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Máster Erasmus Mundus en Ingeniería Mecatrónica

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Alimentación y Accionamiento de Prototipos Mecatrónicos

Código asignatura
MMECAT03-1-003
Curso
Primero
Temporalidad
Segundo Semestre
Carácter
Obligatoria
Créditos
6
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Prácticas de Aula/Semina (7 Horas)
  • Prácticas de Laboratorio (14 Horas)
  • Clases Expositivas (24 Horas)
Guía docente

Alimentación y accionamiento de prototipos mecatrónicos es una asignatura enmarcada en el módulo 3, “Desarrollo e implementación de prototipos mecatrónicos”. Se trata de una asignatura obligatoria de carácter teórico-práctico, con la que se pretende que el alumno sea capaz de:

  • Conocer las características de los sensores más utilizados para la medida de las magnitudes físicas más habituales presentes en los sistemas mecatrónicos.
  • Seleccionar el tipo de alimentación más adecuada a cada aplicación.
  • Conocer los tipos de baterías, sus características y circuitos de recarga.
  • Conocer el fundamento de los motores de continua, paso a paso y servos.
  • Realizar el accionamiento de los motores de continua, paso a paso y servos.
  • Utilizar la instrumentación virtual para la adquisición, procesamiento y visualización de señales.
  • Utilizar de forma conjunta herramientas software de diseño electrónico y mecánico.

Se recomienda haber cursado las asignaturas correspondientes a los módulos 1 y 2. Se recomienda encarecidamente tener conocimientos sólidos de las materias: “Introducción a los sistemas mecatrónicos”, “Instrumentación electrónica”, “Dispositivos electrónicos programables” y “Diseño y simulación de sistemas de control”.

Las competencias que el alumno adquirirá al cursar esta asignatura son las que vienen recogidas en la memoria de verificación del Máster y se especifican a continuación:

  • Competencias básicas: CB6, CB7, CB8, CB9 y CB10.
  • Competencias generales: CG1, CG2, CG3, CG4 y CG5.
  • Competencias específicas: CE2, CE3, CE4, CE6, CE7, CE10 y CE13.

Los resultados de aprendizaje en que se concretan estas competencias son las que vienen recogidas en la memoria de verificación del Grado:

RA1 Seleccionar el sensor más adecuado para la medida de una determinada magnitud física.

RA2 Seleccionar el tipo de alimentación más adecuada a cada aplicación

RA3 Conocer los tipos de baterías, sus características y circuitos de recarga.

RA4 Conocer el fundamento de los motores de continua, paso a paso y servos

RA5 Realizar el accionamiento de los motores de continua, paso a paso y servos

RA6 Utilizar la instrumentación virtual para la adquisición, procesamiento y visualización de señales

RA7 Utilizar de forma conjunta herramientas software de diseño electrónico y mecánico.

Medida de magnitudes físicas: proximidad, posición, velocidad, aceleración, temperatura, fuerza, presión, vibración, magntiudes eléctricas.

Alimentación electrónica. Fundamentos de baterías, inversores electrónicos para motores y técnicas de modulación, medidas de potencia en actuadores electromecánicos.

Motores de continua con escobillas BDC. Fundamentos. Arranque y control de velocidad de motores. Configuración electrónica de actuadores específicos. Cálculos de potencias, par y velocidad. Verificación práctica de los estudios teóricos.

Motores de continua sin escobillas BLDC. Fundamentos. Arranque y control de velocidad de motores. Configuración electrónica de actuadores específicos. Cálculos de potencias, par y velocidad. Verificación práctica de los estudios teóricos.

Motores paso a paso. Fundamentos. Arranque y control de velocidad de motores. Configuración electrónica de actuadores específicos. Cálculos de potencias, par y velocidad. Verificación práctica de los estudios teóricos.

Servos. Fundamentos. Arranque y control de velocidad de motores. Configuración electrónica de actuadores específicos. Verificación práctica de los estudios teóricos.

Selección de motores para una aplicación.

Introducción al sistema de desarrollo Arduino.

TRABAJO PRESENCIAL

TRABAJO NO

PRESENCIAL

Temas

Horas totales

Clase Expositiva

Prácticas de aula /Talleres

Prácticas de laboratorio

Tutorías grupales

Sesiones de Evaluación

Total

Trabajo grupo

Trabajo autónomo

Total

Medidas de magnitudes físicas (I)

8

5

1

2

0,5

8,5

3

16

20

Medida de magnitudes físicas (II)

8

5

1

2

0,5

8,5

4

16

20

Fundamentos de baterías y de alimentación eléctrica

6

3

1

2

0,5

6,5

2

12

16

Motores de continua y servos

18,5

3

1

4

0,5

8,5

4

16

20

Motores de continua brushless

3

3

1

2

0,5

6,5

4

12

16

Motores paso a paso

16

4

2

0,5

6,5

4

12

16

Total

150

23

5

14

0

0

45

21

84

105

MODALIDADES

Horas

%

Totales

Presencial

Clases Expositivas

23

15,33%

45

Práctica de aula / Seminarios / Talleres

5

3,33%

Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas

14

9,33%

Tutorías grupales

0

0,00%

Sesiones de evaluación

3

2,00%

No presencial

Trabajo en Grupo

21

14,00%

105

Trabajo Individual

84

56,00%

Total

150

Evaluación de teoría y prácticas de tablero

La asignatura se dividirá en dos exámenes: uno correspondiente a los temas de medida de magnitudes físicas y otro correspondiente a los temas de accionamientos y alimentación de potencia, con una ponderación respectiva del 30% y el 70% de la nota final de teoría. Para superar la asignatura es necesario obtener al menos un 30% de la nota en la evaluación de cada parte y que la media de ambos sea al menos el 50% de la nota máxima. Si no se supera la teoría no podrá aprobarse la asignatura.

A dichos exámenes parciales se podrá acudir directamente en las convocatorias oficiales.

Evaluación de prácticas de laboratorio

Se valorará la participación del alumno en las sesiones prácticas de la asignatura. La elaboración de un informe previo (en los casos que se proponga) a cada práctica, la asistencia a todas ellas y su correcta realización constituye el 25% de la nota de prácticas.

Así mismo se realizarán a lo largo del curso sesiones de evaluación de las prácticas de laboratorio. El 75% de la nota de prácticas se obtendrá de la nota media de cada sesión de evaluación.

 NOTA IMPORTANTE: No se “recuperan” prácticas.

En las convocatorias extraordinarias, se programará un examen final de prácticas.

Nota final de la asignatura

La nota final se obtendrá aplicando una ponderación de 8 puntos para la teoría/prácticas de tablero y 2 puntos para las prácticas de laboratorio. Además, será necesario obtener al menos un 40% de la nota máxima en cada parte para poder aprobar la asignatura. De lo contrario la calificación será el mínimo de los dos siguientes valores: 4, y el valor ponderado obtenido.

Recursos:

           

            El software de referencia:     Arduino y Matlab Simulink

Bibliografía:

  • Electric Motors and Drives. Fundamentals, types and applications. Fourth Edition Austin Hughes. Editorial Elsevier. ISBN-13:978-0-7506-4718-2.
  • Instrumentación Electrónica. Thomson. 2004. ISBN: 84-9732-166-9

Documentación complementaria:

  • A Simplified Approach to dc Motor Modeling for Dynamic Stability Analysis. Mickey McClure. Unitrode Products from Texas Instruments SLUA076 Application Report Julio 20.
  • Brushless DC (BLDC) motor fundamentals. P. Yedamale, Microhip Technology. Application Note AN885 - 2003.
  • A comparison study of the commutation methods for the three phase permanent magnet brushless DC motor. Lee, S., Lemley, T., & Keohane, G. (2004). Informe técnico, Universidad de Pensilvania. http://www. magnelab. com/uploads/4c51d9ba6fe5a. pdf.
  • Brushless DC Motor Control Made Easy. Ward Brown (2002). Microchip AN857.
  • Stepping motors fundamentals. Microchip AN907. Autores: R. Condit (Microchip Tech. Inc.), D. W. Jones (Universidad de Iowa)

http://homepage.cs.uiowa.edu/~jones/step/an907a.pdf

  • IET Stepping motors. A guide to theory and practice. Autores. P. Acarnley (Universidad de Newcastle) Available on the internet
  • AVR446: Linear speed control of stepper motor. ATMEL Application Note, 2006 Available on the internet.