Simulación y construcción de un banco computarizado virtual de pruebas de módulos de control electrónicos automotrices de motor y transmisión automática en tiempo real UACM/SS/24025/INT (Interno)

Objetivo General

Construir un banco virtual computarizado de pruebas de módulos ECU, ECM o UCHs automotrices tanto para motores de inyección electrónica como de transmisión automática o estándar para la obtención de datos en tiempo real en el programa de LabView conectado usando módulos vehiculares de control verdaderos o en su caso generar un simulador virtual para obtención de datos utilizando conocimientos de ingeniería biomédica o en bioingeniería o en la ingeniería mecánica

Justificación

Como profesor investigador de la UACM y adscrito al Colegio de Ciencia y Tecnología, además de estar impartiendo materias en el área de las Ingenierías, es importante promover el desarrollo de los estudiantes de ingeniería o de los propomtores de la salud, principalmente de los que están en esta misma Universidad, las mejores competencias necesarias para resolver problemas técnicos o médicos o sociales de la Ciudad de México y del país dotándolos con más herramientas que sean útiles a promover individuos capaces de ofrecer proyectos de solución a problemas de la actualidad y modernidad en un mundo competitivo y voraz como en el que vivimos.
Los estudiantes que deseen trabajar y resolver problemas técnicos o tecnológicos siempre encontrarán, con gran frecuencia, situaciones que les exijan resolver problemas de forma remota utilizando monitores y sensores de muy diversos tipos. El desarrollo de este proyecto le permitirá a los estudiantes, tanto en sus centros de trabajo públicos como de la iniciativa privada, desarrollar habilidades abstractas y conceptuales, que le permitan inferir mejoramiento de procesos en la solución de problemas que les encomienden o que surjan naturalmente en su vida laboral.
La visión y la misión de la UACM y en su Ley, coloca a los estudiantes como la parte primordial y la razón de existir de esta Universidad. Por lo cual mi meta es cultivar el interés de los muchachos y muchachas estudiantes por buscar el conocimiento para aplicarlo en pro del bienestar de la gente.
Es importante este proyecto porque incide directamente en la mejora o en la automatización de los medios de transporte urbano y particulares existentes atreves de la modernización y optimización de las tarjetas electrónicas inteligentes o módulos control que controlan el funcionamiento de sus motores de inyección electrónica (combustión interna) y sus sistemas de transmisión automática electrónica. La simulación de estos procesos implican en el poder optimizar el uso de la energía consumida derivada por la combustión de combustibles fósiles no renovables, gas y alcoholes que usan los vehículos automotores de hoy.
Además los promotores de la salud, en el ámbito de la informática gráfica podrán aplicar durante su servicio social modelos de fluidos no Newtonianos con aplicaciones en simulaciones interactivas. Estas pueden ser en realidades virtuales, en videojuegos o en simuladores basados en física, en biomedicina y en mecánica de fluidos entre otras ciencias

Desarrollo

Los estudiantes que venga a hacer su servicio social con el presente proyecto y bajo mi supervisión, tendrán una ocupación de 480 horas como mínimo para los ingenieros y de 960 horas también como mínimo para los Promotores de la Salud. Como propuesta inicial los estudiantes se guiarán durante el desempeño de su labor dentro del Servicio Social de acuerdo a los siguientes puntos;
1. En un inicio cada estudiante deberá realizar una búsqueda bibliográfica y de insumos que pudiesen ser vitales para la buena conducción de su trabajo de servicio social. Observará a través de los diferentes medios de difusión de información a su al alcance los procesos de combustión interna, la conversión de energía calórica en energía mecánica así como su eficiencia. Según sea el caso comprenderá como la bioingeniería, la ingeniería mecánica o la mecánica de fluidos computacional están involucradas en los mencionados procesos. Estudiará los procesos donde una tarjeta electrónica o un modulo de control electrónico computarizado esté involucrada.
2. Buscará diagramas del circuito electrónico y descripciones de los voltajes de entrada y salida de algunos módulos de control electrónicos o en su defecto de simuladores tanto para motores de inyección de combustión interna así como de cajas de transmisión electrónica computarizada. Según sea el caso buscara prototipos para generar modelos de fluidos no Newtonianos, entre otras cosas.
3. Aprenderá a programar en un software computacional que se puede usar para comunicarse en tiempo real con los módulos de control electrónicos existente en el laboratorio y listo para usarse. O generará simuladores que creen situaciones parecidas usando por ejemplo la mecánica de fluidos para prever ciertas patologías de la salud humana.
4. Generará módulos de control electrónicos virtuales que se comuniquen de forma real, virtual o simulada.
5 Planteará la posibilidad de optimización o mejoramiento de procesos de control ordenados por un módulo electrónico real u otros virtuales buscando siempre la disminución de la emisión de gases contaminantes enviados a la atmosfera haciendo más eficiente la transformación de energía calórica de la combustión en energía mecánica de movimiento para los vehículos motorizados de combustión interna. Y en la bioingeniería podremos obtener simuladores o analizadores de procesos de los organismos simples o complejos del cuerpo.

Recursos

El equipamiento disponible en el Laboratorio de Fototérmica y Materiales del Plantel Centro Histórico de la Universidad Autónoma de la Ciudad de México donde se desarrollara el programa de servicio social aquí expuesto. Se utilizará algún equipamiento, en calidad de préstamo, de la Universidad Autónoma Metropolitana. Por lo tanto los recursos disponibles actualmente son:
1. Acondicionador de voltaje trifásico INDUSTRONIC
2. Monitor de voltaje trifásico INDUSTRONIC
3. Lock in amplificador SR850 DSP de Stanford Research Systems
4. Generador de Funciones DS335 Stanford Research Systems
5. Monitor de Termopares SR630 Stanford Research Systems
6. Termopares con Teflón y fibra de vidrio
7. Laser Modulado con acoplamiento de fibra óptica BWF1-785-0.45-1 de BWTEK
8. Monocromador Science Tech (200-1100nm)
9. Micrófono y acondicionador Bruel and Kjaer de campo presión.
10. Cortador óptico de 4Hz a 5kHz
11. Laser estabilizado en frecuencia e intensidad de HeNe 632.8 nm de 1mW
12. Tarjeta de adquisición de datos PCI-GPIB, NI-488 de National Instruments
13. Licencia perpetua del software para hacer la programación de los módulos virtuales llamado LabView 2014 que toma mediciones también en tiempo real
14. 4 módulos en total de control, de transmisión automática y de motor de inyección electrónica.
15 Dos fuentes de poder de bajo voltaje directo, pero suficiente, para hacer las alimentaciones de corriente directa a los módulos electrónicos.
16. Un osciloscopio.
Mientras que en la UACM a groso modo se podría contar con alrededor de:
1. 50 Computadoras PC’s y 10 impresoras aproximadamente para el uso del personal docente y dicente distribuidas en cinco planteles.
2. 10 Copiadoras aproximadamente para toda la institución distribuidas en todos los cinco planteles.
3. Biblioteca con aproximadamente 16,600 títulos y del orden de 10 suscripciones a revistas. Todos distribuidos en los 3 planteles más grandes básicamente.
4. Se cuenta con una variedad de profesores investigadores que permitirán una vida colegiada necesaria para que el estudiante lleve a cabo de forma integral un buen proyecto de servicio social que le permita, aprender a aprender y hacer para ser, en toda la extensión de la palabra, un ingeniero completo y no solo un técnico. O un promotor con conocimientos que le permitirán prever problemas de salud sin que estos lleguen de repente.

Evaluación

La evaluación será continua y se usarán los resultados obtenidos como insumos; los insumos serán los programas de simulación de módulos de control en tiempo real con LabView, los diagramas de conexiones eléctricas entre módulos, así como los reportes que deberán entregar a la coordinación de servicio social de la UACM así como sean requeridos.
Mensualmente se evaluarán los objetivos y metas planteadas y cumplidas por el estudiante del servicio social.
Se realizará una evaluación intermedia a los 3 meses y una evaluación final al término del servicio social. El programa de servicio social no podrá ser considerado terminado si el estudiante no ha cumplido con un mínimo 480 horas de dedicación total al menos, respectivamente, como lo establece la normatividad vigente para los ingenieros y 960 horas para los promotores de la salud.
Se entregará un informe final de las actividades realizadas durante la prestación del servicio social realizado por el estudiante del mismo programa.

Resultados

Obtendrá y entregará un programa a bloques y el ejecutable de un banco de pruebas de módulos electrónicos de control automotrices elaborados en el software computacional de National Instruments, LabView 2014, Se tendrá un programa de módulos virtuales en LabView de control de motor y de transmisión. Informe final de las actividades realizadas durante la prestación del servicio social realizado por el estudiante del mismo programa. Se obtendrá un modelo de fluidos no Newtonianos con aplicaciones en simulaciones interactivas. Al menos deberá entregar dos de los entregables anteriores mencionados según sea el caso de cada estudiante y su licenciatura.

Actividades	Licenciatura	Solicitados
1. Cronograma de trabajo para un mínimo de 480 horas en total extendiéndose a 960 horas cuando se requiera. 2. Realización de programas teóricos 3. Elaboración de controles en tiempo real de un sistema computarizado experimental y teórico es de control de un motor de inyección y caja de transmisión automática. 4. Programa de computadora que se comunique con una computadora real de un automotor y con comandos de alimentación y respuesta. 5. Pruebas de campo con módulos de ignición, módulos de transmisión y modulos de control de habitáculo. 6. Reportes bimestrales o semestrales de lo obtenido en su experiencia de trabajo y sus resultados. 7. Reporte final para el término del servicio social.	Ingeniería en Sistemas Energéticos, Ingeniería en Sistemas Electrónicos y de Telecomunicaciones, Ingeniería en Sistemas Electrónicos Industriales, Ingeniería en Sistemas de Transporte Urbano	4
1. Apoyar y elaborar instrumentos cualitativos de los usuarios de estas tecnologías, en los automotores, que permitan medir y evaluar cualitativamente el confort o comodidad y así generar las condiciones ideales para mejorar la calidad de vida y la salud. 2. Apoyar en la búsqueda bibliográfica tanto impresa como digital así como elaboraran un cronograma de trabajo que les permita tener claridad en sus objetivos a perseguir y sus metas a alcanzar; el tiempo de trabajo no será menor a las 960 horas en total. 3. Realizarán un estudio estadístico en una muestra significativa de usuarios de módulos de control en sus vehículos desde diferentes perspectivas. 4. Analizara estadísticamente con reactivos aplicados a la sociedad sobre los beneficios o desventajas que ha traído el uso de tantos tipos de controles automáticos aplicados en el transporte privado y público, según sea el caso. 5. De acuerdo a las capacidades y competencias de los servidores obtenidos se buscara que logre realizar un programa de módulos o en algún lenguaje que se le facilite para realizar el control de módulos vehiculares de forma eficiente y eficaz. 6. Desde un punto de vista de promoción de la salud, atreves de la experiencia adquirida durante los años, aplicando los distintos ámbitos de la simulación, la aplicación de la bioingeniería y la ingeniería mecánica, el estudiante aplicará sus aprendizajes de automatización como un mecanismo más para explorar resultados de otro tipo de simulaciones, como las aplicada sectores médicos y/o industriales. También en su trabajo del servicio social, atreves del uso de las computadoras, el estudiante buscará ser capaz de predecir algunas situaciones como las medidas de focos ectópicos, detectores para arritmias, aneurismas, entre otros. 7. Reportes bimestrales o semestrales de lo obtenido en su experiencia de trabajo y sus resultados. 8. Reporte final para el término del servicio social.	Promocion de la salud	2