Desarrollo Y Construccion De Prototipos Electronicos

Desarrollo y Construcción de Prototipos Electrónicos

GUÍA DIDÁCTICA DEL PROFESOR

José Carlos Toledano Gasca Pilar Olmeda Moreno

Guía didáctica: Desarrollo y construcción de prototipos electrónicos

1. Presentación de la guía La guía didáctica del profesor del módulo Desarrollo y Construcción de Prototipos Electrónicos, se ha elaborado con el objetivo de prestar al profesor que imparte la asignatura una propuesta didáctica de apoyo pedagógico para el desarrollo de su función docente. En la guía se incluyen y se describen los materiales curriculares que presentó el Ministerio de Educación y Ciencia cuando se diseñaron los ciclos formativos y en los que se des arrollan la definición y el desarrollo de los procesos de enseñanza-aprendizaje de los ciclos formativos, tanto de grado superior como de grado medio, de la Formación Profesional actual. Se recogen en esta guía el Real Decreto 620/1995, publicado en el BOE el 09.08.1995, donde se desarrolla el título del módulo, y el Real Decreto 193/1996, publicado en el BOE 11.03.96, donde se desarrolla el currículo del módulo. La guía sigue las directrices trazadas por el libro editado por el Ministerio de Educación y Ciencia sobre propuestas didácticas de apoyo al profesor, editado por la Dirección General de Formación Profesional Reglada y Promoción Educativa, en el que se orienta al profesor sobre la programación de los contenidos y las actividades de formación que pueden ser adaptadas y aplicadas por los docentes de forma directa. La guía está dividida en 10 apartados, que son: – Introducción al módulo. – Capacidades terminales y criterios de evaluación. – Orientaciones metodológicas. – Índice secuencial de las unidades de trabajo: organización de los contenidos. – Estructura de las unidades de trabajo del libro del alumno. – Distribución temporal de las unidades de trabajo. – Elementos curriculares o unidades de trabajo. – Actividades, cuestiones, problemas y prácticas propuestas. – Material didáctico (material y equipos didácticos). – Material pedagógico de apoyo para la impartición del módulo. A continuación se desarrollan cada uno de estos 10 puntos.

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2. Introducción al módulo El desarrollo didáctico y la programación del módulo Desarrollo y Construcción de Prototipos Electrónicos se obtiene a partir del perfil del ciclo formativo Desarrollo de Productos Electrónicos. El ciclo formativo Desarrollo de Productos Electrónicos está dividido en 11 módulos profesionales (5 módulos asociados a una unidad de competencia, 5 módulos profesionales transversales y 1 módulo de formación y orientación laboral), como unidades coherentes de formación necesarias para obtener el título de Técnico Superior en Desarrollo de Productos Electrónicos. La duración establecida para este ciclo es de 2.000 horas incluida la formación en centros de trabajo. Estas 2.000 horas se dividen en 5 trimestres de formación en el centro educativo y un trimestre en el centro de trabajo (dos periodos anuales lectivos). Uno de los módulos incluido en este ciclo formativo es el de Desarrollo y Construcción de Prototipos Electrónicos, que tiene una duración aproximada de 220 horas. La competencia general de este módulo está recogida en la unidad de competencia nº 3 del Real Decreto 620/1995 (BOE 09.08.96) del título, y que dice: Realizar y ensayar prototipos electrónicos. Y que el trabajador debe realizar de forma cualificada. Es importante que las realizaciones que se planteen como básicas tengan como punto de referencia el sistema productivo y en concreto la ocupación o el puesto de trabajo que pueden desempeñar los técnicos que realizan este módulo REALIZACIONES PROFESIONALES REFERENCIADAS A LA OCUPACIÓN

Realizar el diseño de las tarjetas electrónicas que conforman el producto electrónico, elaborando la documentación necesaria para la fase de producción, en el soporte adecuado y con la representación simbólica y codificación normalizados.

CRITERIOS BÁSICOS DE REALIZACIÓN

Los equipos informáticos utilizados para el diseño de las tarjetas electrónicas están configurados de acuerdo con los requerimientos del diseño. Los programas de edición de esquemas y de diseño de placas de circuito impreso están adecuadamente instalados y configurados, optimizando su rendimiento. Los componentes que configuran los esquemas de la aplicación están en las librerías del programa de edición, creándose aquellos que no existan.

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REALIZACIONES PROFESIONALES REFERENCIADAS A LA OCUPACIÓN

CRITERIOS BÁSICOS DE REALIZACIÓN

Los esquemas eléctricos del producto electrónico se dibujan utilizando los símbolos y formatos de representación estándar, en el formato normalizado, correspondiéndose correctamente con los croquis y primeros esquemas. El chequeo de los esquemas delineados asegura la adecuada conexión de los elementos del circuito. Las normas estándar de diseño se seleccionan según el tipo de placa de circuito impreso requerido por la aplicación. Los encapsulados de los componentes que configuran los circuitos de la aplicación están en las librerías del programa de diseño, creándose aquellos que no existan. Las dimensiones de la placa de circuito impreso y la ubicación de los componentes se realizan teniendo en cuenta los parámetros de consumo y condiciones de temperatura, rigidez mecánica, espacio disponible en la envolvente, interferencias electromagnéticas y seguridad eléctrica establecidos. El trazado de las pistas, manual y/o automático, se realiza aplicando los procedimientos adecuados, teniendo en cuenta los parámetros de consumo, frecuencia de trabajo de la aplicación y condiciones medioambientales, optimizando los recorridos de d ichas pistas. La documentación técnica del diseño físico de las placas electrónicas recoge con la precisión suficiente la información necesaria (esquemas eléctricos, planos de pistas, de ubicación de componentes, de taladros, de protecciones del CI, de serigrafía) para su industrialización, en el soporte (papel y/o magnético) y formatos normalizados. Construir o supervisar la construcción de placas de circuito impreso, utilizando los medios apropiados garantizando la continuidad de las pistas y las condiciones óptimas de acabado.

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El proceso que se debe aplicar se selecciona en función de las características específicas (número de caras de la placa de circuito impreso, densidad de pistas, tipología de componentes utilizados –de insercción ó de montaje superficial–, ...) del circuito impreso. La secuencia de las distintas fases que corresponden al proceso de construcción seleccionado se determinan con la precisión requerida y en el documento normalizado.

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REALIZACIONES PROFESIONALES REFERENCIADAS A LA OCUPACIÓN

CRITERIOS BÁSICOS DE REALIZACIÓN

Los equipos y medios utilizados para la construcción de las placas de circuito impreso se configuran y calibran de acuerdo con el proceso que se debe aplicar, utilizando los procedimientos normalizados. La ejecución de las distintas fases para la construcción de las placas de CI (taladrado, metalizado, atacado, serigrafiado, protección del CI) se realizan siguiendo el proceso normalizado, aplicando las normas requeridas de seguridad y de los medios empleados. Los equipos y medios utilizados para la verificación de las placas de circuito impreso se configuran y calibran de acuerdo con el proceso que se debe aplicar. Las pruebas realizadas al circuito impreso (ausencia de cortocircuitos, continuidad de pistas, ...) aseguran la fiabilidad del mismo. La serigrafía de la placa de circuito impreso se realiza siguiendo el proceso normalizado y con la calidad prescrita. El acabado final de las placas de CI se realiza con la calidad prescrita y en el tiempo previsto. Realizar o supervisar la realización del montaje de componentes electrónicos y mecánicos sobre el circuito impreso, mediante la adecuada utilización de herramientas y máquinas, asegurando la adecuada conformación, sujeción mecánica y soldadura de dichos componentes.

El proceso que se debe aplicar para el montaje se sele cciona en función del número de tarjetas que se deben montar y de la disponibilidad de medios (manual, semiautomático, automático). El plan de montaje que se debe seguir responde a una secuencia lógica y sistemática de operaciones y está documentado en el formato normalizado. El acopio de materiales, herramientas y la preparación de las máquinas se realiza de acuerdo con el plan de montaje establecido. Los programas de control de las máquinas de inserción y/o posicionamiento de componentes utilizadas en el montaje semiautomático y/o automático se realizan con la precisión requerida y aplicando el procedimiento normalizado. El conformado, sujeción y soldadura de los componentes y elementos de la tarjeta electrónica se realizan utilizando las herramientas y máquinas adecuadas y aplicando procedimientos normalizados, asegurando la resistencia mecánica, contacto eléctrico y acabado estético.

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REALIZACIONES PROFESIONALES REFERENCIADAS A LA OCUPACIÓN

Realizar las pruebas funcionales y ajustes necesarios para la puesta a punto de prototipos, mediante la utilización de los instrumentos precisos y de la documentación del producto, elaborando el informe técnico correspondiente en el fo rmato normalizado.

CRITERIOS BÁSICOS DE REALIZACIÓN

La documentación necesaria para la realización de las pruebas funcionales y la puesta a punto del prototipo se selecciona a partir de la documentación de diseño, solicitando las aclaraciones y/o puntualizaciones necesarias. Los instrumentos de medida y prueba y sus elementos auxiliares se seleccionan de acuerdo con las características demandadas en el plan de pruebas de la aplicación. Los instrumentos de medida y prueba están calibrados y se encuentran dentro del período de control, informando de las situaciones anómalas y asegurando la fiabilidad de las medidas que se realizan. Las normas y condiciones de seguridad personal y de los equipos y materiales utilizados se aplican, en todo momento, con rigor y diligencia. Los procedimientos de medida y prueba que se deben efectuar se aplican siguiendo el protocolo establecido. El informe de las pruebas realizadas registra con precisión los datos y parámetros fundamentales demandados en las especificaciones de la aplicación bajo prueba. Las conclusiones del informe de pruebas incluye las sugerencias de modificación y/o cambios que mejoran las características funcionales del prototipo.

Realizar los ensayos prescritos de calidad y fiabilidad de la tarjeta electrónica, mediante la utilización de los medios disponibles y procedimientos establecidos, elaborando el correspondiente informe en el formato normalizado.

La documentación necesaria para la realización de las pruebas de calidad y fiabilidad se selecciona a partir de la documentación de diseño, solicitando las aclaraciones y/o puntualizaciones necesarias. Los equipos de medida y prueba se seleccionan siguiendo las prescripciones establecidas en las especificaciones de pruebas. El banco de medidas y pruebas se dispone de forma que optimice el proceso de verificación y asegure las condiciones de ensayo prescritas. Las condiciones de seguridad personal, de los medios empleados y del prototipo están adecuadamente aplicadas. El proceso que se debe seguir para efectuar las pruebas de calidad y fiabilidad del prototipo está determinado con suficiente precisión. Los ajustes y medidas de los parámetros del prototipo se efectúan siguiendo el protocolo establecido.

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REALIZACIONES PROFESIONALES REFERENCIADAS A LA OCUPACIÓN

CRITERIOS BÁSICOS DE REALIZACIÓN

El registro de los parámetros de calidad (tensiones, corrientes, formas de onda, ...) se realiza con la precisión requerida y en el formato y soporte normalizados. Los ensayos de fiabilidad (choque térmico, humedad, choque eléctrico, vibraciones, ...) se efectúan con los medios prescritos y aplicando los procedimientos normalizados. El registro de los parámetros de fiabilidad (MTTF –“mean time to failure”–, MTBF –“mean time between failures”–, ...) se realiza con la precisión requerida y en el formato y soporte normalizados. Las condiciones de ensayo están delimitadas y controladas convenientemente. Las conclusiones del informe de los ensayos incluye las sugerencias de posibles modificaciones y/o cambios que mejoran las características de calidad y fiabilidad del prototipo.

3. Capacidades terminales y criterios de evaluación En este apartado se describen las capacidades terminales y sus correspondientes criterios de evaluación, correspondientes al Real Decreto del título, en base a las realizaciones planteadas en el apartado anterior. El título profesional y, por tanto, las competencias que adquieren los alumnos que realizan este ciclo formativo están basadas en la suma de las diferentes capacidades terminales que se adquieren con cada uno de los módulos que forman el ciclo formativo. Las capacidades terminales del módulo Desarrollo y Construcción de Prototipos Electrónicos, así como sus correspondientes criterios de evaluación, según el Real Decreto 193/1996 del currículo publicado en el BOE de fecha 11.03.96, son: CAPACIDADES TERMINALES

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Realizar la edición de los esquemas eléctricos correspondientes a circuitos de aplicaciones electrón icas, utilizando con destreza y precisión las herramientas informáticas (equipos y programas de diseño asistido) adecuadas.

Explicar la tipología y características de los programas informáticos usados para el dibujo de esquemas electrón icos. Valoración de un caso práctico de edición del esquema correspondiente a un circuito electrónico:

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CAPACIDADES TERMINALES

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Seleccionar los parámetros de configuración del programa (formato, librerías de componentes, dispositivos de entrada, dispositivos de impresión, ...) para un uso adecuado del mismo. – Obtener los componentes necesarios de las librerías, o crearlos si no existen, y ubicarlos dentro del formato elegido. – Editar los atributos de los componentes (valor, código, descripción, ...) usados en el esquema eléctrico bajo edición. – Realizar la interconexión entre los diferentes componentes, siguiendo procedimientos normalizados para el dibujo de esquemas electrónicos. – Verificar el conexionado del circuito, obteniendo listados de conexiones realizadas mediante la aplicación del procedimiento correspondiente. – Crear los archivos correspondientes con el esquema realizado que contengan las anotaciones y listas de componentes, en los formatos estándar. – Obtener, a través de los dispositivos de salida (impresora, trazador, etc.), copias impresas del esquema realizado, así como las listas de componentes usados en la realización del mismo.

Diseñar circuitos impresos para aplicaciones electrónicas utilizando herramientas informáticas de diseño asistido por ordenador específicas y aplicando los procedimientos adecuados.

Explicar la tipología y características de los programas in formáticos usados para el diseño de circuitos impresos. En un caso práctico de edición de una placa de circuito impreso: – Definir las características funcionales requeridas (banda de frecuencias de trabajo, longitud crítica de pistas, número de capas, espesor y tipo del dieléctrico de la placa, tipos de taladros –metalizados o no–, anchura, espesor de las pistas, ...) por el diseño. – Seleccionar los parámetros de configuración del programa (librerías de componentes, encapsulados, ancho de pistas, distancia mínima entre pistas, tamaño y tipo de “pads”, número de capas, dispositivos de entrada, dispositivos de impresión, ...) para un uso óptimo del mis mo. – Determinar el tamaño y forma de la placa de circuito impreso necesaria de acuerdo con las especificaciones del diseño.

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CAPACIDADES TERMINALES

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Obtener los componentes necesarios de las librerías, o crearlos si no existen, ubicándolos dentro del formato/tamaño de placa elegido. – Ubicar los componentes en la placa para un aprovechamiento óptimo de la misma y teniendo en cuenta crit erios de seguridad térmica y electromagnética. – Editar los atributos de los componentes (cápsula, valor, código, descripción, ...) usados en el diseño de la placa. – Establecer las estrategias más adecuadas para el trazado automático de las pistas. – Realizar el trazado manual y/o automático (interactivo o no), de las pistas (en simple o doble capa) entre los diferentes componentes, a partir de la lista de conexiones. – Verificar el conexionado del circuito, obteniendo listados de comprobación de las conexiones realizadas. – Crear los archivos de la placa realizada (cara de componentes, cara de pistas, serigrafía, listas de componentes, listas de conexiones, máscara de soldadura, plano de taladros, ...) en los formatos estándar. – Obtener copias impresas de la placa realizada en sus diferentes fases (cara de componentes, cara de pistas, cara de serigrafía, máscara de soldadura, plano de taladros, ...) a través de los dispositivos de salida (impresora, trazador, fototrazador, etc.) disponibles.

Elaborar documentación técnica necesaria para la construcción de placas de circuito impreso y el montaje de prototipos electrónicos, utilizando las herramientas info rmáticas de diseño asistido por ordenador y en el formato normalizado establecido.

En un caso práctico de edición de un esquema y de la placa del circuito impreso correspondiente: – Obtener en formato normalizado el esquema eléctrico/electrónico del producto diseñado. – Realizar la lista de materiales necesarios, agrupándolos de acuerdo con su tipología, funcionalidad y características. – Elaborar la lista de conexiones para su uso como elemento de comprobación. – Obtener en formato impreso normalizado la documentación de la placa de circuito impreso, integrada, al menos por: • Máscara de soldadura.

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CAPACIDADES TERMINALES

CRITERIOS DE EVALUACIÓN • Máscara(s) de pistas. • Máscara de serigrafía. • Plano de taladros. – Elaborar los planos necesarios par el montaje de los componentes del circuito, confeccionándolos de forma que respondan a las distintas fases de construcción del prototipo.

Construir placas de circuito impreso para prototipos, utilizando los medios y procedimientos adecuados.

En un caso práctico de construcción de una placa de circuito impreso a doble cara con taladro metalizado para un prototipo: – Distinguir entre placas para montaje de componentes por inserción y de montaje superficial. – Diferenciar los tipos de dieléctrico de las placas (fibra de vidrio, baquelita, flexibles, ...) en función de su aplicación. – Determinar los agentes de revelado, grabado y decapado que se deben usar en el proceso de construcción del circuito impreso. – Realizar los procesos de taladrado (manual o por taladradoras controladas numéricamente), respetando las normas de seguridad personal establecidas. – Realizar el proceso de metalizado de los agujeros, según el procedimiento normalizado y respetando las normas de seguridad personal y de los equipos y materiales. – Realizar el fotosensibilizado manual de la placa de circuito impreso y el revelado de la misma aplicando el procedimiento normalizado y respetando las normas de seguridad establecidas. – Realizar el grabado de la placa operando máquinas de grabado adecuado, aplicando el procedimiento normalizado y respetando las normas de seguridad personal establecidas. – Realizar el decapado de la placa por medio de los agentes químicos requeridos, respetando las normas de seguridad personal establecidas. – Realizar el serigrafiado y protección de la placa aplicando el procedimiento normalizado y respetando las normas de seguridad personal establecidas.

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CAPACIDADES TERMINALES

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Realizar el montaje de los componentes electrónicos en las placas de circuito impreso para prototipos, utilizando los medios y procedimientos adecuados.

Clasificar y describir los distintos procesos de montaje manual y automático de componentes de inserción, enumerando las máquinas, herramientas y fases que se aplican en su ejecución. Explicar las diferencias entre los procesos de inserción y montaje superficial de componentes para la construcción de prototipos electrónicos, enumerando las máquinas, herramientas y fases que se aplican en su ejecución. Describir los procesos de soldadura automática que se utilizan en el montaje de prototipos electrónicos, enumerando las máquinas, herramientas y fases que se aplican en su ejecución. En un caso práctico de montaje manual de placas de circuito impreso para un prototipo: – Definir el procedimiento de montaje que se va a usar de acuerdo con la documentación técnica. – Escoger las herramientas y materiales apropiados (soldador, desoldador, alicates de corte...), para el montaje de los componentes. – Realizar el montaje de los componentes siguiendo los procedimientos establecidos y respetando las normas de seguridad personal establecidas. En un caso práctico de montaje automático de placas de circuito impreso para un prototipo por inserción o montaje superficial: – Clasificar por orden de montaje los componentes que se van a colocar en la placa. – Realizar la programación de la máquina de montaje de los componentes siguiendo las instrucciones de la mis ma. – Verificar que los parámetros de calibración de la máquina de montaje son los adecuados. – Controlar el proceso y el correcto funcionamiento de la máquina de inserción/montaje de componentes. – Inspeccionar la placa obtenida para detectar fallos de montaje/inserción mediante el procedimiento adecuado. – Elegir el proceso de soldadura adecuado al tipo de montaje realizado (ola, inmersión, infrarrojos, etc.).

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CAPACIDADES TERMINALES

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Realizar las pruebas funcionales y ajustes correspondientes de los prototipos electrónicos, utilizando los medios adecuados y siguiendo el procedimiento establecido en la documentación técnica de los mismos.

Distinguir las características diferenciales entre análisis estático y funcional de un prototipo electrónico. En un caso práctico de prueba funcional de un prototipo electrónico: – Establecer, de acuerdo con la información técnica disponible, las características de la alimentación eléctrica que se debe aplicar para su correcto funcionamiento. – Determinar y efectuar las conexiones del prototipo con los aparatos de verificación de acuerdo con la documentación técnica. – Aplicar los procedimientos de prueba establecidos en la documentación técnica para verificar el funcionamiento correcto del prototipo. – Aplicar los procedimientos de ajuste definidos en la documentación técnica para la puesta a punto del prototipo. – Elaborar un informe-memoria de las pruebas funcionales, ajustes y resultados obtenidos en la puesta a punto del prototipo.

Realizar las pruebas de fiabilidad prescritas del prototipo electrón ico, utilizando los medios y aplicando los procedimientos requeridos.

Distinguir y explicar las diferencias entre calidad y fiabilidad en electrónica. Explicar los conceptos fundamentales utilizados en el estudio de fiabilidad de un prototipo electrónico. En el caso práctico de un control de calidad de un prototipo electrónico: – Establecer el procedimiento adecuado de control de calidad que se base fundamentalmente en: – Comprobación de materiales de entrada. – Proceso de comprobaciones en las diferentes fases del montaje. – Inspección final. – Aplicar el procedimiento de control de calidad establecido. – Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándolos en los apartados necesarios para una adecuada documentación de los mismos (descripción del proceso seguido, medios utilizados y resultados obtenidos).

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CAPACIDADES TERMINALES

CRITERIOS DE EVALUACIÓN En el caso práctico de un control de fiabilidad de un prototipo electrónico: – Establecer el procedimiento adecuado de control de fiabilidad que se base fundamentalmente en: • Vida del producto. • Análisis térmico, eléctrico, mecánico y de humedad. – Aplicar el procedimiento de control de fiabilidad establecido. – Elaborar un informe-memoria de las actividades desarrolladas y resultados obtenidos, estructurándolos en los apartados necesarios para una adecuada documentación de los mismos (descripción del proceso seguido, medios utilizados y resultados obtenidos).

4. Orientaciones metodológicas Se van a exponer una serie de orientaciones metodológicas encaminadas a conseguir que el alumno conozca la importancia de los principios básicos del desarrollo y construcción de prototipos electrónicos más utilizados en el mercado, dentro del diseño comercial de cualquier industria, etc., y se interese “profesionalmente” en esta materia técnica. Los temas deben exponerse en un lenguaje sencillo a la vez que técnico para que el alumno, futuro profesional, vaya conociendo la terminología y el argot que se utiliza en el campo de los prototipos electrónicos. El laboratorio de electrónica es el espacio en el que se debe desarrollar el módulo, que cuenta con los materiales básicos para su desarrollo, constituidos por instrumentos básicos electrónicos, ordenadores, periféricos, juegos de herramientas, entrenador para dispositivos digitales, programas informáticos de simulación de prototipos electrónicos, manuales de características de componentes electrónicos, medios audiovisuales, etc. Si alguno de los temas que se desean desarrollar en este módulo son materias difícilmente transportables al aula, debemos valernos de material gráfico, como diapositivas, vídeos, dispositivos programables, programas de ordenador, simuladores, catálogos comer-

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ciales, muestras reales, etc., que se puedan desarrollar en el laboratorio, para que el alumno conozca los materiales y elementos fundamentales que componen estos sistemas. Se deben suministrar a los alumnos prototipos comerciales, circuitos o aplicaciones electrónicas de uso práctico, para que trabajen sobre ellos y puedan correlacionar la información teórica impartida con el desarrollo práctico de los diferentes temas, comprobando los diseños, las especificaciones técnicas y económicas. Se deben construir maquetas y prototipos electrónicos con ayuda de herramientas manuales y automáticas, así como iniciar a los alumnos en el diseño y construcción de circuitos impresos mediante herramientas y medios de diseño. Los circuitos o aplicaciones electrónicas de uso práctico se deben desarrollar en diferentes etapas o fases de realización, con los correspondientes ensayos de los prototipos. Deben de ser equipos o sistemas de dificultad creciente, que permitan al alumno identificar fácilmente la función que realizan y su utilidad práctica en el mundo real. En los capítulos 10, 11, 12, 13, 14 y 15 del libro se describen prototipos de uso práctico para domótica de viviendas, sistemas de seguridad, control telefónico, sistemas de vigilancia, control de accesos y sistemas de comunicaciones, que permitirán al profesor canalizar los conocimientos y comprobar el aprendizaje del alumno a través del diseño y la construcción de los mismos. Se debe facilitar el conocimiento de componentes electrónicos integrados de aplicación específica, a través de revistas y manuales técnicos especializados. La reparación y el diagnóstico de prototipos electrónicos nos permite la utilización y el manejo de herramientas específicas y la necesidad de utilizar hardware y software específicos para el diagnóstico de las averías mediante ordenador. Es de utilidad que los alumnos localicen equipos en desuso o deteriorados para proceder a su estudio, diagnóstico o incluso su reparación. Las visitas a empresas fabricantes de material electrónico, de placas de circuitos impresos, son de gran utilidad, y en su defecto utilizar información técnico comercial, de fabricantes o distribuidores, para que los alumnos conozcan los materiales, formas de comercialización, técnicas de gestión de proyectos, procesos de fabricación, etc. Inculcar la idea de trabajo en equipo, diseñando los trabajos o actividades por equipos de alumnos (2 o 3 por actividad).

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Plantear las prácticas en base al orden de ejecución de las tareas, la exactitud en la supervisión de los montajes y las conexiones, comprobación de las verificaciones y de los equipos instalados y sobre todo resaltar las normas básicas de seguridad para los trabajos y de la calidad total que mejoran los procesos y la competitividad de los productos. En el libro editado por ANELE sobre Propuestas didácticas para el profesorado de FP, que desarrolla el ciclo formativo DESARROLLO DE PRODUCTOS ELECTRÓNICOS, editado por el Ministerio de Educación y Ciencia, y en el que se basa el desarrollo de esta guía del profesor, aparece desarrollado el módulo Desarrollo y Construcción de Prototipos Electrónicos, que han desarrollado los profesores Rafael Delgado, Ángel Sánchez y Pedro Antonio Sánchez. En este libro, a partir de la página 82, los autores desarrollan un ejemplo de cómo desarrollar e impartir una unidad didáctica de este módulo. En primer lugar se hace una pequeña reseña sobre dónde se encaja este módulo, sus objetivos, unidad a la que está asociado, capacidades terminales que pretende proporcionar al alu mno, etc. En segundo lugar, se definen los contenidos de la unidad y la organización de las actividades (fichas de actividades y propuestas de cuestionarios de enseñanza-aprendizaje) necesarias para alcanzar los objetivos propuestos. En las fichas de trabajo que proponen se describe la actividad, tiempo estimado de realización, ubicación donde realizar la actividad, actividades asociadas, objetivos, medios didácticos, desarrollo, seguimiento, medidas de seguridad, bibliografía y evaluación. En resumen, consideramos que el ejemplo de ANELE está muy bien desarrollado y recomendamos al profesor su lectura y aplicación.

5. Índice secuencial de las unidades de trabajo: organización de los contenidos El correcto desarrollo de un prototipo electrónico y su posterior materialización en placa de circuito impreso es fundamental para llevar a buen término cualquier proyecto del mu ndo de la electrónica moderna. El libro empieza mostrando las técnicas básicas de diseño y construcción de placas de circuitos impresos, para pasar a continuación al diseño asistido por ordenador. La base de estudios del programa se realiza con circuitos prácticos de aplicación, capítulos finales del libro, que pueden ser utilizados por autómatas, microcontroladores o PCs.

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El enunciado del contenido organizador que mejor define la función que debe cumplir este módulo profesional dentro del ciclo formativo es el siguiente: Diseñar y construir prototipos de aplicaciones electrónicas, verificando el funcionamiento de las mismas y el cumplimiento de las funciones de fiabilidad y calidad prescritas. El contenido organizador, u organizador de contenidos, se debe llevar a cabo en una serie de etapas claramente diferenciadas, siendo la estructura de contenidos de tipo lineal, reflejándose las etapas de forma consecutiva y en el orden adecuado: – Unidad Didáctica 1. Edición de esquemas. – Unidad Didáctica 2. Diseño de circuitos impresos. – Unidad Didáctica 3. Construcción de placas de circuitos impresos y montaje de componentes electrónicos. – Unidad Didáctica 4. Pruebas funcionales y ajustes en prototipos electrónicos. – Unidad Didáctica 5. Control de calidad y fiabilidad en prototipos electrónicos. – Unidad Didáctica 6. Desarrollo y construcción de prototipos electrónicos. Proyecto de aplicación. Ejemplos prácticos. – Unidad Didáctica 7. Elaboración de la documentación técnica. Es conveniente que el desarrollo del módulo empiece por la presentación del curso y de la metodología que se va a emplear y un estudio-descripción de las 7 unidades de trabajo de que se compone el módulo.

6. Estructura de las unidades de trabajo del libro del alumno Cada una de las unidades didácticas o capítulos del libro está compuesta por los siguientes apartados: – Introducción. – Contenidos. – Objetivos. – Desarrollo de los contenidos. – Actividades y autoevaluación.

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7. Distribución temporal de las unidades de trabajo Según se indica en el apartado 2 de esta guía este módulo se imparte en el 2º curso del ciclo formativo y tiene una duración de 220 horas lectivas, a razón de 6 (5) horas a la semana. La distribución de los tiempos o temporalización de las diferentes unidades o capítulos que forman el módulo son: U.D. 0. Presentación del módulo

5 horas

U.D. 1. Edición de esquemas

35 horas

Capítulo 2. Instalaciones y configuración de programas de diseño electrónico ORCAD – ESP. U.D. 2. Diseño de circuitos impresos.

30 horas

Capítulo 3. Utilidades del programa ORCAD – ESP. Capítulo 4. Configuración y uso de la utilidad de edición de librerías. Capítulo 5. Diseño de un circuito electrónico para el control de un visualizador LCD. Capítulo 6. Configuración y uso del módulo ORCAD – PCB. Capítulo 7. Un microcontrolador llamado PIC – 16F. U.D. 3. Construcción de placas de circuitos impresos y montaje de comp onentes electrónicos. 40 horas Capítulo 1. Técnicas de fabricación de placas de circuitos impresos U.D. 4. Pruebas funcionales y ajustes en prototipos electrónicos.

10 horas

Capítulo 8. Diseño de un circuito PIC de la familia 16F8X. U.D. 5. Control de calidad y fiabilidad en prototipos electrónicos.

15 horas

Capítulo 9. Entrenador modular para controlador periférico en el PIC – 16F84. U.D. 6. Desarrollo y construcción de prototipos electrónicos.

75 horas

Proyectos de aplicación. Ejemplos prácticos. Capítulo 10. Diseño y construcción de prototipos domóticos para la vivienda.

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Capítulo 11. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de seguridad. Capítulo 12. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de control telefónico. Capítulo 13. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de vigilancia. Capítulo 14. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de acceso controlado. Capítulo 15. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de comunicaciones. U.D. 7. Elaboración de la documentación técnica

10 horas

8. Elementos curriculares o unidades de trabajo Los elementos curriculares que definen cada una de las unidades de trabajo o capítulos del libro son:

U. D. 0. Presentación del módulo. CONOCIMIENTOS – Perfil profesional. – Capacidades profesionales. – Unidad de competencia 3: Realizar y ensayar prototipos electrónicos. – Calidad total y normalización. – Dominio pro fesional de la unidad de competencia. – Módulo profesional 3: Diseño y construcción de prototipos electrónicos. – Capacidades terminales. – Criterios de evaluación. – Proceso de enseñanza-aprendizaje propuesto para el módulo: Aplicaciones organizadoras de contenidos y unidades de trabajo. – Proceso de evaluación propuesto: conceptos evaluables, métodos y formas de evaluación.

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ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE – Análisis del perfil profesional del módulo Diseño y Construcción de Prototipos Electrónicos expresado en el documento del título y contraste con las ideas del alumno sobre dicho perfil. – Estudio de la unidad de competencia a la que se encuentra asociado el módulo profesional de Lógica Digital y Microprogramable. – Debate sobre las realizaciones profesionales de la unidad de competencia asociada al módulo. – Análisis de las capacidades profesionales que deben desarrollarse en el módulo profesional y elaboración de una tabla resumen de las mismas. – Análisis y reconocimiento de los espacios y materiales que deben ser utilizados en el módulo profesional.

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CONOCIMIENTOS – Estructura de contenidos del módulo. – Mapa de contenidos del módulo.

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE – Análisis de los contenidos del módulo y elaboración del mapa de contenidos del mismo. – Debate sobre la metodología que debe seguirse para la impartición del módulo profesional. – Reconocimiento de las diferentes aplicaciones organizadoras de contenidos que se emplean en el desarrollo del módulo. – Contraste de los criterios de evaluación que se emplearán en el proceso de evaluación.

CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE)

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Participar de forma activa, aportando ideas y criterios, justificando y argumentando las opiniones vertidas en los diferentes debates y puestas en común en la presentación del módulo. – Identificar de forma precisa las capacidades terminales que deben conseguirse a lo largo del módulo profesional.

U.D. 1. Edición de esquemas. Capítulo 2. Instalaciones y configuración de programas de diseño electrónico ORCADESP. PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

– Instalación de programas de diseño de esquemas por ordenador.

– Instalación en el ordenador del programa de diseño de esquemas siguiendo las siguientes fases:

– Interpretación de la documentación técnica de los programas de diseño de esquemas por ordenador.

• Comprobación de los requisitos hardware y software del programa de diseño.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

– Configuración de programas informáticos para el diseño de esquemas.

• Selección de la unidad de origen y de destino.

– Selección, ubicación y edición de los componentes necesarios en la edición de esquemas.

• Proceso de instalación siguiendo el procedimiento especificado en la documentación técnica.

– Creación de librerías y componentes en los programas de diseño de esquemas.

• Verificación de la estructura de directorios creada en el ordenador.

– Trazado de conexiones eléctricas entre los componentes de un esquema.

Soporte:

– Automatización de procesos repetitivos en los programas de diseño de esquemas. – Verificación de las conexiones eléctricas en los esquemas diseñados por ordenador. – Obtención de las copias en soporte físico y lógico de los esquemas diseñados por ord enador: lista de materiales, esquema, lista de conexiones, etc.

• Enumeración de las ventajas que presenta la utilización de programas de diseño por ordenador. • Realización de un listado con los diferentes programas de diseño de esquemas por ordenador indicando las características fundamentales. • Reconocimiento de los diferentes tipos de ficheros creados en la instalación de un programa de diseño de esquemas por ordenador. – Configuración del programa de diseño de esquemas por ordenador especificando: • Los directorios de los distintos tipos de ficheros. • Los dispositivos de entrada y salida empleados. • Las librerías o bibliotecas de componentes. • Los formatos de las hojas de trabajo. • Las condiciones iniciales del diseño. Soporte: • Descripción de las diferentes opciones en la configuración del programa de diseño de esquemas.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE • Manejo de los menús o ficheros de configuración, accediendo a las diferentes opciones. • Elaboración de un listado con la terminología utilizada en la configuración de programas de diseño de esquemas especificando su significado. – Diseño del esquema electrónico de la aplicación siguiendo las fases que a continuación se indican: • Puesta en marcha del programa. • Selección del tamaño de la hoja de trabajo. • Obtención y colocación, a partir de las librerías, de los componentes del esquema. • Edición de los componentes estableciendo el nombre, valor y otro tipo de información necesaria de forma manual y/o automática. • Realización de las conexiones eléctricas entre los componentes por medio de los elementos más adecuados. • Colocación del cajetín, comentarios y otros elementos auxiliares oportunos en el dis eño del esquema de la aplicación. Soporte: • Arranque del programa de diseño de esquemas comprobando las distintas opciones y pos ibilidades. • Acceso a los menús y opciones del programa para la selección de comandos y órdenes. • Descripción de las diferentes opciones para establecer las condiciones eléctricas y del entorno necesarias en el diseño de un esquema. • Descripción del concepto de librerías de componentes e identificación del tipo.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE • Selección de las librerías necesarias en varios supuestos de diseño de esquemas electrón icos. • Creación de algunos componentes nuevos e incorporación a las librerías oportunas. • Descripción de los diferentes modos de trabajo del programa de diseño de esquemas. • Manejo de las diferentes opciones para la captura y emplazamiento de componentes. • Enumeración de los diferentes elementos para establecer conexiones eléctricas: cables, buses, etiquetas, señales de alimentación, etc. • Manejo de las diferentes opciones de edición en los programas de diseño de esquemas: operaciones con bloques, captura de esquemas, borrado de elementos, edición de texto, etc. • Realización de varias automatizaciones de funciones en el diseño de esquemas por ordenador: definición y ejecución de macros o ficheros de comandos. – Obtención de una copia del diseño de la aplicación sobre el soporte magnético adecuado. Realización de copias a intervalos. Soporte: • Justificación de la necesidad de obtener copias del diseño en soporte permanente y de las copias de seguridad. • Manejo de las diferentes opciones para guardar y recuperar esquemas en el disco del ordenador. – Verificación automática del diseño realizado, comprobando la duplicidad de elementos, las conexiones eléctricas, los terminales no conectados, etc., y corrección de los errores detectados.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE Soporte: • Manejo y configuración de los diferentes comandos o utilidades para la verificación y ch equeo de los diseños realizados. – Obtención, en soporte magnético y en papel, utilizando el procedimiento adecuado y el formato necesario, de los siguientes listados: • De componentes empleados en el esquema de la aplicación. • De conexiones para exportar el esquema al programa de diseño de circuitos impresos. Soporte: • Manejo y configuración de los comandos o utilidades para la obtención de los diferentes listados del esquema. – Elaboración de un informe-memoria, estructurado en los apartados necesarios, en el que se recoja el proceso seguido en el dis eño por ordenador del esquema de la aplicación.

CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE) – Diseño asistido por ordenador. – Programas informáticos para el diseño de esquemas electrónicos: tipología y características. – Necesidades hardware y software de los programas de diseño de esquemas. – Directorios y subdirectorios de los programas de diseño de esquemas. – Librería de componentes. – Normas para el diseño de esquemas electrónicos.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Diferenciar, con precisión y claridad, las características de los programas de diseño de esquemas por ordenador e identificar las diferencias fundamentales entre los mismos. – Instalar y configurar, en tiempo adecuado, el programa de diseño de esquemas siguiendo el proceso indicado en la documentación técnica. – Manejar con soltura y precisión los diferentes comandos y opciones del programa de diseño, reconociendo la función que cumple cada uno.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE) – Modos de trabajo de los programas de dis eño de esquemas: de una hoja y jerárquicos. – Terminología utilizada por los programas de diseño de esquemas. – Elementos y entidades en los programas de diseño de esquemas: hojas de trabajo, componentes, uniones, cables, buses, etiquetas, puntos de conexión entre hojas, comentarios, etc. – Características e instalación del programa ORCAD-ESP. – Entrando en el entorno ESP. – Análisis de los grupos de utilidades del programa ORCAD-ESP. – Configuración del módulo de captura de esquemas DRAFT. – Análisis de las herramientas del programa de diseño de esquemas. • Block. • Library. • Macro. • Place. • Quit. • Set.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Seleccionar, siguiendo el procedimiento más conveniente, los componentes que fo rman parte de un esquema electrónico y emplazarlos adecuadamente para facilitar las conexiones eléctricas y la comprensión del esquema. – Editar los diferentes campos de los componentes de un programa de forma manual y automática siguiendo el procedimiento normalizado. – Crear componentes nuevos utilizando las herramientas adecuadas y estableciendo correctamente los diferentes atributos del mismo. – Realizar, con precisión y claridad, las conexiones eléctricas de los componentes de un esquema, seleccionando el elemento de conexión más adecuado. – Emplear adecuadamente los comandos o utilidades para la obtención en el formato normalizado de los diferentes tipos de listado de un esquema. – Obtener, por medio del dispositivo disponible, copias impresas del esquema en el formato normalizado. – Diseñar un esquema electrónico por medio del ordenador siguiendo las fases establecidas y actuando con corrección y precisión. – Aplicar los procedimientos y medios adecuados en el desarrollo de informesmemoria sobre el trabajo realizado en los que se describan, con claridad y exactitud, las distintas etapas del proceso.

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U. D. 2. Diseño de circuitos impresos. Capítulo 3. Capítulo 4. Capítulo 5. Capítulo 6.

Utilidades del programa ORCAD – ESP. Configuración y uso de la utilidad de edición de librerías. Diseño de un circuito electrónico para el control de un visualizador LCD. Configuración y uso del módulo ORCAD – PCB.

Capítulo 7. Un microcontrolador llamado PIC – 16F8. PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

– Instalación de programas de diseño de circuitos impresos por ordenador.

– Instalación en el ordenador del programa de diseño de circuitos impresos siguiendo las siguientes fases:

– Interpretación de la documentación técnica de los programas de diseño de circuitos impresos por ordenador.

• Comprobación de los requisitos hardware y software del programa de diseño.

– Configuración de programas informáticos para el diseño de circuitos impresos.

• Selección de la unidad de origen y de destino.

– Selección y edición de los componentes necesarios en el diseño de circuitos impresos.

• Instalación del programa siguiendo el procedimiento especificado en la documentación técnica.

– Ubicación de los componentes en el diseño de circuitos impresos, teniendo en cuenta criterios de optimización del espacio y seguridad térmica, eléctrica y electromagnética.

• Verificación de la estructura de directorios creada en el ordenador. Soporte:

– Creación de librerías y componentes nuevos en los programas de diseño de circuitos impresos.

• Enumeración de las ventajas que presenta la utilización de programas de diseño de circuitos impresos por ordenador.

– Trazado de pistas entre los componentes del circuito impreso de forma manual y automática.

• Realización de un listado con los diferentes programas de diseño de circuitos impresos por ordenador, indicando las características fundamentales.

– Automatización de procesos repetitivos en los programas de diseño de circuitos impresos. – Verificación de las normas de conexión en los diseños de circuitos impresos realizados por ordenador. – Obtención de copias en soporte físico y lógico de los circuitos impresos diseñados por ordenador: cara de componentes, cara y máscara de soldadura, serigrafía, etc.

• Reconocimiento de los diferentes tipos de ficheros creados en la instalación de un programa de diseño de circuitos impresos por ordenador. – Configuración del programa de diseño de circuitos impresos por ordenador especificando: • Los directorios de los distintos tipos de ficheros.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE • Los dispositivos de entrada y salida empleados. • Las librerías o bibliotecas de componentes. • Las condiciones iniciales del diseño. Soporte: • Descripción de las diferentes opciones en la configuración del programa de diseño de circuitos impresos. • Manejo de los menús o ficheros de configuración, accediendo a las diferentes opciones y explicando su función. • Elaboración de un listado con la terminología utilizada en la configuración de programas de diseño de circuitos impresos especificando su significado. – Diseño de la placa de circuito impreso correspondiente a la aplicación, en una sola cara, siguiendo las fases que a continuación se indican: • Puesta en marcha del programa. • Selección del tamaño y forma de la placa de circuito impreso según las especificaciones. • Obtención y colocación, a partir de las librerías, de los componentes del esquema, siguiendo el procedimiento automático y teniendo en cuenta los criterios de optimización del espacio y seguridad térmica, eléctrica y electromagnética. • Edición de los componentes, estableciendo el nombre, valor, cápsula y otro tipo de información necesaria, colocándolos en el lugar normalizado. • Selección del tipo de estrategias y normas para el trazado de pistas según la tipología de la aplicación.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE • Realización del trazado de pistas de forma automática, en una sola cara, indicando las condiciones de las mismas (ancho, longitud máxima, distancia entre pistas, etc.). • Revisión, optimización y finalización del trazado de pistas por medios automáticos y/o manuales. • Colocación de comentarios, texto y otros elementos auxiliares oportunos en el diseño del circuito impreso en las diferentes capas (componentes, soldadura, serigrafía, etc.). Soporte: • Arranque del programa de diseño de circuitos impresos por ordenador, comprobando las distintas opciones y posibilidades. • Acceso a los menús u opciones del programa para la selección de comando u órdenes. • Descripción de las diferentes opciones para establecer las condiciones del diseño y del entorno necesarias en el diseño de un esquema (estrategias, normas, tipo y dimensiones de pistas, distancias entre elementos, etc.). • Descripción del concepto de librerías de componentes o encapsulados e identificación del tipo de componentes que contienen. • Selección de las librerías necesarias en varios supuestos de diseño de circuitos impresos. • Creación de algunos encapsulados nuevos correspondientes a diferentes tipos de componentes electrónicos e incorporación a las librerías oportunas. • Manejo de las diferentes opciones para la captura de componentes de forma automát ica y manual en varios supuestos prácticos.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE • Emplazamiento de los componentes de varios circuitos según la tipología de los componentes y el tipo de señales del circuito. • Realización del trazado de pistas de forma manual y automática en varios circuitos impresos según las señales que circulen por las mismas. • Manejo de las diferentes opciones de edición en los programas de diseño de circuitos impresos: operaciones con bloques, captura de placas, borrado de elementos, edición de texto, etc. – Obtención de una copia del diseño del circuito impreso de la aplicación sobre el soporte magnético adecuado. Realización de copias a intervalos. Soporte: • Justificación de la necesidad de obtener copias del circuito impreso en soporte permanente y de las copias de seguridad. • Manejo de las diferentes opciones para guardar y recuperar circuitos impresos en el disco del ordenador. – Verificación automática del trazado de pistas realizado, comprobando que se cumplen las condiciones especificadas y la ausencia de errores. – Obtención de un listado de conexiones de la placa de circuito impreso realizado y comprobación con el listado de conexiones del esquema eléctrico. Soporte: • Manejo y configuración de los diferentes comandos o utilidades para la verificación y ch equeo del trazado de pistas realizados.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE – Obtención de una copia sobre papel de las distintas capas del circuito impreso de la aplicación (soldadura, componentes, serigrafía, máscara de soldadura, plano de taladros, etc.) utilizando el dispositivo de salida disponible (impresora, trazador gráfico y otros). – Obtención, en soporte magnético utilizando el procedimiento adecuado y el formato necesario estándar, de los siguientes archivos: • Diseño completo de los componentes empleados (integrados o en librerías aparte). • Lista de componentes empleados en la placa de circuito impreso. • Lista de conexiones de la placa de circuito impreso. • Cara de soldadura y componentes. • Serigrafía. • Máscara de soldadura. • Plano de taladros para máquina de taladrado automática por control numérico. Soporte: • Selección y configuración de los disposit ivos de salida para la obtención de copias en papel de los circuitos impresos realizados. • Manejo y configuración de los comandos o utilidades para la obtención de los diferentes archivos de los circuitos impresos. – Elaboración de un informe-memoria, estructurado en los apartados necesarios, en el que se recoja el proceso seguido en el dis eño por ordenador de la placa de circuito impreso de la aplicación.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE) Utilidades del programa Orcad-ESP 3.1. Estudio de la utilidad de edición Edit File. 3.2. Utilidad de anotación de esquemas Annotate. 3.3. Utilidad de corrección de errores Cleanup. 3.4. Utilidad de chequeo eléctrico Check Electrical Rules. 3.5. Utilidad para generar listas de materiales Creater Bill o Materials. 3.6. Utilidad de impresión de esquemas Print Schematic. 3.7. Actividades. Configuración y uso de la utilidad de edición de librerías 4.1. Introducción a la utilidad de edición de librerías Edit Library. 4.2. Análisis de las principales herramientas del programa de edición de librerías. 4.3.1. Body. 4.3.2. Library. 4.3.3. Pin. 4.3.4. Set. 4.3. Actuación de librerías de versiones anteriores. 4.4. Actividades. Diseño de un circuito electrónico para el control de un visualizador LCD 5.1. Estudio y funcionamiento del LCD DMC16207. 5.2. Análisis de una aplicación controlada por PC. 5.3. Actividades. 5.3.1. Circuito eléctrico. 5.3.2. Placa de circuito impreso. Autoevaluación.

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CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Diferenciar, con precisión y claridad, las características de los programas de diseño de circuitos impresos por ordenador e identificar las diferencias fundamentales entre los mismos. – Instalar y configurar, en tiempo adecuado, el programa de diseño de circuitos impresos siguiendo el proceso indicado en la documentación técnica. – Manejar, con soltura y precisión, los diferentes comandos y opciones del programa de diseño de circuitos impresos reconociendo la función que cumple cada uno. – Seleccionar, siguiendo el procedimiento más conveniente, los componentes que fo rman parte de un circuito impreso y emplazarlos adecuadamente según la tipología de los mismos, la disipación de temperatura, el tipo de señales eléctricas en el circuito, etc., facilitando el trazado de pistas. – Editar los diferentes campos de los componentes de un circuito impreso siguiendo el procedimiento normalizado. – Crear nuevos encapsulados utilizando las herramientas adecuadas y estableciendo correctamente los diferentes atributos del mismo. – Realizar con precisión las conexiones de los diferentes componentes de un circuito impreso utilizando el tipo de trazado (lazo abierto o cerrado, planos de masa, etc.) y de pistas (longitud, ancho, etc.) más adecuado de acuerdo con el tipo de señales eléctricas del circuito. – Emplear adecuadamente los comandos o utilidades para la obtención en el formato normalizado de los diferentes tipos de listado de un circuito impreso.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE) Configuración y uso del módulo Orcad PCB 6.1. Introducción al módulo de diseño de placas de circuito impreso. 6.2. Estudio y configuración de la utilidad Update Fiel Contents. 6.3. Estudio y configuración de la utilidad Create Netlist. 6.4. Estudio y configuración local del módulo de diseño de placas PCB. 6.5. Análisis de las herramientas del programa de diseño de placas. 6.5.1. Block. 6.5.2. Edit. 6.5.3. Layer. 6.5.4. Place. 6.5.5. Set. 6.5.6. Quit. 6.5.7. Routing. 6.6. Diseño de una placa de aplicación para displays de 7 segmentos.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Obtener, por medio del dispositivo disponible, copias impresas de las diferentes capas del circuito impreso en el formato normalizado. – Diseñar el circuito impreso correspondiente a un esquema electrónico por medio del ordenador siguiendo las fases establecidas y actuando con corrección y precisión. – Aplicar los procedimientos y medios adecuados en el desarrollo de informesmemoria sobre el trabajo realizado en los que se describan con claridad y exactitud las distintas etapas del proceso.

Un microcontrolador llamado PIC-16F8. 7.1. Introducción a los circuitos programables PIC. 7.1.1. Un poco de historia. 7.2. Características del PIC-16F84. 7.3. Distribución de los terminales del PIC16F84 7.3.1. VDD y VSS. 7.3.2. MCLR. 7.3.3. RA0.RA4. 7.3.4. RB0-RB7. 7.3.5. OSC1/CLKIN OSC2/ CLKOUT 7.4. Arquitectura interna del PIC-16F84. 7.4.1. Memoria de programa. 7.4.2. Memoria de datos. 7.5. Juego de instrucciones del PIC-16F84.

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U.D. 3. Construcción de placas de circuitos impresos y montaje de componentes electrónicos. Capítulo 1. Técnicas de fabricación de placas de circuitos impresos. PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

– Elección del tipo de placa de circuito impreso de acuerdo con su aplicación.

– Elaboración de normas para la fabricación del circuito impreso de la aplicación.

– Taladrado manual de placas de circuito impreso.

– Realización de planos para el montaje de componentes de la aplicación.

– Taladrado automático de placas de circuito impreso.

– Clasificación y ordenación de la documentación técnica de la aplicación.

– Fotosensibilizado de las placas de circuito impreso monocapa.

– Elaboración de un informe-memoria, estructurado en los apartados necesarios, en el que se recoja el proceso seguido para la obtención técnica de la aplicación.

– Revelado de placas de circuito impreso. – Grabado de placas de circuito impreso.

Soporte:

– Decapado de placas de circuito impreso.

• Manejo de las herramientas informáticas para la elaboración de planos de montaje.

– Serigrafiado de placas de circuito impreso. – Montaje de componentes de inserción de modo manual. – Montaje de componentes de inserción de modo automático. – Soldadura manual de componentes de inserción. – Soldadura automática de componentes de inserción: por ola, por inmersión, por infrarrojos, etc. – Verificación y comprobación de soldaduras.

• Análisis de las normas para la representación de la documentación técnica de los prototipos electrónicos. • Elaboración de un informe-memoria, estructurado en los apartados necesarios, en el que se recojan las actividades de soporte realizadas y las condiciones obtenidas en la obtención de la documentación técnica. – Fabricación de la placa de circuito impreso en una sola capa con componentes de inserción correspondientes a la aplicación mediante los siguientes pasos: • Elección del tipo de placa de circuito impreso más conveniente para la aplicación. • Realización del taladrado automático de la placa de circuito impreso. • Desengrasado y limpieza de la placa de circuito impreso.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE • Realización del fotosensibilizado de la placa de circuito impreso correspondiente a la aplicación mediante los medios disponibles. • Insolado de la placa de circuito impreso. • Revelado, mediante los agentes químicos necesarios, de la placa de circuito impreso. • Grabado de la placa de circuito impreso utilizando la maquinaria oportuna. • Decapado de la placa de circuito impreso. • Serigrafiado de la máscara de soldadura en la capa de pistas. • Serigrafiado de los componentes en la placa de circuito impreso. Soporte: • Realización de un listado con los diferentes tipos de placas de circuito impreso, indicando sus características y aplicaciones. • Configuración de las máquinas de taladrado automático CNC y programación a partir del fichero de taladros. • Enumeración de los diferentes procesos y materiales para el sensibilizado de las placas de circuito impreso. • Identificación y utilización de las máquinas de insolado de placas de circuito impreso. • Realización de una lista con las normas de seguridad que deben adoptarse en la manipulación de productos y máquinas para el grabado de placas de circuito impreso. • Realización de un informe sobre las técnicas empleadas en las empresas en la fabricación de placas de circuito impreso. – Realización del montaje automático de los componentes sobre la placa de circuito impreso correspondiente a la aplicación s iguiendo los siguientes pasos:

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE • Preparación del puesto de trabajo y selección de las herramientas y útiles necesarios. • Programación y configuración de las máquinas de montaje automático de componentes. • Inserción automática de todos los componentes posibles y verificación de los mis mos. • Colocación de los componentes restantes de forma manual. • Realización de la soldadura blanda por el método disponible y más adecuado: por ola, por inmersión, por infrarrojos, etc. • Verificación de las soldaduras realizadas. Soporte: • Realización del montaje manual de los componentes en una placa de circuito impreso correspondiente a un circuito electrónico siguiendo los siguientes pasos: - Preparación del puesto de trabajo y selección de las herramientas y útiles necesarios. - Clasificación de los componentes por orden de montaje según los criterios previamente establecidos: dimensiones, sensibilidad, etc. - Torsión y conformado de los terminales de los componentes. - Inserción y sujeción de los componentes sobre la placa de circuito impreso. - Realización de la soldadura blanda de forma manual.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE) 1.1. Tipos de placas de circuito impreso. 1.1.1. Según el material de soporte. 1.1.2. Según disposición de las caras de soldadura. 1.2. Proceso y normas de diseño de placas de circuito impreso. 1.3. Métodos de transferencia a la placa de circuito impreso. 1.3.1. Transferencia del diseño. 1.3.2. Atacado del cobre. 1.4. Técnicas de mecanizado de la placa de circuito impreso. 1.5. Técnicas de soldadura de componentes en placa de circuito impreso. 1.5.1. Preparación y mantenimiento del soldador. 1.5.2. Técnicas de soldadura.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Enumerar con precisión los diferentes tipos de placas de circuito impreso y las características fundamentales de las mismas. – Realizar, siguiendo el procedimiento adecuado, la configuración de las máquinas de taladrado automático y realizar el mismo aplicando las medidas de seguridad establecidas para las personas y los materiales. – Realizar el fotosensibilizado de las placas de circuito impreso utilizando el método más adecuado con la debida seguridad. – Seleccionar el proceso más adecuado y los equipos y materiales necesarios para la re alización del insolado de placas de circuito impreso de una capa. – Operar las máquinas para el grabado de las placas de circuito impreso respetando las normas de seguridad personal y de los equipos y materiales. – Realizar la limpieza y decapado de las placas de circuito impreso utilizando los productos adecuados y respetando las normas de seguridad establecidas. – Enumerar con precisión las fases necesarias para la realización del serigrafiado de una placa de circuito impreso de una capa. – Aplicar los procedimientos y medios adecuados en el desarrollo de informesmemoria sobre el trabajo realizado en los que se describan con claridad y exactitud las distintas etapas del proceso. – Describir con precisión las distintas fases para el montaje manual y automático de los componentes de una placa de circuito impreso. – Preparar el puesto de trabajo adecuado para el montaje de componentes de forma manual y automática, seleccionando las herramientas necesarias y la maquinaria oportuna.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE)

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Configurar y programar, siguiendo el procedimiento adecuado, las máquinas para el montaje de componentes de forma automática. – Realizar las soldaduras de componentes eligiendo el procedimiento más adecuado y actuando con las debidas normas de seguridad personal y de los materiales. – Aplicar los procedimientos y medios adecuados en el desarrollo de informesmemoria sobre el trabajo realizado en los que se describan con claridad y exactitud las distintas etapas del proceso.

U. D. 4. Pruebas funcionales y ajustes en prototipos electrónicos. Capítulo 8. Diseño de un circuito PIC de la familia 16F8X.

PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

– Interpretación de la documentación técnica de los prototipos electrónicos para la realización de las pruebas funcionales y ajustes necesarios.

– Realización de las pruebas funcionales y ajustes necesarios en el prototipo correspondiente a la aplicación siguiendo los siguientes pasos:

– Calibración de los instrumentos de uso general y específico necesarios para la realización de las pruebas funcionales y ajustes en prototipos electrónicos.

• Interpretación de la documentación técnica de la aplicación para determinar las pru ebas y ajustes necesarios.

– Ajuste de los elementos variables o configurables y puesta a punto en los prototipos electrónicos según la documentación técnica. – Pruebas y medidas en los distintos modos de funcionamiento en los productos electrón icos según la documentación técnica.

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• Preparación del puesto de trabajo y selección de las herramientas e instrumentos necesarios para la realización de las pruebas y ajustes. • Aplicación de la alimentación adecuada al circuito. • Realización de los ajustes necesarios para la puesta a punto del prototipo.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE • Verificación del funcionamiento de la aplicación en reposo mediante los instrumentos adecuados. • Introducción de las señales de prueba en la aplicación. • Realización del análisis del funcionamiento en dinámica mediante los instrumentos apropiados. Soporte: • Manejo y calibración de los instrumentos necesarios para la realización de las pruebas funcionales sobre prototipos electrónicos de tratamiento de señales analógicas. • Identificación, a partir de la documentación técnica de un prototipo analógico, al que se deben realizar las pruebas funcionales y ajustes de: - Los instrumentos necesarios. - Las alimentaciones del circuito y sus características. - Los elementos de ajuste. - Las señales que deben aplicarse al circuito. - Los modos de funcionamiento del circuito. - Los resultados óptimos que deben obtenerse. – Elaboración de un informe-memoria, estructurado en los apartados necesarios, en el que se recoja el proceso seguido y los resultados obtenidos en la realización de las pruebas funcionales y ajustes neces arios en el prototipo correspondiente a la aplicación.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE) Diseño de un circuito de PIC de la familia 16F8X 8.1. Grabación serie de los PIC 8.1.1. Introducción a la grabación serie de los PIC. 8.1.2. Descripción de los terminales utilizados en la grabación. 8.1.3. Conexión utilizada en la grabación. 8.1.4. Distribución de la memoria en el microcontrolador. 8.1.5. Protocolo de comunicación en la grabación serie. 8.2. Creación de un programa. 8.2.1. Programa fuente y su compilación. 8.2.2. Ficheros con formato *.hex. 8.3. Circuito básico para la grabación. 8.4. Rutinas empleadas en la grabación. 8.4.1. Rutina para el control del circuito grabador. 8.4.2. Rutina para la comprobación de la conexión de la placa. 8.4.3. Rutina para la selección de un fichero *.hex. 8.4.4. Rutina para leer un archivo de tipo *.hex. 8.4.5. Rutina que realiza la grabación. 8.4.6. Rutina que permite el borrado. 8.4.7. Rutina que permite la lectura.

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CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Distinguir con precisión las diferentes alimentaciones que deben aplicarse a un prototipo electrónico para la realización de pruebas funcionales y ajustes. – Manejar con destreza los instrumentos necesarios para la realización de pruebas y ajustes sobre prototipos electrónicos. – Operar adecuadamente sobre los elementos de ajustes de un prototipo electrónico siguiendo las indicaciones de la documentación técnica. – Comprobar el funcionamiento en estática y en dinámica de un prototipo electrónico siguiendo el procedimiento establecido en la documentación técnica. – Aplicar los procedimientos y medios adecuados en el desarrollo de informesmemoria sobre el trabajo realizado en los que se describan con claridad y exactitud las distintas etapas del proceso.

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U. D. 5. Control de calidad y fiabilidad en prototipos electrónicos. Capítulo 9. Entrenador modular para controlador periférico en el PIC-16F84. PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

– Definición del proceso de control de calidad en prototipos electrónicos.

– Definición del proceso de calidad que debe ser aplicado al prototipo electrónico correspondiente a la aplicación en las fases de:

– Aplicación de los procedimientos de control de calidad establecidos.

• Aprovisionamiento de materiales.

– Definición del proceso de control de fiabilidad en prototipos electrónicos.

• Diseño del prototipo. Documentación de fabricación.

– Aplicación de los procedimientos de control de fiabilidad establecidos.

• Fabricación del circuito impreso.

– Calibración, programación y operación de las máquinas para el control de calidad y de fiabilidad en prototipos electrónicos.

• Producto final.

• Montaje de componentes. Soporte: • Análisis de la normativa ISO-9000 para el control de calidad aplicable al proyecto, fabricación, inspección, instalación, ensayos finales y mantenimiento de prototipos electrónicos. – Realización de las pruebas de control de calidad sobre el prototipo de la aplicación siguiendo los siguientes pasos: • Selección de las herramientas, instrumentos, maquinaria y/o software necesarios para la realización de las pruebas en el prototipo de la aplicación. • Realización de pruebas mecánicas sobre el producto final: tracción, torsión y vibraciones, utilizando la maquinaria disponible. • Realización de pruebas eléctricas sobre el producto final: sobretensiones, ruidos, interferencias electromagnéticas, inflamabilidad, aislamientos, etc. • Elaboración de un informe-memoria, estructurado en los apartados necesarios, en el que se recoja el proceso seguido y los resultados obtenidos en la realización de las pruebas de calidad en el prototipo correspondiente a la aplicación.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE Soporte: • Manejo de las herramientas, maquinaria y/o software específicos para la realización de las pruebas de calidad en prototipos electrónicos. – Definición del proceso de control de fiabilidad que debe ser aplicado al prototipo electrónico correspondiente a la aplicación. Soporte: • Análisis de las tasas de fallo de los componentes electrónicos. – Cálculo de la tasa de fallos, el tiempo medio hasta el fallo, el tiempo medio entre fallos, tiempo medio de reparación y la disponib ilidad del prototipo de la aplicación. – Realización de pruebas de fiabilidad sobre el prototipo de la aplicación siguiendo los siguientes pasos: • Selección de las herramientas, instrumentos, maquinaria y/o software necesarios para la realización de las pruebas en el prototipo de la aplicación. • Realización de pruebas de temperatura, humedad, vibraciones, choques, presión, eléctricas, etc., sobre el producto final. Soporte: • Manejo de las herramientas, maquinaria y/o software específicos para la realización de las pruebas de fiabilidad en prototipos electrónicos. – Elaboración de un informe-memoria, estructurado en los apartados necesarios, en el que se recoja el proceso seguido y los resultados obtenidos en la realización de las pruebas de fiabilidad en el prototipo correspondiente a la aplicación.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE) – Concepto de calidad en prototipos electrón icos. – Planes de control de calidad. – Normativa de calidad vigente: ISO 9000. – Control de calidad en las diferentes fases de la construcción de prototipos electrónicos: aprovisionamiento de materiales, producción, diseño, etc. – Técnicas mecánicas y eléctricas para la realización del control de calidad. – Maquinaria para el control de calidad en los prototipos electrónicos. – Concepto de fiabilidad en prototipos ele ctrónicos. – Tasa de fallos en los componentes electrón icos. – Tiempo medio hasta el fallo. Tiempo medio entre fallos. – Curva de fiabilidad.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Definir con precisión y enumerar las diferencias entre los conceptos de calidad y fiabilidad. – Realizar, siguiendo el proceso establecido, el control de calidad de un producto electrónico seleccionando y manipulando adecuadamente los instrumentos y maquinaria necesarios. – Calcular, aplicando las fórmulas adecuadas y consultando las tablas correspondientes, el tiempo medio hasta el fallo y el tiempo medio entre fallos de un circuito electrónico. – Definir con precisión el procedimiento adecuado para la realización del control de fiabilidad de un prototipo electrónico razonando y justificando las diferentes pruebas a las que debe ser sometido. – Aplicar los procedimientos y medios adecuados en el desarrollo de informesmemoria sobre el trabajo realizado en los que se describan con claridad y exactitud las distintas etapas del proceso.

– Ensayos de corta y larga duración. – Ensayos de fiabilidad sobre prototipos electrónicos (térmicos, eléctricos, mecánicos, etc.). – Maquinaria para los ensayos de fiabilidad en los productos electrónicos. Entrenador modular para controlar perifér icos en el PIC-16F84 9.1. La interconexión entre los módulos. 9.2. Placa base. 9.2.1. Fuente de alimentación. 9.2.2. El circuito grabador. 9.2.3. Conexión del microcontrolador con el resto de aplicaciones. 9.2.4. Cara de componentes y cara de pistas de placa base.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE)

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

9.3. 9.4. 9.5. 9.6. 9.7.

Placa de pulsadores y leds. Placa de displays. Placa de pantalla de LCD. Placa de teclado. Placa de comunicación por fibra óptica e infrarrojos. 9.8. Placa de comunicación por radiofrecuencia.

U. D. 6. Desarrollo y construcción de prototipos electrónicos. Proyectos de aplicación. Ejemplos prácticos. Capítulo 10. Diseño y construcción de prototipos domóticos para la vivienda. Capítulo 11. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de seguridad. Capítulo 12. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de control telefónico. Capítulo 13. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de vigilancia. Capítulo 14. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de acceso controlado. Capítulo 15. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de comunicaciones. PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

– Trazado de pistas entre los componentes del circuito impreso bicapa de forma manual y automática.

– Diseño por ordenador del esquema electrónico correspondiente a la aplicación digital por medio de una estructura jerárquica y con la utilización de componentes de montaje superficial, mediante las siguientes fases:

– Metalización de taladros en las placas de circuito impreso bicapa. – Fotosensibilizado de placas de circuito impreso bicapa. – Insolado de placas de circuito impreso bicapa. – Montaje de componentes de montaje superficial de forma manual y automática.

• Obtención y colocación de los componentes. • Edición de los componentes. • Realización de conexiones. • Verificación del diseño. • Obtención de la copia impresa del esquema y de la lista de conexiones.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

– Soldadura manual y automática de componentes de montaje superficial.

– Diseño de la placa de circuito correspondiente a la aplicación a doble capa siguiendo el procedimiento:

– Ajustes de los elementos variables o configurables y puesta a punto de prototipos digitales.

• Selección del tamaño y forma de la placa. • Obtención y ubicación de los componentes. • Edición de los componentes. • Trazado y optimizado automático de pistas. • Revisión del diseño. – Elaboración, clasificación y ordenación de la documentación técnica del prototipo. • Esquema del circuito. • Lista de materiales. • Lista de conexiones. • Capas de pistas. • Máscara de soldadura y serigrafía. • Plano de taladros. • Normas de fabricación. – Fabricación de la placa de circuito impreso bicapa con algunos componentes de montaje superficial siguiendo las fases: • Elección del tipo de placa. • Taladrado automático. • Metalización de taladros. • Fotosensibilizado, insolado, revelado y grabado de la placa. • Serigrafiado de la máscara de soldadura y los componentes. Soporte: • Manejo y preparación de las máquinas para el metalizado de taladros siguiendo las normas de seguridad que deben adoptarse. • Utilización de las máquinas de fotosensibilizado, insolado y grabado en diversas placas bicapa.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE – Realización del montaje manual y automático de los componentes de inserción y de montaje superficial siguiendo las fases: • Preparación del puesto de trabajo. • Configuración de las máquinas para el montaje automático. • Montaje de los componentes. • Realización automática de soldaduras. • Verificación de las soldaduras. Soporte: • Manejo y configuración de las máquinas para la colocación de componentes de montaje superficial. • Realización de soldaduras de componentes de montaje superficial de forma manual. • Utilización de las máquinas para la sold adura automática de componentes de montaje superficial. – Realización de pruebas funcionales y ajustes necesarios en el prototipo correspondiente a la aplicación siguiendo los pasos: • Interpretación de la documentación técnica. • Preparación del puesto de trabajo. • Realización de ajustes y puesta a punto. • Integración del software de control con el hardware de la aplicación. • Verificación del funcionamiento. Soporte: • Manejo y calibración de los instrumentos necesarios para la programación, ajustes y puesta a punto de circuitos digitales. – Definición de los procesos de control de calidad y fiabilidad que deben ser aplicados al prototipo de la aplicación.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE)

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Realización de las pruebas de control de calidad y fiabilidad prescritas para el prototipo correspondiente a la aplicación. – Elaboración de un informe-memoria en el que se recoja el proceso seguido y los resultados obtenidos en la realización del prototipo correspondiente a la aplicación. Soporte: • Análisis de las técnicas y pruebas específicas para el control de calidad y fiabilidad en circuitos digitales.

CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE) Diseño y construcción de prototipos domóticos para la vivienda 10.1. Introducción a la domótica. 10.2. Diagrama en bloques de los automatis mos de la vivienda. 10.3. Sistemas de seguridad. 10.4. Sistema de control telefónico. 10.5. Sistema de vigilancia. 10.6. Sistema de acceso controlado. 10.7. Sistema de confort. 10.8. Sistema de comunicación. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de seguridad 11.1. 11.2. 11.3. 11.4.

Dispositivo para la central de alarma. Dispositivo controlador de teclado. Dispositivo para la sirena bitonal. Dispositivo Emisor/Receptor. 11.4.1. Circuito emisor. 11.4.2. Circuito receptor. 11.5. Organigramas.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Diseñar correctamente el esquema eléctrico de un circuito digital mediante una estructura jerárquica realizando la división del circuito apropiadamente e interconectando adecuadamente las diferentes hojas del d iseño. – Diseñar, en tiempo adecuado, el circuito impreso de un circuito electrónico a partir de su lista de conexiones ubicando los componentes correctamente de acuerdo a su tipología y realizando el trazado de pis tas en dos capas siguiendo los criterios adecuados. – Recopilar y clasificar la documentación técnica de un circuito electrónico para su posterior construcción siguiendo el procedimiento normalizado. – Elaborar una placa de circuito impreso bicapa manipulando adecuadamente las máquinas y herramientas necesarias y respetando las normas establecidas de seguridad personal y del material.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE) Diseño y construcción de prototipos para el sistema de control telefónico 12.1. Dispositivo descodificador de llamadas y de activación de sistemas. 12.1.1. Circuito eléctrico y placas. 12.1.2. Organigrama del programa de control. 12.2. Circuito marcador telefónico y generador de mensajes. 12.2.1. Circuito eléctrico y placas Diseño y construcción de prototipos para el sistema de vigilancia 13.1. Dispositivo modulador de la señal de v ídeo. 13.1.1 Circuito eléctrico y placas. 13.2. Dispositivo mezclador de las señales de las cámaras. 13.3. Dispositivos de control de la cámara del jardín. 13.3.1. Circuito emisor. 13.3.2. Circuito receptor. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de acceso controlado 14.1. Dispositivo de apertura de la puerta principal. 14.1.1. Circuito eléctrico y placas. 14.1.2. Organigrama del programa de control. 14.2. Dispositivo de control de la puerta del garaje. 14.2.1. Circuito emisor de radiofrecuencia. 14.2.2. Circuito receptor de control. 14.2.3. Barreras de seguridad por infrarrojos. 14.3. Circuito de comunicación con el ordenador. 14.3.1. Circuito eléctrico y placas.

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CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Realizar el montaje y soldadura de los componentes de una placa de circuito impreso de forma automática operando y configurando la maquinaria necesaria y siguiendo las normas de seguridad establecidas. – Realizar la puesta a punto y los ajustes necesarios en un prototipo electrónico utilizando los instrumentos y equipos necesarios y siguiendo el procedimiento establecido en la documentación técnica. – Determinar y realizar las pruebas de calidad y fiabilidad de un prototipo electrónico interpretando correctamente la documentación técnica y seleccionando y empleando los útiles y la instrumentación necesaria. – Aplicar los procedimientos y medios adecuados en el desarrollo de informesmemoria sobre el trabajo realizado en los que se describan con claridad y exactitud las distintas etapas del proceso.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE)

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

14.3.2. Organigrama del programa de control. Diseño y construcción de prototipos para el sistema de comunicaciones 15.1. Dispositivos de comunicación con los prototipos. 15.2. Dispositivo multiplexor del registro de estado. 15.3. Descripción del software de control.

U. D. 7. Elaboración de la documentación técnica. PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

– Realización de copias en soporte magnético y en papel de los esquemas eléctricos realizados mediante el ordenador.

– Realización de una copia sobre papel del diseño del esquema eléctrico de la aplicación utilizando el dispositivo disponible (trazador gráfico o impresora).

– Obtención de las listas de materiales correspondientes a circuitos electrónicos diseñados por ordenador. – Elaboración de los listados de conexiones de los esquemas diseñados por ordenador. – Obtención de las copias, en soporte magnético e impreso, correspondientes a la documentación de los circuitos impresos diseñados por ordenador. • Capas de pistas. • Máscara de soldadura. • Máscara de serigrafía. • Planos de taladros. – Elaboración de normas para la fabricación de las placas de circuito impreso.

Soporte: • Selección y configuración de los disposit ivos de salida para la obtención de copias en papel de los esquemas diseñados por ordenador. • Enumeración de los distintos formatos para la presentación de los planos. – Obtención , en soporte magnético y en papel en el formato adecuado, de diferentes listas de los materiales de la aplicación clasificadas y ordenadas según la tipología de componentes, funcionalidad valor, referencia y características. Soporte: • Análisis de los criterios que han de seguirse para la clasificación de las listas de materiales de un circuito electrónico.

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PROCEDIMIENTO (CONTENIDO ORGANIZADOR)

ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

– Elaboración de planos para el montaje de los componentes en las placas de circuito impreso.

– Realización de la lista de conexiones del esquema de la aplicación en soporte magnét ico y en papel utilizando el formato normalizado.

– Clasificación y ordenación de la información para la realización de prototipos electrónicos.

Soporte: • Obtención de las listas de conexiones de diferentes circuitos en distintos formatos. • Interpretación de las listas de conexiones realizadas en distintos formatos. – Obtención de una copia, sobre soporte magnético y papel, de las distintas capas del circuito impreso de la aplicación: • Capa de pistas. • Máscara de soldadura. • Máscara de serigrafía. • Plano de taladros. Soporte: • Análisis de los diferentes formatos para la obtención de la documentación técnica de las placas de circuito impreso por impresora, trazador gráfico u óptico. • Estudio de los diferentes formatos para las máquinas de taladrado automático. • Selección y configuración de los disposit ivos de salida para la obtención de copias en papel de los esquemas diseñados por ordenador.

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CONOCIMIENTOS (CONTENIDO SOPORTE)

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

– Normas para la elaboración y presentación de la documentación técnica correspondiente al diseño de prototipos electrónicos para su posterior fabricación.

– Obtener, por medio de diferentes dispositivos configurados adecuadamente, copias del esquema eléctrico empleando el formato adecuado.

• Ordenación de la documentación. • Formatos normalizados para los planos. • Presentación y doblado de los planos. • Formatos estándar para los listados de conexiones. • Criterios para la elaboración de las listas de materiales. • Formatos normalizados para la obtención de la documentación de los circuitos impresos.

– Elaborar con precisión la lista de materiales de un esquema clasificada por diferentes conceptos, utilizando el procedimiento adecuado. – Realizar, en el formato normalizado, la lista de conexiones de un esquema eléctrico utilizando los comando u opciones oportunas. – Obtener, por medio de diferentes dispositivos configurados adecuadamente, copias impresas de las diferentes capas de un circuito impreso en el formato normalizado. – Elaborar normas para la fabricación de un circuito impreso en el formato normalizado describiendo detalladamente las diferentes fases del proceso. – Dibujar, en tiempo adecuado y con limpieza y precisión, los planos para el montaje de los componentes de un circuito impreso utilizando las herramientas adecuadas. – Clasificar, en el formato adecuado y s iguiendo la normativa establecida, los diferentes apartados que componen la documentación técnica para la fabricación de un prototipo electrónico. – Aplicar los procedimientos y medios adecuados en el desarrollo de informesmemoria sobre el trabajo realizado en los que se describan con claridad y exactitud las distintas etapas del proceso.

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9. Actividades, cuestiones, problemas y prácticas propuestas Las actividades, cuestiones, problemas y prácticas propuestas que se plantean en el libro son un modelo indicativo de lo que los profesores pueden plantear o proponer como aplicación o desarrollo de los temas tratados en cada capítulo, siendo el profesor el que mejor conoce las necesidades y los recursos de sus alumnos y, por lo tanto, el que debe elaborar y proponer las acciones más convenientes.

Capítulo 1 Cuestiones 1. Enumera los tipos de placas de circuito impreso atendiendo a la disposición de las caras de soldadura. 2. Cuándo utilizarías una placa uniprint. 3. Enumera al menos 5 normas de diseño que se deben seguir fielmente para realizar correctamente el diseño de una placa de circuito impreso. 4. Explica en qué consiste el método fotosensible para transferir el diseño a la placa. 5. ¿Cuál es la proporción de los componentes del estaño para que éste sea de buena calidad? 6. ¿Qué se debe hacer para mantener en buen estado la punta de un soldador? 7. ¿Cuáles son los materiales y proporciones para realizar líquido revelador?

Capítulo 2 Cuestiones 1. ¿Qué ocurriría si no se carga el directorio TEMPLATE en la instalación de ORCAD-ESP? 2. ¿Qué puede ocurrir si no trabajamos con proyectos a la hora de editar un esquema eléctrico? 3. ¿Qué fichero debemos editar si deseamos ver los errores de salida que se producen? 4. ¿Cuáles son las configuraciones óptimas de la memoria a la hora de cargar las librerías?

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5. ¿Cómo realizarías una MACRO para que al pulsar F2 se realizase automáticamente la grabación del esquema?

Capítulo 3 Cuestiones 1. ¿Qué es lo primero que se debe hacer antes de pasar una utilidad a un esquema? 2. ¿Qué ocurre si pasamos el Annotate a un esquema al cual se le han puesto las referencias desde el Draft? 3. ¿Cuándo es útil una anotación incondicional del esquema? 4. ¿Qué ocurre si al pasar el Cleanup a un esquema se nos informa de la existencia de un componente duplicado y no lo borramos? 5. ¿Es aconsejable activar Ignorar avisos al pasar la utilidad de chequeo eléctrico? Razona la respuesta. 6. ¿Qué pasos se deben seguir para proceder a imprimir un esquema eléctrico?

Capítulo 4 Cuestiones 1. ¿Qué se debe hacer si al crear un componente nos aparece el mensaje de que no hay suficiente memoria? 2. ¿Qué referencia se debe dar a un componente si deseamos que se pueda anotar automáticamente? 3. Enumera las principales diferencias entre las opciones block, graphic y IEE a la hora de elegirlas para crear el cuerpo de un componente. 4. ¿Podemos numerar alfanuméricamente las patillas de un componente IEE definido como Grid Array? 5. ¿Qué dos acciones son necesarias realizar para que un componente creado con Edit Library quede definitivamente guardado en una librería?

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Capítulo 5 Cuestiones 1. ¿Qué ocurre si dejamos sin conectar la patilla VEE del LCD? 2. Enumera la secuencia de instrucciones para sacar un carácter por la pantalla del LCD. 3. ¿Cuáles serían las palabras de instrucción para establecer el LCD en 2 líneas y con desplazamiento a izquierdas del cursor de forma intermitente? 4. ¿Cuál sería la primera dirección de la segunda fila en un desplazamiento a izquierdas?

Capítulo 6 Cuestiones 1. ¿De qué utilidad dispone ORCAD para asociar los componentes a su encapsulado? 2. ¿Cuáles son las tres utilidades que se deben configurar para crear un fichero con las conexiones eléctricas del circuito? 3. ¿Qué formato se debe seleccionar para la utilidad ILINK? 4. ¿Qué se debe hacer si trabajando en PCB aparece un mensaje que informa de que no hay suficiente memoria para el trazado de pistas? 5. Explica la función que crees que tienen las Ratsnest y los vectores. 6. ¿Cuántas caras activas se pueden manejar a la vez en el PCB? 7. ¿Cómo se pueden crear encapsulados nuevos en ORCAD-PCB? 8. ¿Qué pasos seguirías si una vez realizado el Auto Route quedan pistas sin trazar? 9. Indica los pasos que se deben seguir para imprimir el diseño de pistas de una placa.

Capítulo 7 Cuestiones 1. ¿De cuántos temporizadores disponemos en el PIC-16F84? 2. Para una frecuencia de trabajo de 4 MHz, ¿qué tipo de oscilador es el apropiado? 3. ¿Qué capacidad en la memoria de programa disponemos en el PIC-16F84?

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4. ¿Qué nos permite controlar el registro EECONI? 5. ¿Qué operación se realiza con la instrucción MOVWF?

Capítulo 8 Cuestiones 1. ¿En qué posición del mapa de memoria encontramos la palabra de configuración? 2. En un fichero *.HEX, ¿qué indican los dos primeros dígitos después de los dos puntos? 3. Indica el orden correcto en la secuencia de grabación de los distintos bloques que hay que grabar. 4. ¿Qué precaución tendríamos a la hora de diseñar un circuito en el que tengamos la parte de grabación más la aplicación?

Capítulo 9 Cuestiones 1. ¿Por qué se ha modificado el circuito grabador? 2. En la aplicación de pulsadores y leds, ¿qué función tiene el JP4? 3. ¿Qué frecuencia utilizamos como portadora en el emisor de RF? 4. Explica el funcionamiento básico de la aplicación de los tres displays. 5. ¿Qué limitación podemos tener al utilizar el PC?

Capítulo 10 Cuestiones 1. Define qué entiendes por domótica. 2. Nombra al menos tres dispositivos del tipo domótico que no se hayan tratado en esta unidad. 3. Realiza un análisis de las ventajas e inconvenientes que supone utilizar PIC en los prototipos propuestos para cada uno de los sistemas.

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4. ¿Qué tipo de sensores crees que se deben utilizar para desarrollar el sistema de ahorro energético propuesto?

Capítulo 11 Cuestiones 1. Explica la función de los tres tipos de detectores empleados, volumétricos, detectores de humo y magnéticos. 2. Explica la función que desempeñan los integrados 74HC245 en el prototipo de la central de alarma. 3. Explica el funcionamiento del programa grabado en el PIC que controla el teclado. 4. Explica cómo sería el proceso de activación de la alarma mediante el mando de radiofrecuencia.

Capítulo 12 Cuestiones 1. Describe la función del puente de diodos en el circuito descodificador telefónico. 2. ¿Qué función tiene el operacional en el circuito decodificador telefónico? 3. Describe los niveles de señal que hay presentes en la línea telefónica en cada momento. 4. Describe la función del integrado grabador de voz. 5. ¿Qué función desempeñan los integrados 4066 en el circuito del marcador telefónico? 6. Explica cómo pasan los tonos desde que son generados por el integrado TT5088 hasta llegar a la línea telefónica.

Capítulo 13 Cuestiones 1. Analizar las ventajas e inconvenientes que supone la solución adoptada de modular las señales de las cámaras para su distribución hasta el mezclador. 2. ¿Qué función desempeñan los transistores Q1 a Q8 del circuito receptor?

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3. Analizar las ventajas e inconvenientes que presenta la solución dada a la mezcla de las señales de las cámaras a través de un distribuidor utilizado al contrario. 4. Proponer posibles mejoras en el sistema de vigilancia descrito.

Capítulo 14 Cuestiones 1. ¿De qué manera conjuntarías el sistema de apertura descrito para la puerta principal con otro manual? 2. Razona por cuáles otros elementos podrías sustituir los optoacopladores del circuito receptor de control de la puerta del garaje. 3. A la vista del circuito utilizado para la barrera infrarroja, ¿qué ocurre después de que una persona se interponga en dicha barrera cuando está subiendo la puerta? 4. ¿Cómo enviarías al PC información del estado de la barrera infrarroja?

Capítulo 15 Cuestiones 1. Define la función de los registros del puerto paralelo de un ordenador. 2. ¿Qué corriente entregan las líneas del registro de datos del puerto paralelo? 3. ¿Qué se debe hacer para poder utilizar el registro de datos del puerto paralelo como salida? 4. ¿Se podría utilizar el registro de control del puerto paralelo con lógica negativa? Explicar las modificaciones que se deberían realizar en la placa multiplexora. 5. ¿Se podría encontrar otro integrado que sustituyera al 74HC245 en su función dentro de la placa de comunicaciones?

10. Material didáctico (material y equipos didácticos) En primer lugar, debemos considerar el libro Desarrollo y construcción de Prototipos Electrónicos como el primer material didáctico con el que cuenta el profesor y el alumno para el aprendizaje.

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El libro se ha diseñado pensando en ello y se ha procurado ilustrar profusamente, incluyéndose ejemplos prácticos, esquemas y planos, tablas y cuadros y varias aplicaciones de diseño y construcción de prototipos, etc. Así mismo, se incluye una bibliografía que permite ampliar y particularizar los temas expuestos por el profesor. Desde el punto de vista práctico el material didáctico de apoyo más idóneo para impartir las clases son: Medios de producción o tratamiento de la información. Material de dibujo. Calculadora. Ordenador. Periféricos de ordenador (impresora, trazador gráfico, tableta digitalizadora). Programas informáticos de dibujo y diseño asistidos por ordenador (CAD-CAE) para el diseño y simulación de placas de CI. Archivadores de planos. Material de oficina general. Herramientas manuales para trabajos eléctricos y mecánicos (alicates, destornilladores, pelacables, soldador, taladro). Estación de soldadura y desoldadura de componentes electrónicos (de inserción y de montaje superficial). Fototrazador gráfico. Pequeñas máquina para metalizado de taladros en los CI. Pantallas serigráficas para CI. Pequeñas máquinas para montaje de componentes en CI para prototipos (manuales, automáticas). Pequeña máquina de control numérico (CNC) para taladros. Pequeño horno de refusión. Instrumentos de medida y verificación electrónica (polímetro, osciloscopio, frecuencímetro, generadores de BF y AF, fuentes de alimentación, analizador de espectros, inyector y sonda lógica, analizador de estados lógicos). Instrumentos para registro de parámetros. Instrumentación para ensayos de fiabilidad. Materiales y productos intermedios. Esquemas electrónicos y listas de materiales. Conductores eléctricos y elementos de interconexión. Componentes electrónicos. Ficheros para la realización del fotograbado de CI. Materiales para el metalizado, fotograbado y atacado químico de placas de CI. Materiales para la soldadura de componentes en placas de CI. Prototipos de circuitos electrónicos. Hojas de medida e informes de pruebas. “Software” de prueba. Principales resultados del trabajo: Productos y/o servicios. Prototipos de circuitos electrónicos analógicos y digitales. Documentación correspondiente al diseño físico del producto electrónico (esquemas electrónicos, planos del diseño físico de los CI –disposición de componentes y serigrafía, pistas de las distintas capas, máscaras de soldadura, plano de taladros–, ficheros para fototrazador y máquina de taladro CNC). Informes de pruebas funcionales y de fiabilidad.

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Procesos, métodos y procedimientos. Procedimientos de disposición de componentes de trazado de pistas en placas de CI (manual y automático). Procedimientos de obtención de documentación para elaboración de placas de CI (en soportes papel e informático). Procesos de fabricación de CI (metalizado de taladros, preparación de pantallas serigráficas y protección de CI). Procedimientos de programación de CNC para taladrado de placas de CI. Métodos de soldadura de comp onentes de inserción y de montaje superficial (SMD). Proceso de montaje electrónico manual (doblado, inserción, corte de terminales, soldadura y desoldadura). Proceso automático de montaje de componentes electrónicos (programación de máquinas de posicionamiento de componentes). Procedimientos de grabado de dispositivos electrónicos programables (memoria, dispositivos lógicos programables –PLD–, microcontroladores). Procedimientos de medida de magnitudes electrónicas en el dominio del tiempo y de la frecuencia. Procedimientos de ajuste de circuitos electrónicos. Procedimientos generales de documentación. Información: Naturaleza, tipo y soportes. Especificaciones técnicas del producto. Normativa técnica y de calidad aplicable al producto. Manuales de circuitos electrónicos. Normativa interna de utilización de componentes electrónicos. Manuales internos de montaje e interconexión. Manuales internos sobre procedimientos de ajuste. Manuales internos sobre procedimientos de análisis de fiabilidad. Manuales internos sobre tipo y contenido de documentación de productos electrónicos (en soporte de papel e informático).

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11. Material pedagógico de apoyo para la impartición del módulo

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