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Curso : 2019/2020

435 - Graduado en Ingeniería Química

29919 - Fundamentos de electrónica


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
29919 - Fundamentos de electrónica
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
435 - Graduado en Ingeniería Química
Créditos:
6.0
Curso:
3
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1.Información Básica

1.1.Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo general de esta asignatura es proporcionar a los alumnos conocimientos básicos sobre Electrónica analógica, digital y de potencia, así como presentarles la terminología habitual y capacitarles para el análisis de circuitos electrónicos sencillos.

El proceso de aprendizaje se articula desde la necesidad o escenario hacia la solución o dispositivo. Primero se presentan los escenarios en los que se requiere la participación de un sistema basado en dispositivos electrónicos. A continuación se identifican los sistemas electrónicos más representativos que cubren los requisitos previamente enunciados. Entonces se presentan los dispositivos electrónicos más habituales, estudiando su principio de funcionamiento. A continuación se diseñan los sistemas basados en los dispositivos electrónicos explicados que cubren las necesidades inicialmente enunciadas.

1.2.Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura cubre el requisito de formación en la Materia Fundamentos de Electrónica contenido en el Módulo de Obligatorias Rama Industrial de la titulación del Grado en Ingeniería Química. Esta titulación habilita para la profesión de Ingeniero Técnico Químico.

Hoy en día la gestión eficaz de muchas máquinas, motores e instalaciones industriales, y de la monitorización y el control de procesos requiere del uso de la electrónica. Con la Electrónica de Potencia es posible controlar motores y automatismos, mientras que la Electrónica Analógica y la Electrónica Digital permiten capturar datos de sensores, analizar la información y tomar decisiones de gestión de forma rápida y precisa, para así controlar el trabajo de los actuadores en procesos. En este aspecto, se trata de una asignatura relacionada con las asignaturas de tercer y cuarto curso “Experimentación en Ingeniería Química I y II” y “Control de Procesos Químicos” de cuarto curso. La asignatura Fundamentos de Electrónica permite al alumnado adquirir las competencias necesarias para integrar los sistemas electrónicos en el mundo de la Ingeniería Química.

1.3.Recomendaciones para cursar la asignatura

Es recomendable que el alumno haya cursado la asignatura “Fundamentos de Electrotecnia” del segundo curso y “Fundamentos de informática” del primer curso.

2.Competencias y resultados de aprendizaje

2.1.Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Competencias genéricas

C04 - Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico.

C06 - Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en castellano.

C07 - Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma.

 

Competencias específicas

C22 - Conocimiento de los fundamentos de la electrónica.

2.2.Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

1.Identifica las aplicaciones y funciones de la electrónica en la Ingeniería.

2.Reconoce los componentes y dispositivos electrónicos básicos utilizados para las distintas funciones electrónicas.

3.Sabe utilizar las técnicas básicas de análisis de circuitos electrónicos analógicos, digitales y de potencia.

4.Tiene aptitud para diseñar circuitos electrónicos analógicos, digitales y de potencia a nivel de bloque.

5.Maneja los instrumentos propios de un laboratorio de electrónica básica y utiliza herramientas de simulación electrónica.

2.3.Importancia de los resultados de aprendizaje

El conocimiento y comprensión de la Electrónica es importante para el ejercicio de parte de las competencias de un graduado en Ingeniería Química, por lo que las capacidades adquiridas en esta asignatura serán de gran utilidad para su formación.

En una sociedad en la que la Electrónica se ha convertido en una tecnología omnipresente, los conceptos explicados en esta asignatura permitirán al alumno empezar a comprender las bases tecnológicas y el funcionamiento de los múltiples dispositivos electrónicos que nos rodean.

La formación experimental en el laboratorio es insustituible para el graduado en Ingeniería Química y le permite acercar los planteamientos teóricos a la realidad de los montajes experimentales.

La asignatura “Fundamentos de Electrónica” sienta las bases necesarias para acometer con éxito las asignaturas relacionadas con los automatismos y el control de máquinas y de procesos.

3.Evaluación

3.1.Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

Prácticas de Laboratorio (20%)

Se calificarán mediante la evaluación del trabajo de los estudiantes en el laboratorio (capacidad de montaje y puesta en marcha de los circuitos y sistemas), de los estudios previos elaborados por los estudiantes, y de los informes presentados a la conclusión de cada sesión práctica. Mediante esta actividad se alcanzan los resultados de aprendizaje 2, 4 y 5.

Calificación CL de 0 a 10 puntos, supondrá el 20% de la calificación global del estudiante. Para aprobar la asignatura es necesario que el alumno realice todas las prácticas programadas y obtener una  nota mínima de prácticas de 4 puntos.

Una práctica no se considerará como realizada si el alumno no presenta el correspondiente trabajo previo y los informes que expresamente se indiquen en los guiones de prácticas.

En caso de no haber realizado alguna práctica de laboratorio, la nota de la parte de prácticas nunca podrá ser superior a 3,5 puntos.

Actividades de evaluación continua (15%)

Con el fin de incentivar el trabajo continuado, se realizarán actividades evaluables distribuidas a lo largo del semestre. Las actividades concretas a realizar se comunicarán en clase de la asignatura. Mediante esta actividad se alcanzan los resultados de aprendizaje 1, 2, 3 y 4.

Calificación CE de 0 a 10 puntos, suponiendo un 15% de la calificación global.

La nota mínima de esta parte, necesaria para aprobar la asignatura, será de 4 puntos.

Examen teórico-práctico (65%)

Compuesto por cuestiones teórico-prácticas y problemas, a realizar en las convocatorias oficiales. Se valorará la corrección de las respuestas, los desarrollos, diseños y resultados numéricos. Mediante esta actividad se alcanzan los resultados de aprendizaje 1, 2, 3 y 4.

Calificación CT de 0 a 10 puntos. Supondrá el 65% de la calificación global del estudiante (o el 80% si no superó las actividades de evaluación continua). La nota mínima de esta parte, necesaria para aprobar la asignatura, será de 3 puntos.

PRUEBA GLOBAL (CONVOCATORIAS OFICIALES)

En las dos convocatorias oficiales se realizará la evaluación global del estudiante. En ambas fechas se realizarán las siguientes pruebas:

  • Examen teórico-práctico: calificación CT de 0 a 10 puntos. Supondrá el 80% de la calificación global, y se requerirá una nota mínima para esta parte de 3 puntos.
  • Examen de laboratorio: Calificación CL de 0 a 10 puntos. Supondrá el 20% de la calificación global. De este examen, estarán eximidos los estudiantes que hayan realizado todas las prácticas programadas y obtenido una calificación de prácticas durante el curso mayor o igual que 4 puntos. El examen consistirá en la implementación de circuitos y sistemas similares a los desarrollados durante el curso en las sesiones de prácticas de laboratorio. Se valorará la metodología de diseño, el funcionamiento del circuito o sistema y el manejo de los instrumentos, herramientas de desarrollo y equipos de laboratorio. La nota mínima de esta parte, necesaria para aprobar la asignatura, será de 4 puntos.

Si no se alcanzan las notas mínimas antes indicadas, tanto en el examen teórico-práctico como en las prácticas de laboratorio, o en su caso el examen de laboratorio,  la calificación global de la convocatoria nunca podrá ser superior a 4,5 puntos.

 

*La asignatura se supera con una calificación global mínima de 5 puntos sobre 10.*

4.Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1.Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

El proceso de enseñanza se desarrollará en dos niveles principales: clases de teoría y problemas y laboratorio. El nivel de participación del estudiante irá creciendo conforme vaya asumiendo las bases de la materia.

  • En las clases de teoría y problemas se expondrán las bases teóricas de la electrónica, enfocando al alumno a casos prácticos vinculados en la medida de lo posible con su especialidad.
  • Los trabajos de simulación que puedan proponerse tienen un doble propósito: asentar de forma óptima los conceptos teóricos y preparar las sesiones de laboratorio.
  • Se desarrollarán prácticas de laboratorio en grupos reducidos, donde el estudiante montará y comprobará el funcionamiento de circuitos y sistemas electrónicos ya previamente estudiados en clase. Las sesiones de prácticas estarán orientadas a la implementación de un sistema electrónico completo de aplicación industrial, es decir, el alumno desarrollará un sistema electrónico completo de aplicación industrial en la última sesión.

El material para el desarrollo de la asignatura estará disponible en la plataforma moodle de la asignatura, desde donde el alumno podrá descargarse los siguientes documentos:

  • Presentación de la asignatura incluyendo: datos de contacto de los profesores, horarios de tutorías, docencia y prácticas; criterios de calificación de las distintas actividades de evaluación; descripción de los objetivos y programa de asignatura, así como las referencias bibliográficas más relevantes.
  • Transparencias de las clases magistrales.
  • Guiones de las sesiones prácticas de laboratorio.
  • Recopilación de problemas de apoyo a la actividad de evaluación.

4.2.Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Clases magistrales (30 horas, presencial)

La aproximación a los contenidos se realiza a través de la presentación de las funciones que la electrónica desempeña en el ámbito de la ingeniería en general y de la ingeniería química en particular, en un recorrido articulado en torno a un proyecto de aplicación que se irá desarrollando en las prácticas. Los dispositivos y sistemas electrónicos se van introduciendo conforme van apareciendo en dicho proyecto.

Prácticas de aula (15 horas, presencial)

En esta actividad se resuelven de manera participativa problemas de aplicación. Se anima a los alumnos a que previamente a la clase resuelvan por su cuenta los problemas que les habrá indicado el profesor.

Prácticas de laboratorio (15 horas, presencial)

El laboratorio de electrónica es un escenario con el que el alumno no está familiarizado, y en el que ha de aprender a mantener una necesaria actitud de seriedad, prudencia y observancia. Para la realización de las prácticas de laboratorio de esta asignatura los alumnos disponen de guiones de prácticas facilitados con antelación por el departamento. Estos guiones contienen una descripción de los montajes y las pautas, objetivos y especificaciones para el desarrollo de la actividad.

Se requerirá que los estudiantes acudan a la clase de laboratorio con la práctica que van a hacer debidamente preparada y con el trabajo previo específicamente indicado en el guión correctamente realizado. Dicho trabajo previo deberá ser entregado, al igual que el informe elaborado durante el desarrollo de la práctica, siguiendo las indicaciones del guión para formar parte del proceso de evaluación.

 

Trabajos prácticos (30 horas, no presencial)

Estos trabajos se refieren a la preparación de las sesiones prácticas y a las actividades de evaluación continua. Las actividades concretas a realizar se comunicarán en clase y en la Plataforma moodle de la asignatura.

Estudio y trabajo personal (55 horas, no presencial)

Es muy importante que el alumno desarrolle de manera constante, y repartido a lo largo de todo el semestre, trabajo personal de estudio y resolución de problemas.

Tutorías (presencial)

El estudiante que lo desee acudirá al profesor a plantearle dudas de la asignatura. Para ello el estudiante dispone de un horario de atención de tutorías.

Evaluación (5 horas, presencial)

Además de la función calificadora, la evaluación también es una herramienta de aprendizaje con la que el alumno comprueba el grado de comprensión y asimilación que ha alcanzado de la materia.

4.3.Programa

PROGRAMA TEÓRICO 

Bloque 1. Funciones de la electrónica en la Ingeniería Química. Sistemas electrónicos y sus bloques. Instrumentación de laboratorio básica. Simulación electrónica.

Bloque 2. Sistemas de alimentación. Fuente de alimentación AC/DC. Dispositivos asociados: diodos. Tipos de diodos: estructura interna, modelos, circuitos y aplicaciones. Aplicaciones y tipos de Sistemas de alimentación: Fotovoltaico, Baterías, AC/DC, DC/DC. Reguladores integrados lineales y conmutados.

Bloque 3. Sistemas de control y visualización.

Procesamiento de la información: Electrónica digital. Algebra de Boole. Bloques combinacionales y secuenciales. Implementación de sistemas digitales: Tecnología CMOS, PLDs, Microprocesadores y Microcontroladores. Comparación y generación de señales usando amplificadores operacionales.

Control de potencia. Dispositivos asociados: Transistores bipolares y unipolares, Tiristores. Estructura interna, modelos, circuitos y aplicaciones.

Bloque 4. Sensado y amplificación. Tipos de sensores: Características y aplicaciones. Amplificación y filtrado basado en etapas lineales con amplificador operacional. Aplicaciones.

 

PROGRAMA PRÁCTICO

P1) Instrumentación de laboratorio.

P2) Fuente de alimentación.

P3) Circuito digital de conteo.

P4) Sistema de control y visualización basado en microcontrolador.

P5) Control de Potencia.

P6) Integración de un Sistema industrial. Sensores y circuitos de control.

4.4.Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Las clases magistrales y de problemas y las sesiones de prácticas en el laboratorio se imparten según horario establecido por el centro y es publicado con anterioridad a la fecha de comienzo del curso.

Cada profesor informará inicialmente, y en caso de modificaciones puntuales, de su horario de atención de tutoría.

El resto de actividades se planificará en función del número de alumnos y se dará a conocer con la suficiente antelación.

 

La asignatura se imparte en el primer semestre del tercer curso de la titulación.

Las fechas concretas de inicio y final de las clases, así como las fechas de realización de las prácticas de laboratorio, entrega de trabajos y exámenes se harán públicas al comienzo del curso, en función de los horarios fijados por el Centro.

4.5.Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=29919&year=2019


Curso : 2019/2020

435 - Bachelor's Degree in Chemical Engineering

29919 - Fundamentals of electronics


Información del Plan Docente

Academic Year:
2019/20
Subject:
29919 - Fundamentals of electronics
Faculty / School:
110 -
Degree:
435 - Bachelor's Degree in Chemical Engineering
ECTS:
6.0
Year:
3
Semester:
First semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1.General information

1.1.Aims of the course

1.2.Context and importance of this course in the degree

1.3.Recommendations to take this course

2.Learning goals

2.1.Competences

2.2.Learning goals

2.3.Importance of learning goals

3.Assessment (1st and 2nd call)

3.1.Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

4.Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1.Methodological overview

The learning process will be developed in two main levels: theory and problem classes and laboratory. The student participation level keeps growing as the subject basics are being assimilated.
- In the theory and problem classes, the electronics theoretical grounding will be presented focusing the student into practical cases related as much as possible with his speciality.
- The simulation works proposed to have a double purpose: To optimally assimilate the theoretical concepts and to prepare the laboratory classes.
- The laboratory classes will be developed in small groups and the students will assemble and test the circuits and systems previously presented in the theory classes. The laboratory classes are oriented towards the implementation of a full industrial application electronics system, and the students will develop a full industrial application control system in the last laboratory class. The materials required for the subject development will be available in the Moodle platform of the subject, and the student will be able to download the following documents:

- Course presentation including professor contact info, tutorship, theory and laboratory classes timetable; grading criteria for the different assessment activities; subject goals and program description, and bibliography.
- Slides presented in the theory classes.
- Instructions for the laboratory classes.
- Compilation of support problems for the assessment activities.

4.2.Learning tasks

The course includes the following learning tasks:

1.  Theory classes (30 hours, attending)

The approach to the contents is performed through the presentation of the functions that electronics play in the general and chemical industry, in a route traced around an application project to be developed through the laboratory classes. The electronics devices and systems are introduced as they appear in this project.

2.  Problem classes (15 hours, attending)

In this activity application problems are resolved in an interactive atmosphere. Students are encouraged to resolve the problems by themselves previously to the classes.

3.  Laboratory classes (15 hours, attending)

The electronics laboratory is not a familiar place for students, and they have to learn the adequate attitude of seriousness, prudence and observance. For the execution of the laboratory exercises, the students have access to laboratory instructions previously provided by the department. These instructions include the circuit descriptions and the guides, goals and specifications required for the activity development.
It is required that the students make the previous work specifically indicated in the laboratory instructions. The previous work and the report prepared during the laboratory exercise development take part in the assessment process.  

4.  Practical works (30 hours, non-attending)

They include laboratory classes preparation and continuous assessment activities. The particular activities will be announced in the classes and the moodle platform of the subject.

5.  Personal study and work (55 hours, non-attending)

It is very important a constant and regular work oriented towards the theoretical study and the problem resolution.

6.  Tutorship  (attending)

The students can consult any subject related difficulties with the professors. A timetable is available to this purpose.

7.  Assessment (5 hours, attending)

In addition to the grading function, the assessment is also a learning tool for the students: they can check their assimilation level of the subject.

4.3.Syllabus

The course will address the following topics: 

THEORY PROGRAM

Block 1. Electronics functions in Chemical Engineering. Electronics systems and blocks. Basic laboratory instrumentation. electronics simulation.

Block 2. Power supply systems. Power supply AC/DC. Associated devices: diodes. Diode types: internal structure, models, circuits and applications. Applications and types of Power supply Systems: Photovoltaic, Batteries, AC/DC, DC/DC. Integrated linear and switched regulators.

Block 3. Control and Display Systems.
Information processing: Digital electronics. Boole algebra. Combinational and sequential blocks. Digital System Implementation: CMOS technology, PLDs, Microprocessors and Microcontrollers. Comparison and generation of signals using operational amplifiers.
Power control. Associated devices: Bipolar and Unipolar Transistors, Thyristors. Internal structure, models, circuits and applications.

Block 4 Sensors and amplification. Types of sensors: Characteristics and applications. Amplification and filtering based on lineal stages with operational amplifiers. Applications.LABORATORY  PROGRAM

P1) Laboratory instrumentation.
P2) Power supply.
P3) Digital counting circuit.
P4) Microprocessor-based control and display system.
P5) Power control.
P6) Industrial system integration. Sensors and control circuits.

4.4.Course planning and calendar

The theory and problem classes and the laboratory classes follow the timetable set by the centre and it is published previously to the course beginning. The tutorship timetable is announced by the professors at the course beginning. Other activities are planned to depend on the number of students and are announced in advance.

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course will be provided on the first day of class or can be consulted on the official webpage of the centre.

4.5.Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=29919&year=2019