Curso CEA on-‐line con laboratorio remoto Diseño e

Curso CEA on-‐line con laboratorio remoto Diseño e

 Curso CEA on-­‐line con laboratorio remoto Diseño e implementación de sistemas de instrumentación y control basados en la plataforma Arduino 1. Objetivo Este curso pretende dar la formación necesaria para conocer la extensa plataforma Arduino en profundidad y utilizarla en el desarrollo de proyectos de ingeniería, especialmente en el área del Control Automático. El curso permitirá al alumno implementar sistemas de control de bajo coste y altas prestaciones, cubriendo los diferentes elementos involucrados en un sistema de control moderno. Además, se cubren aspectos avanzados que permiten abordar cualquier proyecto de diseño con éxito, al combinar herramientas software de programación y simulación con el conocimiento de un extenso conjunto de elementos hardware que permiten elaborar soluciones muy optimizadas de control, con excelentes posibilidades y prestaciones. 2. Descripción: El curso abarca el estudio de la creciente familia de tarjetas de desarrollo de la plataforma Arduino, incluyendo sus módulos de ampliación, que permiten a Arduino conectarse con sensores y actuadores muy diversos. Su programación también está incluida en el desarrollo del curso, avanzando progresivamente según las necesidades metodológicas del mismo. El alumno conocerá también las distintas herramientas de programación existentes para esta plataforma abierta de desarrollo. El curso cubre también las distintas posibilidades de comunicaciones con esta plataforma (serie, inalámbrica, Ethernet), así como los distintos buses empleados en la conexión con sensores inteligentes: I2C y SPI. El tratamiento y acondicionamiento de señales de entrada y salida también son estudiados en este curso. El uso en Arduino del protocolo Modbus, ampliamente utilizado en entornos industriales, es tratado también en el curso, así como el empleo de Arduino junto a sistemas SCADA. 3. Dirigido a: Profesionales tanto del mundo académico como industrial, y a alumnos de doctorado, máster y últimos cursos de carrera con interés en el aprendizaje y capacidad para realizar experimentos en un laboratorio remoto. Se requieren conocimientos básicos de programación y de electrónica. 4. Metodología El curso se realiza online íntegramente, bajo el formato de laboratorio remoto. La dedicación necesaria por parte de los alumnos es de 140 horas, distribuidas de la forma que estimen conveniente. Toda la documentación estará disponible para el alumnado en un LMS (Learning Management System) específico para el curso. Asimismo, los alumnos podrán acceder al área de descarga que se habilitará en él, mediante acceso autentificado, para poder descargar todas las herramientas software necesarias para el correcto desarrollo del curso. Todos los accesos del alumnado se realizarán mediante autentificación personal a su área de trabajo. Se habilitará un foro para la comunicación del profesorado con el alumnado, habilitándose también mecanismos de consulta personalizada con el profesorado. En un curso de estas características, el aspecto práctico de la enseñanza, apoyado en plataformas Arduino reales, es un aspecto vital. Debido a esto, el contenido del curso va soportado con prácticas reales (no virtuales) en el laboratorio remoto, con objeto de afianzar los conocimientos teóricos, y permitir al alumno el desarrollo completo de sistemas reales de control de diversa índole. Este importante aspecto se cubre mediante el acceso a sistemas experimentales reales remotos. Todas las prácticas del curso se realizan mediante acceso online al Laboratorio de Experimentación Remota ubicado en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Huelva y gestionado por el Grupo de Investigación "Control y Robótica" (TEP192).Los sistemas experimentales disponibles para el curso son de distinta naturaleza, de forma que cubren todos los contenidos de éste de forma práctica. Finalmente, como proyecto fin de curso, se planteará a los alumnos la resolución de un caso práctico que tenga un grado de dificultad suficiente para que puedan demostrar los conocimientos adquiridos, mediante la realización del análisis previo, la toma de decisiones para alcanzar una solución adecuada y la implementación final del sistema de control planteado. 5. Duración El curso se impartirá a partir del 15 de noviembre de 2014. El trabajo dedicado por los alumnos será de 140 horas, pudiendo adaptar la distribución horaria a sus requisitos temporales. En cualquier caso, deben terminarlo antes del 15 de marzo de 2015, fecha a partir de la cual se dejará de dar soporte y no se podrán realizar las prácticas. 6. Profesorado El curso será coordinado por el Prof. José Manuel Andújar Márquez y será impartido por los profesores Andrés Mejías Borrero y Marco Antonio Márquez Sánchez, todos ellos del Departamento de Ingeniería Electrónica, Sistemas Informáticos y Automática de la Universidad de Huelva. 1.
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7. Contenido detallado: La familia Arduino. Tarjetas hardware de desarrollo y módulos de ampliación. Introducción a la programación enArduino. Entornos de desarrollo. Tratamiento de señales de entrada y salida de Arduino para el uso en aplicaciones de control. 4.1. Optoaislamiento de entradas digitales. 4.2. Optoaislamiento de entradas analógicas. 4.3. Convertidores de nivel V/V. 4.4. Convertidores V/I e I/V. 4.5. Ajustes de los parámetros de conversión A/D. 4.6. Ajustes de los parámetros de conversión PWM. 5. Sistema de almacenamiento permanente de datos. 5.1. EEPROM. 5.2. Módulos SD Card. 6. Gestión de interrupciones. 7. Gestión de temporizadores. 8. Interfaz serie de comunicación de Arduino. 8.1. RS232 TTL. 8.2. Bus I2C. 8.3. Bus SPI. 9. Comunicaciones serie inalámbricas. 9.1. Infrarrojos. 9.2. Bluetooth. 9.3. XBee. 10. Sensores de bajo coste para adquisición de datos desde Arduino. 10.1.
Sensores del tipo magnitud a tensión. 10.2.
Sensores del tipo magnitud a tiempo. 10.2.1. Sensor de distancia por ultrasonidos. 10.2.2. Encoder. 11. Sensores Inteligentes con interfaz serie. 11.1.
Sensores con interfaz I2C. 11.2.
Sensores con interfaz SPI. 11.3.
Potenciómetros digitales. 12. Hardware de visualización. 12.1.
Visualizadores LCD en modo texto. 12.2.
Visualizadores LCD en modo gráfico. 13. Software básico de libre distribución para monitorización serie desde un PC. 13.1.
Teraterm 13.2.
Realterm 13.3.
KST 13.4.
Conexión con Processing. 14. Software de libre distribución para desarrollo de sistemas DAQ/DA en el control de procesos con Arduino. 14.1.
Easy Java Simulations 14.2.
MyOpenLab. 15. Programación de algoritmos de control en Arduino. 16. Acceso a redes TCP/IP desde los interfaces Ethernet de Arduino. 17. Uso de buses industriales con Arduino. 17.1.
Protocolo Modbus serie. 17.2.
Protocolo Modbus sobre TCP/IP. 18. Uso de programas SCADA con Arduino. 19. Proyecto fin de curso. 8. Reconocimiento: El curso está avalado por la sociedad CEA (Comité Español de Automática) que es miembro de la International Federation of Automatic Control, IFAC, www.ifac-­‐
control.org), entidad que expedirá un diploma acreditativo a todos los alumnos que hayan realizado el curso con aprovechamiento y entregado su proyecto fin de curso. 9. Inscripción: El precio del curso es de 350 (más el IVA correspondiente). El curso se impartirá siempre que haya un número suficiente de alumnos. Por ello, será necesario hacer una preinscripción antes del 15 de septiembre de 2014 a través de la Web de CEA (www.ceautomatica.es). El número máximo de plazas es limitado y se seleccionará por orden de inscripción. La Fundación CEA podrá financiar el 50% de algunas becas (la solicitud se hará directamente a dicha fundación, [email protected]).