Desarrollo de instrumentos de medición virtuales para smartphones y tablets en el ámbito de la ingeniería eléctrica

Aplicaciones

• Actualmente están desarrolladas varias aplicaciones todas ellas relacionadas con laboratorios de tecnología y máquinas eléctricas: 1.- Circuitos magnéticos de máquinas eléctricas: pérdidas de potencia y consumo de reactiva y su relación con el ciclo de trabajo del material ferromagnético 2.- Arranque estrella triángulo de motores asíncronos. Corriente transitoria, influencia de la tensión y del tiempo de cambio estrella-triángulo. 3.- Curvas de disparo de interruptores automáticos. Determinación y comparación con la normativa. 4.- Compensación de energía reactiva manual y automática. Influencia en la eficiencia energética de la instalación y mejora del factor de potencia. 5.- Iluminación con lámparas de descarga y regulación del flujo luminoso. Comparación de la corriente consumida, ajuste del flujo luminoso mediante el Smartphone y control automático de la iluminación en función de la luz ambiente para ahorro energético. La versatilidad es tan grande que el concepto se puede extender a otros laboratorios o aplicaciones con la única condición de que existan transductores o sensores tecnológicamente viables y competitivos con los instrumentos tradicionales.

Beneficios que aporta

• 1.- Facilitar la comprensión del fenómeno ensayado. La captura y procesado de las magnitudes que caracterizan el fenómeno para transformarlas en otras magnitudes más complejas que se pueden mostrar y relacionar entre si facilita en muchas situaciones la comprensión del fenómeno por comparación con las posibilidades que ofrecen instrumentos tradicionales. Por ejemplo, para analizar el funcionamiento de un circuito magnético se pueden utilizar amperímetros y voltímetros de alterna de valor eficaz. La comparación de sus lecturas da una idea muy limitada del comportamiento del circuito magnético al estar dichas lecturas relacionadas con la fuerza magneto motriz y con el flujo respectivamente. Por el contrario, un instrumento virtual complementa las lecturas de tensión y de corriente eficaz con la representación instantánea de la inducción magnética en el núcleo comparada con la intensidad de campo magnético promedio (ambas magnitudes se obtienen mediante un procesado más o menos complejo a partir de la tensión y corriente instantáneas), es decir, el ciclo de trabajo magnético del material. Los cambios que se producen en el ciclo magnético son mucho más informativos y esclarecedores respecto al funcionamiento del circuito magnético que las lecturas de los instrumentos tradicionales. 2.- Manejo más sencillo por comparación con instrumentos de captura de datos tradicionales (osciloscopios). El manejo de osciloscopios digitales con todas las opciones asociadas como rangos horizontal y vertical, disparo, longitud de registro etc. supone que su aplicación en laboratorios se tenga que restringir a contextos en los que los estudiantes tienen una formación avanzada y específica en ciertos campos de la ingeniera. Los instrumentos virtuales utilizan interfaces de usuario intuitivas y sencillas de utilizar que aumentan increíblemente la productividad del tiempo dedicado por los estudiantes, y amplían extraordinariamente el ámbito de aplicación. La interfaz de usuario se puede adaptar además a contextos y necesidades formativas muy dispares a un coste asequible ya que se trata de un componente lógico y no físico. 3.- Generación de informes de ensayo y envío por email. La experimentación con instrumentos tradicionales lleva siempre asociada la necesidad de tomar nota de las condiciones de los ensayos junto con las lecturas proporcionadas por los instrumentos. A menudo es necesario también un posterior análisis de las lecturas de los instrumentos atendiendo a las condiciones de los ensayos para extraer conclusiones respecto al fenómeno observado. El uso de instrumentos virtuales sobre smartphones o tablets permite la generación automática de informes en los que se recogen tanto las condiciones del ensayo como las lecturas de los instrumentos e incluso las relaciones entre dichas lecturas y otras magnitudes procesadas a partir de ellas que facilitan la comprensión del fenómeno, permitiendo un análisis directo del ensayo. Más aún, estos informes se pueden enviar a la cuenta de correo del usuario mediante la propia aplicación o instrumento virtual utilizando la funcionalidad integrada en el propio sistema operativo. 4.- Mejora de la actitud del alumno ante las prácticas de laboratorio asociada al uso de tecnologías modernas. La mejora de la actitud del alumno facilita siempre su aprendizaje. La utilización de instrumentos tradicionales muchas veces es percibida como un obstáculo en el sentido de que requiere conocimientos previos respecto a su manejo. Por el contrario, los instrumentos virtuales basados en smartphones o tablets utilizan interfaces de usuario basadas en tecnologías que el alumno utiliza de forma cotidiana y continua. Por ello no requieren apenas formación y son percibidas como un elemento facilitador y cercano, lo que mejora la actitud del alumno.