Funciones de Transferencia

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Tipos de Funciones de Transferencia

¿Que es una Funcion de Transferencia?

Es la forma básica de describir modelos matemáticos de sistemas lineales, basada en la transformada de Laplace que permite obtener la respuesta temporal, la respuesta estática y la respuesta en frecuencia .

Al representar un sistema de control mediante un diagrama de bloques, se debe colocar en cada bloque la función de transferencia correspondiente al elemento del sistema.

lcerrado

Para motivos didacticos, se reduce a:

f2

1.- FT Lazo Abierto.

La relación entre la señal de retroalimentación Ym(s) y la señal de error actuante E(s), se denomina función de transferencia de lazo abierto. Es  decir:

la

2.- FT Lazo Directo.

La relación entre la salida Y(s) y la señal de error actuante E(s) se denomina función de transferencia directa, de modo que:

ld

3.- FT Lazo Cerrado.

La  salida Y(s) y la entrada R(s) están relacionadas como sigue:

Y(s) = G(s) E(s)

E(s) = R(s) – Ym(s)

       =  R(s) – H(s)

Eliminando E(s) de ésta ecuación se tiene

Y(s) = G(s) R(s) – H(s) Y(s)

 lc

 

Modelos Matemáticos

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El control es un área de la ingenieria y forma parte de la Ingeniería de Control. Se centra en el control de los sistemas dinámicos mediante el principio de la realimentación, para conseguir que las salidas de los mismos se acerquen lo más posible a un comportamiento predefinido. Esta rama de la ingeniería tiene como herramientas los métodos de la teoria de sistemas matemática.

Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_de_control

Esta primera parte del curso es fundamental, debido a que el primer paso al analizar un sistema dinámico consiste en obtener su modelo matemático. Puesto que cualquier sistema está formado por componentes de tipo: Mecánicos, Electricos, Hidráulicos, Neumáticos.

Ese análisis debe iniciarse obteniendo un modelo matemático de cada componente y combinando esos modelos con el objeto de construir un modelo del sistema completo. Una vez obtenido el modelo final, se puede formular el análisis de tal manera que los parámetros del sistema en el modelo se hacen variar para producir varias soluciones.

Para este primer capítulo les recomiendo estudiar de este fuente bibliográfica:

dinamica_de_sistemas

DINAMICA DE SISTEMAS

Autor: Katsuhiko Ogata

Click en el enlace para visualizar el libro.

 

 

Una vez que representamos nuestro modelo matemático en función del tiempo, y mediante la transformada de Laplace, generamos una funcion de transferencia, relacionando  la Salida con la Entrada del sistema.

FT = Salida / Entrada

Es importante tener en cuenta que se debe linealizar la ecuación para poder aplicar la transformada de Laplace.

“Busca la satisfacción en lo que haces, no en el resultado.”

James Dean

Prácticas de Laboratorio con Proteus

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Para facilitarles el manejo del software Proteus, en esta ocasión, tengo para ustedes lo siguiente:

1. Herramientas de ISIS

2. Probadores de Voltaje – Corriente

3. Prácticas de Laboratorio con Proteus

Compuesto por los siguientes temas:

  • PC1: Implementacion de Elementos en Serie y Paralelo
  • PC2: Implementacion de Malla (Nodos)
  • PC3: Implementar Circuitería y Graficar
  • PC4: Circuito de Carga del Condensador
  • PC5: Circuito de Carga y Descarga del Condensador
  • PC6: Compuertas Digitales Básicas
  • PC7: Análisis de Compuertas Lógicas
  • PC8: Lógica Combinacional

“Estudiar no es un acto de consumir ideas, sino de crearlas y recrearlas.”

Benito Taibo

Simulación y programación de Arduino desde Proteus

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Existen dos maneras de utilzar Arduino en Proteus y programarlo.

1.  Usando la herramienta “Development Board”.

Una vez abierta la aplicación, desde la pantalla de inicio, en la sección ‘Start’ podemos elegir la opción <New Project>.

NewProject

Nos aparece la ventana de diálogo siguiente.

ProjectName

Lo primero que tenemos que hacer es seleccionar la opción ‘From Development Board’ y después seleccionaremos en los desplegables las siguientes opciones que aparecen en la imagen:

DevelopmentBoard

Cómo es lógico podemos escoger otra de las tarjetas de desarrollo disponibles para Arduino. En este caso vamos a escoger una basada en el micro ATmega328, correspondiente a un Arduino Nano.

Al dar al botón finalizar para crear el proyecto, veremos dos pestañas nuevas en nuestra área de trabajo:

  • Schematic Capture’ : podemos ver el diseño electrónico de nuestra placa principal de Arduino.

ATmega328

  • ‘Source’ : es un armazón muy sencillo preparado para que podamos escribir el código de nuestra aplicación.

SourceCode

Hasta aqui si nosotros tenemos ya instalado la IDE de Arduino todo estará bien, ahora sí lo unico que faltaría es implementar nuestro circuito, programar y simularlo !

PARA LOS QUE AÚN NO TENGAN LA IDE DE ARDUINO:

 

Activaremos esta segunda pestaña y seleccionaremos la opción de menú Sistema -> Configuración de compiladores.

Img01 006

En la ventana emergente que aparece, seleccionaremos Arduino AVR en la columna Compilador.

Img01 007

Y seleccionaremos el botón ‘Descargar’. Puede ser, según la versión de Windows que estemos utilizando, que nos aparezca un mensaje de aviso sobre los permisos de administrador necesarios.

Fuente:

 

2. Usando un archivo .HEX

Requisito: Generar archivo HEX

Abrimos nuestro programa, y seleccionamos la herramienta ISIS. Presionamos la letra P, y se nos aparecerá el cuadro siguiente:

ARDUINO(Hace clic para ampliar)

…En el cual filtramos nuestra busqueda escribiendo ARDUINO, y nos muestra los resultados encontrados. En este caso seleccionaremos SIMULINO MEGA.

Lo Insertamos en el área de trabajo:

SIM1

Hacemos doble clic sobre SIMULINO MEGA, y se nos monstrará un panel con distintas opciones, de las cuales sólo “Program File”, será de nuestro interés.

ProgramFile

Ahora lo único que tenemos que hacer es cargar el archvo con la extension .hex , que contiene el programa, a nuestra simulacion.

“Todos somos maestros y alumnos. Pregúntate: ¿Qué vine a aprender aquí y qué vine a enseñar?”

Louise Hay

Librerias Arduino en Proteus

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Simulino¿POR QUÉ SIMULAR ARDUINO?

En el mundo empresarial a nadie se le ocurre empezar a fabricar nada sin antes simular, simular y volver a simular para ver que todo funciona correctamente. Esto se hace así para evitar los costes y riesgos que suponen empezar por el prototipo físico. Pero simular Arduino tiene otra razón de ser, ya que normalmente no vamos a romper nada si nos confundimos y que no supone grandes costes hacer pequeños proyectos. La razón de simular Arduino es aprender a programar y a usar componentes que no tengamos, otra razón puede ser saciar nuestra ansia de programar.

Para empezar a simular nuestros proyectos usando Arduino, es esencial tener instalado sus librerías, el procedimiento es muy simple y sencillo.

Antes de comenzar porfavor descargar el archivo: “Simulino V.3”

“El secreto de la vida es la honestidad y el juego limpio. Si puedes simular eso, lo has conseguido.”

Groucho Marx

Introducción a Proteus

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proteus-2

Proteus es una compilación de programas de diseño y simulación electrónica, desarrollado por Labcenter Electronics que consta de los dos programas principales: Ares e Isis, y los módulos VSM y Electra.

En particular, yo lo uso para simulación ya que consta de una gran cantidad de librerias, inclusive se puede simular microncontroladores como Arduino, PIC.

Debido a su gran demanda por los estudiantes de ingeniería, yo les traigo información concisa en como se utiliza este software.


Libro Tecnico en Electrónica – Proteus

Teoría y Ejercícios: Transistores BJT, MOSFET, OPAMP’s

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Una vez que manejemos bien los métodos esenciales de análisis de circuitos, en especial la correcta aplicación de las dos leyes de Kirchhoff, subiremos otro escalón, que es el análisis de circuitos electrónicos.

Existen muchísimos libros sobre este tema, personalmente yo les puedo recomendar los siguientes:

  • Para una buena y sencilla teoría:

Electronica-boylestad

Electrónica: Teoría de circuitos y Dispositivos Electrónicos.

Autores :

ROBERT L.BOYLESTAD

LOUIS NASHELSKY

 

 

 

  • Para un mejor análisis :

electronica-savantDiseño Electrónico: Circuitos y Sistemas

Autores:

C.J. SAVANT

MARTIN S. RODEN

GORDON CARPENTER

 

También a manera de complementar esas biblografías mencionadas, aqui les dejo un link, contiene informacion bastante buena acerca del curso.


Transistores BJT:


Transistores FET:


OPAMP’s


 

¿Crees que ya lo sabes todo? Para culminar con este gran capítulo, te invito resolver estos Problemas Analíticos.

Espero que esta información les haya servido de ayuda.

“La suerte favorece sólo a la mente preparada.”

Isaac Asimov

Teoría y Ejercícios: Circuitos DC y AC

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A lo largo de nuestra formación académica, nosotros los estudiantes de Ingeniería Mecatrónica, iniciamos con este curso el análisis de circuitos, esta teoría nos servirá bastante para lo que viene déspues como son los circuitos electrónicos y digitales.

Por este motivo, les traigo material bastante práctico y analítico, para aquellas estudiantes que se encuentran llevando este curso.

Circuitos DC:

Métodos y Teoremas Fundamentales de Análisis

Ejercicios.- Metodos de Análisis

Circuitos AC:

Para este tema en especial les recomiendo busquen estos libros:

schaum Serie Shaum

Circuitos Electricos: Teoria y 391 problemas Resueltos.

Autor:

JOSEPH A. EDMINISTER

 

 


 

circuitos trifasicos

Circuitos Trifásicos: Problemas Resueltos.

Autores:

ALFONSO BACHILLER SOLER

RAMON CANO GONZALES

NARCISO MORENO ALFONSO

 

 


Adicional a esas recomendaciones, también les brindo lo siguiente:

Proximamente, les estaré publicando las prácticas de Laboratorio. A estudiar !

“La educación autodidacta es, creo firmemente, el único tipo de educación que existe.”

Isaac Asimov

Prácticas de Laboratorio

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Futur@s Ingenieros, en esta sección les adjuntaré practicas de Laboratorio, para que ustedes mismos usando los materiales solicitados en cada práctica conozcan de manera interactiva las funciones de los circuitos digitales.

Sitio Web consultado: https://prezi.com/t7xiwsllu47/sistemas-digitales/

Aprovecho la oportunidad para incentivarles ha usar un software de simulacion, particularmente yo sé usar el Proteus; en las próximas publicaciones adjuntaré un manual básico para el uso de este software, asi que les recomiendo suscribirse a mi blog. 🙂

“Si quieres aprender, enseña”.

                                               Cicerón

Sólidos CAD

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Amig@s, hoy les traigo dos link’s buenísimos, que les recomiendos para sus proyectos Mecatrónicos !

El primero es Tracepart, que es una compañía líder en contenido digital 3D para la ingeniería que ofrece soluciones profesionales evolutivas a través de potentes productos y servicios basados en la Web. El portal CAD TracePartsOnline.net se encuentra accesible gratuitamente para millones de usuarios de CAD de todo el mundo, con cientos de catálogos de proveedores y 100 millones de modelos CAD y fichas técnicas de productos ideales para los procesos de diseño, compra, fabricación o mantenimiento.

El segundo se trata de Planos-cadcam, es una web en la cual ustedes podrán encontrar algunos planos de elementos mecánicos y elementos de máquina, así como también manuales para aprender a usar SOLIDWORKS.

 “El ingeniero, y, más generalmente, el diseñador, tienen que ver con cómo debieran ser las cosas para alcanzar metas”.

Herbert Simon