Creación de carteles autoexplicativos para laboratorios de electrónica

- Parra, Pilar; Baena, Carmen; Valencia, Manuel Dpto. d niversidad de Sevilla / Instituto de Microelectr (Universidad de Sevilla / CSIC) cj[email protected] Abstract Se presenta un proyecto cuyo objetivo ha sido , a modo de tutoriales resumidos, muestran de forma muy visual las tareas . Es dirigidos a alumnos de asignaturas y titulaciones diversas. amigable de refrescar informaciones, permitir contenidos altamente autoexplicativos y tener un coste razonablemente bajo. Se han creado ocho carteles que recogen desde el manejo del instrumental hasta de errores comunes, adecuada de montajes y medidas. Keywords autoexplicativos, . I. INTRODUC de la Universidad de Sevilla. El proyecto se ha desarrollado en dos Centros: o (ETSII). En concreto, se ha dirigido a las titulaciones de Grado en Grado e . Ha sido desarrollado por un grupo de nica. Las asignaturas tienen en habituales (fuentes, osciloscopios) por alumnos con poca o ninguna experiencia previa; y espaciada en el tiempo, con lo que las habilidades alcanzadas persigue dar un las habilidades adquiridas previamente. han recibido, a principio de curso, decir, de forma detallada, y han podido practicar con el instrumental durante dichas sesiones. La necesidad de este proyecto surg al comprobarse que en las sesiones de laboratorio siguientes, los alumnos, de forma generalizada, ha n olvidado lo aprendido. Esto implicaba que no se consiguiesen los objetivos planteados en cada una de esas Para el inaron hasta 8 temas/tutoriales n el conjunto de las asignaturas. colaborativo. Aunque los trabajos proceden de diferentes autores se ha realizado un esfuerzo para que los 8 carteles Los carteles iento de los que manejar y las formas de verificar su opera ras involucradas en el proyecto se desarrollan en 4 laboratorios distribuidos en los dos centros, se realizaron 4 conjuntos completos de carteles para los 4 laboratorios involucrados. se describe en el apartado III se presentan cada uno de ellos y su contenido concreto y en el apartado IV se resumen las conclusiones del trabajo. II. DDE LOS CARTELES de varios tipos: tres relativas al manejo del instrumental, dos relativas al montaje de circuitos s como digitales, dos para orio alumno. que facilita el recuerdo y conceptos plant del profesor. De una manera concisa se le refresca al alumno lo aprendido con anterioridad en 4 o 5 pasos ordenados. Se ha elegido una misma gama de colores para cada uno de los pasos lo que proporciona una uniformidad en la laboratorios. Los carteles han sido impresos a color y en un y transporte y abarata los costes. carteles. 1. El cartel primero permite medir diversas etc. Para ello utiliza una pantalla en la que muestra dicha medida y sus unidades. El segundo se usa para generar las tensiones de alime ias para el funcionamiento de los circuitos. En la figura 1 se muestra la imagen del cartel. un modelo comercial que es usado en la actualidad en los laboratorios. Sobre dicha imagen se etiquetan un conjunto de conectores para facilitar la referencia a ellos. del aparato y el proceso digitales y la de los amplificadores operacionales. 2. Generador de funciones En este segundo cartel se muestra el generador de funciones. El generador de funciones, aunque es un equipo relativamente sencillo, presenta una complejidad adicional para los alumnos seguir y si hay que utilizar otros equipos. La imagen del cartel se muestra en la Figura 2. configurables: forma de onda (senoidal, triangular o cuadrada) offset. s puede variar, se recomienda seguir uno que primero configure F uente de alimentaci Figura 2: Cartel 2: Generador de funciones a del generador al osciloscopio, y 4) ajuste de amplitud y offset (con ayuda del osciloscopio). En el cartel se muestra, utilizando la imagen de un modelo mencionados. 3. Osciloscopio El tercer cartel trata del osciloscopio, aparato para la en tiempo real que permite medir con temporales de las una pantalla. La complejidad y ar con el osciloscopio es otra, es configurar adecuadamente el osciloscopio para una te un cartel. En la figura 3 se presenta el cartel resultante. En la parte superior del cartel se presenta la imagen de un osciloscopio con un etiquetado de los diferentes mandos. A su lado, en otra imagen se muestran los terminales o sondas en donde se co indicando de realizarse . Asimismo, se ilustran proceso de cuatro pasos: 1) Conex ; 2) Ajuste vertical de los canales ( ); 3) Ajus (s , tipo de ); y 4) Ajuste horizontal (segundos por divis disparo). 4. Montaje de circuitos digitales El objetivo de este cartel realizar un adecuado montaje de un circuito digital basado en circuitos integrados. En la figura 4 se presenta el cartel resultante. Se establece un procedimiento ordenado en cuatro pasos que pasamos a detallar. En el primero se muestran la regleta de montaje y su esquema de conexiones internas. Sobre ella se marca la que deben presentar los circuitos integrados sobre ella y como introducir las tensiones de En el segundo paso, sobre un esquema de la estructura del circuito que se quiere implementar, se van identificando las entradas, nudos internos y salidas con cada uno de los pines del circuito integrado que se utilice. Para ello se recomienda . En el tercer paso se muestra conexiones entre los pines mediante cables siguiendo el esquema del paso anterior. P lic rocede para la puesta en Figura 4: Cartel 4: Montaje de circuitos digitales Figura 3: Cartel 3: Osciloscopio marcha aplicando los valores adecuados (constantes o variables) a las entradas del circuito y utilizando para ello los indica que se comprobar/medir el comportamiento entrada/salida del circuito implementado utilizando instrumentos como el osciloscopio. 5. Montaje de circuito Con este cartel se ilustra el instrumental y el circuito. En la figura 5 se muestra el cartel desarrollado. Se Dicho circuito debe ser simple para que el alumno no se pierda en la estructura del mismo, pero, a la vez, recoger los principales detalles a tener en cuenta a la hora de realizar un montaje experimental. Estos son los siguientes: la es necesario disponer los distintos componentes sobre la regleta de montaje con el posible de forma (conexiones cortas, rectas, sin cruces y sin superponerse sobre los componentes). Para ilustrar esto se ha incluido una a del circuito montado sobre la regleta de prototipos. adecuado circuito donde hacer dichas conexiones. Esto se ha presentado, poniendo una foto ampliada de la zona de conexiones de la n y etiquetando sobre la imagen del circuito , en el ejemplo: +15V, -15V y GND. funciones en determinados puntos del circuito. Ahora hay que onectores de dicho instrumento y las posiciones del circuito donde hacer dichas conexiones. Nuevamente se ha utilizado una foto ampliada de la zona de conexiones del generador de funciones y se han etiquetado los -. De forma similar se ha procedido con el osciloscopio para 6. comprobar el correcto funcionamiento del circuito objeto de estudio tarea de forma ordenada y en el caso de circuitos digitales es no los hay en disponen de LEDs como elementos simples para la visualizac proceso de test usando solamente esos instrumentos. En la figura 6 se presenta este cartel. ordenar los pasos a dar en el test, pero tamb peculiaridades del caso combinacional frente al secuencial, del frente a los LEDs. Los pasos del test plasmados son: 1) El trabajo previo, centrado en dos aspectos: el objetivo que se prueba). En cuanto al objetivo, se trata de comprobar el de entrada/salida del circuito y no tanto los detalles del salida. 2) - isponer de una sola Figura 4: Cartel 4: Montaje de circuitos digitales radas bien se puede optar porque todas las 3) observar se conectan a los instrumentos de medida. El tipo de cantidad - si no todas- 4) probar las funciones En funciones combinacionales se trata de comprobar todos los casos de entrada y, en las secuenciales, ir comprobando de dos en dos el reloj, las variables de estado y las de salida. Se destacan en este punto diversas peculiaridades, como son: que estimular al circuito cuando se es de los circuitos q lenta. 7. La respuesta temporal de los circuitos digitales tiene un impacto directo sobre su rendimiento al afectar a la frecuencia fundamental transmitir adecuadamente a los usuarios del medida correcta. En la figura 7 se presenta este cartel. En primer lugar, hemos querido establecer claramente las dos medidas de tiempo fundamentales: tiempos de transic rticulares de cada una de ellas mediante dos cuadros que se presentan en paralelo. entre dos procesos que siendo parecidos presentan algunas diferencias. Tras los dos primeros recuadros se presentan dos dibujos seguir, a la vez que en ambos laterales se van mostrando las osciloscopio a medida que se realizan los pasos Figura 6: Cartel 6: Proceso de test (caso digital) Figura 7: Cartel 7: Medidas de tiempo recomendados. n el centro de la pantalla, y aumentar la realizar; 3) aumentar la escala de tiempos para la adecuada ealizar la medida. 8. el fallo cuando un circuito no funciona. En este cartel se ha sistematizado el proceso d s elementos En la figura 8 se presenta este cartel. Se han propuesto cinco pasos que se describen brevemente 1) Conocimiento del funcionamiento del circuito. En muchos casos el alumno no conoce muy b conozca las salidas que espera obtener d obteniendo. Para ello debe hacer uso de la memoria de la 2) que los valores de las salidas no coinciden con los valores s conexiones de los esquema del montaje que se desea realizar para compararlo con el montaje que efectivamente se ha realizado. 3) El siguiente paso consiste en tensiones de entrada (tanto continuas como alternas). Se del osciloscopio para comprobar los valores de las 4) L . Este paso consiste en hacer un distintos puntos del circuito. A partir de los valores obtenidos p conectados, componentes defectuosos, etc.) 5) Avisar al profesor. a seguir. Para muchos alumnos, este es considerado como solo acudir al profesor cuando ya no circuito no funciona. III. RESULTADOS En este apartado se presenta el resultado final del proyecto realizado. En primer lugar, destacar que pese a las dificultades inherentes al hecho de que los autores del proyecto son 8 profesores de 4 asignaturas distintas y trabajando en 2 centros fue escasa, los carteles han sido impresos en a y transporte y abarata los costes. Pese a las dificultades carteles que fueron instalados en los 4 laboratorios de los 2 centros. En las figuras 9, 10, 11 y 12 se presentan fotos de los cuatro laboratorios. IV. CONCLUSIONES El resultado de la experiencia ha sido altamente positivo l trabajo colaborativo a pesar de las dificultades, como por la gran acogida que entre alumnos y profesores han tenido los carteles expuestos en los laboratorios han proporcionado una forma eficaz de recordar los principales procedimientos del trabajo en laboratorio. El alumno, con solo un vistazo, es capaz de recordar los detalles importantes de la tarea que tiene que hacer sin perturbar al profesor se ve liberado de esta tarea y puede invertir el tiempo de clase en presentar los nuevos contenidos de cada V. AGRADECIMIENTOS la labor de 8 profesores del Departamento de Tecnolog . Por un lado, los son ra Modalidad B de las Ayudas -2014. Plan Propio) ha sido financiado por la Universidad de Sevilla. or Superior (Laboratorio 1) Superior (Laboratorio 2)