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Título :	DESARROLLO DE EQUIPOS A CONTROL REMOTO PARA LA ENSEÑANZA DE LA INSTRUMENTACION ELECTRONICA Y LA FISICA DE PLASMAS
Autor :	URQUIJO CARMONA, JAIME DE
Fecha de publicación :	2022
URI :	https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/8288
metadata.dc.contributor.responsible:	URQUIJO CARMONA, JAIME DE
metadata.dcterms.callforproject:	2022
metadata.dc.coverage.temporal:	2022-2024
metadata.dcterms.educationLevel:	Licenciatura
metadata.dcterms.educationLevel.SEP:	nivel superior
metadata.dc.description.objective:	Objetivo general: El objetivo general de este proyecto es la operación a control remoto de equipos ya construidos para la enseñanza de la Instrumentación Electrónica y la Física de Plasmas Térmicos. Consideramos que los efectos que la pandemia del Covid-19 han tenido en la impartición de materias experimentales han sido tan desastrosos que es indispensable reaccionar ante ello con el desarrollo de instrumentos controlables remotamente para que el alumnado haga las prácticas a plenitud, sin simuladores de por medio o demostraciones del profesor. Este proyecto contempla la participación de estudiantes de licenciatura que colaboren en el desarrollo de los equipos y de esta experiencia escriban su tesis profesional. También se hará la difusión de los avances obtenidos en el proyecto. Objetivos especificos: OBJETIVO 1 Basados en la experiencia exitosa del Entrenador Analógico/Digital desarrollado hace tres años y apoyado por el PAPIME, en este proyecto proponemos su automatización total para que sea controlable remotamente. OBJETIVO 2 Una vez construida la cámara de descargas eléctricas en gases (plasmas de baja temperatura) para la enseñanza de la física de plasmas, el objetivo presente es la automatización del equipo, incluidos los instrumentos de diagnóstico del plasma. Estos últimos se han desarrollado con apoyo del PAPIME, y son generadores de rampas para sondas de Langmuir, detectores de luz y un monocromador automatizado. La cámara de descargas eléctricas para la enseñanza contempla lso experimentos siguientes: Descargas (avalanchas) pulsadas en el régimen de Townsend para observar los procesos de ionización, arrastre electrónico e iónico, y por otra parte, una descarga de resplandor para estudiar la emisión de luz del gas ionizado y medir su densidad y temperatura con una sonda de Langmuir. Cada experimento contará con su manual de operación y otro con la teoría necesaria para su comprensión. OBJETIVO 3 Asociar estudiantes de licenciatura para que desarrollen sus tesis en torno a los objetivos de este proyecto. OBJETIVO 4 Presentar los avances de estos trabajos en congresos nacionales. Divulgar, al nivel de seminarios, los avances de este proyecto.
metadata.dc.description.strategies:	Tipo de intervención educativa : Recursos digitales, sistemas informáticos o equipo especializado para promover la formación del alumnado universitario 1 ENTRENADOR ANALÓGICO-DIGITAL Y CÁMARA DE DESCARGAS Paso 1. Se cuenta con un diseño preliminar del entrenador. A partir de este diseño se distinguirán vertientes, a saber: hardware y software. Paso 2. HARDWARE La estructura a seguir para seleccionar uno de los treinta módulos del entrenador será en base a interruptores, algunos de ellos electromecánicos en el caso de portar corrientes en exceso de 5 mA, y por otra parte, los interruptores digitales para habilitar las entradas y salidas de los circuitos bajo estudio. Para tal efecto, se tiene pensado estructurar un "bus" que porte todas las señales y se conecte a todas las fuentes, y que los módulos seleccionados se conecten mediante los interruptores. Los módulos analógicos y digitales ya han sido diseñados, por lo que sólo se replicarán en la tarjeta general. Se proveerá de los canales de entrada y salida de las señales de control, analógicas y digitales tanto de entrada como de salida, conectadas a la tarjeta National Instruments 6212 que se está solicitando. Esta tarjeta cuenta con dos convertidores analógico-digitales de 16 bits, 16 puertos digitales de entrada/salida que expandiremos en modo multiplexado hasta ochenta canales para el control de interruptores y canalización de señales digitales. Ya contamos con los módulos de expansión. Paso 3. SOFTWARE Se diseñará el programa de control del sistema de módulos de estudio, tomando en cuenta el esquema de operación descrito en el Paso 2. Una vez concluido tanto este paquete como el del hardware, se acoplarán y probarán hasta que operen satisfactoriamente. La segunda etapa del software consiste en acoplar instrumentos (osciloscopio, fuentes de alimentación, generador), todos controlados por interfaces USB o señales analógicas a la tarjeta de control. Se probará la operación satisfactoria de esta etapa. La tercera etapa consiste en generar en la pantalla de la computadora el esquema del circuito bajo estudio, las pantallas de los multiímetros y el osciloscopio con la señal de entrada producida por un generador controlado por USB, por una parte, y por la otra la señal de salida del circuito bajo estudio. Paso 4. PRUEBA FINAL Y DOCUMENTACIÓN Se harán las pruebas de cada módulo hasta que se consiga que todos operan satisfactoriamente. Se elaborará la memoria de diseño de todo el instrumento (hardware y software), el manual de operación del entrenador y un manual de prácticas de los 30 módulos de estudio.
metadata.dc.description.goals:	Metas 1er año: Durante el primer año plantemos la consecución de las siguientes metas: 1. Diseño de los controles remotos del entrenador analógico-digital y la cámara de descargas para la enseñanza. 2. Adquisición de las componentes mecánicas, eléctricas y electrónicas. 3. Diseño de las tabletas de circuitos impresos. 4. Desarrollo del software de control para el entrenador analógico-digital. 5. Prueba del control para el entrenador analógico-digital. 6. Pruebas de operación de todo el conjunto para el entrenador. 7. Presentación de los avances en congresos nacionales. 8. Dirección de tesis de licenciatura (Hay que conseguir los estudiantes). 9. Asesoría de estudiantes de servicio social. Metas 2do año: 1. Prueba del control para la cámara de descargas. 2. Pruebas de operación de todo el conjunto para la cámara de descargas. 3. Presentación de los avances en congresos nacionales. 4. Dirección de tesis de licenciatura (Hay que conseguir los estudiantes). 5. Asesoría de estudiantes de servicio social. 6. Elaboración de informes técnicos. 7. Elaboración de manuales de operación.
metadata.dc.description.selfAssessment:	De las siete metas originalmente propuestas, cuatro se han concluido al 100%, quedando pendientes tres de ellas, con avances entre 60% y 90%. Dichas metas se cumplirán en el curso de este año sin menoscabo de cumplir con las ya aprobadas en un proyecto nuevo que ha iniciado este año. Las metas se han ampliado al generar dos paquetes de entrenamiento "en línea", que servirán de apoyo para la impartición del curso de Instrumentación Electrónica en tiempo real y, también, para difundir estos paquetes en escuelas, institutos y universidades donde la adquisición de equipos resulta presupuestalmente difícil o a veces imposible. Se trata de Software Gratuito. Ahora estamos en el proceso de registro para proteger la propiedad intelectual de la UNAM. Se cumplió con una octava meta no contemplada en la propuesta original, al conseguir la publicación del artículo sobre "La Vela Bailarina" que, una vez más fomentará la construcción del aparato en muchas otras escuelas para la difusión de la física de plasmas. Finalmente, consideramos que el proyecto ha dado muy buenos resultados en desarrollo de experimentos para la docencia, la formación de recursos humanos y la difusión del conocimiento, reiterando nuestro compromiso de concluir las metas que no llegamos a concluir al 100%. Agradecemos cumplidamente al PAPIME su firme apoyo para permitirnos participar en la creación de nuevos métodos de enseñanza.
metadata.dc.description.goalsAchieved:	PRIMER AÑO 1. Diseño de los controles remotos del entrenador analógico-digital y la cámara de descargas para la enseñanza. Esta meta se logró totalmente.. 2. Adquisición de las componentes mecánicas, eléctricas y electrónicas Esta meta se logró totalmente 3. Diseño de la tabletas de circuitos impresos Esta meta se logró totalmente. 4. Desarrollo del software de control para el entrenador analógico-digital Esta meta se logró parcialmente. 5. Prueba del control para el entrenador analógico-digital Esta meta se logró parcialmente. 6. Pruebas de operación de todo el conjunto para el entrenador Pendientes 7. Presentación de los avances en congresos nacionales Esta meta se logró totalmente. 8. Dirección de tesis de licenciatura Esta meta se logró totalmente. 9. Asesoría de estudiantes de servicio social Esta meta se logró totalmente. SEGUNDO AÑO 1. Prueba del control para la cámara de descargas. Esta meta se logró totalmente. 2. Pruebas de operación de todo el conjunto para la cámara de descargas. Esta meta se logró totalmente. 3. Presentación de los avances en congresos nacionales. Esta meta se logró totalmente. 4. Dirección de tesis de licenciatura (Hay que conseguir los estudiantes). Esta meta se logró totalmente. 5. Asesoría de estudiantes de servicio social. Esta meta se logró totalmente. 6. Elaboración de informes técnicos. Esta meta se logró totalmente. 7. Elaboración de manuales de operación. Esta meta se logró parcialmente 8. Publicación de un artículo en revista indizada. Aún cuando no se contempló originalmente, se consiguió la aceptación de un artículo relacionado con la difusión de la física de plasmas en una revista internacional (The Physics Teacher), y que será publicado próximamente.
metadata.dcterms.provenance:	Instituto de Ciencias Físicas (ICF)
metadata.dc.subject.DGAPA:	Física
metadata.dc.type:	Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones:	1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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