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• HEIDY MISHELL GUTIERREZ SALINAS

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GESTIÓN DE FORMACIÓN PROFESIONAL INTEGRAL PROCEDIMIENTO DESARROLLO CURRICULAR GUÍA DE APRENDIZAJE ANÁLISIS DE CIRCUITOS AC Y DC

GUÍA DE APRENDIZAJE No 1 Electrónica Análoga II

1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUÍA DE APRENDIZAJE

Denominación del Tecnólogo Mantenimiento de Equipo Biomédico. Programa de Formación:

Código:

224206

Versión: 100

Nombre del Proyecto:

Mantenimiento de dispositivos médicos, clínicos y hospitalarios.

Fase del proyecto:

Planeación.

Actividad (es) del Proyecto:

Recopilar y analizar la información técnica de los equipos.

Competencia:

Establecimiento de actividades operativas para el mantenimiento de equipos biomédicos.

Resultados de Aprendizaje:

Corregir fallas relacionadas con componentes eléctricos, electrónicos, neumáticos, hidráulicos, de máquinas y controles, sistemas microcontrolados, circuitos de potencia, fuentes conmutadas, convertidores, acondicionamiento, tratamiento de señales y sistemas de control de variables de equipos biomédicos; aplicando las normas técnicas, de seguridad y de calidad.

Duración de la Guía:

Código:

484145

40 horas.

2. PRESENTACIÓN. Estimado Aprendiz: La competencia “Establecimiento de actividades operativas para el mantenimiento de equipos biomédicos” contempla aspectos técnicos y de análisis en el funcionamiento de circuitos eléctricos, electrónicos, neumáticos e hidráulicos. Estos circuitos asocian diferentes componentes en las tarjetas de los sistemas digitales, análogos o mixtos de los equipos biomédicos logrando una óptima operación del equipo.

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GFPI-F-019 V3

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE El resultado de aprendizaje asociado a la competencia es “Corregir fallas relacionadas con componentes eléctricos, electrónicos, neumáticos, hidráulicos, de máquinas y controles, sistemas microcontrolados, circuitos de potencia, fuentes conmutadas, convertidores, acondicionamiento, tratamiento de señales y sistemas de control de variables de equipos biomédicos; aplicando las normas técnicas, de seguridad y de calidad.” el cual tiene como actividad “Análoga II (Instrumentación y Electrónica de Potencia)”; el desarrollo de esta actividad le generara conocimientos pertinentes en el momento de analizar los planos eléctricos, electrónicos, neumáticos e hidráulicos de los equipos. El uso del amplificador operacional (A.O.) en el campo de la tecnología Biomédica es relevante. Por ejemplo el “Electroencefalógrafo”, el cual se usa para captar las corrientes eléctricas infinitesimalmente pequeñas que se originan en la corteza del cerebro. Se captan estas corrientes en el cuero cabelludo por medio de electrodos y se amplifican para que se puedan procesar y registrar convenientemente. El amplificador operacional (A.O.) en este instrumento tiene una función primordial: acoplamiento del instrumento con el paciente, es decir un acoplamiento de impedancias entre el electrodo y el circuito, utilizándose por su gran ganancia de voltaje, gran ancho de banda y una tensión de entrada diferencial nula. (Configuración del amplificador operacional como seguidor). En esta guía de aprendizaje usted encontrará las actividades necesarias para apropiar el conocimiento enfocado en el uso de los diodos en señales que varían en el tiempo; estas actividades plantean una propuesta de aprendizaje autónomo y cooperativo, su responsabilidad y compromiso son factores determinantes para la consecución del resultado de aprendizaje abordado. Cabe destacar que, a través de las distintas etapas, el instructor le orientará y asesorará constantemente en la contextualización, el desarrollo y la aplicación de los conocimientos necesarios para su proceso de formación. 3. FORMULACIÓN DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE.

3.1. Observa el siguiente video de Discovery Channel “Todo sobre Circuitos Integrados” que se encuentra en el siguiente link: https://www.youtube.com/watch?v=HGAhnz3sHco. Desarrolle las siguientes actividades: A. Teniendo en cuenta el video del link anterior y la investigación que debe realizar sobre los circuitos integrados; responda y defina: • • •

Definición de “Circuito Integrado”. Cite tres (3) aplicaciones de: circuitos integrados analógicos y circuitos integrados digitales. Diferencias entre un circuito integrado digital y uno análogo.

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE • • •

Encapsulados típicos de circuitos integrados (Señalar características y figura). Recomendaciones para realizar mediciones sobre circuitos integrados. ¿Qué se debe medir en un circuito integrado para verificar una falla en él?

Realice la evaluación sobre circuitos integrados. El enlace se encontrará publicado en la plataforma Blackboard desde las 00:00 del día 23/10/2019 hasta las 23:59 del día 25/10/2019. 3.2. Los equipos biomédicos utilizan las señales biológicas y fisiológicas para dar una serie de resultados; estas señales son empleadas por los profesionales clínicos en el diagnóstico y análisis de patologías. Como estas señales deben ser acondicionadas y tratadas en los equipos, se hace necesario el uso de los amplificadores operacionales que son los encargados de este proceso. Desarrolle las siguientes actividades: A. Investigar sobre los siguientes temas: • • • • • • • • • •

Amplificador Operacional. Amplificador Diferencial. Relación matemática que existe entre las entradas y la salida en un Amplificador Operacional. ¿Qué se entiende por distorsión? Cite y grafique algunos ejemplos. ¿A qué se le denomina “Ganancia en modo común”? ¿Qué importancia tiene el CMRR (Rechazo en modo común) en un Amplificador Operacional? ¿Qué significa “Tensión o voltaje de Offset”? ¿Qué es Ganancia en lazo abierto? ¿Qué es Ganancia en lazo cerrado? ¿Cuánto vale la resistencia de entrada de un AO ideal y cuánto la resistencia de salida?

Realice un trabajo escrito con normas APA de la investigación realizada. Cargue el trabajo en el enlace que se encontrará publicado en la plataforma Blackboard desde las 00:00 del día 26/10/2019 hasta las 23:59 del día 27/10/2019. B. Teniendo en cuenta las orientaciones técnicas sobre conceptos, principios y procesos entregadas por el instructor presencial, además de las lecturas realizadas en las referencias bibliográficas y el material de apoyo suministrado. Realice el Taller 01 de amplificadores operacionales. Cargue el desarrollo del taller en el enlace que se encontrará publicado en la plataforma Blackboard desde las 00:00 del día 27/10/2019 hasta las 23:59 del día 28/10/2019.

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE 3.3. La implementación de los amplificadores operacionales y el funcionamiento de estos permiten la transferencia de conocimientos y para esto se debe poner en práctica los conocimientos adquiridos. Desarrolle las siguientes actividades: A. Realizar el montaje de los circuitos planteados en la siguiente figura; teniendo en cuenta las siguientes condiciones: (R1, R3 > 300KΩ; R2, R4 > 1MΩ).

En cada uno de los casos mida el voltaje DC sobre las resistencias, la diferencia de potencial entre ellas o el voltaje de fuga (Voffset) y las corrientes de fuga de cada resistencia. Presente el circuito en el aula de formación el día 29 de octubre de 2019. B. Haciendo uso del amplificador operacional (TL082 ó LM741) determinar el voltaje de salida a partir del voltaje de entrada en la configuración del amplificador operacional como “INVERSOR”. Elabore dos (2) conclusiones sobre la operación del circuito.

Presente el circuito en el aula de formación el día 29 de octubre de 2019 a las 18:00 horas.

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE C. Haciendo uso del amplificador operacional (TL082 ó LM741) determinar el voltaje de salida a partir del voltaje de entrada en la configuración del amplificador operacional como “NO INVERSOR”. Elabore dos (2) conclusiones sobre la operación del circuito.

Presente el circuito en el aula de formación el día 30 de octubre de 2019 a las 18:00 horas. D. Haciendo uso del amplificador operacional (TL082 ó LM741) determinar el voltaje de salida a partir del voltaje de entrada en la configuración del amplificador operacional como “SUMADOR”. Elabore dos (2) conclusiones sobre la operación del circuito.

Presente el circuito en el aula de formación el día 30 de octubre de 2019 a las 18:00 horas. E. Realice la correspondiente simulación en MULTISIM (Requerimiento: Pantallazo de Señales IN, OUT y mediciones) e implemente en Protoboard un circuito “Seguidor de Voltaje” utilizando IC amplificador operacional. Efectué las mediciones correspondientes, grafique las señales de entrada – salida, indique aplicaciones del circuito y elabore una conclusión sobre el funcionamiento del circuito.

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE Cargue la simulación y el informe IEEE en el enlace que se encontrará publicado en la plataforma Blackboard desde las 00:00 del día 30/10/2019 hasta las 23:59 del día 01/11/2019. Presente el circuito en el aula de formación el día 01/11/2019 de 2019 a las 18:00 horas. F. Realice la correspondiente simulación en MULTISIM (Requerimiento: Pantallazo de Señales IN, OUT y mediciones) e implemente en Protoboard el circuito de la siguiente figura. En la entrada NO inversora conecte el punto central de un potenciómetro cuyos extremos están conectados a +12V y tierra. En la entrada inversora conecte el punto medio del divisor de resistencias formado por R1 y R2. Observe que pasa con la señal de salida cuando se mueve el potenciómetro desde su valor mínimo hasta su valor máximo y elabore una conclusión que relacione lo sucedido.

Cargue la simulación y el informe IEEE en el enlace que se encontrará publicado en la plataforma Blackboard desde las 00:00 del día 30/10/2019 hasta las 23:59 del día 01/11/2019. Presente el circuito en el aula de formación el día 01/11/2019 de 2019 a las 18:00 horas. G. Realice la correspondiente simulación en MULTISIM (Requerimiento: Pantallazo de Señales IN, OUT y mediciones) e implemente en Protoboard el circuito de la siguiente figura. Conecte las entradas inversoras de los amplificadores operacionales a los puntos intermedios de los divisores de tensión, las entradas no inversoras de los amplificadores operacionales se unen y se conectan al punto medio de un potenciómetro cuyos extremos están a +12V y tierra. Observe que pasa con los LED de salida si se mueve el potenciómetro desde su valor mínimo hasta su valor máximo. Tome nota del valor del voltaje en el potenciómetro en el momento en que se enciende cada uno de los LED’s. Explique el resultado y elabore una conclusión que relacione lo sucedido.

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Cargue la simulación y el informe IEEE en el enlace que se encontrará publicado en la plataforma Blackboard desde las 00:00 del día 01/11/2019 hasta las 23:59 del día 02/11/2019. Presente el circuito en el aula de formación el día 02/11/2019 de 2019 a las 18:00 horas. H. Realice la correspondiente simulación en MULTISIM (Requerimiento: Pantallazo de Señales IN, OUT y mediciones) e implemente en Protoboard el circuito de la figura (Convertidor de Voltaje a Corriente). Registre en la tabla los datos de corriente para cada voltaje de entrada. Analice los resultados obtenidos y elabore dos (2) conclusiones sobre la operación del circuito. Si tuvo fallas en el procedimiento consulte cuales fueron sus causas, documéntelas y saque conclusiones adicionales del por qué se dieron u ocurrieron.

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE Cargue la simulación y el informe IEEE en el enlace que se encontrará publicado en la plataforma Blackboard desde las 00:00 del día 01/11/2019 hasta las 23:59 del día 02/11/2019. Presente el circuito en el aula de formación el día 02/11/2019 de 2019 a las 18:00 horas. I.

Realice la correspondiente simulación en MULTISIM (Requerimiento: Pantallazo de Señales IN, OUT y mediciones) e implemente en Protoboard el circuito de la figura (Convertidor de Corriente a Voltaje). Registre en la tabla los datos de voltaje para cada corriente de entrada. Analice los resultados obtenidos y elabore dos (2) conclusiones sobre la operación del circuito. Si tuvo fallas en el procedimiento consulte cuales fueron sus causas, documéntelas y saque conclusiones adicionales del por qué se dieron u ocurrieron.

Cargue la simulación y el informe IEEE en el enlace que se encontrará publicado en la plataforma Blackboard desde las 00:00 del día 02/11/2019 hasta las 23:59 del día 03/11/2019. Presente el circuito en el aula de formación el día 03/11/2019 de 2019 a las 18:00 horas.

4. ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN.

Evidencias de Aprendizaje Evidencia Conocimiento:

Criterios de Evaluación

Técnicas e Instrumentos de Evaluación

de • Realiza la prueba virtual de acuerdo • Técnica: Formulación de con la información consultada. preguntas. • Responde correctamente a las • Instrumento: Cuestionario • Evaluación virtual de la preguntas formuladas sobre circuitos virtual. actividad 3.1 (A). integrados.

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE • Realiza la investigación solicitada sobre amplificadores operacionales. Evidencia de Producto: • Identifica los conceptos básicos sobre • Técnica: Valoración del la aplicación de los amplificadores producto. • Trabajo escrito de la operacionales. Instrumento: Trabajo escrito. actividad 3.2 (A). • Aplica el formato en la presentación de trabajos escritos teniendo en cuenta la norma APA. • Aplica los conceptos básicos de amplificadores operacionales en el desarrollo de ejercicios. Evidencia de Producto: • Técnica: valoración producto. • Explica de forma técnica la Taller de la actividad 3.2 implementación de los amplificadores • Instrumento: Taller (B). operacionales. ejercicios. • Desarrolla los ejercicios planteados en el taller. Evidencia de Producto: Simulaciones de las actividades 3.3 (de A á I).

del de

• Técnica: valoración del producto. • Realiza las simulaciones de acuerdo con los circuitos planteados. • Instrumento: simulación de circuitos.

• Domina las técnicas de montaje en el Evidencia de Desempeño: protoboard. • Técnica: validación del circuito y • Mide las variables solicitadas en cada su funcionamiento. Montaje de los circuitos uno de los circuitos. • Instrumento: Montaje del de las actividades 3.3 (de • Reconoce los componentes y su circuito. A á I). aplicación en los amplificadores operacionales. Evidencia de Producto: • Realiza informes técnicos según • Técnica: validación del informe normas IEEE. IEEE. Informe IEEE de los • Argumenta de forma técnica las • Instrumento: Montaje del circuitos de las conclusiones de los circuitos. circuito. actividades 3.3 (de A á I).

5. GLOSARIO DE TÉRMINOS.

Alineal: Circuito que con un pequeño cambio en la entrada causa un gran cambio en la salida.

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA Procedimiento de Desarrollo Curricular GUÍA DE APRENDIZAJE Amplificador: Circuito que puede aumentar la variación pico a pico de la tensión, la corriente o la potencia de una señal. Amplificador de tensión: Amplificador que se ha diseñado para producir una ganancia de tensión máxima. Amplificador inversor de tensión: Amplificador en el que la tensión de salida se invierte con respecto a la de entrada. Amplificador operacional: Circuito integrado que contiene un amplificador de continua de alta ganancia de tensión. Ancho de banda: Diferencia entre las dos frecuencias de corte de un amplificador. Angulo de fase: Es la diferencia de fase entre dos ondas senoidales, usualmente debido a que en el circuito existen capacitores (condensadores) o inductores (bobinas). Atenuación: El valor por el cual la potencia de una señal disminuye en un filtro o una red de 2 puertos. Usualmente se expresa en decibeles (db). Comparador: Circuito o dispositivo que detecta cuándo la tensión de entrada es mayor que un valor límite predeterminado. La salida es una tensión alta o bien una tensión baja. El límite predeterminado se llama punto de conmutación. Filtro: Circuito selectivo que sólo deja pasar frecuencias determinadas, bloqueando todas las otras. Filtro Activo: Cualquier filtro que emplee un amplificador operacional se llama filtro activo. Filtro de Butterworth: Filtro diseñado para producir la respuesta más plana que sea posible hasta la frecuencia de corte. En otras palabras, la tensión de salida se mantiene constante casi hasta la frecuencia de corte, luego disminuye a razón de 20n db por década, donde n es el número de polos del filtro. Ganancia de Corriente: Relación entre la corriente de salida y la corriente de entrada en un circuito amplificador. Ganancia de tensión (voltaje): Relación entre la tensión (voltaje) de salida y de entrada en un circuito amplificador. Operacional: (amplificador). Dispositivo amplificador de la diferencia de sus dos entradas con una alta ganancia, una impedancia de entrada muy alta, y una baja impedancia de salida. Realimentación: La realimentación permite tomar una muestra de la salida y sumarla a la entrada. Mediante la realimentación se puede mantener el control de un amplificador y forzarlo a trabajar en la zona activa. Señal de modo común: Señal que se aplica con igual magnitud a las dos entradas de un amplificador diferencial a de un amplificador operacional.

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6. REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS. [1] PROFESORMOLINA, “Amplificador Operacional”, 2010, disponible en: [1]. ALCALDE, San Miguel Pablo. ELECTRÓNICA APLICADA. 1ª Madrid, España. Editorial Paraninfo, 2010. [2]. R. C. Dorf y J. A. Svoboda. Circuitos Eléctricos: Introducción al Análisis y Diseño. Marcombo, 2012. Publicaciones en Internet, disponibles en: http://www.profesormolina.com.ar/tutoriales/ampli_oper.htm consultado en octubre de 2019

7. CONTROL DEL DOCUMENTO.

Autor (es)

Nombre LUIS ALEXANDER RAMÍREZ RIAÑO

Cargo

Dependencia

Fecha

Instructor

SENA CEET

Julio 2017

8. CONTROL DE CAMBIOS (diligenciar únicamente si realiza ajustes a la guía)

Autor (es)

Nombre

Cargo

Dependencia

RIGOBERTO URQUIJO GARCÍA

Instructor

SENA CEET

Fecha

Razón del Cambio Actualización de Octubre formato y de 2019 actividades.