  • Mejoras posibles o previstas:

La calidad de los videos y tomas de detalle.