Nueva plataforma de control de temperatura de bajo coste para la educación en ingeniería de control
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Resumen
La formación en ingeniería de control precisa de prácticas de laboratorio, donde el uso de dispositivos miniaturizados portables favorece el aprendizaje autónomo y remoto a un bajo coste. Así, se presenta una versión mejorada de la plataforma educativa Temperature Control Lab. Modificándose los transistores de potencia, se prescinde del adaptador de alimentación externa y basta conexionar el dispositivo directamente al puerto USB A del ordenador. Además, la reducción de masa del elemento de potencia rebaja a la mitad la constante de tiempo del sistema térmico, permitiendo una experimentación más ágil tanto para prácticas de identificación como de control realimentado. En este campo, el cambio a tecnología PNP de los transistores permite lazos anidados de corriente. Por último, se incorpora una referencia de tensión que reduce en un noventa por ciento el ruido de medida proveniente de la alimentación. El resultado final implica un importante abaratamiento de costes, simplicidad de fabricación, e incrementar la portabilidad y flexibilidad de uso del dispositivo.
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Bequette, B., 2019. Process control practice and education: Past, present and future. Computers and Chemical Engineering 128, 538–556. DOI: 10.1016/j.compchemeng.2019.06.011 DOI: https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2019.06.011
Chacón, J., Guinaldo, M., Sánchez, J., Dormido, S., 2015. A new generation of online laboratories for teaching automatic control. Vol. 48. pp. 140–145. DOI: 10.1016/j.ifacol.2015.11.227 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.11.227
Docekal, T., Golembiovsky, M., 2018. Low cost laboratory plant for control system education. IFAC-PapersOnLine 51 (6), 289–294, 15th IFAC Conference on Programmable Devices and Embedded Systems PDeS 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.07.168 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.07.168
Gallarta-Saenz, D., Rico-Azagra, J., Gil-Martinez, M., 2023. Learning enhancement of control engineering: A competition-based case. IEEE Access 11, 38240 – 38250. DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3267966 DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3267966
Hedengren, J., 2024. Temperature control lab kit. http://apmonitor.com/heat.html, visitado 05.06.2024.
Heradio, R., de la Torre, L., Dormido, S., 2016. Virtual and remote labs in control education: A survey. Annual Reviews in Control 42, 1–10. DOI: 10.1016/j.arcontrol.2016.08.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2016.08.001
Juchem, J., Chevalier, A., Dekemele, K., Loccufier, M., 2020. Active learning in control education: a pocket-size pi(d) setup. IFAC-PapersOnLine 53 (2), 17276–17281, 21st IFAC World Congress. DOI: 10.1016/j.ifacol.2020.12.1805 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2020.12.1805
Lerma, E., Costa-Castelló, R., Griñó, R., Sanchis, C., 2019. Duino-based learning (dbl) in control engineering courses. Vol. 2019-September. pp. 798–803. DOI: 10.1109/ETFA.2019.8869451 DOI: https://doi.org/10.1109/ETFA.2019.8869451
Oliveira, P. M., Vrančić, D., Huba, M., 2022. Control engineering and industrial automation education using out of the box approaches. In: 2022 20th International Conference on Emerging eLearning Technologies and Applications (ICETA). pp. 472–477. DOI: 10.1109/ICETA57911.2022.9974630 DOI: https://doi.org/10.1109/ICETA57911.2022.9974630
Park, J., Martin, R. A., Kelly, J. D., Hedengren, J. D., 2020. Benchmark temperatura microcontroller for process dynamics and control. Computers & Chemical Engineering 135, 106736. DOI: 10.1016/j.compchemeng.2020.106736 DOI: https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2020.106736
Pedroso, L., Batista, P., 2022. Reproducible low-cost flexible quadruple-tank process experimental setup for control educators, practitioners, and researchers. Journal of Process Control 118, 82–94. DOI: 10.1016/j.jprocont.2022.08.010 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jprocont.2022.08.010
Quanser, 2020. Control systems. https://www.quanser.com/solution/control-systems/, visitado 25.06.2021.
Rico-Azagra, J., Gil-Martínez, M., Rico, R., Nájera, S., Elvira, C., 2021. A benchmark for orientation control of a multirotor in a three degrees-offreedom rotation structure. RIAI - Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial 18 (3), 265–276. DOI: 10.4995/riai.2021.14356 DOI: https://doi.org/10.4995/riai.2021.14356
Rossiter, J., Pasik-Duncan, B., Dormido, S., Vlacic, L., Jones, B., Murray, R., 2018. A survey of good practice in control education. European Journal of Engineering Education 43 (6), 801–823. DOI: 10.1080/03043797.2018.1428530 DOI: https://doi.org/10.1080/03043797.2018.1428530
Rossiter, J., Pope, S., Jones, B., Hedengren, J., 2019. Evaluation and demonstration of take home laboratory kit. Vol. 52. pp. 68–73. DOI: 10.1016/j.ifacol.2019.08.124 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2019.08.124
Rossiter, J. A., Cassandras, C. G., Hespanha, J., Dormido, S., de la Torre, L., Ranade, G., Visioli, A., Hedengren, J., Murray, R. M., Antsaklis, P., Lamnabhi-Lagarrigue, F., Parisini, T., 2023. Control education for societal-scale challenges: A community roadmap. Annual Reviews in Control 55, 1–17. DOI: https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2023.03.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2023.03.007
Sotelo, D., Sotelo, C., Ramirez-Mendoza, R. A., López-Guajardo, E. A., Navarro-Duran, D., Niño-Juárez, E., Vargas-Martinez, A., 2022. Labtec@ home: A cost-effective kit for online control engineering education. Electronics 11 (6). DOI: 10.3390/electronics11060907 DOI: https://doi.org/10.3390/electronics11060907
Unilabs, 2021. University network of interactive laboratories. https://unilabs.dia.uned.es/, visitado 25.06.2021.