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Título : Tecnología de sensores y microcontroladores orientada al currículo académico de la licenciatura en Diseño Industrial UNAM
Autor : CASAS CORDERO, ARACELI
Fecha de publicación : 2016
Resumen : El surgimiento de las tecnologías emergentes (1) que están ampliamente respaldadas por una comunidad en el contexto de las redes sociales, es una referencia de la dirección que están tomando las necesidades socioculturales de este momento. La dinámica en el flujo de información a través de videos, textos o comunicaciones en tiempo real, facilita el intercambio de experiencias e información, a tal punto que el material que se genera, adquiere un valor didáctico. Estas comunidades se desarrollan alrededor de un tema de interés común, a través de Blogs, Foros, Twitter, etc., en los últimos tiempos han tomado gran fuerza los temas basados en tecnología libre de restricciones, con posibilidades de modificar, rediseñar y distribuir, como así lo define, la tendencia "open-source hardware y software". Los microcontroladores, son una tecnología emergente. A través de casi una década, el tema, ha sido persistente como un detonador de creatividad, en el diseño de dispositivos, lo cual ha generado un importante nivel de confianza para que los usuarios participen en nuevos desarrollos. La interacción con actuadores y sensores ofrecen una amplia posibilidad de combinaciones y añaden nuevas funciones a un objeto, mientras los sensores registran datos o eventos del ambiente, los actuadores se preparan para ejecutar una tarea, como encender un aparato con ruido, movimiento o haciendo un gesto, es de esperarse que el diseñador industrial, el cual tiene una amplia práctica creativa, podrá enriquecer su trabajo incluso podría enfrentarse a ser creador tecnológico. Una característica en el ejercicio profesional del diseño industrial, es que tiende a traslaparse con otros campos de conocimiento como: ingeniería, diseño de interfaz, líneas de trabajo relacionadas con producción, industria automotriz, electrónica, muebles, entre otros (2). Capacitar a los alumnos en nuevas áreas de conocimiento los provee de mejores herramientas de comunicación en la interacción multidisciplinaria, así también se requiere de espacios en donde los estudiantes analicen, ejerciten y reconozcan cual es el contexto que enfrentan en relación con el estado de la tecnología. Los beneficios de impulsar líneas de trabajo en este sentido es que pueden generarse nuevas áreas de desempeño profesional, docente y de investigación. Es previsible una aceptación positiva al incorporar nuevas temáticas en la oferta académica, que ofrezcan al estudiante nuevos recursos en beneficio del proceso de diseño. En forma puntual el proyecto propuesto pretende, vincular el uso de sensores y microcontroladores como un elemento adicional en la práctica de diseño industrial. En un formato de taller, se trabajará con un grupo de estudiantes de la carrera para determinar los sensores que se realizarán, los cuales serán material didáctico para entender la función de cada componente del circuito y analizar sus limitantes. La información provista por el sensor se analizará con el objetivo de que los alumnos puedan realizar algunas modificaciones, los temas de programación estarán orientadas al uso de los mcrocntroladores. El resultado, permitirá evaluar si la didáctica empleada va en la dirección correcta para entonces incorporar el uso de microcontroladores con el objetivo de vincular las funciones de 2 o mas sensores. Los resultados responderán a un ejercicio creativo en el uso de los recursos tecnológicos emergentes. La integración de estas tecnologías en el diseño de objetos cubre las expectativas académicas de las temáticas en las áreas de diseño interactivo, electricidad y electrónica aplicada. Los temas inmersos son programación, circuitos digitales / analógicos, entre otros. La experiencia adquirida permitirá documentar la experiencia didáctica, se elaborarán manuales y material de prácticas, la información se publicará en un sitio web institucional, el cual será de acceso libre. El desempeño docente en la licenciatura de diseño industrial, enfrenta el reto de impulsar la práctica de las tecnologías emergentes en los proyectos académicos, la propuesta de incorporar el tema de microcontroladores y sensores a la línea curricular de la carrera de licenciatura, es ideal porque proporciona de manera inmediata, funcionalidad a cualquier objeto a un costo muy bajo. La experiencia adquirida permitirá ampliar la oferta en los temas a incorporar. Bibliografía 1. Lainema Timo (2005). Building Technology-Based Training on Relevant Learning Perspectives. En Springer US (Ed.), E-Training Practices for Professional Organizations (Vol. 167, pp. 263-271). Springer-Verlag US. 2. Design Dictionary Perspectives on Design Terminology. Board of International Research in Design. (2007) Ed. Michael Erlhoff Tim Marshall. Basel-Boston-Berlin.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6210
metadata.dc.contributor.responsible: CASAS CORDERO, ARACELI
metadata.dc.coverage.temporal: 2016-2018
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.hypothesis: La incorporación de los temas de tecnologías emergentes en la estructura académica de la licenciatura en diseño industrial contribuye a generar nuevos espacios de desempeño profesional, académico y de investigación, así también propicia que los egresados respondan con un alto nivel de competitividad en su desempeño profesional. Trabajar con tecnologías libres de uso en las aulas de clase, motiva a los estudiantes a ser creadores de tecnología e impulsar la formación de grupos multidisciplinarios. El ambiente ideal para propiciar y apoyar la cultura de creadores de tecnología es a través de las instituciones educativas.
metadata.dc.description.strategies: 1. Exposición en aula, -sensores y actuadores- Los primeros temas que se revisan en aula son los conceptos de corriente, resistencia y fuerza electromotriz, los cuales son la base principal en la elaboración de los proyectos así también se analizan los riesgos y se revisan las medidas de seguridad, se define la diferencia que existe en la alimentación del servicio eléctrico urbano y el de un circuito electrónico. Los conocimientos anteriores son necesarios para abordar el tema de sensores y actuadores, se proponen cuatro diferentes tipos de sensores los cuales darán lugar a revisar el tema de resistencias, transistores, fotoceldas, fotorresistencias, etc. a). Electricidad básica b). Corriente alterna / directa c). Definición de sensores y actuadores d). Sensor de contacto e). Sensor de luz f). Sensor de proximidad g). Sensor de inclinación 2. Exposición en aula y experimentación práctica -Los sensores como interruptores- Los sensores se pondrán en funcionamiento como interruptores en objetos que requieran suministro eléctrico, lo cual servirá para analizar las variables que pueden intervenirse, al finalizar esta etapa, se realizará un intercambio de opiniones entre los participantes para evaluar si la estrategia de aprendizaje ha sido la correcta, adicionalmente se definirá un proyecto en grupo y se medirá el alcance del mismo, los temas a revisar son: a). Conexión de corriente alterna y directa b). Recursos para proteger el sistema de excesos de corriente c). Conexión de sensores a corriente alterna d). Revisión de la modificaciones en cada sensor e). Como un ejercicio final se discutirán aplicaciones adicionales 3. Elaboración de material didáctico Las experiencias se documentarán en texto y fotografías en un formato de apuntes y manuales que permitan a otros interesados conocer los alcances que tiene el uso de sensores, el material se publicará en una página electrónica. La elaboración de la página y la corrección de estilo del material que sea publicado estará a cargo por el personal académico invitado a participar en este proyecto, estas actividades se realizarán en forma frecuente durante todo el periodo del proyecto. a). Elaboración de textos en la forma de apuntes y tutoriales. El trabajo de correción de estilo se realizará para cada material generado b). Diseño y elaboración de la página electrónica c). Publicación de los documentos como archivos PDF d). La estructura general de cada documento debe incluir una tabla de contenido, imágenes a color y se debe numerar la secuencia expuesta 4. Microcontroladores El tema de microcontroladores se va a reducir al uso de uno de tantos que hay en el mercado y se estructurarán una serie de temas a impartir en aula, el ejercicio final será la conexión de los sensores controlados por esta tecnología. a). Reconocimiento de las tarjetas controladoras b). Instalación c). Introducción a la estructura de los sketches d). Estructura de programación e). Uso de librerías f). Interconexión de sensores y control e los mismos g). Revisión de tecnología homónimas h). Trabajo en grupo para definir las aplicaciones de los sensores aunados con este sistema de control i). Evaluación de los resultados 5. Otras tecnologías Se revisarán una serie de sensores que están expresamente diseñados para el uso de tarjetas microcontroladoras y se evaluarán las ventajas, adicionalmente se expondrán temas relacionados a la manera de utilizar estas tecnologías open-source en proyectos personales y las políticas de uso.
Objetivo General. Incorporar el tema de las tecnologías emergentes aplicadas a los proyectos de diseño industrial en el esquema académico, vinculando la experimentación práctica para obtener resultados en tiempos cortos y fortalecer la línea curricular de la licenciatura. Objetivos particulares. 1. Los estudiantes comprenderán en su totalidad la naturaleza y función de los sensores analógicos, a nivel del comportamiento eléctrico y los componentes electrónicos que lo conforman. 2. La experiencia adquirida en el manejo de sensores capacitará a los estudiantes para modificar la configuración, en relación al objeto de diseño en el que se implementará. 3. Los alumnos aplicarán las plataformas de los microcontroladores, como un recurso de tecnología emergente en sus proyectos. 4. Se documentará la experiencia docente y de aprendizaje, con el material que se produzca en el periodo del proyecto, para su publicación en una página electrónica.
metadata.dc.description.goals: El material didáctico e información de proyecto actualmente está el linea para su consulta libre en http://microprocesadores.unam.mx/dgapa/ del cual se hace referencia en el texto. Metas primer año 1. Se desarrolló el contenido académico, incorporando temas que complementaran a otras materias de la licenciatura, Durante el primer año se trabajó en los temas de circuitos análogos, los resultados fueron un sistema de encendido de luces LED con efecto de oscilación y un circuito que opera un motor DC con posibilidades de cambios de velocidad y giro. 2. Se analizó, el empleo de un sensor (comercial) de bajo costo de proximidad debido a que se dio más prioridad a la exposición de conceptos que permitieran a los alumnos entender la manipulación de los componentes, como la manera de calcular la energía para encender un determinado numero de luces o probar todas las propiedades mecánico-eléctricas de un motor DC como variar la velocidad y la dirección de giro, esto determinó omitir los otros sensores planeados. 3. Se elaboró material de apoyo de los circuitos realizados básicos, inicialmente se realizó un material electrónico PDF el cual se distribuyó con los integrantes, posteriormente se agrupó en el sitio electrónico. Los textos publicados, fueron revisados para corregir estilo. Metas segundo año 1. En la segunda etapa del proyecto se definió desarrollar el tema de microcontroladores, lo cual implica los temas de programación, electricidad y electrónica, se insistió de manera importante en el conocimiento del lenguaje de programación, aunque fue necesario entender la función de los componentes y entonces definir su actuación y activación mediante lenguaje de programación. El material de la segunda etapa también se encuentra publicado en el sitio. 2. La inversión de tiempo en la enseñanza del lenguaje de programación IDE Arduino fue mayor de la planeada y se incorporaron algunas actividades para promover el pensamiento lógico como la resolución de acertijos, por lo que se omitió el uso de sensores, aunque fue claro para los asistentes la manera en de operar de un sensor para activar componentes. 3. Durante la preparación de esta etapa tuve contacto con el Mtro. Claudio Hansberg Pastor quien es profesor del Centro de Diseño Industrial y se acordó trabajar un sistema que moviera en forma simultánea motor, piezo eléctrico, LED monocromáticos y LED RGB, con lo cual podrían incorporar a sus proyectos escolares, adicionalmente se hizo una revisión tecnológica de los componentes desde la óptica "open source". 4. El material empleado en los ejercicios fue proporcionado a partir del financiamiento DGAPA y CIDI, lo cual garantizó que se cumpliera la meta de aprendizaje.
metadata.dc.description.selfAssessment: Logros a destacar Los temas de circuitos, electrónica y microcontroladores, tienen una importante empatía con el trabajo creativo de los diseñadores industriales, en este sentido, las actividades realizadas (sobre el tema del proyecto) en el Centro de Diseño Industrial UNAM, ofreció un acercamiento al desarrollo de tecnologías que permiten entender que actualmente el desarrollo puede realizarse empleando "open source", adicionalmente tuvieron la experiencia de realizar circuitos electrónicos y obtener un resultado funcional, utilizando la técnica de conexión análoga y digital para el control de los componentes como LED y motores. A través de reflexiones dentro del aula, los asistentes manifestaron interés por continuar con estas temáticas, algunas propuestas que mencionaron fueron, el control de componentes eléctricos en forma remota, el desarrollo de circuitos para dar movimiento a sus proyectos, y el desarrollo de interfaz para tareas de control desde teléfonos inteligentes. Durante la secuencia de las clases impartidas fue notorio el avance en la forma de ejercer una estructura de pensamiento lógica para programar las acciones de los actuadores empleados, aunque presentaba dificultades al traducirlo a lenguaje de programación. El material didáctico fue distribuido entre los asistentes y elaborado para consulta publica en La página electrónica (indicada en "Metas logradas"), lo cual permite que esta experiencia pueda ser de dominio público. La elaboración de diseño de circuitos y armado de placa fenólica no representó problema alguno, debido a que en el ejercicio de sus actividades, desarrollan destresa para manipular y maquinar materiales. Puntos vulnerables La temática que muestra mayor dificultad de comprensión entre los asistentes, es el lenguaje de programación, en mi consideración es importante añadir al contenido, actividades que fomenten el ejercicio de pensamiento lógico y la resolución de algoritmos, sin embargo, esto implica que se debe extender el tiempo del proyecto y hacer un replanteamiento en la estructura del contenido académico. El requerimiento de tiempo de la carrera de diseño industrial, es muy demandante para los alumnos. Los alumnos de semestre finales desempeñan sus actividades fuera de las instalaciones educativas, lo cual dificulta encontrar un espacio para la enseñanza de estas nuevas tecnologías, por lo que idealmente se debiera proponer como una materia optativa.
metadata.dc.description.goalsAchieved: METAS PRIMER AÑO - Se desarrollará el contenido académico de los temas a tratar en aula, los cuales se refieren a electricidad, electrónica aplicada (conocimientos básicos) y componentes electrónicos (resitores, capacitores, transistores, relevadores, etc.). - Se realizarán los circuitos de los sensores de proximidad, contacto, luz e inclinación, en placa fenólica. - Se elaborará un manual de referencia de los circuitos. El material será un apoyo didáctico para explicar la función de los componentes electrónicos. - Se convocará al taller de microcontroladores dirigido a alumnos de la carrera de diseño industrial. Las reuniones tendrán una periodicidad de 2 horas a la semana, durante el periodo de un semestre. - Al finalizar este periodo los estudiantes, integrarán los sensores en proyectos de diseño académico. - Elaboración de un sitio web, para alojar el material generado y los resultados obtenidos. - Se realizará corrección de estilo en los textos generados. METAS SEGUNDO AÑO - Se desarrollará material didáctico que apoye la enseñanza del lenguaje de programación de los microprocesadores y lo relacionado con los alcances de ésta tecnología. - En la continuidad del trabajo con sensores, se impartirá un taller de microcontroladores y se utilizarán los sensores realizados. - Se revisarán y emplearán los sensores comerciales con las placas microcontroladoras. - Se analizarán los proyectos académicos de os estudiantes para incorporar funciones. - Se hará un ejercicio de revisión tecnológica de tecnologías "open source hardware / software" - Se actualizará el contenido del sitio web en donde mostrará el material generado y los trabajos realizados por los estudiantes. - Se realizará corrección de estilo en los textos generados.
metadata.dcterms.provenance: Dirección General de Cómputo y de Tecnologías de Información y Comunicación (DGTIC)
metadata.dc.subject.DGAPA: Arquitectura
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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