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DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA FUENTE DE VOTAJE EN LA UPTex INGENIERIA ROBOTICA ESTANCIA 2

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FUENTE DE VOLTAJE FIJA Y VARIABLE DE 0 A 12 VOTLS REALIZADA EN ISIS PROTEUS 8.0 PARA LOS LABORATORIOS DE ELECTRONICA Y ROBOTICA DE LA UPTEX.
AGOSTO 2015.

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DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UNA FUENTE DE VOTAJE EN LA UPTex INGENIERIA ROBOTICA ESTANCIA 2

  1. 1. 1 Universidad Politécnica De Texcoco Tema: Fuente fija y variable Título de la Investigación: Diseño y construcción de una fuente variable y fija para la alimentación de los aparatos en el laboratorio de Electrónica y Robótica de la UPTex (Universidad Politécnica de Texcoco). Alumnos: Luis Horacio Hernández Díaz (1205IR005) José Horacio Hernández Díaz (1205IR007) Asesor Técnico de UPTex: Lorenzo Torres Carmona Asesora de la Empresa: Thania Elizabeth Frías Carmona 9VIR1 Ingeniería Robótica
  2. 2. 2 Índice Resumen------------------------------ -------------------------------------------------------------------------------------3 Introducciónal trabajo--------------------------------------------------------------------------------------------------4 DiseñoTeórico------------------------------------------------------------------------------------------------------------5 Marco Teórico ------------------------------------------------------------------------------------------------------------7 DiseñoMetodológico---------------------------------------------------------------------------------------------------16 Comprobación,PresentaciónyAnálisisde losResultadosde lainvestigación --------------------------18 Conclusiones--------------------------------------------------------------------------------------------------------------24 Recomendaciones ------------------------------------------------------------------------------------------------------24 Bibliografía-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24 Referencias---------------------------------------------------------------------------------------------------------------25 Anexos ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27
  3. 3. 3 RESUMEN La electrónicaeslaramade lafísica que se utilizaenlaingeniería para la creación de técnicas que se basan enla utilizaciónde elementoseléctricosparaaccionaro hacer funcional ciertossistemas. Uno de losprincipaleselementoslossistemaseslaalimentación,el cual se encargade suministrar energíaal sistemaparaque éste funcione,hablandoespecíficamentede lossistemaselectrónicos, dicha alimentación se genera por medio de fuentes de electricidad. En la Universidad Politécnica de Texcoco se imparten 3 carreras, de las cuales dos de ellas son 2 ingenierías, la carrera de ingeniería robótica y la carrera de ingeniería en electrónica y telecomunicaciones. Dichas carreras cuentan con laboratorio en el cual los alumnos pueden desarrollar prácticas que sirven como herramienta para obtener el conocimiento. En loslaboratoriosde robótica y de electrónica de la UPTex, hoy en día cuentan con 4 fuentes de alimentación, y estas no son suficientes, Por lo cual es necesaria la adquisición de más de ellas. Por locual,en estainvestigaciónse creaunapropuestade diseño yconstrucción de una fuente de alimentaciónparaque losalumnosde launiversidadpolitécnicade Texcocotenganlaoportunidad de hacer sus propiasfuentesypoderutilizarlasalolargode la carrera El interésde estainvestigaciónesdiseñaryconstruirunafuente fijayvariable parael laboratorio de Robóticaen laUniversidadPolitécnicade Texcoco(UPTex) eneste trabajose pretendepara darle soluciónalosaparatos robóticos yelectrónicos que noalcanzanunvoltaje determinado.
  4. 4. 4 INTRODUCCIÓN En este proyecto se pretende diseñar y construir una fuente fija y variable basada en el diseño presentadoenla tesina de estancia 1 para alimentar los circuitos o aparatos en los laboratorios de robótica y electrónica para un voltaje determinado de alcanzar. Por locual se pretende que tambiénque se cumplalosobjetivosespecíficos en este proyecto de la construcción fuente fija y variable para regular y alimentar el voltaje para los aparatos de electrónica y robótica en la universidad politécnica de Texcoco(UPTEX). Sin embargo,la fuente fijayvariable esunafuente de alimentaciónque da un voltaje fijo dentro de un rango de tolerancia por ejemplo si dice que te da 9 volts dc (corriente continua) a 10% de tolerancia vas a tener una salida de 8.1 a 9.9 volts. Una fuente variable comprende un rango más grande los más usuales son de 1.5, 3, 6, 9 y 12 volts, sirve para suministrar de energía eléctrica aparatos robóticos y electrónicos. La funciónde unafuente de alimentaciónesconvertirlatensiónalternaenunatensióncontinua y lo más estable posible, para ello se usan los siguientes componentes: 1.- Transformador de entrada; 2.- Rectificador a diodos; 3.- Filtro para el rizado; 4.- Regulador (o estabilizador) lineal. Este último no es imprescindible y regula el voltaje Por ejemplo, la corriente que circula por el arrollamiento primario (el cual está conectado a la red) genera una circulación de corriente magnéticaporel núcleodel transformador.Estacorriente magnéticaserámás fuerte cuantas más espiras (vueltas) tenga el arroyamiento primario. Si acercas un imán a un transformador en funcionamientonotarásque el imánvibra,estoesdebidoaque lacorriente magnética del núcleo es alterna, igual que la corriente por los arrollamientos del transformador Finalmente, esta fuente fija y variable servirá para que las generaciones futuras que se utilizara para el desarrollo de las prácticas en el laboratorio de robótica en la Universidad Politécnica de Texcoco(UPTex) paraun findeterminadoal momentode utilizarloenlosprototipos robóticosyen el desarrollode lasprácticasenel laboratorio de robótica al momento de dar un voltaje exacto al momento de experimentar. En este proyecto se propone solucionar el problema de las fuentes fijas y variables que no alcanzan dicho voltaje en los prototipos en el laboratorio de robótica de la Universidad Politécnicade Texcoco(UPTex).Ydarle soluciónalasfuentesfijasyvariablesque alcance el dicho voltaje que queremos para los prototipos y las prácticas para el laboratorio de robótica.
  5. 5. 5 DISEÑO TEÓRICO. PROBLEMÁTICA: Actualmente laUniversidadPolitécnicade Texcococuentacon4 fuentes de alimentación para ser utilizadasenel laboratoriode electrónica, sin embargo, el número de fuentes no son suficientes para satisfacer los requerimientos de una sesión práctica para un grupo completo. PREGUNTACIENTIFICA ¿Cómosolucionarel insuficiente número de fuentesenel laboratoriode ElectrónicayRobóticaen la Universidad Politécnicade Texcoco? OBJETO DE LA INVESTIGACIÓN El procesode alimentaciónde circuitoseléctricos enloslaboratoriosde electrónica yRobótica. CAMPO DE LA INVESTIGACIÓN El insuficientenúmerode lafuente variable yfijaenloslaboratoriosde electrónicayRobóticaen la UPTex. OBJETIVOS ObjetivoGeneral Diseñar y construir una fuente fija y variable basada en el diseño presentado en la tesina de estancia 1 para alimentar los circuitos o aparatos en los laboratorios de robótica y electrónica Objetivosespecíficos • Fundamentar teórica y metodológicamente el insuficiente número de fuente variable y fija para los aparatos en los laboratorios de robótica y electrónica. • Diagnosticarel problemaque presentanel insuficiente número de fuente variable y fija para los aparatos en los laboratorios de robótica y electrónica. • Identificar las causas del insuficiente número fuente fija y variable para alimentar los aparatos del laboratorio de robótica y electrónica • Diseñar y construir una fuente variable y fija para los aparatos en los laboratorios de Robótica y electrónica para el uso en prácticas y experimentos.
  6. 6. 6 Tareas de la investigación: • Fundamentaciónteóricaymetodológicamente del insuficiente número de fuente variable y fija para los aparatos en los laboratorios de robótica y electrónica.  Diagnósticodel problemarelacionadoconel insuficiente número de fuentesvariablesyfijasparalosaparatosen loslaboratoriosde robóticay electrónica.  Identificaciónde lascausas del insuficiente númerode fuente fijay variable paraalimentarlosaparatosdel laboratoriode robóticayelectrónica.  Propuestadel diseñoyconstrucción de unafuente variable yfijapara los aparatos en los laboratorios de Robótica y electrónica para el uso en prácticas y experimentos  Resultadode lainvestigación: Construcción de una fuente variable y fija para los aparatos en los laboratorios de robótica y electrónica. Proponer el diseño y construcción de una fuente variable yfijaparalosaparatosen loslaboratorios de Robótica y electrónica para el uso de prácticas y experimentos
  7. 7. 7 VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN Variable independiente Propuestadel diseñoyconstrucción de unafuente variableyfijaparalos aparatos enlos laboratorios de robóticay electrónicaparaPara alimentarloscircuitoselectrónicos. Variable dependiente El insuficientenúmerode fuente variable y fija en los laboratoriosde electrónica y Robótica en laUPTex al momento de no dar el voltaje ylacorriente. HIPÓTESIS Si se propone el diseñoyconstrucciónde unafuente variableyfijaparaloslaboratoriosde electrónicayrobótica,entonces,se contribuiráala adquisiciónde másfuentesde voltaje elaboradasporalumnosyse solucionará
  8. 8. 8 MARCO TEÓRICO COMPONENTES BÁSICOS DE UNA FUENTE DE VOLTAJE FUENTE Es un dispositivo que convierte la corriente alterna, en una o varias corrientes continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc .). MAGNITUDES IMPORTANTES Voltaje Es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltímetro.3 Su unidad de medida es el voltio. Corriente Es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. 1 Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. Es la circulación, movimiento, o flujo de electrones que circulan en una unidad de tiempo. TIPOS DE FUENTES Fuentes lineales Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador, filtro, regulación y salida. En primer lugar el transformador adapta los niveles de tensión y proporciona aislamiento galvánico. El circuito que convierte la corriente alterna en corriente continua pulsante se llama rectificador, después suelen llevar un circuito que disminuye el rizado como un filtro de condensador
  9. 9. 9 Fuentes conmutadas Una fuente conmutada: es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100 kHz típicamente) entre corte (abiertos) y saturación (cerrados). Fuentes de alimentación especiales Entre las fuentes de alimentación alternas, tenemos aquellas en donde la potencia que se entrega a la carga está siendo controlada por transistores, los cuales son controlados en fase para poder entregar la potencia requerida a la carga PARTES DE UNA FUENTE TRANSFORMADOR Es un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores de 127/18v. CAPACITORES Dispositivo que consiste fundamentalmente en dos superficies fundamentales conductancias separadas por un dieléctrico-aire, papel, mica, etc., El cual almacena la energía eléctrica, bloquea el paso de la corriente alterna y convierte en corriente continua hasta un grado que depende de su capacidad y su frecuencia. RESISTENCIA Es la oposición de un dispositivo o material al paso de la corriente continua; se expresa en ohmios LED: diodo emisor de luz es un componente optoelectrónico pasivo
  10. 10. 10 POTENCIOMETRO Es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. PUENTE DE DIODOS Es un circuito electrónico usado en la conversión de corriente alterna en corriente continua. También es conocido como circuito o puente. Consiste en cuatro diodos comunes, que convierten una señal con partes positivas y negativas en una señal únicamente positiva. Un simple diodo permitiría quedarse con la parte positiva, pero el puente permite aprovechar también la parte negativa. El puente, junto con un condensador y un diodo Zener, permite convertir la corriente alterna en continua. Para esta etapa se utilizara 4 diodos en forma de puente para rectificar la señal entonces la rectificación va a hacer de onda completa: : es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua. Los diodos son los siguientes 4N4144 .conduce una corriente máxima de 0,2 Amperios y soporta una tensión inversa de 75 Voltios y es rápido ya que reacciona en solo 4 nanosegundos (10 elevado a -9). Se utiliza para muy variados propósitos a cualquier frecuencia. Suele ser de cristal. REGULADORES DE VOLTAJE Un regulador de voltaje o regulador de voltaje es un dispositivo electrónico diseñado para mantener un nivel de tensión constante. Los reguladores electrónicos de tensión se encuentran en dispositivos como las fuentes de alimentación de los computadores, donde estabilizan las tensiones DC usadas por el procesador y otros elementos. En los alternadores de los automóviles y en las plantas generadoras, los reguladores de tensión controlan la salida de la planta. En un sistema de
  11. 11. 11 distribución de energía eléctrica, los reguladores de tensión pueden instalarse en una subestación o junto con las líneas de distribución de forma que todos los consumidores reciban una tensión constante independientemente de qué tanta potencia exista en la línea. PROTOBOARD(TABLERO PARA CONEXIONES):Es un dispositivo que permite ensamblar circuitos electrónicos sin usar soldadura Su estructura permite una conexión rápida y fácil entre los componentes electrónicos y es ideal para el desarrollo de experimentos. Métodos para la creación de una placa para circuitos impresos: 1. La impresión serigráfica: utiliza tintas resistentes al grabado para proteger la capa de cobre. Los grabados posteriores retiran el cobre no deseado. Alternativamente, la tinta puede ser conductiva, y se imprime en una tarjeta virgen no conductiva. Esta última técnica también se utiliza en la fabricación de circuitos híbridos. 2. El fotograbado: utiliza una fotomecánica y grabado químico para eliminar la capa de cobre del sustrato. La fotomecánica usualmente se prepara con un fotoplóter, a partir de los datos producidos por un programa para el diseño de circuitos impresos. Algunas veces se utilizan transparencias impresas en una impresora láser como fotoherramientas de baja resolución. 3. El fresado de circuitos impresos: es una fresa mecánica de 2 o 3 ejes para quitar el cobre del sustrato. Una fresa para circuitos impresos funciona en forma similar a un plóter, recibiendo comandos desde un programa que controla el cabezal de la fresa los ejes x, y y z. Los datos para controla la máquina son generados por el programa de diseño, y son almacenados en un archivo en formato HPGL o Gerber. 4.La impresión en material termosensible: sirve para transferir a través de calor a la placa de cobre. En algunos sitios comentan de uso de papel glossy (fotográfico), y en otros de uso de papel con cera, como los papeles en los que vienen los autoadhesivos. Tanto el recubrimiento con tinta, como el fotograbado requieren de un proceso de atacado químico, en el cual el cobre excedente es eliminado, quedando únicamente el patrón deseado.
  12. 12. 12 Atacado El atacado de la placa virgen se puede realizar de diferentes maneras. La mayoría de los procesos utilizan ácidos o corrosivos para eliminar el cobre excedente. Existen métodos de galvanoplastia que funcionan de manera rápida, pero con el inconveniente de que es necesario atacar al ácido la placa después del galvanizado, ya que no se elimina todo el cobre. Los químicos más utilizados son el cloruro férrico, el sulfuro de amonio, el ácido clorhídrico mezclado con agua y peróxido de hidrógeno. Existen formulaciones de ataque de tipo alcalino y de tipo ácido. Según el tipo de circuito a fabricar, se considera más conveniente un tipo de formulación u otro. Para la fabricación industrial de circuitos impresos es conveniente utilizar máquinas con transporte de rodillos y cámaras de aspersión de los líquidos de ataque, que cuentan con control de temperatura, de control de presión y de velocidad de transporte. También es necesario que cuenten con extracción y lavado de gases. Perforado Las perforaciones o vías del circuito impreso se taladran con pequeñas brocas hechas de carburo tungsteno. El perforado es realizado por maquinaria automatizada, controlada por una cinta de perforaciones o archivo de perforaciones. Estos archivos generados por computador son también llamados “taladros controlados por computadora” (NCD, por sus siglas en inglés) o “archivos Excellon”. El archivo de perforaciones describe la posición y tamaño de cada perforación taladrada. Cuando se requieren vías muy pequeñas, taladrar con brocas es costoso, debido a la alta tasa de uso y fragilidad de éstas. En estos casos, las vías pueden ser evaporadas por un láser. Las vías perforadas de esta forma usualmente tienen una terminación de menor calidad al interior del orificio. Estas perforaciones se llaman “micro vías”.
  13. 13. 13 También es posible, a través de taladrado con control de profundidad, perforado láser, o pre-taladrando las láminas individuales antes de la laminación, producir perforaciones que conectan sólo algunas de las capas de cobre, en vez de atravesar la tarjeta completa. Estas perforaciones se llaman “vías ciegas” cuando conectan una capa interna con una de las capas exteriores, o “vías enterradas” cuando conectan dos capas internas. Las paredes de los orificios, para tarjetas con dos o más capas, son metalizadas con cobre para formar “orificios metalizados”, que conectan eléctricamente las capas conductoras del circuito impreso. Estañado y máscara antisoldante Los pads y superficies en las cuales se montarán los componentes, usualmente se metalizan, ya que el cobre al desnudo no es soldable fácilmente. Tradicionalmente, todo el cobre expuesto era metalizado con soldadura. Esta soldadura solía ser una aleación de plomo-estaño, sin embargo, se están utilizando nuevos compuestos para cumplir con la directiva RoHS de la Unión Europea, la cual restringe el uso de plomo. Los conectores de borde, que se hacen en los lados de las tarjetas, a menudo se metalizan con oro. El metalizado con oro a veces se hace en la tarjeta completa Las áreas que no deben ser soldadas pueden ser recubiertas con un polímero ‘resistente a la soldadura’, el cual evita cortocircuitos entre los pines adyacentes de un componente. Serigrafía Los dibujos y texto se pueden imprimir en las superficies exteriores de un circuito impreso a través de la serigrafía. Cuando el espacio lo permite, el texto de la serigrafía puede indicar los nombres de los componentes, la configuración de los interruptores, puntos de prueba, y otras características útiles en el ensamblaje, prueba y servicio de la tarjeta. También puede imprimirse a través de tecnología de impresión digital por chorro de tinta
  14. 14. 14 (inkjet/Printar) y volcar información variable sobre el circuito (serialización, códigos de barra, información de trazabilidad). Montaje En las tarjetas through hole (“a través del orificio”), los pines de los componentes se insertan en los orificios, y son fijadas eléctrica y mecánicamente a la tarjeta con soldadura. Con la tecnología de montaje superficial, los componentes se sueldan a los pads en las capas exteriores de las tarjetas. A menudo esta tecnología se combina con componentes through hole, debido a que algunos componentes están disponibles sólo en un formato. Pruebas y verificación Las tarjetas sin componentes pueden ser sometidas a “pruebas al desnudo”, donde se verifica cada conexión definida en el netlist en la tarjeta finalizada. Para facilitar las pruebas en producciones de volúmenes grandes, se usa una “Cama de pinchos” para hacer contacto con las áreas de cobre u orificios en uno o ambos lados de la tarjeta. Una computadora le indica a la unidad de pruebas eléctricas, que envíe una pequeña corriente eléctrica a través de cada contacto de la cama de pinchos, y que verifique que esta corriente se reciba en el otro extremo del contacto. Para volúmenes medianos o pequeños, se utilizan unidades de prueba con un cabezal volante que hace contacto con las pistas de cobre y los orificios para verificar la conectividad de la placa verificada. Protección y paquete Los circuitos impresos que se utilizan en ambientes extremos, usualmente tienen un recubrimiento, el cual se aplica sumergiendo la tarjeta o a través de un aerosol, después de que los componentes hayan sido soldados. El recubrimiento previene la corrosión y las corrientes de fuga o cortocircuitos producto de la condensación. Los primeros
  15. 15. 15 recubrimientos utilizados eran ceras. Los recubrimientos modernos están constituidos por soluciones de goma silicosa, poliuretano, acrílico o resina epóxica. Algunos son plásticos aplicados en una cámara al vacío. Métodode la plancha en cual se utilizópara la fuente de voltaje fijay variable: Se hace el circuito de la fuente fija y variable en ares para la creación de la placa para que luego seimprimaen papel laser. Después se pone el acetato en la placa para plancharla encima de papel durante 15 minutos hasta que la hoja de papel se marque los bordes y los contornos del circuito Al terminar este procedimiento se pone la placa en un recipiente boca abajo en agua Trascurrido 10 minutos se saca la placa del recipiente del agua para que después se retire el papel del circuito Con el mismo recipiente adicionar una porción de cloruro férrico Sumergir la placa del circuito impreso en la solución acida durante un determinado tiempo Retirar con cuidado la placa del cloruro férrico Para que después la placa se lave con thinner y de ahí se lave con agua y jabón desengrasante Finalmente se perforo los orificios con el taladro donde se colocaron los componentes al momento de soldar Y se limpió con una esponjilla de lana de acero para dale brillo y textura.
  16. 16. 16 MÉTODOS TEÓRICOS MÉTODO HISTÓRICO Está vinculado al conocimiento de las distintas etapas de los objetos en su sucesión cronológica; para conocer la evolución y desarrollo del objeto o fenómeno de investigación se hace necesario revelar su historia, las etapas principales de su desenvolvimiento y las conexiones históricas fundamentales y se utiliza dicho método para conocer como fue evolucionando las fuentes variables y fijas al paso de la historia. La fuente fija y variable y variable de alimentación fue creada por el científico MICHAEL CHAHUIN a finales del siglo XVll y principios del siglo XIX. Gracias a sus altos conocimientos teórico-científicos ha legado su obra que sigue contribuyendo. Entre la década de 1830 y la década de 1870, los esfuerzos para construir mejores bobinas de inducción, en su mayoría por ensayo y error, reveló lentamente los principios básicos de los transformadores. Un diseño práctico y eficaz no apareció hasta la década de 1880, pero dentro de un decenio, el transformador sería un papel decisivo en la “Guerra de las Corrientes”, y en que los sistemas de distribución de corriente alterna triunfaron sobre sus homólogos de corriente continua, una posición dominante que mantienen desde entonces. MÉTODO DE MODELACIÓN El crecimiento del papel del método de la modelación en la Investigación Científica, está determinado ante todo, por la lógica interna del desarrollo de la ciencia; en particular, por la frecuente necesidad de un reflejo mediatizado de la realidad objetiva que es el modelo (.En este proyecto se llevó a cabo el desarrollo la creación de un diseño y construcción de una fuente variable y fija para el laboratorio de robótica en la Universidad Politécnica de Texcoco.)
  17. 17. 17 EN EL PRIMER REGULADOR 7805 DE VOLTAJE DA DESALIDA 5V (+) EN EL SEGUNDO REGULADOR 7812 DE VOLTAJE DA DE SALISA 12V (+) EN EL TERCR REGULADOR 7912 DE VOLTAJE DA DE SALIDA 12V (-) EN EL CUARTO REGULADOR 7905 DE VOLTAJE DA DE 5V (-)
  18. 18. 18 Aquí se muestra la realización del circuito el diseño para la placa fenólica que mide 20x20 Para la construcción de la fuente de voltaje fija y variable con sus componentes soldados a la placa.
  19. 19. 19 Aquí se ve la parte detrás del circuito con las pistas de acuerdo al circuito y colocados de acuerdo a las líneas que miden 60 milésimas de pulgada o 60 th y sus componentes soldados Aquí se ve la fuente de voltaje fija y variable como quedara en la placa fenólica en la vida real.
  20. 20. 20 Aquí se hizo las puebras en la protoboard de la fuente de voltaje fija y variable para que diera las salidas de los voltajes determinados con los reguladores correspondientes.
  21. 21. 21 En la foto se ve la fuente la placa con los voltajes determinados de los reguladores. EN EL PRIMER REGULADOR 7805 DE VOLTAJE DA DESALIDA 5V (+) EN EL SEGUNDO REGULADOR 7812 DE VOLTAJE DA DE SALISA 12V (+) EN EL TERCR REGULADOR 7912 DE VOLTAJE DA DE SALIDA 12V (-) EN EL CUARTO REGULADOR 7905 DE VOLTAJE DA DE 5V (-) MÉTODOS EMPÍRICOS Conllevan toda una serie de procedimientos prácticos con el objeto y los medios de investigación que permiten revelar las características fundamentales y relaciones esenciales del objeto; que son accesibles a la contemplación sensorial. Los métodos de investigación empírica, representan un nivel en el proceso de investigación cuyo contenido procede fundamentalmente de la experiencia, el cual es sometido a cierta elaboración racional y expresado en un lenguaje determinado. LA OBSERVACIÓN CIENTÍFICA Como método consiste en la percepción directa del objeto de investigación. La observación investigativa es el instrumento universal del científico. La observación permite conocer la realidad mediante a percepción directa de los objetos y fenómenos. Para este proyecto se observó como las fuentes fijas y variables están compuestas por su estructura, su tamaño y su funcionamiento y además se observó a un voltaje determinado.
  22. 22. 22 MÉTODO DE MEDICIÓN La observación fija la presencia de una determinada propiedad del objeto observado o una relación entre componentes, propiedades u otras cualidades de este. Para la expresión de sus resultados no son suficientes con los conceptos cualitativos y comparativos, sino que es necesaria la atribución de valores numéricos a dichas propiedades y relaciones para evaluarlas y representarlas adecuadamente. Para este proyecto se va evaluar los resultados de la fuente fija y variable a través de salidas numéricas de voltajes. Aquí presenta la simulación en el osciloscopio de onda completa y está dando una señal de corriente continua (cc). De una señal Analógica. Que va lento con los reguladores 7905 y 7912 que son negativos.
  23. 23. 23 Aquí se presenta la onda rápida con los reguladores 7812 y 7805 que son positivos al momento de variar el voltaje y de la salida respectiva. La entrevista. Es una técnica de recopilación de información mediante una conversación profesional con la que además de adquirirse información acerca de lo que se investiga, tiene importancia desde el punto de vista educativo; los resultados a lograr en la misión depende en gran medida del nivel de comunicación entre el investigador y los participantes en la misma. En este proyecto no se hizo la entrevista por que se iba a retazar en hacer la encuesta. La encuesta es una técnica de adquisición de información de interés sociológico, mediante un cuestionario previamente elaborado, a través del cual se puede conocer la opinión o valoración del sujeto seleccionado en una muestra sobre un asunto dado.(de nuestro de nuestro anteproyecto de la fuente fija y variable a los 11 profesores que imparten las 20 materias de la Universidad Politécnica de Texcoco.)
  24. 24. 24 El cuestionario es un instrumento básico de la observación en la encuesta y en la entrevista. En el cuestionario se formula una serie de preguntas que permiten medir una o más variables. El cuestionario posibilita observar los hechos a través de la valoración que hace de los mismos el encuestado o entrevistado, limitándose la investigación a las valoraciones subjetivas de éste.(en este anteproyecto se llevó a cabo un cuestionario para los 11profesores de las 20 materias respondiendo según su criterio sobre el diseño de una Fuente variable y fija para el laboratorio de Robótica en la Universidad Politécnica de Texcoco.) DISEÑO METODÓLOGICO POBLACIÓN Definición: es cualquier conjunto de elementos que tenga una o más propiedades comunes. En este proyecto la población está conformada por un total de 11 profesores de la carrera de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco que imparten las 20 materias MUESTRA Es un grupo relativamente pequeño de unidades de población, que supuestamente representa en mayor o menor medida las características de dicha población. En este proyecto la muestra se corresponderá con el total de la población que son los 11 profesores de la carrera de robótica. En este proyecto se llevó a cabo y se estudió una encuesta aplicada pregunta por pregunta que se aplicó a los 11 profesores que imparten las 20 materias de la carrera de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco y se sacó el porcentaje total de las 6 preguntas de la encuesta. En la pregunta número 1 de la encuesta que era si utilizaban o no el laboratorio de robótica delos 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron 3 personas que si utilizan el laboratorio .por qué para hacer prácticas y 8 personas no utilizan el laboratorio por qué. No es necesario para utilizarlo en sus materias.
  25. 25. 25 En la pregunta número 2 de la encuesta. Que era .De las materias que imparten ¿Cuáles requieren el uso de fuentes de poder? De los 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron 4 profesores. Por qué si requieren en todas las materias en relación con las materias de Robótica y 7 personas no lo requieren en sus materias que imparten. En la pregunta número 3 de la encuesta. Que era ¿Cuántas de las materias que imparten requieren el uso de laboratorio? Del os 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron 5 requieren en el uso de laboratorio .por que hacer prácticas relacionado con los temas de sus materias. Y 5 Personas no requieren el uso del laboratorio. Por qué no implica en sus materias que imparten. En la pregunta número 4 de la encuesta. Que era¿ El número de fuentes que existen actualmente en el laboratorio son suficientes para el desarrollo de las practicas?. Delos 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron 2 .por que para un número no muy grandes de alumnos para hacer las prácticas en el laboratorio. Y 8 profesores respondieron porque no hay suficientes fuentes para el laboratorio y 2 no opinaron en la pregunta. En la pregunta número 5 de la encuesta. ¿Cómo cree usted que se podría el problema de la falta en la UPTex? . De los 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron.8 profesores por qué. En los alumnos que las hagan su fuente y la traigan para el desarrollo de las prácticas u otra opción mandarlas hacer las fuentes. Y 2 personas no opinaron nada. En la pregunta número 6 de la encuesta. Si los alumnos de la UPTex hicieran fuentes de poder para uso en el laboratorio ¿las usaría? de los 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron. Solo 8 profesores que dijeron que sí porque sería más práctico de hacer experimentos con los prototipos y sacar un voltaje deseado. Y 3 profesores dicen porque no tienen que ver con la asignatura.
  26. 26. 26 COMPROBACIÓN, PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LA INVESTIGACION: En este proyecto se analizó la encuesta aplicada pregunta por pregunta que se aplicó a los 11 profesores que imparten las 20 materias de la carrera de robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Y se sacó el porcentaje total de las 6 preguntas atreves de gráficos de pastel en cada una de las preguntas. En la pregunta número 1 de la encuesta de que era si utilizaban o no el laboratorio de robótica delos 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron 3 personas que si utilizan el laboratorio .por qué para hacer prácticas y 8 personas no utilizan el laboratorio por qué. no es necesario para utilízalo en sus materias. En la pregunta número 2 de la encuesta. De las materias que imparten ¿Cuáles requieren el uso de fuentes de poder? De los 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron 4 profesores. Por qué si requieren en todas las materias en relación con las materias de Robótica y 7 personas no lo requieren en sus materias que imparten.
  27. 27. 27 En la pregunta número 3 de la encuesta. ¿ Cuántas de las materias que imparten requieren el uso de laboratorio? De los 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron 5 requieren en el uso de laboratorio .por que hacer prácticas relacionado con los temas de sus materias. Y 5 personas no requieren el uso del laboratorio. Por qué no implica en su materia que imparten.
  28. 28. 28 En la pregunta número 4 de la encuesta. ¿ El número de fuentes que existen actualmente en el laboratorio son suficientes para el desarrollo de las practicas? Delos 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron 2 .por que para un número no muy grandes de alumnos para Hacer las prácticas en el laboratorio. Y 8 profesores respondieron porque no hay suficientes fuentes para el laboratorio y 2 no opinaron en la pregunta.
  29. 29. 29 En la pregunta número 5 de la encuesta. ¿Cómo cree usted que se podría el problema de la falta en la UPTex? . De los 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron.8 profesores por qué. En los alumnos que las hagan su fuente y la traigan para el desarrollo de las prácticas u otra opción mandarlas hacer las fuentes. Y 2 personas no opinaron nada.
  30. 30. 30 En la pregunta número 6 de la encuesta. Si los alumnos de la UPTex hicieran fuentes de poder para uso en el laboratorio ¿las usaría? De los 11 profesores que imparten las 20 materias de Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo respondieron. Solo 8 profesores que dijeron que si por qué sería más práctico de hacer experimentos con los prototipos y sacar un voltaje deseado. Y 3 profesores dicen porque no tienen que ver con la asignatura.
  31. 31. 31 EN EL PRIMER REGULADOR 7805 DE VOLTAJE DIO 5V(+) EN EL SEGUNDO REGULADOR 7812 DE VOLTAJE DIO 12V(+) EN EL TERCR REGULADOR 7912 DE VOLTAJE DIO 12V(-) EN EL CUARTO REGULADOR 7905 DE VOLTAJE DIO 5V(-)
  32. 32. 32 Aquí se hizo las pruebas en la protoboard de la fuente de voltaje fija y variable para que dio las salidas de los voltajes determinados con los reguladores correspondientes. En esta foto se muestra la fuente fija y variable funcionando correctamente al momento de encender el led cuando dio los voltajes determinados. EN EL PRIMER REGULADOR 7805 DE VOLTAJE DIO 5V(+) EN EL SEGUNDO REGULADOR 7812 DE VOLTAJE DIO 12V(+) EN EL TERCR REGULADOR 7912 DE VOLTAJE DIO 12V(-) EN EL CUARTO REGULADOR 7905 DE VOLTAJE DIO 5V(-)
  33. 33. 33 Conclusiones: Las fuentes fijas y variables son utilidad para el desarrollo de experimentos y prácticas de robótica en los laboratorios de UPTex (En la universidad politécnica de Texcoco). Sin embargo .las fuentes fijas y variables son una buena utilidad nos brindan un voltaje determinado deseado que es convertir la tensión alterna en una tensión continua, variable y después directa. Por ejemplo. Las fuentes fijas sirven para diversos tipos de trabajo. 1) Es multifunción para cualquier artefacto electrónico y robótico. 3) Es muy fácil de usar, es didáctico e innovador. 4) Es primordial para cualquier artefacto electrónico 5) Es fácil acceder la fuente de alimentación y muy fácil de ensamblar, basta tener un poco de conocimientos de electrónica y robótica y una pequeña inversión económica y finalmente se logró a cabo dicho proyecto de la fuente fija y variable Finalmente: Se Fundamentó teórica y metodológicamente el diseño y construcción de una fuente variable y fija para los aparatos en los Laboratorios de Robótica y Electrónica. Se Diagnosticó el problema que presentan la fuente variable y fija para los aparatos en los laboratorios de robótica y electrónica. Se Identificó las causas de las fuentes variables al momento de no funcionar en los aparatos en los laboratorios de electrónica y Robótica. Se Propuso el diseño y construcción de una fuente variable y fija para los aparatos en los laboratorios de Robótica y electrónica para que se regule el voltaje.
  34. 34. 34 RECOMENDACIONES Recomendar que este diseño y construcción se lleve a cabo de manera física en otros proyectos de ingeniería de Electrónica y Robótica. Bibliografías: 1. Autor: PONCECHIPANA MICHAEL JEFFERSON.http://poncechipanamichael2008.blogspot.mx/2005_12_01_archive.html Año2005. 2. Cervantes Acuña, Jacqueline.DibujoElectrónico FacultadDe IngenieríaMecánicaEléctrica/ IIEE-2 UniversidadNacional SanLuisGonzaga De Ica Ica – Perú. 3. L. Floyd Thomas, DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS,Año1994 volumen1 editorial Pearson. 4. Eduard Ballester,RobertPique.ElectrónicaDe PotenciaPrincipiosFundamentales yEstructuras Básicas,Año2013 Editorial Alfaomega. 5. Fuente de Voltaje +12v, -12v, +5v, -5v https://www.youtube.com/watch?v=mPyC_yZCTHg
  35. 35. 35 REFERENCIAS 1. El.Autor: PONCE CHIPANA MICHAELseñalo(2005 “ De hecholahistoriademuestraque incluso unsolodesarrollode unafuente fijayvariable Puede serlaclave que provoque unefectode multiplicaciónque lleve alaciencia a un nivel en cuanto a conocimientoaimpactose refiere. Existe unagran tendencia común al estudiarsobre losgrandescientíficos,inventores e innovadoresque estudiaron lasfuentesfijasyvariablesde creerque sucontribución fue un esfuerzocompletamente individual.”) 2. Cervantes Acuña, Jacqueline.DibujoElectrónico FacultadDe IngenieríaMecánicaEléctrica de Ica Perú.(2005” y señalo que La fuente fijayvariable esunafuente de alimentaciónque daun voltaje fijodentrode unrango de toleranciaporejemplosi dice que te da9 voltsdc (corriente continua) a10% de toleranciavas a teneruna salidade 8.1 a 9.9 volts.Una fuente variablecomprende unrangomásgrande losmás usualessonde 1.5, 3, 6, 9 y 12 volts,sirve parasuministrarde energíaeléctricaaparatosrobóticos y electrónicos.”)
  36. 36. 36 Anexos : Diseño de la fuente variable y fija en simulación en proteus en UPTex.
  37. 37. 37 Diseño de la fuente variable y fija en simulación en ares en UPTex.
  38. 38. 38 Diseño de la fuente variable y fija en simulación en ares en tercera dimensión en el circuito con las pistas que miden 60 th o milésimas de pulgada de acuerdo al circuito y sus componentes colocados de acuerdo a las líneas y soldados en UPTex
  39. 39. 39 Diseño de la fuente variable y fija en simulación en ares en tercera dimensión en el circuito y con los componentes colocados en UPTex Puebras en la protoboard de la fuente fija y variable .
  40. 40. 40 Construcción de la fuente fija y variable con los voltajes determinados correspondientes de los reguladores de voltaje en UPTex.
  41. 41. 41 Grafica de pastel de la pregunta número 1 de la encuesta en UPTEX. Grafica de pastel de la pregunta número 2 de la encuesta en UPTEX.
  42. 42. 42 Grafica de pastel de la pregunta número 3 de la encuesta en UPTEX. . Grafica de pastel de la pregunta número 4 de la encuesta en UPTEX.
  43. 43. 43 Grafica de pastel de la pregunta número 5 de la encuesta en UPTEX. Grafica de pastel de la pregunta número 6 de la encuesta en UPTEX.

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