Diseño e Implementación de una Estación Remota para el Desarrollo de Prácticas de Laboratorio de Control
Proyecto Terminado
En el año 2016, los estudiantes Pablo Emilio Narváez Ortiz y Joel Mateo Moreno Quintero culminaron exitosamente su trabajo de grado titulado “Diseño e Implementación de una Estación Remota para el Desarrollo de Prácticas de Laboratorio de Control”, bajo la dirección de la profesora Diana Marcela Ovalle Martínez, PhD., en el marco del Grupo de Investigación IDEAS de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas.
Este proyecto nació con el propósito de brindar una solución innovadora a las dificultades que enfrentan estudiantes y docentes para realizar prácticas de laboratorio en el área de control, especialmente debido a limitaciones de tiempo, espacio y disponibilidad de equipos físicos. Aprovechando tecnologías de Internet de las Cosas (IoT) y sistemas embebidos, se buscó crear una herramienta educativa accesible, que permitiera interactuar en tiempo real con plantas de control físicas a través de una interfaz web.
Motivación
La motivación fundamental detrás de este proyecto radica en la necesidad de optimizar el tiempo y los recursos empleados por estudiantes en prácticas de laboratorio de control, donde gran parte del esfuerzo se dedicaba a la construcción y montaje de prototipos, en lugar de centrarse en la interpretación y análisis de resultados. Además, el auge de las tecnologías de comunicación y la filosofía del IoT plantearon la oportunidad de extender el acceso a laboratorios físicos mediante plataformas remotas, eliminando las barreras de espacio y tiempo.
Objetivos y Alcance
El objetivo general fue diseñar e implementar una estación de accesibilidad remota para la enseñanza de conceptos de control, reduciendo tiempos de experimentación y facilitando el acceso a prácticas a toda la comunidad académica.
Entre los objetivos específicos se destacaron:
- Identificar y caracterizar dinámicamente plantas físicas como sistemas térmicos y de velocidad.
- Diseñar e implementar módulos de adquisición de datos y acondicionamiento de señales.
- Desarrollar la arquitectura de comunicación entre las plantas, los sistemas embebidos y los servidores de internet.
- Crear una interfaz gráfica web que permita configurar, ejecutar y observar pruebas en tiempo real.
- Comparar y analizar los resultados obtenidos de manera remota frente a pruebas presenciales.
Metodología y Desarrollo
El desarrollo se estructuró en cinco grandes bloques:
- Identificación y modelado de las plantas físicas (térmica y de velocidad), obteniendo funciones de transferencia para sus dinámicas.
- Diseño e implementación de sistemas embebidos basados en microcontroladores, responsables de adquirir y enviar datos.
- Construcción de módulos de acondicionamiento de señal, garantizando la correcta adaptación entre el hardware físico y las señales digitales.
- Diseño y programación de la interfaz web, utilizando tecnologías como HTML5, PHP, JavaScript y bases de datos MySQL, que permiten al usuario interactuar con la estación remota.
- Realización de pruebas comparativas entre los experimentos presenciales y los realizados de forma remota, para validar el funcionamiento del sistema.
Resultados y Relevancia
El proyecto logró implementar una estación remota totalmente funcional que permite la ejecución de prácticas de laboratorio en tiempo real sobre plantas físicas, a través de internet. Las pruebas comparativas demostraron una alta similitud entre las respuestas de los sistemas en entorno presencial y remoto, confirmando la viabilidad de esta tecnología para fines educativos.
Este avance representa un paso importante en la modernización de la enseñanza en ingeniería de control, eliminando barreras físicas y permitiendo a estudiantes y docentes acceder a recursos de laboratorio desde cualquier lugar. Además, sienta bases para el desarrollo de nuevas plataformas remotas en otras áreas de la ingeniería y contribuye a la adopción de metodologías innovadoras en la formación académica.
Desde el Grupo IDEAS felicitamos a Pablo Emilio Narváez Ortiz, Joel Mateo Moreno Quintero y a la profesora Diana Marcela Ovalle Martínez por este valioso aporte a la innovación educativa y tecnológica, que refuerza nuestro compromiso con el desarrollo de soluciones aplicadas para la enseñanza y la investigación en ingeniería.
