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UNIVERSIDAD DEL VALLEFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRICA Y ELECTRONICA

1. IDENTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA

1.1CURSO: PRINCIPIOS DE MECATRONICA1.2CÓDIGO: 780043M1.3PRERREQUISITOS: Automatización y Control (710061M)1.4PLAN DE ESTUDIOS: Ingeniería Mecánica1.5CRÉDITOS: 31.6INTENSIDAD HORARIA: 3hras./semana1.7HABILITABLE: NO1.8VALIDABLE: SI

2. OBJETIVO

Desarrollar en el alumno la capacidad y habilidad de diseñar sistemas mecatrónicos, controlando en tiemporeal por medio de microcontroladores, mecanismos y procesos movilizados por actuadores mediante lógicaretroalimentada de la información proporcionada a través de sensores.

2.1 Objetivos Generales

Analizar y entender el funcionamiento de los componentes que conforman un sistema mecatrónico. Conocerla estructura interna de un microcontrolador típico, y tener la habilidad de programar distintas tareas mediantesus periféricos e interfaces de salida para la realización de un movimiento con actuadores electromecánicoso el control de procesos. Conocer los principios de diseño y modelado de sistemas mecatrónicos basados enmicroprocesadores, así como las aplicaciones avanzadas de la mecatrónica.

2.2 Objetivos Específicos

Definirá el concepto fundamental de la mecatrónica e identificará los dispositivos mecatrónicos por suscaracterísticas representativas y sus aplicaciones más viables. Conocerá el proceso simultáneo de lasfases de diseño mecatrónico.Conocerá los componentes que conforman a un sistema a microprocesadores, y en particular, a unmicrocontrolador. Identificará las situaciones cuando es viable el empleo de los microcontroladores yaprenderá a manejar y programar un microcontrolador comercial, así como también podrá reconocer losrequerimientos específicos y los principios de diseño de sistemas mecatrónicos basados enmicroprocesadores.Identificará los componentes necesarios para diseñar un sistema mecatrónico, y tendrá los conocimientospara seleccionarlos según sus requerimientos de sistema.Desarrollará su capacidad de programar algunos algoritmos de control de movimiento en elmicrocontrolador y de aplicarlos a casos concretos de proyectos de diseño de dispositivoselectromecánicos y otros procesos en prácticas de laboratorio y proyecto de curso.Conocerá los fundamentos de modelación por computadora de sistemas mecatrónicos.

3. TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO

Introducción a la mecatrónicaEl concepto de mecatrónicaLas disciplinas de la mecatrónica

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Aplicaciones de sistemas mecatrónicosEl proceso concurrente de diseño mecatrónicoLos microcontroladores como elementos de controlMicroprocesadores y microcontroladoresEl CPU, memorias, circuitos de interfase, dispositivos de entrada/salidaProgramación de un microcontroladorPrincipios de diseño de sistemas mecatrónicos a microprocesadoresDeterminación de los requerimientos específicos de productos o procesos basados en microprocesadoresComponentes de los sistemas mecatrónicosComponentes mecánicos y sus parámetros de análisisComponentes sensores y actuadoresComponentes eléctricos y electrónicos de potenciaComponentes electrónicos analógicos y digitales.Algoritmos de control de movimiento y prácticas de diseñoProgramación de algoritmos de control de movimientoDiseño y control de un mecanismo mediante un motor de pasos en lazo abiertoDiseño y control de un mecanismo mediante motores de CD en lazo cerradoDiseño y control de un sistema térmicoModelado y análisis de sistemas dinámicosIdentificación de los parámetros del modeloDesarrollo del modelo matemáticoAnálisis e interpretación del comportamiento del modelo

4. METODOLOGÍA

Exposición de los temas por parte del maestro, realizando ejemplos en clase y asignando ejercicios y tareasque refuercen los conocimientos.Aprendizaje del estudiante a nivel individual y en equipo, debatiendo, discutiendo y realizando actividades yprácticas de laboratorio que refuercen sus conocimientos y habilidades de los temas planteados en clase.Aprendizaje enfocado a la realización de casos prácticos funcionales.Empleo de diversos paquetes computacionales para realizar diseños de hardware y software.Realización de un proyecto final de diseño y construcción de un sistema Mecatrónico controlado mediante unmicrocontrolador y retroalimentado con sensores de interacción con el medio.

5. EVALUACIÓN

Exámenes parciales 70 %Tareas 10 %Proyecto final 20%

6. BIBLIOGRAFÍA

Introductions Mechatronics, Michael Histand, Macgraw hill, 1999Stadler, Wolfram, Analytical robotics and mechatronics, McGraw-Hill, 1995.MacKenzie, Scott, The 8051 microcontroller, MacMillan Publishing Company, 1992.HandBook MechatronicManual Atmega 16Jones, Joseph L.; Flynn, Anita M.; Seiger, Bruce A, Mobile robots: inspiration to implementation, A.K.Peters, Ltd.,1999.Short, Kenneth L., Embedded controller Handbook, Intel Corp, 1986.Microprocessors and programmed logic, Prentice Hall Inc, Segunda edición, 1987.

Material Y/O Software De Apoyo

Codevision Software, para PCStudio 4, para PCKit de DesarrolloPrograma de simulación Proteus

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