Syllabus Del Curso Sistemas Embebidos

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C DIGO:

FORMATO DE SYLLABUS PROCEDIMIENTO RELACIONADO: DISEÑO DE CURSOS

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F-8-6-4

VERSIÓN:

0-06-10-2015

PÁGINAS: 18

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INFORMACIÓN GENERAL DEL CURSO ESCUELA O UNIDAD: Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e ingeniería

SIGLA: ECBTI

NIVEL: Profesional CAMPO DE FORMACIÓN: Ciencias Básicas de Ingeniería, Disciplinar Específica. CURSO: Sistemas Embebidos

CODIGO: 208006

TIPO DE CURSO: Metodológico N° DE CREDITOS: 3

N° DE SEMANAS: 16 Semanas

CONOCIMIENTOS PREVIOS: Microcontroladores, Programación. DIRECTOR DEL CURSO: Carlos Augusto Fajardo Ariza FECHA DE ELABORACIÓN: Diciembre de 2016 DESCRIPCIÓN DEL CURSO: El curso de Sistemas Embebidos hace parte del campo de Ciencias Básicas de Ingeniería. El curso busca facilitar el aprendizaje significativo de los conceptos fundamentales de los Sistema Embebidos, con el propósito de desarrollar en el estudiante las competencias necesarias para diseñar e implementar este tipo de sistemas. El propósito fundamental del curso, es que el estudiante bajo la guía del tutor, aprenda de manera significativa los conceptos teóricos y las estrategias de diseño necesarias para el diseño y la implementación de sistemas embebidos. El curso se ha diseñado, para que este aprendizaje significativo le permita al estudiante proponer soluciones a problemas reales. Este documento es de clasificación clasificación de seguridad controlada, controlada, para su uso debe solicitar autorización a la VIACI

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El curso es teórico-práctico y ha sido diseñado para ser desarrollado en un lapso de 16 semanas. El curso se encuentra dividido en tres unidades principales. La primera unidad, es una introducción general al campo de los sistemas embebidos. La segunda unidad se enfoca en el diseño de sistemas embebidos con las siguientes características: Arquitecturas Arduino, Sistemas de comunicación inalámbrica, Sensores y Actuadores. Finalmente, la tercera unidad se enfoca en capacitar al estudiante para que proponga soluciones a problemas de su entorno mediante sistemas embebidos.

2

INTENCIONALIDADES FORMATIVAS Propósitos: :    

Reconocer las principales características de los Sistemas Embebidos. Diseñar programas computaciones para ser usados en los sistemas embebidos. Diseñar sistemas embebidos que permitan dar soluciones a problemas reales. Implementar sistemas embebidos con las siguientes características: Arquitectura computacional Arduino, Sistema de comunicación bluetooth, Control de desde una aplicación web.

Competencias generales del curso: 





Fomentar el uso de los SE mediante la comprensión significativa de las estrategias de diseño y de implementación. Afianzar en los estudiantes el uso de herramientas de cómputo para solucionar problemas relacionados con la ingeniería. Promover el uso de técnicas de programación y de d iseño de hardware, para la solución de problemas que no se pueden solucionar mediante la computación tradicional. Este documento es de clasificación de seguridad controlada, para su uso debe solicitar autorización a la VIACI





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Fortalecer la capacidad investigativa del estudiante mediante la solución de problemas de ingeniería que requieren de habilidades investigativas en los estudiantes.





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CONTENIDOS DEL CURSO Esquema del contenido del curso: Introducci ón a los Sistemas Embebidos

Conceptos y aplicaciones Arquiecturas de computadores empleadas Visión Hardware/Software

• •

•

Programación de microcontroladores Arduino Comunicación Inalámbrica: Módulo Bluetoth Aplicaciones Web para SE Actuadores y Sensores

•

Sistemas Embebidos basados en Arduino

•

• •

Apliaciones de los Sistemas Embebidos

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Metolodología de diseño Integración de elementos Pruebas de fiabilidad

• • •






Unidad

Contenidos de aprendizaje



Introducción a los Sistemas Embebidos (SE)

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Referencias Bibliográficas Requeridas (Incluye: Libros textos, web links, revistas científicas)

Hardware Software Aplicaciones

Noergaard, Tammy (2005). Embedded Systems Architecture: A Comprehensive Guide for Engineers and Programmers (Chapter 1, pp 5-16). Waltham,MA, Estados Unidos. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2110/ehost/detail/detail?vid=5&sid=7d3f6 1.2 Arquitecturas 0cc-99f8-43a2-91accomputacionales empleadas en los 561d29fb4a95%40sessionmgr4009&hid=4212&bdata=Jmxhbmc9ZXMmc2l0ZT 1laG9zdC1saXZl#db=e000xww&AN=195129 

UNIDAD 1:

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Las siguientes son las referencias requeridas para la presente unidad. Cada estudiante deberá revisarlas comprensivamente, con el fin de realizar con éxito todas las actividades propuestas

1.1 Conceptos principales 

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SE.

  

 

Microprocesadores Microcontroladores Procesador Digital de Señal SoC (System on Chip) Actuadores

Lozano, Santiago. [TheSantiagolozano]. (2016, Marzo 28). [Archivo de Video]. Sistemas Embebidos. Recuperado de https://www.youtube.com/watch?v=Lr3pfDbTzo

OVI Unidad 1 En la siguiente presentación se expone qué es un Sistema Embebido, cuáles son sus principales características y por qué son importantes.

1.3 Visión Hardware/Softwar Fajardo, Carlos (2016, diciembre 13). [Archivo de Video]. Los Sistemas e Embebidos: Una introducción. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/9832 Este documento es de clasificación de seguridad controlada, para su uso debe solicitar autorización a la VIACI





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Referencias bibliográficas complementarias Las siguientes referencias, pueden servir como complemento a las lecturas y videos referenciados previamente. Especialmente, para el trabajo relacionado con el microcontrolador arduino. Boxall, J. (2012). Arduino workshop: A Hands-on Introduction with 65 Projects (1ra ed.). San Francisco, California: No Starch Press. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2125/ehost/ebookviewer/ebook?sid=2fc48e85-9b11-488b-ad6eac1696ef61ca%40sessionmgr104&ppid=pp_Cover&hid=124&vid=0&format=EB

UNIDAD 2 Sistemas Embebidos basados en Arduino

2.1 Programación de Microcontroladore s Arduino

Las siguientes referencias (Libros y Videos) le serán útiles para realizar el diseño del sistema embebido basado en Arduino. Los libros se deben usar como libros de consulta, es decir, no se requiere la lectura completa de ellos. De otro lado, si se recomienda la revisión de todos los videos.

2.2 Comunicación Inalámbrica

Patterson, R. & Patterson, K. (2014). Arduino for Teens (1st ed.). Boston: Cengage Learning PTR. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2048/login?user=proveedor&pass=dan ue0a0&url=http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2051/login.aspx?direct=true&d b=e000xww&AN=656420&lang=es&site=ehost-live

 

Introducción Modulo Bluetooth






2.3 Aplicaciones Web para SE 



Introducción a programación aplicaciones web App Inventor (MIT)

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Prayaga, Lakshmi; Whiteside, Alex; Hawthorne, Jeffrey (2013). Android App Inventor for the Absolute Beginner . (Chapter 1, pp 1-17). Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2048/login?user=proveedor&pass=dan la ue0a0&url=http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2051/login.aspx?direct=true&d de b=e000xww&AN=605543&lang=es&site=ehost-live&ebv=EB&ppid=pp_xii García, José. [El profe García]. (2014, Septiembre 24). Control del Arduino desde su teléfono Android (vía Bluetooth). [Archivo de Video]. Recuperado de https://youtu.be/ftXTtba_CjU García, José. [El profe García]. (2014, Octubre 22). Como crear su propia App en Android para controlar Arduino (Bluetooth) Tutorial. [Archivo de Video]. Recuperado de https://youtu.be/S8q1vbVMV2Q

2.4 Actuadores Sensores

[REDunX]. (2012, Diciembre 3). Reto 1: Primeros pasos con AppInventor. [Archivo de Video]. Recuperado y de https://youtu.be/ILTktsIvq2w?list=PLxboy4KoBsFrf6O9fsu6Q1G9bifxnrL5t

OVI Unidad 2 En el siguiente video se muestra cuáles son las principales caraterísticas de IDLE de Arduino y de qué forma los estudiantes lo pueden utilizar exitosamente en este curso. Fajardo, Carlos (2016, Diciembre 8). [Archivo de Video]. Primeros pasos con el IDE de Arduino. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/9831

Referencias bibliográficas complementarias Las siguientes referencias, pueden servir como complemento a las lecturas y videos referenciados previamente. Especialmente, para el trabajo relacionado con el microcontrolador arduino. Este documento es de clasificación de seguridad controlada, para su uso debe solicitar autorización a la VIACI





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Boxall, J. (2012). Arduino workshop: A Hands-on Introduction with 65 Projects (1ra ed.). San Francisco, California: No Starch Press. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2048/login?user=proveedor&pass=danue0a0&url=http://bibliotec avirtual.unad.edu.co:2051/login.aspx?direct=true&db=e000xww&AN=578482&lang=es&site=ehostlive&ebv=EB&ppid=pp_Cover

3.1 Metodologías de Las siguientes referencias (Libros y Videos) le serán útiles para realizar el Diseño diseño del sistema embebido basado en Arduino. Los libros se deben usar  

UNIDAD 3 Aplicaciones de los Sistemas Embebidos

Top - Down Down – Top

3.2 Integración componentes

como libros de consulta, es decir, no se requiere la lectura completa de ellos. De otro lado, si se recomienda la revisión de todos los videos. Patterson, R. & Patterson, K. (2014). Arduino for Teens (1st ed.). Boston: Cengage Learning PTR. Recuperado de de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2048/login?user=proveedor&pass=dan ue0a0&url=http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2051/login.aspx?direct=true&d b=e000xww&AN=656420&lang=es&site=ehost-live

Prayaga, Lakshmi; Whiteside, Alex; Hawthorne, Jeffrey (2013). Android App Inventor for the Absolute Beginner . Recuperado 3.3 Pruebas de de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2048/login?user=proveedor&pass=dan fiabilidad de los SE. ue0a0&url=http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2051/login.aspx?direct=true&d b=e000xww&AN=605543&lang=es&site=ehost-live&ebv=EB&ppid=pp_xii García, José. [El profe García]. (2014, Septiembre 24). Control del Arduino desde su teléfono Android (vía Bluetooth). [Archivo de Video]. Recuperado de https://youtu.be/ftXTtba_CjU






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García, José. [El profe García]. (2014, Octubre 22). Como crear su propia App en Android para controlar Arduino (Bluetooth) Tutorial. [Archivo de Video]. Recuperado de https://youtu.be/S8q1vbVMV2Q [REDunX]. (2012, Diciembre 3). Reto 1: Primeros pasos con AppInventor. [Archivo de Video]. Recuperado de https://youtu.be/ILTktsIvq2w?list=PLxboy4KoBsFrf6O9fsu6Q1G9bifxnrL5t

OVI Unidad 3 En el siguiente video tutorial explica paso a paso cómo crear una aplicación web usando el sitio App Inventor del MIT. Fajardo, Carlos (2016, Diciembre 8). [Archivo de Video]. Primeros pasos con App Inventor. Recuperado de http://hdl.handle.net/10596/9829

Referencias bibliográficas complementarias Las siguientes referencias, pueden servir como complemento a las lecturas y videos referenciados previamente. Especialmente, para el trabajo relacionado con el microcontrolador arduino. Boxall, J. (2012). Arduino workshop: A Hands-on Introduction with 65 Projects (1ra ed.). San Francisco, California: No Starch Press. Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2048/login?user=proveedor&pass=danue0a0&url=http://bibliotec avirtual.unad.edu.co:2051/login.aspx?direct=true&db=e000xww&AN=578482&lang=es&site=ehostlive&ebv=EB&ppid=pp_Cover






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ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Unidad

Actividad de Reconoci miento

Contenido de Aprendiza je

Reconocimie nto general del curso.

Competen cia

El estudiante reconoce de manera integral del curso, mediante la revisión del video de presentació n del curso y la revisión del syllabus y la guía integrada de actividades .

Evaluación

Indicadore s de desempe ño

Estrategia de Aprendizaje

N° de Sem

Propósito

Criterios de evaluación

Pond eraci ón

Paso 1: Actividad de Reconocimiento Evidencia la revisión del curso mediante la participació n significativa en el foro colaborativo .

Actividad de Reconocimiento: Actualización del perfil. Lectura de los acuerdos del curso y aceptarlos. Un mensaje de Bienvenida en el Foro que se ha dispuesto para esta actividad en el Entorno de Aprendizaje colaborativo, describiendo brevemente nuestra vida, nuestros intereses y acciones.  



2 Sema nas

Iniciar el proceso de socialización con los compañeros del grupo colaborativo.



Participación en la actividad colaborativa.

25 Punt os




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(Ponderación 25 puntos)

Unidad

UNIDAD 1

Contenido de Competen Aprendiza cia je

1.1 Intro ducción Introducci ón a los

El estudiante

implement

Indicadore s de desempeñ o

Diferencia un sistema de cómputo

Estrategia de Aprendizaje

N° de Sem ana s

Evaluación Propósito


Paso 2: Estudio de las generalidades de los SE. Introducir al estudiante en



Identifica las diferencias

Pond eraci ón




sistemas embebido s (SE)

a 1.2 Arquitect uras computac ionales usadas en los SE.

1.3 Visión Hardware -Software

computacio nalmente diferentes

topologías de redes neuronale s mediante la comprensió n significativa del modelo neuronal y la correcta utilización del software Matlab.

tradicional y un sistema embebido. Reconoce los diferentes tipos de Sistemas Embebidos. Reconoce las limitaciones y fortalezas de al menos 3 tipos de SE.

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el paradigma de los Sistemas Embebidos.

Paso 3: Aplicación basada en arduino Realizar de forma colaborativa los ejercicios propuestos en el Trabajo Colaborativo 1. Cada estudiante deberá subir sus aportes al foro colaborativo. Finalmente el grupo consolidará un informe final.

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4 Sema nas

Prueba Objetiva Cerrada

Identificar los principales usos de los Sistemas Embebidos.

Identifica las principales fortalezas de los SE.

sobre los temas de la Unidad 1 Individual –



principales entre un sistema de computo tradicional y un SE.

100 punt os

Reconoce los principales usos de los SE.

30 punt os




Unidad

UNIDAD 2


2.1 Programa ción de Sistemas Embebido Microcont s basados roladores Arduino. en Arduino

Competen cia

El estudiante desarrolla programas en C, en el contexto de

Indicadore s de desempeñ o Diseña un código en una arquitectura Arduino para controlar un

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Evaluación Estrategia de Aprendizaje

Paso 4: Diseño de un SE con bluetooth. Cada estudiante deberá realizar Componente Práctico. El cual tiene dos

N° de Sem

4 sema nas

Propósito


Diferenciar el paradigma computacional entre los algoritmos de entrenamiento supervisados y

Reconoce las fortalezas y limitaciones de al menos tres algoritmos de entrenamiento .



Pond eraci ón

170 punt os




2.2 Comu nicación Inalámb rica 

Módulo Bluetooth

2.3 Aplic aciones Web para SE. 

App Inventor.

los Sistemas Embebidos basados en Arduiono. El estudiante establece una comunicaci ón entre un celular y un SE a través de un módulo de comunicaci ón bluetooth.

módulo Bluetooth. Desarrollar una aplicación web la cual posee un protocolo de comunicació n bluetooth.

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objetivos principales: repasarlos de los conceptos básicos de algoritmos y programación, e implementar un SE basado en un módulo bluetooth y un aplicación web.

Diseña sketches para Arduino

El estudiante desarrolla aplicaciones web para Sistemas embebidos mediante el

NO supervisados.

Comprende el funcionamient Comprender el o básico de al funcionamiento menos tres de algunos algoritmos de módulos entrenamiento necesarios en . el diseño y la implementació Implementa en n de un SE. Arduino diferentes aplicaciones básicas. Implementar computacional mente algoritmos para el desarrollo de SE.






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uso del aplicativo App Inventor.

Unidad

UNIDAD 3 Aplicacion es de los SE


Competen cia

3.1 Metodolo El gías de estudiante Diseño. aplica 



Top Down. Down Top.

– estrategias Top-down o – Down-top para la

Indicadore s de desempeñ o Conoce las diferentes estrategias de diseño de los SE.

Evaluación Estrategia de Aprendizaje Paso 5: Selección de una situación problémica.

N° de Sem

4 Sema nas

Realizar de forma colaborativa los ejercicios propuestos en el Trabajo Colaborativo 2. Cada

Propósito

Reconoce las diferentes configuraciones para la implementació n de SE.




Integra de manera apropiada los elementos de un SE

Pond eraci ón

50 punt os




3.2 Integ ración de Element os. 3.3 Pruebas de Fiabilidad de los SE.

implementa ción de SE a través de la comprensió n significativa de estos dos conceptos de diseño.

Propone SE a través de diagramas de bloques, los cuales permiten tener una visión general del diseño.

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estudiante deberá subir sus aportes al foro colaborativo. Finalmente el grupo consolidará un informe final, relacionado con las líneas de profundización que se proponen en la Guía Integrada de actividades.

Integra diferentes módulos electrónicos para dar solución al problema planteado inicialmente . Propone diferentes bancos de pruebas

Seleccionar de forma apropiada el tipo de configuración requerido para identificar un sistema Identificar las diferentes topologías de los SE.

Implementar computacional mente algoritmos que permitan evaluar la fiabilidad de un SE.



Realiza diferentes pruebas de fiabilidad a un SE. Depura sketches de Arduino.




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para evidenciar el correcto funcionamie nto del SE implementa do.

Evaluación Final

Implementa r el Sistema Embebido Solicitados.

Paso 6: Proyecto final El grupo colaborativo 2 Implementar el diseñará e implementará de Seman Sistema manera colaborativa el as Embebido Sistema Embebido solicitado. solicitado.



125 Punto s




5. ESTRUCTURA DE EVALUACION DEL CURSO Tipo de evaluación Ponderación

Formativa

Coevaluación

Formativa

Total

75%

375

Evaluación Final 25%

125

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Puntaje Máximo

Autoevaluación

Heteroevaluación

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500



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