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SENSORES Y ACTUADORES · Taller Ii (Electrónica Industrial) 12°

Objetivos, contenidos e indicadores de logro oficiales de SENSORES Y ACTUADORES en Taller Ii (Electrónica Industrial) 12°. Genera tu planificación didáctica con PlanMaestro.

Objetivos de aprendizaje

  • Demuestra la función de los sensores y actuadores en un sistema de control para la mejora de procesos en la industrial.
  • Ensambla y crea circuitos básicos con sensores y actuadores para mejorar la eficiencia de un sistema con control industrial.
  • Comprueba el proceso de acondicionamiento de señal en un sistema de control para acoplar señales analógicas/digitales al proceso de Automatización y monitoreo.
  • Se forma un juicio de como los sensores y actuadores de última tecnología contribuye al ahorro de energía y eficiencia en los diversos procesos de producción industrial.

4. Sensores

Conceptuales

  • 4.1 Elemento sensor
  • 4.2 Circuito de acondicionamiento
  • 4.3 Etapa de salida
  • 4.4 Características (estáticas, dinámicas)

Procedimentales

  • Identificación de la estructura modular de cualquier sensor, identificando sus tres bloques funcionales principales: elemento sensor, circuito de acondicionamiento y etapa de salida.
  • Identificación de las características estáticas (precisión, linealidad, histéresis y rango de medida) en un informe técnico.
  • Clasificación del funcionamiento de un sensor en términos de características dinámicas (tiempo de respuesta y frecuencia de corte).

Actitudinales

  • Valorar la función del sensor como el primer eslabón y el más crítico de la cadena de automatización (lazo de control).
  • Valorar la importancia de la hoja de datos (datasheets) del fabricante como herramienta principal para comprender la estructura y las características de un sensor.

Indicadores de logro

  • Explica la relación directa entre la precisión del sensor y la calidad del producto final para establecer un proceso de fabricación correcto.

5. Sensores de proximidad

Conceptuales

  • 5.1. Inductivos
  • 5.2. Capacitivos
  • 5.3. Fotoeléctricos
  • 5.4. Ultrasónicos

Procedimentales

  • Clasifica, cablea y contrasta el principio de funcionamiento (NPN/PNP) y la distancia de detección entre sensores inductivos (solo metal) y capacitivos (cualquier material).

Actitudinales

  • Justifica la elección de un sensor inductivo simple sobre uno capacitivo para la detección de una pieza metálica en un rango ajustado en milímetros.

Indicadores de logro

  • Demuestra criterio técnico al seleccionar el sensor más robusto y rentable para la aplicación, evitando el uso excesivo de tecnología.

6. Sensores de movimiento

Conceptuales

  • 6.1. Infrarrojos pasivos (PIR)

Procedimentales

  • Instala y configura un sensor infrarrojo pasivo (PIR) para la detección de presencia o movimiento humano.
  • Instala y configura un sensor ultrasónico para la detección de distancia.

Actitudinales

  • Actúa con responsabilidad al configurar los sensores PIR en aplicaciones de control de acceso y ahorro energético.

Indicadores de logro

  • Instala y configura un sensor Infrarrojo Pasivo (PIR) para la detección de presencia o movimiento humano.

7. Sensores de velocidad

Conceptuales

  • 7.1. Tacómetros
  • 7.2. Encoder

Procedimentales

  • Utiliza la hoja de datos para diferenciar los requisitos de alimentación y las salidas de los diferentes tipos de sensores.

Actitudinales

  • Actúa con responsabilidad al integrar la medición de velocidad en sistemas motorizados.

Indicadores de logro

  • Selecciona y justifica el sensor de velocidad adecuado (Encoder o Tacómetro) en función de la precisión y el tipo de movimiento requerido.

8. Sensores de fuerza y peso

Conceptuales

  • 8.1. Sensores piezoeléctricos
  • 8.2. Celdas de carga

Procedimentales

  • Calibración y escalamiento de la señal de la celda de carga para obtener una lectura de peso precisa en (kg o lb).

Actitudinales

  • Demuestra rigurosidad y paciencia durante el proceso de calibración y ajuste del sistema de peso, entendiendo la sensibilidad del sensor.

Indicadores de logro

  • Verifica el procedimiento de calibración hasta obtener la exactitud requerida para detectar las pequeñas fluctuaciones en la lectura.

9. Sensores de temperatura

Conceptuales

  • 9.1. Termistores
  • 9.2. NTC
  • 9.3. PTC
  • 9.4. Resistencia detectora de temperatura (RTD)
  • 9.5. Termopares infrarrojos

Procedimentales

  • Clasificación y selección del sensor de temperatura apropiado para una aplicación dada, diferenciando entre dispositivos de contacto (RTD, Termopar) y sin contacto (Infrarrojo).
  • Implementar y escalar la señal de cualquier sensor de temperatura a una entrada analógica del PLC.

Actitudinales

  • Rigurosidad y precisión en la manipulación y calibración de los sensores.
  • Actúa con responsabilidad al integrar los sensores en un lazo de control, reconociendo la exactitud de la temperatura en la seguridad y la calidad del proceso.

Indicadores de logro

  • Escoge y justifica el tipo de sensor a utilizar basándose en las condiciones de un proceso industrial dado para monitorear temperatura.

10. Sensores ópticos

Conceptuales

  • 10.1. Fotocelda
  • 10.2. Fotorresistencia (LDR: sensores basados en uniones semiconductoras, sensor láser)

Procedimentales

  • Investiga el funcionamiento de una fotocelda industrial (barrera, réflex y difuso).
  • Medición del cambio de resistencia de una fotorresistencia (LDR) para acondicionar su señal a una entrada analógica.
  • Comparación de un sensor láser frente a una fotocelda para aplicaciones de alta precisión o detección de objetos pequeños.

Actitudinales

  • Demuestra precisión y cuidado en la manipulación de los sensores ópticos y sus reflectores o emisores.
  • Identifica y respeta las etiquetas de seguridad del sensor láser y evita exponer los ojos directamente al haz de luz durante la configuración.

Indicadores de logro

  • Diseña y construye un prototipo funcional que utiliza una fotocelda para detectar objetos.

11. La conversión de señales en electrónica industrial

Conceptuales

  • 11.1. Analógica a Digital (ADC)
  • 11.2. Digital a Analógica (DAC)
  • 11.3. Normalización o escalamiento
  • 11.4.Acondicionamiento

Procedimentales

  • Calcula y determina la resolución y los rangos de conversión de los procesos Analógico a Digital (ADC) y Digital a Analógico (DAC) de un PLC o microcontrolador.
  • Implementa las funciones de normalización (escalamiento) de señales analógicas dentro de un PLC o microcontrolador.
  • Selecciona circuitos de acondicionamiento para adaptar voltajes, corrientes o frecuencias de entrada con amplificador operacional o microcontrolador.

Actitudinales

  • Demuestra rigurosidad y precisión en el manejo de las señales analógicas para garantizar la integridad del dato de medición.
  • Valoración de la importancia de las conexiones blindadas el acondicionamiento adecuado para la inmunidad al ruido eléctrico en entornos industriales.
  • Manifestación de autonomía y criterio técnico al seleccionar el tipo de módulo de E/S analógica (corriente o voltaje) para una aplicación específica.

Indicadores de logro

  • Determina el valor digital exacto (raw data) correspondiente a una señal analógica de entrada y calcula el voltaje de salida para un valor digital dado.
  • Desarrolla una funció de escalamiento que y convierta un rango de entrada (4-20 mA) en un rango legible (0-100 °C) para aplicarlo a una variable de proceso.
  • Identifica y justifica la necesidad de un módulo de aislamiento o un filtro pasa bajo para una señal con ruido y propone la conexión del circuito de acondicionamiento.

12. Actuadores

Conceptuales

  • 12.1. Tipos de actuadores
  • 12.2. Magnéticos
  • 12.3. De señalización
  • 12.4. Neumáticos
  • 12.5. Hidráulicos
  • 12.6. Eléctricos

Procedimentales

  • Clasifica y selecciona el tipo de actuador más adecuado para una tarea de movimiento o fuerza específica en un proceso.

Actitudinales

  • Aplica los procedimientos de seguridad durante las prácticas con actuadores.

Indicadores de logro

  • Ejecuta el cableado de al menos un actuador de cada tipo (magnético, eléctrico y neumático) de forma correcta, respetando el voltaje y la capacidad de salida del PLC.

13. Dispositivos de control final

Conceptuales

  • 13.1. Válvulas de control
  • 13.2. Variador de frecuencia
  • 13.3. Motor de CC
  • 13.4. Motor de CA
  • 13.5. Motor paso a paso
  • 13.6. Servomotores

Procedimentales

  • Diferencia los tipos de dispositivos de control final según su principio de funcionamiento, las señales de control requeridas (digital, analógica, pulsos) y sus aplicaciones industriales específicas.

Actitudinales

  • Prioriza el uso de dispositivos de protección (relés térmicos, fusibles) y sigue los procedimientos de bloqueo/etiquetado al manipular circuitos de potencia y motores.

Indicadores de logro

  • Diseña un circuito de potencia y control para arrancar, detener e invertir el sentido de giro de un motor de CA utilizando un motor de CC con un puente H.

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