Todo esto dependerá del nivel y el alcance del curso que está estudiando. Último año de la universidad técnica aquí en el Reino Unido, estudiando para un HND en Electrónica (ahora un Nivel 5 de NVQ) se nos dieron cinco componentes específicos que tuvimos que incorporar a nuestro proyecto y un ‘problema’ que requería resolución.
Podríamos utilizar cualquier método que pudiéramos imaginar para resolver el problema, pero teníamos que implementar cualquier solución utilizando los componentes que nos proporcionaron, además de cualquier otra cosa que requiriera nuestro diseño.
Problema: Mida una resistencia con un valor nominal dado pero una posible variación de +/- 20%. Usando un medidor de bobina móvil, muestre esa variación de resistencia como una visualización en el medidor donde ninguna deflexión representa -20% y la deflexión completa representa una variación de + 20%. Esto debe hacerse de forma remota, es decir, sin conexión directa.
Nos dieron el medidor, un LED infrarrojo, un fotodiodo infrarrojo y dos pequeñas cajas idénticas de ABS.
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De esto podríamos hacer ciertas suposiciones.
- El dispositivo tenía que tener un transmisor que midiera la resistencia y generar una transmisión infrarroja que representara esa resistencia.
- El dispositivo tenía que tener un receptor que recibiera esa información y la convirtiera en un voltaje que pudiera representarse en el medidor.
- Tanto el transmisor como el receptor tuvieron que encajar físicamente dentro de los gabinetes dados.
Había muchos métodos posibles para resolver el problema. El método que elegí fue usar un convertidor de voltaje a frecuencia y generar un rango lineal de voltajes a partir de la resistencia bajo prueba. Esto a su vez generó un rango de frecuencias. Utilicé esta frecuencia (rango de 200Hz a 600Hz con 400Hz como mi frecuencia central) para modular una portadora de 20kHz que luego fue transmitida por el LED. El receptor demoduló esta portadora para recuperar la frecuencia original que luego convertí nuevamente a voltaje. El voltaje resultante se alimentó al medidor a través de un amplificador operacional que agregó un desplazamiento al voltaje, lo que me dio una pantalla de ‘centro cero’ en el medidor cuando mi resistencia de prueba estaba en el valor nominal. Cuando la resistencia era 20% inferior a este valor, el medidor no mostraba deflexión y cuando la resistencia bajo prueba era 20% superior a la nominal, el medidor se mostraba lleno.
Aunque no forma parte de la definición del proyecto, también incorporé comparadores adicionales en el receptor para que, si la variación de la resistencia excediera la tolerancia de +/- 20%, pudiera encender uno de los dos LED para indicar un rango inferior o superior.
Resultó que este era uno de los factores que buscaban los examinadores, sin indicarlo explícitamente en el alcance del problema.
El proyecto no se trataba de “resolver el problema con esta especificación exacta”, sino de “resolver el problema como se indicó y también prever posibles desviaciones de la especificación”.
La ingeniería no se trata solo de resolver un problema dado, sino también de anticipar el ‘¿qué podría o podría salir mal?’ ¡guión!