Malla Curricular Ingeniería Mecatrónica

En este curso, la/el alumna/o conocerá los conceptos básicos de las herramientas más utilizadas en los proyectos mecatrónicos. También se enseñará sobre herramientas computacionales de diseño mecánico, diseño electrónico y simulación electrónica. Asimismo, se brindará una visión global sobre las aplicaciones de la ingeniería mecatrónica en campos como la industria manufacturera, agricultura, minería, biotecnología, entre otros. Al terminar el curso, la/el alumna/o deberá presentar un proyecto mecatrónico a nivel de simulación.

Este curso permitirá a la/al estudiante aplicar los conceptos básicos de la física y la mecánica para resolver problemas de ingeniería relacionados con la estática del cuerpo rígido. La/el estudiante desarrollará las habilidades para formular y analizar los sistemas en equilibrio. Estas habilidades incluyen realizar diagramas de cuerpo libre y tomar la fricción en el análisis de equilibrio.

Este curso permite a la/al estudiante adquirir conocimientos sólidos en el área de semiconductores y sus interconexiones para formar circuitos electrónicos discretos e integrados, además de realizar simulaciones y modelamientos de sistemas con software, y tener una visión clara de las necesidades de los sistemas mecatrónicos y los dispositivos médicos o las interfaces bioelectrónicas. Asimismo, permite objetivar las necesidades del ingeniero mecatrónico y del bioingeniero en términos de transferencia de potencia, circuitos RL y RC, y poner en práctica su aprendizaje con problemas reales.

Este curso cubre los conceptos fundamentales de la mecánica newtoniana y lagrangiana, que incluyen cinemática, movimiento relativo, principios de trabajo y energía, impulso y momento, cinética de cuerpos rígidos en dos y tres dimensiones. Los estudiantes serán capaces de aplicar estos conceptos o principios para resolver problemas de ingeniería que involucran la dinámica de cuerpos rígidos, con un enfoque particular a sistemas de eslabones a través del uso de las ecuaciones de Lagrange. Los estudiantes desarrollarán habilidades para modelar y analizar sistemas en movimiento, tendrán en cuenta las causas que los generan.

En este curso introduciremos los fundamentos del proceso de modelado y simulación de sistemas dinámicos. Con ello, se entenderá que un sistema dinámico puede ser representado por un modelo matemático, que se caracteriza por su comportamiento real y que puede ser resuelto con el uso de herramientas de solución computacional. Así, la consolidación de estos conocimientos permitirá analizar el comportamiento de los sistemas dinámicos, con la finalidad de desarrollar soluciones a problemas presentes en ingeniería. Este curso desarrollará habilidades en simulación con el uso de Scilab y Xcos, a fin de interpretar los resultados obtenidos del sistema a través de distintas señales de entrada.

A través de este curso, la/el estudiante será capaz de diseñar e implementar circuitos digitales con el uso de los componentes MSI y FPGA, para hallar la solución mínima y óptima. Los temas principales incluyen el diseño de circuitos lógicos y combinacionales mediante compuertas lógicas, flip-flops, codificadores, registros de desplazamiento, memorias, etc. Además, se brindará de una introducción a la arquitectura de las computadoras.

Este curso permite a la/al estudiante recibir conocimientos sólidos en el área de semiconductores y sus interconexiones, para formar circuitos electrónicos discretos e integrados. Además, le ayuda a realizar simulaciones y modelamientos de sistemas con software y tener una clara visión de las necesidades que requieren los sistemas mecatrónicos. Asimismo, la/el alumna/o será capaz de analizar, diseñar y aplicar los fundamentos de los circuitos electrónicos de potencia que abarcan temas como rectificadores no controlados y controlados, conversión alterna-alterna (reguladores de corriente alterna), transistores de baja y alta potencia y tiristores.

La asignatura, de naturaleza teórico-práctica, plantea introducir a la/al estudiante en la representación gráfica de objetos. Entre los temas del curso se tratan tópicos de dibujo técnico y geometría descriptiva, técnicas de trazado, representación isométrica, proyección ortogonal, el punto, la recta y el plano en el espacio, generación de planos de ingeniería, vistas principales, acotado y dibujo asistido por computador (CAD), tanto en 2D como 3D.

A través del curso, la/el estudiante comprenderá la importancia de analizar señales y sistemas continuos y discretos mediante métodos matemáticos, como transformada Z, series de Fourier y transformada de Fourier. El curso es de carácter obligatorio para el plan de estudios de Ingeniería Electrónica. Los temas principales incluyen señales discretas y continuas, análisis de sistemas discretos y continuos, la transformada de Fourier discreta y continua, la serie de Fourier discreta y continua, modulación y filtraje continuo y discreto, el muestreo, la transformada Z y los filtros digitales.

Este curso cubre los siguientes temas: modelado de sistemas en los dominios de Laplace y espacio de estado; análisis de características y estabilidad de sistemas de lazo abierto y cerrado; diseño de controladores on-off y PID; diseño de compensadores con el uso de métodos de respuesta de frecuencia y root locus; diseño de realimentación estados, y MATLAB y Simulink para sistemas de control.

Este curso revisa las características y el uso de los principales microcontroladores, microprocesadores, sensores y actuadores, con énfasis en los criterios y los procedimientos que los interrelacione, a fin de desarrollar sistemas dedicados. Los proyectos se desarrollan, de manera particular, con el microcontrolador PicoBlaze descrito en VHDL y programado en assembler, y el microprocesador ARM Cortex-M3 (módulo PSoC-5LP) programado en lenguaje C.

Los sensores y actuadores son componentes importantes de los sistemas mecatrónicos. Este curso introduce a la/al estudiante en los principios de funcionamiento y les ofrece los fundamentos y aspectos prácticos para evaluarlos y seleccionarlos de forma adecuada, así como para integrarlos en un sistema mecatrónico. Los temas del curso incluyen sensores analógicos y digitales, para medición de posición, velocidad, aceleración, fuerza, torque, desplazamiento, entre otras medidas físicas, y actuadores con énfasis en diferentes tipos de motores eléctricos. También cubre el acondicionamiento de la señal y la estimación a partir de mediciones.

Este curso trata del estudio de propiedades mecánicas, elementos simples bajo cargas axiales, cortantes, elementos sometidos a cargas puramente axiales, esfuerzos y deformaciones torsionales, esfuerzos bajo cargas de flexión, deflexión en vigas, esfuerzos combinados, análisis de esfuerzos y deformaciones, criterios de fallas, columnas y fatiga a alto ciclaje.

Este curso introduce los conceptos fundamentales de la robótica desde un punto de vista analítico, mecánico, de diseño y de control. Se busca analizar y comprender el movimiento de los robots para controlarlos de forma adecuada. Los temas que se abordarán en el curso son el movimiento de cuerpos rígidos; la cinemática directa, inversa y diferencial; la planificación de trayectorias cinemáticas; la dinámica del robot; el control de movimiento, así como una introducción a la teoría de robótica probabilística. El énfasis del curso está en robots manipuladores, ya que constituyen la base para sistemas más complejos. Adicionalmente, se presentarán los principios para los robots móviles.

Este curso cubre los temas de diseño en el dominio del tiempo continuo y discreto de los sistemas de control multivariable pid, óptimo, predictivo y de orden fraccionario, así como las estrategias de control: cascada, rango partido, selectivo, anticipativo y razón de control.

El enfoque del curso se orienta a la aplicación teórico-práctica de los conocimientos de ingeniería en los diversos procesos industriales que involucren sistemas oleohidráulicos y neumáticos. Para este fin, el curso permitirá a la/al estudiante conocer las leyes fundamentales que gobiernan los sistemas oleohidráulicos y neumáticos. Asimismo, la/el estudiante logrará el entendimiento del principio de funcionamiento y selección de los diversos componentes de sistemas oleohidráulicos y neumáticos, los cuales brindarán amplios conocimientos para solucionar problemas, optimizar y diseñar sistemas oleohidráulicos y neumáticos. Adicionalmente, se explorarán tópicos sobre mantenimiento y representación de sistemas mediante simbología normalizada.

Los mecanismos son elementos o sistemas que generan y transmiten movimiento a través de un elemento motriz. Este curso abordará la transmisión de movimiento lineal y rotacional, en el que se utilizarán palancas, poleas, ruedas con fricción, correas dentadas, cadenas y engranajes. Asimismo, se enseñarán elementos de transformación de movimiento, como piñón, cremallera, sistema biela-manivela, leva y junta de Cardan.

Este curso propone a la/al estudiante de octavo ciclo desarrollar proyectos a través de experiencias reales en la industria, la investigación y el emprendimiento. Las/los estudiantes lograrán los objetivos del curso a través de desafíos que requerirán soluciones de alto impacto y un amplio conocimiento técnico. Los proyectos se complementarán con asesoría de un mentor asignado por la carrera, bajo la figura de practicantes preprofesionales. El curso desarrolla las siguientes competencias transversales: - Investigación: Se relaciona con la capacidad del estudiante de realizar una búsqueda exhaustiva de la problemática a trabajar y, a partir de ella, encontrar la información necesaria para cumplir los objetivos. - Análisis de problemas: La/el estudiante analiza e interpreta la información recabada y formula hipótesis o da soluciones bajo el enfoque requerido por cada proyecto. - Ética: El manejo de la información es importante, así como el compromiso con el equipo de trabajo, para desarrollar los procesos con información transparente y verídica. - Gestión de proyectos: La/el estudiante, durante dieciséis semanas, a través de un cronograma de trabajo que comprende hitos y evaluaciones bimensuales, buscará lograr los objetivos propuestos en la ficha de proyectos, con el apoyo de su asesor. - Uso de herramientas modernas: Parte del desarrollo de los proyectos es el uso de tecnologías, como software, equipos de alta precisión y técnicas modernas para realizar análisis, establecer métricas o complementar el avance del proyecto. Los temas principales que se revisarán en este curso dependerán de la naturaleza de cada proyecto, ya que cada uno presenta una metodología, unos objetivos y unos entregables diferentes, de acuerdo a la modalidad que se desarrolle.

El curso se basa en la integración de los conceptos de la electrónica analógica, los sistemas digitales, el diseño de mecanismos, la instrumentación, la programación y la ingeniería de control para el diseño y la implementación de sistemas mecatrónicos. Así, el curso abordará el diseño mecánico del sistema, la adecuada elección de los sensores y actuadores, la electrónica de potencia asociada y la programación de los algoritmos de control para el buen funcionamiento del sistema mecatrónico.