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UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN
NICOLÁS DE HIDALGO
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
ÁREA: CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
Programa de la asignatura de: ELECTRÓNICA
CARRERA:
INGENIERÍA MECÁNICA
MODULO:
CUARTO
DURACION DEL CURSO
SEMANAS: 32
HORAS TOTALES: 96
HORAS A LA SEMANA: 3
OBLIGATORIA:
SI
OPTATIVA
NO
Seriación obligatoria antecedente: Ingeniería Eléctrica, Física Moderna
Seriación obligatoria consecuente: Robótica
OBJETIVO DEL CURSO:
El alumno conocerá los distintos Componentes de los Circuitos Electrónicos, sus Funciones y
Aplicaciones, enfocados a su aplicación en el área de Robótica específicamente.
TEMAS DEL PROGRAMA DE ELECTRÓNICA
CAPITULO
TITULO
HORAS % %ACUM
TEOREMAS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS APLICADOS A LA
1
3
3.1
3.1
ELECTRÓNICA
2
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS DE DOS TERMINALES
7
7.3
10.4
3
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS DE TRES TERMINALES
8
8.3
18.8
4
AMPLIFICADORES OPERACIONALES Y APLICACIONES
8
8.3
27.1
5
ELECTRONICA DIGITAL DISCRETA Y PROGRAMABLE
10
10.4
37.5
6
DETECTORES, SENSORES Y TRANSDUCTORES
6
6.3
43.8
7
ACTUADORES
9
9.4
53.1
8
INTELIGENCIA ARTIFICIAL ELECTRÓNICA
16
16.7
69.8
9
FUENTES DE ENERGIA
9
9.4
79.2
EXAMENES
76
79.2
4
EXAMENES PARCIALES
8
8.3
84
2
EXAMENES DEPARTAMENTALES
12
12.5
100
TOTALES
96
100%
NOTAS
1. Se suspenden 4 semanas por exámenes departamentales por lo que el curso se reduce en
lugar de 32 semanas a 28 semanas.
2. El programa de prácticas es independiente al programa de la materia.
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3. El número de horas por exámenes parciales que no hay clases es un mínimo de 4 horas por
semestre es decir 8 horas al año por lo que el programa se reduce en casi 3 semanas más
quedando solo de 25 semanas de clase ó 75 horas de clase.
4. Por lo cual este programa se planteara de 25 semanas ó 75 horas de clase efectivas y
considerando que habrá 2 horas de clase teórica y 1 hora de taller por semana.
5. Se acuerda realizar 2 exámenes parciales por semestre.
CAPITULO
1
TEOREMAS DE CIRCUITOS ELECTRICOS APLICADA A LA ELECTRONICA
(3 Hrs)
Objetivo: El alumno repasara los conceptos básicos de los teoremas de circuitos eléctricos: de
Norton, Thevenin, superposición y máxima transferencia de potencia aplicados a la electrónica
analógica
1.1. Materiales Eléctricos………………………………(1Hrs)
1.1.1. Propiedades de los electrones
1.1.2. Conductores y resistores
1.1.3. Aislantes
1.2. Fuentes de Voltaje y Corriente…………………...(1 Hrs)
1.2.1. Reales e ideales
1.2.2. Dependientes e independientes
1.3. Teoremas de Circuitos Eléctricos………………(1 Hrs)
1.3.1. Teorema de Thevenin
1.3.2. Teorema de Norton
1.3.3. Teorema de Superposición
1.3.4. Teorema de máxima transferencia de potencia
CAPITULO
2
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS DE DOS TERMINALES
(7 Hrs)
Objetivo: El alumno explicará el funcionamiento básico de los principales dispositivos electrónicos
de dos terminales y conocerá algunas de sus aplicaciones.
2.1
2.2
2.3
Semiconductores Extrínsecos Artificiales…………………………………(1 Hr)
2.1.1 Semiconductor intrínseco tipo N
2.1.2 Semiconductor intrínseco tipo P
Unión NP ó PN y su polarización………………………………(1 Hr)
2.2.1 Construcción de una Unión y zonas de la unión
2.2.2 Polarización Directa e Inversa de la Unión, Zonas de Operación.
Diversos Tipos de Diodos y aplicaciones ………………………(5 Hrs)
2.3.1 Diodo rectificador
2.3.2 Diodo Zener
2.3.3 Diodo Led
2.3.4 Diodo Diac
2.3.5 Fotodiodo
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2.3.6 Celda fotovoltaica
2.3.7 Fotorresistencia (Light Dependent Resistor, Resistor dependiente de la Luz)
2.3.8 Termistores (Resistor dependiente de la temperatura) NTC y PTC
CAPITULO
3
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS DE TRES TERMINALES
(8 Hrs)
Objetivo: El alumno explicará el funcionamiento básico de los principales dispositivos electrónicos
de tres terminales y conocerá algunas de sus aplicaciones.
3.1. El transistor Bipolar (BJT).…………………………………(2 Hrs)
3.1.1. Transistores NPN y PNP.
3.1.2. BJT como amplificador.
3.1.3. BJT como Interruptor.
3.1.4. Circuitos Darlington con BJT
3.1.5. Circuito oscilador de onda cuadrada con BJT (
3.2. El Transistor de Efecto de Campo (FET) ……………………(2 Hrs)
3.2.1.1. El JFET canal N y Canal P
3.2.1.2. El MOSFET de decaimiento (DMOS) canal N y Canal P.
3.2.1.3. El MOSFET de ensanchamiento (EMOS) canal N y Canal P.
3.3. Los Tiristores (Elementos de electrónica de Potencia)…………………..(2 Hrs)
3.3.1. El Rectificador Controlado de Silicio (SCR)
3.3.2. El Tiristor de Apagado por Compuerta (GTO)
3.3.3. El Tríodo de Corriente Alterna (TRIAC)
3.3.4. FOTOSCR
3.4. Reguladores de Voltaje de 3 terminales………………………………(2 Hrs)
3.4.1. Reguladores Serie y Paralelo
3.4.2. Reguladores Positivos y Negativos.
3.4.3. Reguladores Fijos y Ajustables.
3.4.4. Reguladores de Corriente.
3.4.5. Cargador de Baterías
Primer examen parcial
CAPITULO
4
AMPLIFICADORES OPERACIONALES Y APLICACIONES
(8 Hrs)
Objetivo: El alumno describirá el funcionamiento del AO y sus principales circuitos de aplicación,
pudiendo utilizarlos para resolver problemas con él.
4.1. Historia de los AO………………………………………………………………..(1 Hr)
4.2. Características Eléctricas Ideales de los Amplificadores Operacionales…………(1 Hr)
4.2.1.1. Ganancia de Voltaje (AV)
4.2.1.2. Impedancia de Entrada (Zin ó Zent)
4.2.1.3. Impedancia de Salida (Zout ó Zsal)
4.2.1.4. Ancho de Banda BW
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4.3. Características Eléctricas No Ideales (reales) de los Amplificadores Operacionales…(1 Hr)
4.3.1.1. Offset
4.3.1.2. Slew Rate
4.3.1.3. CMRR
4.4. Circuitos Lineales básicos del Amplificador Operacional……………………. (1 Hr)
4.4.1.1. Amplificador Inversor
4.4.1.2. Amplificador No Inversor
4.4.1.3. Amplificador Seguidor o Buffer.
4.5. Circuitos Lineales de aplicación del Amplificador Operacional………………….(1 Hr)
4.5.1.1. Sumador Inversor
4.5.1.2. Sumador no Inversor
4.5.1.3. Restador
4.5.1.4. Integrador
4.5.1.5. Derivador
4.6. Aplicaciones No lineales del AO………………………………………(1 Hr)
4.6.1. Comparadores
4.6.2. Osciladores y Temporizadores
4.7. Timer 555…………………………………………………………………(2 Hrs)
4.7.1. Modos de Operación: Oscilador (Aestable) y temporizador (Monoestable)
4.7.2. Ciclo de Trabajo y PWM
CAPITULO
5
ELECTRONICA DIGITAL DISCRETA Y PROGRAMABLE
(10 Hrs)
Objetivo: El estudiante enunciará los fundamentos del diseño de circuitos lógicos y sus aplicaciones
más comunes. Conocerá y aplicara la electrónica digital programable enfocada al uso de un
microcontrolador.
5.1
5.2
5.3
Sistemas de numeración: decimal, binario y hexadecimal.
Aritmética binaria. (Suma, resta, multiplicación y división por la base)
Elementos del álgebra Booleana. Funciones Booleanas.
5.3.1 Funciones básicas y derivadas,
5.3.2 Aritmética binaria
5.3.3 Funciones booleanas
5.3.4 Reducción de funciones booleanas
5.4
Lógica Programable
5.4.1 Flip-Flop
5.4.2 Memorias: RAM, ROM, PROM, EPROM. EEPROM
5.4.3 Contadores (ascendentes, descendente)
5.4.4 Sumadores
5.4.5 Codificadores/decodificadores
5.4.6 Multiplexores/demultiplexores
5.4.7 PAL. GAL. PLD; FPGA, FPGAA
5.4.8 Microprocesador
5.4.8.1
Por el tipo de Instrucciones que pueden realiza: RISC y CISC
5.4.8.2
Por su arquitectura: Van Neumman y Harvard
5.4.9 Microcontrolador
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5.4.9.1
5.4.9.2
Que es un Microcontrolador
El microcontrolador PIC de Microchip
CAPITULO
6
DETECTORES, SENSORES Y TRANSDUCTORES
(6 Hrs)
Objetivo: El alumno analizara, reconocerá y usará diversos sensores y transductores enfocados a
la robótica.
6.1 Sensores y Transductores de obstáculo
6.1.1 Mecánicos
6.1.2 Electrónicos
6.2 Sensores y Transductores de distancia
6.2.1 Infrarrojo
6.2.2 Ultrasónicos (Sonar)
6.3 Sensores y Transductores de posición.
6.3.1 Relativa Encoder
6.3.2 Absoluta GPS
6.4 Sensores y Transductores de fuerza
6.5 Sensores y Transductores de color
6.6 Sensores y Transductores de Imagen
Segundo examen parcial
Primer examen departamental
CAPITULO
7
ACTUADORES
(9 Hrs)
Objetivo: El alumno analizara, reconocerá y usará diversos actuadores enfocados a la robótica.
7.1 Elementos electromecánicos
7.1.1Relevadores
7.1.2 Electroimanes
78.1.3 Electroválvulas
7.2 Motores
7.2.1 De CD
7.2.1.1 Teoría y Funcionamiento
7.2.1.2 Control ON/OFF
7.2.1.3 Control de Velocidad
7.2.1.3.1 Control por Voltaje
7.2.1.3.2 Control por PWM
7.2.1.4 Control de dirección de Giro
7.2.1.4.1 Mecánico (palancas mecánicas e interruptores eléctricos)
7.2.1.4.2 Electromagnético-mecánico (palancas mecánicas e interruptor
electromagnético)
7.2.1.4.2 Electrónico (puente a transistores)
7.3 Servomotores
7.3.1 Funcionamiento
7.3.2 Cambios para usarse como motores de tracción
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7.4 A pasos
7.4.1 Teoría y Funcionamiento
7.4.2 Tipos de Motores a Paso
7.4.3 Control y aplicación de los Motores a Pasos
Tercer examen parcial
CAPITULO
8
INTELIGENCIA ARTIFICAL ELECTRONICA
(16 Hrs)
Objetivo: Que el alumno explore en la inteligencia artificial usando elementos electrónicos y
conceptos de programación
8.1 Inteligencia Artificial
8.1.1 Algoritmos (software) de Inteligencia Artificial
8.1.2 Hardware para inteligencia Artificial
8.2 Hardware/software con elementos discretos electrónicos
8.2.1 para el Control ON/OFF de un Motor de CD
8.2.2 para el control de velocidad de un Motor de CD
8.2.3 para el control de giro de un motor de CD
8.2.4 para el control de un motor de pasos.
8.3 Hardware/software con CI para Inteligencia Artificial
8.3.1El PIC 16F877
8.3.2 Plataforma de desarrollo (IDE de Microchip)
8.3.3 Programador de PIC, puerto paralelo, serie, USB
8.3.4 Ejemplos de programas
8.3.4.1 Puerto de entrada Digital
8.3.4.2 Puerto de salida digital
8.3.4.3 Temporizadores
8.3.4.4 Interrupciones
8.3.5 Puerto de entrada analógico
8.3.6 6Puerto de salida analógico
Cuarto examen Parcial
Segundo Departamental
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
X Búsqueda de información documental por parte del alumno.
X Técnicas grupales para la resolución de ejercicios.
X Tareas y trabajos extra clase.
X Utilización de recursos audiovisuales y de tecnología de punta.
X Exposiciones por parte del alumno.
X Participación del alumno en clase.
X Participación activa del alumno en la construcción de su conocimiento.
Seminarios.
X Taller para la solución de Problemas.
X Prácticas de Laboratorio.
X Practicas de campo.
Otras:
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ELEMENTOS DE EVALUACIÓN
X
X
X
X
X
X
X
X
Participación en clase.
Ejercicios y trabajos realizados en el Taller.
Trabajos y tareas extra clase.
Exposición de temas de investigación en forma grupal e individual.
Practicas de laboratorio reportadas por escrito.
Participaciones.
Examen por parciales.
Examen departamental.
Otros
PERFIL DEL DOCENTE
CONOCIMIENTOS
Electricidad y
magnetismo.
Física
Moderna.
Electrónica.
EXPERIENCIA
PROFESIONAL
Haber
trabajado en
el área
Haber
impartido
clase.
Formación
pedagógica.
HABILIDADES
ACTITUDES
Domino de la asignatura
Manejo de grupos
Comunicación (Transmisión
de conocimiento.
Capacidad de análisis y
síntesis.
Manejo de materiales
didácticos.
Creatividad.
Capacidad para realizar
analogías comparaciones en
forma simple.
Capacidad para motivar al
Auto Estudio, el
Razonamiento y la
investigación.
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Ética
Honestidad.
Compromiso con
la docencia.
Crítica
Fundamentada.
Respeto y
Tolerancia.
Responsabilidad
Científica.
Liderazgo. y
Superación
personal,
docente y
profesional.
Espíritu
cooperativo.
Puntualidad.
Compromiso
social
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7/8
Bibliografía:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Revisión:
Boylestad y Nashelsky. Electronica Teoría de Circuitos PHH
Rashid. Circuitos Microelectrónicos International Thompson Editores
Sedra, Smith. Circuitos Microelectrónicos. Oxford
Norman Lurch. Fundamentos de Electronica. CECSA
Timothy J. Maloney. Electrónica Industrial Moderna. PHH
Malvino, Bates. Principios de Electrónica Mc Graw Hill
Forrest M. Mims III. Mis Inicios en Electrónica. Mc Graw-Hill.
Buban / Schmitt. Electricidad y Electrónica Básica. (conceptos y aplicaciones). Mc Graw-Hill
Grob. Electrónica Básica. Mc Graw-Hill.
Forest M. Mims, III. Engineer's Mini-Notebook, 555 Timer IC Circuits. Radio Shack.
Forest M. Mims, III. Engineer's Mini-Notebook, Op Amp IC Circuits. Radio Shack.
Forest M. Mims, III. Engineer's Mini-Notebook, Optoelectronics Circuits. Radio Shack.
Forest M. Mims, III. Engineer's Mini-Notebook, Semiconductor Circuits. Radio Shack.
Forest M. Mims, III. Engineer's Mini-Notebook, Digital Logic Circuits. Radio Shack.
Forest M. Mims, III. Engineer's Mini-Notebook, Comunications Circuits. Radio Shack.
Manuales de Varios Fabricantes de Sustitución de Semiconductores como: Dicopel, SK, ECG,
MOTOROLA, TI, etc.
Roger L. Tokheim. Circuitos Electrónicos y de Microcomputadoras. 146 Proyectos Prácticos. Mc
Graw-Hill.
CONTRERAS, A. Et.al. “Gran Enciclopedia de la Electrónica”. Tomos I y II. Ed. Nueva Lente.
MANDADO, E. “Sistemas electrónicos digitales. Ed. Marcombo Alfaomega
SCHILLING, D. L., BELOVE, C. “Circuitos Electrónicos, Discretos e Integrados. Ed. Marcombo
Alfaomega.
Agosto del 2012
Ignacio Franco Torres
Luis Ernesto Ceja Martínez
Vo Bo
Vo Bo
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