guia integrada de actividades 201419 2015-1

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Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD - Vicerrectora Acadmica y de Investigacin - VIACI Escuela: ECBTI Programa: Ingeniera Electrnica Curso: Electrnica Bsica Cdigo: 201419

GUA INTEGRADA DE ACTIVIDADES

Contexto de la estrategia de aprendizaje a desarrollar en el curso: Las actividades se desarrollarn aplicando la estrategia de aprendizaje basado en proyectos estas se han dividido en 2 fases por cada fase se espera que se entregue un informe del avance en la solucin al problema detonador del proyecto, para que finalmente se consolide el producto final que es la simulacin del sistema electrnico solicitado.

Temticas a desarrollar: Reconocimiento General del Curso.

Nmero de semanas: 4 Fecha: 02 de Febrero al 02 de Marzo de 2015 Momento de evaluacin: Inicial Entorno: Evaluacin y Seguimiento

Fase de la estrategia de aprendizaje: Evaluacin inicial de Presaberes

Actividad individual Productos acadmicos y ponderacin de la actividad individual

Luego de la exploracin en cada entorno se debe leer disciplinadamente el Syllabus del curso e identificar donde encontrara los contenidos del aprendizaje que se estudiaran durante el periodo acadmico. (Entorno de conocimiento).

Realizar la evaluacin inicial referente a los conocimientos previos (Entorno de evaluacin y seguimiento).

Es necesario descargar e instalar el programa Pspice Student 9.1, puesto que es el software recomendado para realizar los montajes y simulacin de los circuitos que se desarrollaran en el curso. Tambin es muy importante se estudie juiciosamente el videotutorial y manual de uso de este simulador circuitos electrnicos (Entorno de aprendizaje practico).

Este curso es metodolgico (terico prctico) por ello debe revisar la hoja de ruta que tiene todas las instrucciones para desarrollo del componente practico del curso, el cual puede desarrollar de manera autodirigida realizando simulaciones.

Luego de haber realizado las actividades anteriores ya cuenta con todo lo necesario para iniciar la interaccin con sus compaeros y tutor en el foro de trabajo colaborativo y comenzar a construir los informes solicitados para cada fase del proyecto realizando aportes significativos basados en la investigacin y la lectura juiciosa de los contenidos del curso. (Entorno de aprendizaje colaborativo).

Ubicacin: Entorno de Evaluacin y Seguimiento

Evaluacin de Presaberes.

Ponderacin: 25 puntos.

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PROYECTO

DISEO Y SIMULACIN DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIN REGULADA.

La mayor parte de los circuitos electrnicos prcticos trabajan a partir de un voltaje de alimentacin de CC. Este ltimo puede ser suministrado, por ejemplo, por una batera. Las bateras ofrecen varias ventajas, siendo la ms importante su naturaleza porttil. Sin embargo, existen situaciones en las cuales el uso de bateras puede resultar muy costoso. En estos casos, debe recurrirse al uso de fuentes de alimentacin, las cuales operan desde la red pblica de corriente alterna AC y proporcionan voltajes de corriente continua CC ms econmicos, estables y potentes.

Figura No. 1 Diagrama de bloques funcionales de una fuente de alimentacin

EL PROBLEMA

Suponga que trabaja para una compaa que disea, prueba, fabrica y comercializa varios instrumentos electrnicos, incluyendo fuentes de

alimentacin de CC.

Su primera asignacin es, desarrollar y probar en el simulador Pspice Student 9.1 (o cualquier otro simulador que sepa usar) una fuente de

alimentacin rectificada por puente de diodos y regulada por un circuito regulador.

La Fuente de Alimentacin debe satisfacer las siguientes especificaciones:

Corriente de carga sin regular (Max): 50 mA Corriente de carga regulada: 20 mA

Voltaje DC de salida regulado: 4,7 V.

Nota: Tenga en cuenta que en PSpice Student 9.1 no se cuenta con el transformador por esta razn se utilizara el smbolo VSIN, asumiendo que es la

tensin de corriente alterna que entrega el devanado secundario (Vsec) con valor de 20VAC Pico a una frecuencia de 60Hz. Smbolo que se muestra

en la figura 2.

Voltaje AC Circuito

Rectificador Filtro con Capacitor

Regulador de voltaje

Carga

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FASE 1

Temticas a desarrollar: Diodos, Transistores y Amplificadores Operacionales, estas son las temticas principales del curso las cuales encontrara desglosadas a profundidad en el syllabus y tambin dentro del entorno de conocimiento del curso.

Nmero de semanas: 6 Fecha: 10 de Febrero al 20 de Marzo de 2015 Momento de evaluacin: Intermedio Entorno: Aprendizaje Colaborativo

Fase de la estrategia de aprendizaje: Fase 1: Etapa de Rectificacin y Filtrado Total de puntos posibles: 150

Actividad individual Productos acadmicos y

ponderacin de la actividad individual

hActividad colaborativa* Productos acadmicos y ponderacin

de la actividad colaborativa

CIRCUITO RECTIFICADOR Conociendo que el voltaje del devanado secundario es de 20VAC Pico se inicia el diseo de la primera etapa que conforma una fuente de alimentacin en este caso se solicita sea un circuito rectificador de onda completa tipo puente.

Fig. No. 2

Dada las Formulas Relacionadas al Rectificador de Onda Completa Tipo Puente:

Se evala la participacin oportuna y los aportes individuales realizados por el estudiante referente al desarrollo de la fase 1 de la siguiente manera: Participacin individual del estudiante en el foro de la fase 1 con aportes sobre El Circuito Rectificador Ponderacin: 45/100 Participacin individual del estudiante en el foro de la fase 1 con aportes sobre El Filtrado con Capacitor Ponderacin: 45/100 Estudiante que no aporte no debe ser incluido en el informe grupal.

Luego de que cada integrante del grupo realice sus aportes se da inicio a la consolidacin del informe grupal donde el grupo debe seleccionar los aportes significativos que den solucin a lo solicitado.

Documento escrito: informe de construccin grupal que incluya: Portada con los nombres de

los integrantes del grupo Introduccin Contenido (Fase 1) Conclusiones Referencias usadas. Deben tener formato APA.

El lder del grupo debe hacer entrega del informe en el espacio llamado entrega y realimentacin de la fase 1 ubicado en el (entorno de Evaluacin y seguimiento). Tamao del archivo final: El tamao NO debe superar los 2MB. Ponderacin: 60/100

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Vrms = VP / 2 PIV = VP (Sal) + 0.7V Vrms = VP x 0.707

VProm = 2VP / VP (Sec) = VP (Sal) + 1.4V

Definiciones: Vrms (sec): Valor eficaz del voltaje del secundario. VProm (sec): Valor promedio del voltaje del secundario. VP (Sal): Valor pico de salida. PIV: Voltaje de Pico Inverso. 1.1 Complete luego de los clculos la siguiente tabla:

Vrms(sec) VProm(sec) VP(Sal) PIV

1.2 Cul de los valores anteriormente calculado es que mostrara un voltmetro digital comn? 1.3 Qu ventaja tiene el usar un rectificador de onda completa tipo puente frente a uno de media onda? 1.4 Es la siguiente afirmacin falsa o verdadera?

La frecuencia de la onda de salida en un rectificador de media onda es la misma que la de la entrada

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FILTRADO CON CAPACITOR

En esta etapa del diseo se debe encontrar el mnimo valor del condensador que se debe colocar en paralelo con la salida del circuito rectificador para lograr el filtrado de la corriente pulsante y tambin lograr un mnimo rizado.

Esta variacin se denomina rizado (ripple) y tiene la misma

frecuencia del voltaje rectificado. Su amplitud pico a pico (Vrpp) est

dada, en forma aproximada, por la siguiente frmula:

Vrpp = IL / f C

En prctica, debe buscarse que la amplitud del rizado Vrpp sea lo

ms pequea posible ya que este voltaje alterno puede

manifestarse como un ruido por ejemplo en los amplificadores de

audio.

Para ello, el valor del condensador de filtro (C) debe ser escogido de tal modo que el producto Rc C, llamado la constante de tiempo del circuito TC, sea mucho mayor que el perodo de la seal de entrada ( T=1/f ), por lo menos diez veces.

1.5 Teniendo en cuenta la informacin anterior y recordando que la mxima corriente que debe manejar nuestra fuente es 50mA. Encuentre el valor del condensador para lograr una tensin de rizado de 0.6 VPP.

C en F

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1.6 El condensador se carga aproximadamente al valor pico de la salida del rectificador tipo puente VP (Sal) teniendo el valor de la corriente sin regular de 50mA por ley de Ohm se conoce valor de Rc y de este modo se logra calcular un valor aproximado de la constante de tiempo Rc C complete la siguiente tabla:

T TC

1.7 Se cumple la condicin de que TC debe ser al menos 10 veces mayor a T?

Si No

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FASE 2

Temticas a desarrollar: Diodos, Transistores y Amplificadores Operacionales, estas son las temticas principales del curso las cuales encontrara desglosadas a profundidad en el syllabus y tambin dentro del entorno de conocimiento del curso.

Nmero de semanas: 6 Fecha: 21 de Marzo al 30 de Abril de 2015 Momento de evaluacin: Intermedia Entorno: Aprendizaje Colaborativo

Fase de la estrategia de aprendizaje: Fase 2: Etapa reguladora de tensin Total de puntos posibles: 150



Actividad colaborativa* Productos acadmicos y ponderacin

de la actividad colaborativa

REFERENCIA DE TENSIN

En este punto del diseo de la fuente alimentacin regulada se debe elegir un diodo Zener cuyo valor de Voltaje Zener sea el voltaje de referencia de nuestro circuito regulador de tensin, en este punto se debe hallar el valor de la resistencia limitadora de corriente que mantendr al Zener en un punto de operacin seguro.

En Pspice se cuenta con el Diodo Zener 1N750:

2.1 Usando la hoja del fabricante del Diodo Zener 1N750 completar siguiente tabla:

VZ Izmax PZmx

2.2 Luego de conocer los valores de VZ y Izmax para el diodo 1N750 se debe hallar el valor de RS que es la resistencia limitadora de corriente para mantener al diodo Zener en un punto de trabajo seguro. Dadas las formulas completar la siguiente tabla:

Se evala la participacin oportuna y los aportes individuales realizados por el estudiante referente al desarrollo de la fase 2 de la siguiente manera: Participacin individual del estudiante en el foro de la fase 2 con aportes sobre La referencia de tensin Ponderacin: 75/100 Estudiante que no aporte no debe ser incluido en el informe grupal.


Documento escrito: Informe de construccin grupal que incluya: Portada con los nombres de

los integrantes del grupo Introduccin Contenido (Fase 2) Conclusiones Referencias usadas. Deben tener formato APA.

El lder del grupo debe hacer entrega del informe en el espacio llamado entrega y realimentacin de la fase 2 ubicado en el (entorno de Evaluacin y seguimiento). Tamao del archivo final: El tamao NO debe superar los 2MB. Ponderacin: 75/100

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VS = VP (Sal) IZ IS Izmn = Izmx 0,15 RSmn = (VS - VZ) / Izmx RSmx = (VS - VZ) / Izmn RS = (RSmn + RSmx) / 2 IS = (VS - VZ) / RS

Definiciones: VS: Valor de la fuente de tensin no regulada VZ: Voltaje Zener (parmetro en hoja del fabricante) PZmx: Potencia mxima soportada por el Zener (parmetro en hoja del fabricante) PZ: Potencia disipada por el Zener IZ: Corriente en el Zener RS: Valor ptimo para el resistor limitador de corriente RSmn: Mnimo valor para el resistor limitador de corriente RSmx: Mximo valor para el resistor limitador de corriente

Investigue y proponga un circuito regulador que tenga mejores prestaciones que un simple diodo Zener para mantener constante una tensin pese a las variaciones en la tensin de entrada o de la carga.

VS Izmin IS RS PZ

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PRODUCTO FINAL

Evaluacin final por POA en relacin con la estrategia de aprendizaje: Simulacin y anlisis de los resultados obtenidos Total de puntos posibles: 125 Nmero de semanas: 2 Fecha: 11 de Mayo al 24 de Mayo de 2015 Momento de evaluacin: Final Entorno: Aprendizaje Colaborativo



Actividad colaborativa*

Productos acadmicos y ponderacin de la actividad

colaborativa

SIMULACIN Finalmente se debe construir en el Simulador Pspice Student 9.1 el circuito de la fuente de alimentacin regulada utilizando los valores para cada componente antes calculados.

4.1 Grafique el voltaje de salida como se indica en el circuito mostrado en la siguiente figura:

Figura No. 5

(Debe anexar pantallazo de la grfica que arroja la simulacin el voltaje de salida debe de ser 4.7 voltios si no es as entonces existen errores que debe corregir)

Se evala la participacin oportuna y los aportes individuales realizados por el estudiante referente al desarrollo del Producto Final de la siguiente manera: El estudiante particip de manera oportuna en el foro Ponderacin: 10/125 El aporte presenta el diagrama esquemtico correcto del circuito Ponderacin: 10/125 El circuito se simula y funciona correctamente mostrando el valor de tensin regulada esperado. Ponderacin: 20/125 El circuito se simula y funciona correctamente mostrando el valor de


Documento escrito: informe de construccin grupal que incluya: Portada con los nombres de

los integrantes del grupo Introduccin Contenido (Producto final) Conclusiones Referencias usadas. Deben tener formato APA.

El lder del grupo debe hacer entrega del informe en el espacio llamado entrega y realimentacin del Producto final ubicado en el (entorno de Evaluacin y seguimiento). Tamao del archivo final: El tamao NO debe superar los 2MB. Ponderacin: 45/125

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4.2 Grafique las corrientes como se indica en el circuito mostrado en la siguiente figura:

Figura No. 6

(Debe anexar pantallazo de la grfica que arroja la simulacin la corriente de salida debe de ser 20mA si no es as entonces existen errores que debe corregir)

ANLISIS DE RESULTADOS

4.3 Redacte la explicacin detallada de todo el sistema (teora de funcionamiento del circuito)

AUTOEVALUACIN Y COEVALUACIN

4.4 Finalmente en el e-portafolio del curso se debe dejar una reflexin personal sobre su proceso formativo durante el semestre y realimentar desde su criterio la opinin dada al menos por un compaero. Propiedad moral: La edicin de las guas del curso Electrnica Bsica, diseado por el Ingeniero Jairo Luis Gutirrez Torres, del programa Ingeniera Electrnica estuvo a cargo de la ECBTI de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia (UNAD). Derechos reservados: 2014, Universidad Nacional Abierta y a Distancia - UNAD Vicerrectora de Medios y Mediaciones Pedaggicas, Bogot D.C. Telfono: 3443700 Sede Nacional: Calle 14 Sur No. 14 23.

corriente esperado. Ponderacin: 20/125 El estudiante dejo una reflexin sobre su proceso de aprendizaje en el e- portafolio del curso y realimento la reflexin de uno o ms de sus compaeros. Ponderacin: 20/125 Estudiante que no aporte no debe ser incluido en el informe grupal.

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*Lineamientos para el desarrollo del trabajo colaborativo

Planeacin de actividades para el desarrollo del trabajo colaborativo

Roles a desarrollar por el estudiante dentro del grupo colaborativo

Roles y responsabilidades para la produccin de entregables por los estudiantes

Lectura de los contenidos de las unidades a desarrollar disponibles en el entorno de conocimiento.

Leer la gua integradora y tener presente la rbrica de evaluacin para consolidar los entregables de la actividad, disponible en los entornos de aprendizaje colaborativo y de Conocimiento.

Participacin asertiva en cada uno de los

foros de los momentos del curso en el entorno colaborativo.

Alistamiento de los aportes individuales de

cada actividad para socializarlos con el grupo en el entorno de aprendizaje colaborativo.

Revisin y comentarios de los aportes de

los compaeros de grupo para consolidar los entregables del momento en el cual se est trabajando de acuerdo con la rbrica de evaluacin y la agenda del curso.

Consolidacin de los productos o

actividades a entregar en el entorno de aprendizaje colaborativo basados en la rbrica de evaluacin y la agenda del curso.

Para el desarrollo de las diversas actividades colaborativas, cada estudiante debe cumplir con los siguientes roles en el grupo colaborativo: Lder: es el dinamizador del proceso. Quien se encarga de verificar que se estn asumiendo las responsabilidades individuales y de grupo, propicia que se mantenga el inters por la actividad. Cuestiona permanentemente al grupo para generar puentes entre lo que ya se aprendi y lo que se est aprendiendo. Comunicador: responsable de la comunicacin entre el tutor y el equipo, como tambin de presentar a su equipo la informacin que recoge de la observacin al desarrollo de las actividades. Relator: Responsable de la relatora de todos los procesos en forma escrita. Tambin es responsable por recopilar y sistematizar la informacin a entregar al tutor. Utilero: Responsable de conseguir el material y/o las herramientas de acuerdo a las necesidades del equipo para el desarrollo de la actividad. Viga del tiempo: Controla el cronograma de tiempo establecido, y es responsable porque el equipo desarrolle las diferentes actividades dentro del tiempo pactado.

Roles en el

Trabajo Colaborativo

Funciones

Compilador

Consolidar el documento que se constituye como el producto final del debate, teniendo en cuenta que se hayan incluido los aportes de todos los participantes y que solo se incluya a los participantes que intervinieron en el proceso. Debe informar a la persona encargada de las alertas para que avise a quienes no hicieron sus participaciones, que no se les incluir en el producto a entregar.

Revisor Asegurar que el escrito cumpla con las normas de presentacin de trabajos exigidas por el docente.

Evaluador

Asegurar que el documento contenga los criterios presentes en la rbrica. Debe comunicar a la persona encargada de las alertas para que informe a los dems integrantes del equipo en caso que haya que realizar algn ajuste sobre el tema.

Entregas

Alertar sobre los tiempos de entrega de los productos y enviar el documento en los tiempos estipulados, utilizando los recursos destinados para el envo, e indicar a los dems compaeros que se ha realizado la entrega.

Alertas

Asegurar que se avise a los integrantes del grupo de las novedades en el trabajo e informar al docente mediante el foro de trabajo y la mensajera del curso, que se ha realizado el envo del documento.

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Recomendaciones por el docente: Leer cuidadosamente las indicaciones registradas en los foros (noticias del curso, foro general, foros de trabajo colaborativos, preguntas al tutor y dudas e inquietudes), creados por parte del director(a) y/o tutores (as), para el adecuado desarrollo de los diferentes momentos del curso. Consultar con su tutor(a) y/o director(a) cada vez que lo requiera, para aclarar dudas e inquietudes que se presenten en el proceso y mejorar el proceso de aprendizaje. Avanzar con el desarrollo de las actividades solicitadas en cada uno de los momentos de acuerdo a las fechas registradas en la agenda, respetando las fechas all consignadas. Se recomienda dar inicio al desarrollo de las actividades dentro de los plazos establecidos y no dejar para ltima hora su participacin.

Uso de la norma APA, versin 3 en espaol (Traduccin de la versin 6 en ingls) Para cada uno de los informes a presentar se utilizar para la citacin las normas APA, sexta edicin. La cual pueden consultar en el Entorno de gestin. Se espera que los estudiantes tengan en cuenta uno a uno los pasos/componentes presentados y descritos anteriormente para cada momento y que entreguen un slo producto de manera grupal desde los siguientes criterios: (1) Editor de texto MS Word para Windows (.doc, .docx o PDF) (2) Fuente: Times New Roman (3) Tamao fuente: 12 (4) Espacio entre lneas (1.5). (5) Mrgenes: izquierda, derecha, superior e inferior de 2,56 cm. (6) Ttulos en la fuente, tamao 12 y centrado. (7) Subttulos en cursiva, tamao 12, espacio 2 y alineado al margen izquierdo. (8) Registre todas las referencias de las fuentes bibliogrficas, que le darn soporte terico, conceptual y metodolgico a su trabajo de investigacin.

Polticas de plagio: Qu es el plagio para la UNAD? El plagio est definido por el diccionario de la Real Academia como la accin de "copiar en lo sustancial obras ajenas, dndolas como propias". Por tanto el plagio es una falta grave: es el equivalente en el mbito acadmico, al robo. Un estudiante que plagia no se toma su educacin en serio, y no respeta el trabajo intelectual ajeno. No existe plagio pequeo. Si un estudiante hace uso de cualquier porcin del trabajo de otra persona, y no documenta su fuente, est cometiendo un acto de plagio. Ahora, es evidente que todos contamos con las ideas de otros a la hora de presentar las nuestras, y que nuestro conocimiento se basa en el conocimiento de los dems. Pero cuando nos apoyamos en el trabajo de otros, la honestidad acadmica requiere que anunciemos explcitamente el hecho que estamos usando una fuente externa, ya sea por medio de una cita o por medio de un parfrasis anotado (estos trminos sern definidos ms adelante). Cuando hacemos una cita o un parfrasis, identificamos claramente nuestra fuente, no slo para dar reconocimiento a su autor, sino para que el lector pueda referirse al original si as lo desea. Existen circunstancias acadmicas en las cuales, excepcionalmente, no es aceptable citar o parafrasear el trabajo de otros. Por ejemplo, si un docente asigna a sus estudiantes una tarea en la cual se pide claramente que los estudiantes respondan utilizando sus ideas y palabras exclusivamente, en ese caso el estudiante no deber apelar a fuentes externas an, si stas estuvieran referenciadas adecuadamente. Para mayor informacin visitar el siguiente link: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/256595/Documentos_de_Apoyo/Politica_Sobre_el_plagio.pdf

guia integrada de actividades 201419 2015-1

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