Los Proyectos De Ingeniería Electrónica En El Marco De Los .

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Los Proyectos de Ingeniería Electrónica en el marcode los Resultados de Aprendizaje EUR-ACED. G. Reina, M. PeralesDpto. Ingeniería ElectrónicaUniversity of SevilleSevilla, España{dgutierrezreina,mperales}@us.esS. L. Toral, F. BarreroDpto. Ingeniería ElectrónicaUniversity of SevilleSevilla, España{storal,fbarrero}@us.esAbstract— El sello EUR-ACE es un certificado que unaagencia autorizada (en España ANECA) otorga a un título degrado o máster en ingeniería que cumple unos determinadosestándares de calidad. Se trata de una marca de calidadinternacionalmente reconocida que facilita la movilidad y elreconocimiento de los titulados. Uno de los resultados deaprendizaje más importantes e incluido como requisito específicodel sello es el relativo a Proyectos de Ingeniería. Este artículopresenta este resultado de aprendizaje en el ámbito de lastitulaciones de grado y muestra cómo puede incluirse en el casoconcreto de varias asignaturas relacionadas con la IngenieríaElectrónica.aplicarlos. Así pues se trata de proyectos de especificacionesamplias, en ocasiones más allá de las estrictamente técnicas,donde los alumnos deben desarrollar su capacidad creativa. Enconsecuencia, son proyectos a desarrollar no en una sesión deprácticas, sino a lo largo del cuatrimestre, conectando bastantebien con los aprendizajes basados en proyectos [4]. Esteartículo se centra en cómo desarrollar este resultado en variasasignaturas dentro del área de conocimiento de TecnologíaElectrónica, tanto de cursos básicos como en asignaturas deespecialidad. Para cada una de ellas se mostrará el proyecto quedesarrollan los alumnos y cómo se consiguen los resultadoscontemplados por el sello.Keywords— EUR-ACE ; Proyectos de Ingeniería; Aprendizajebasado en proyectos; Ingeniería electrónica)El resto del artículo se encuentra estructurado de lasiguiente forma: la sección siguiente detalla las metodologíasdocentes más relacionadas con el resultado de proyectos deingeniería. La sección III detalla varios casos de estudioconcretos donde se describen los proyectos llevados a cabo. Lasección IV muestras los resultados obtenidos en diversasasignaturas y las principales dificultades encontradas.Finalmente, la sección V concluye el artículoI. INTRODUCCIÓNEl sello EUR-ACE en el ámbito de la ingeniería se creóen el año 2000 con el apoyo inicial de la Comisión Europea, ydesde 2006 se gestiona desde la European Network for theAccreditation of Engineering Education (ENAEE) de formadescentralizada a través de las agencias nacionales de cada país(ANECA en el caso de España) [1], [2]. Los resultados deaprendizaje establecidos por ENAEE para la obtención delsello EUR-ACE son 6: conocimiento y comprensión, análisisen ingeniería, proyectos de ingeniería, investigación einnovación, aplicación práctica de la ingeniería y competenciastransversales [3]. De entre ellos, destacan de manera especiallos resultados relativos a proyectos de ingeniería y aplicaciónpráctica de la ingeniería por su significación en las enseñanzasde ingenierías, que tiene siempre un marcado carácter prácticoy aplicado. En el caso concreto de las enseñanzas de ingenieríaen España, el resultado aplicación práctica de la ingenieríapuede cubrirse fácilmente a partir de los créditos prácticos quecontemplan muchas asignaturas de los planes de estudioactuales. En muchos casos además existe una orden CIN quemarca las competencias que deben alcanzar los titulados en elcaso de titulaciones que conducen a profesiones reguladas, yque aportan un marco de referencia para esa aplicación prácticade ingeniería. No obstante, los resultados de proyectos deingeniería son mucho más abiertos y menos definidos. En elámbito concreto de las titulaciones de grado, este resultadoestablece que los titulados deben tener la capacidad de aplicarsus conocimientos para plantear y llevar a cabo proyectos quecumplan unos requisitos previamente especificados, y lacomprensión de los diferentes métodos y la capacidad paraII. METODOLOGÍAS DOCENTESLa metodología docente más próxima al resultado deproyectos de ingeniería es el aprendizaje basado en proyectos oProblem Based Learning (PBL). A diferencia de otrasmetodologías docentes, el Problem Based Learning intenta unenfoque de la docencia en la que el alumnado, tutorado por elprofesor, va desarrollando un proyecto de carácter real ymultidisciplinar a partir de los conocimientos previos, y vadescubriendo y supliendo las carencias o necesidadesformativas, papel en el que el profesor prestará su ayuda [4]. Elaprendizaje basado en proyectos de caracteriza por: Ofrecer una visión multidisciplinar e integradora: Adiferencia del aprendizaje basado en problemas, el caso deestudio engloba varias áreas de conocimiento y requiere deciertas habilidades multidisciplinares para su resolución[5]. Trabajar cooperativamente: El proyecto resulta inviablepara una sola persona y obliga a trabajar en equipo y deforma cooperativa. Esto se debe no solamente al volumende trabajo requerido sino a que además éste exige de unconjunto de habilidades cognitivas y una variedad deActas TAEE 2016 · ISBN 978-84-608-9298-4 · Página 60

conocimientos que difícilmente se darán en una únicapersona. Motivar la actividad investigadora: El alumno deberábuscar, asimilar y aplicar nuevos conocimientos necesariospara resolver el caso de estudio.Para que una experiencia PBL se pueda llevar a cabo, losalumnos deben trabajar en grupos, de no más de 4 ó 5individuos, y ser coordinados por algún docente. No obstante,la labor del docente de ser de guía, y el proyecto debe serrealizado por los alumnos. Es importante asimismo que elproyecto tenga una cierta entidad investigadora, que seanrealistas en la medida de lo posible y que estén enfocados aproblemas que interesen a los estudiantes para que trabajen conlos conceptos fundamentales de una disciplina.Con este método docente, se pretenden desarrollar una seriede competencias muy importantes dentro del desempeño de lalabor de un ingeniero industrial, como son la búsqueda deinformación y soluciones, la capacidad de selección desoluciones entre distintas tecnologías con criterio, lavaloración económica de los diseños electrónicos, elconocimiento de las distintas tecnologías de fabricación decircuitos y el manejo de las herramientas básicas del diseñoelectrónico (simulador, programa de diseño de placas, entornode desarrollo ). Realmente, es una metodología que cubrevarios de los resultados de aprendizaje incluidos en el selloEUR-ACE . No obstante, su contribución al resultado deproyectos de ingeniería es esencial, ya que dejan libertad alalumno para desarrollar su creatividad, para la búsqueda desoluciones y para la elección de la mejor alternativa.Tradicionalmente, la metodología de enseñanza basada enproyectos se ha reservado para las asignaturas específicas deProyectos que figuran en muchos planes de estudio o paraasignaturas terminales del grado, donde un menor número dealumnos facilita su puesta en práctica. No obstante, losrequerimientos del sello implican que es un resultado que debedesarrollarse en un mayor número de asignaturas. Incluso y talcomo se verá en la siguiente sección, es un resultadoalcanzable en asignaturas de cursos más bajos siempre cuandoel aprendizaje basado en proyectos de plantee de una maneraadecuada.III. CASOS DE ESTUDIOA continuación se detallan varios casos de asignaturasdonde se ha desarrollado el resultado de Proyectos deIngeniería. Para cada una de ellas se describe su contextodocente, el proyecto desarrollado y en qué medida losproyectos contribuyen a los resultados establecidos por el sello.A. Electrónica GeneralLa asignatura Electrónica General está adscrita al segundocurso de la titulación de Grado de Ingeniero en TecnologíasIndustriales, e impartida durante el segundo cuatrimestre. Estaasignatura es troncal, obligatoria para todos los alumnos, y esel primer acercamiento a la tecnología electrónica que tienenlos alumnos en el grado. La asignatura cubre los aspectosbásicos de la electrónica analógica y digital, junto a variasprácticas de laboratorio.B. Electrónica IndustrialEsta materia se imparte en el 4º curso del Grado enIngeniería de Tecnologías Industriales (Mención en SistemasElectrónicos). La asignatura contiene tanto clases teóricascomo clases prácticas de laboratorio. Las clases teóricas versansobre las diferentes arquitecturas y el diseño de sistemasbasado en microprocesadores. Durante las prácticas delaboratorio (sesiones de 2 horas cada una), los alumnosaprenden a programar un microprocesador de la familia C2000del Texas Instruments. En concreto, el microprocesadorTMS320F28335, el cual es ampliamente utilizado enaplicaciones industriales. A su vez, durante las clases prácticas,los alumnos aprenden a utilizar programas de diseñóelectrónica para poder realizar un sistema electrónico completobasado en microprocesador.El proyecto práctico se centra el diseño completo de unsistema electrónico basado en microprocesador para unaaplicación industrial. Para ello los alumnos tendrán disponibleun sistema completo de desarrollo del microprocesadorTMS320F28335. La elección del trabajo es responsabilidad delos alumnos y los profesores sólo validan la adecuación delmismo según los objetivos de la materia.C. Sistemas Electrónicos Digitales para el Procesamiento dela SeñalEsta materia se imparte en el 4º curso del Grado enIngeniería de las Tecnologías de Telecomunicación (Menciónen Sistemas Electrónicos). Se trata de una asignatura teóricopráctica en la que los alumnos aprenden las diferentesarquitecturas y diseño de procesadores digitales para señales,conocidos como DSP de su término anglosajón “Digital SignalProcessor”. Desde el punto de vista práctico, los alumnosrealizan 5 prácticas en las que programan el DSPTMS320C6713 de la familia C6000 del fabricante TexasInstruments. Durante las clases prácticas los alumnos adquierenlas destrezas necesarias en el manejo del DSP queposteriormente deberán utilizar para realizar el proyecto de laasignatura. Asimismo, trabajan con el sistema operativo detiempo real DSP/BIOS.El proyecto de ingeniería debe estar enfocado a larealización de una aplicación de tratamiento de señales. En lamayoría de los casos los alumnos optan por proyectos basadosen señales de audio para aprovechar el códec de audiodisponible en la tarjeta electrónica. Los alumnos disponen deun sistema de desarrollo completo del DSP TMS320C6713. Laelección de los proyectos corre a cargo de los alumnos, y losprofesores sólo validan la adecuación del mismo y el grado decomplejidad.D. Sistemas ElectrónicosEs una asignatura de tercer curso de la titulación del gradoen Ingeniería Electrónica, Robótica y Mecatrónica, común yobligatoria para todos los alumnos. Dichos alumnos ya tienenbase de electrónica analógica y digital. La asignatura cubre eldiseño de sistemas electrónicos digitales basados en lógicaActas TAEE 2016 · ISBN 978-84-608-9298-4 · Página 61

res. Esta asignatura se evalúa con larealización de dos proyectos, uno por cada parte de la misma.Mientras que el trabajo de programación de FPGA responde aun enunciado dado, el trabajo de microcontroladores es de temalibre, y los alumnos deben seleccionar el tema, buscar loscomponentes (sensores, actuadores) necesarios, montar elsistema y programarlo.E. Sistemas Electrónicos para AutomatizaciónEsta asignatura es continuación de la anterior, en cuartocurso del grado en Ingeniería Electrónica, Robótica yMecatrónica, pero sólo es cursada por los alumnos de laespecialidad de Robótica. Se estudian arquitecturas y técnicasavanzadas en FPGA’s, microcontroladores de gama alta ysistemas de comunicación industriales. Se realizan trabajos dediseño y programación de sistemas electrónicos, de tema libre aelección de los alumnos.IV. RESULTADOSLa puesta en práctica de los Proyectos de Ingeniería en lostérminos establecidos por el sello supone retos diferentes segúnlas características de cada asignatura, el curso en el que seencuentra ubicada y el número de alumnos. Seguidamente y deforma individualiza para cada uno de los casos descritospreviamente, se analizan los resultados obtenidos y lasdificultades para su puesta en marcha.A. Electrónica GeneralLa asignatura se ha estructurado en torno a un aprendizajebasado en proyecto, donde los alumnos puedan ver el procesocompleto que va desde la idea inicial al prototipo final,incluyendo el mayor número posible de tareas de ingeniería.Figura 1. Placa desarrollada en la experiencia PBL de laasignatura Electrónica General.implementación de un termostato con histéresis, varios displaysde 7 segmentos para visualización de la temperatura,pulsadores para el control de la referencia, así como un circuitode adaptación analógico para usar un dispositivo de tipo NTC(Negative Temperature Coefficient thermistors) para la medidade la temperatura ambiente, Figura 1. La experiencia demuestraque es posible realizar proyectos de ingeniería en asignaturasbásicas, simplemente adaptando la amplitud del proyecto y lasecuencia de actividades a los conocimientos de los alumnos.B. Electrónica IndustrialLos proyectos suelen estar basados en la integración de unsensor analógico o digital que mide alguna variable del mundoreal y que se comunica con el microprocesador mediantealguna de sus interfaces tales como I2C, UART, SPI, etc. A suvez, el diseño de las tarjetas incluye indicadores luminosos ypantallas LCD para la visualización del funcionamiento delsistema. Como ejemplos de proyectos ingeniería realizados enesta materia podemos citar, detectores de paso y control deacceso, alcoholímetro electrónico, sistema de regadío ycontrolador de presencia en habitaciones.La mayor dificultad encontrada en los proyectos es que setrata de la primera vez que los alumnos programan sistemasmicroprocesadores a bajo nivel. En asignaturas de cursosanteriores, trabajan con lenguajes de más alto nivel.C. Sistemas Electrónicos Digitales para el Procesamiento dela SeñalLos proyectos de ingenier

proyectos de ingeniería es el aprendizaje basado en proyectos o Problem Based Learning (PBL). A diferencia de otras metodologías docentes, el Problem Based Learning in tenta un enfoque de la docencia en la que el alumnado, tutor ado por el profesor, va desarrollando un proyecto de carácter real y multidisciplinar a partir de los conocimientos prev ios, y va descubriendo y supliendo las .