Curso práctico–intensivo para dominar los fundamentos de electricidad y electrónica aplicados a robótica. Inicia con Ohm y Kirchhoff, continua con amplificadores operacionales, señales digitales, binario/hexadecimal, transistores y sensores, y culmina con microcontroladores PIC (E/S, ADC, PWM, UART) sobre placa de desarrollo. Cada unidad incluye laboratorio con multímetro/osciloscopio y un proyecto integrador orientado a un robot móvil.

Formato sugerido: 60 h (12 unidades × 5 h)

Unidad 1. Fundamentos de la eléctrica en robótica (6 h)

• Conceptos clave: voltaje, corriente, potencia y energía en robots. Ley de Ohm y potencia Leyes de Kirchhoff

• Tipos de robots educativos e industriales: necesidades eléctricas comunes.

• Mapeo de subsistemas eléctricos en un robot: alimentación, control, potencia, sensores y actuadores.

• Actividad práctica: diagrama eléctrico de un Rover sencillo.

Unidad 2. Fuentes de alimentación y distribución de energía (8 h)

• Baterías: Li-Ion, LiPo, NiMH, Pb–ácido. Cálculo de autonomía.

• Regulación de voltaje: reguladores lineales (LM7805) y conmutados (buck, boost).

• Distribución segura: fusibles, protecciones, condensadores de desacoplo.

• Actividad práctica: diseño y montaje de un módulo de alimentación con regulador.

• Simulación: caída de tensión y consumo en diferentes cargas.

Unidad 3. Interfaces de potencia y actuadores (10 h)

• Motores DC, servomotores y paso a paso: requerimientos eléctricos.

• Drivers de motores: L293D, L298N, MOSFETs y relés.

• Puentes H y control bidireccional de motores.

• Actividad práctica: análisis de datasheet de un driver y conexión de un motor DC.

• Prueba de laboratorio: medición de consumo y eficiencia de un actuador.

Unidad 4. Sensores y acondicionamiento de señal (6 h)

• Sensores más comunes: ultrasónicos, infrarrojos, temperatura, corriente.

• Acondicionamiento: divisores de voltaje, filtros RC, protección con diodos.

• Interfaces analógicas y digitales. Amplificadores operacionales (configuraciones)

• Actividad práctica: conexión de un sensor ultrasónico a un microcontrolador con acondicionamiento eléctrico.

Unidad 5. Etapas de control e integración con microcontroladores (8 h)

• Microcontroladores en robótica: Arduino, ESP32, Raspberry Pi.

• Interfaces de control: entradas analógicas/digitales, PWM, comunicación serial.

• Conexión segura de sensores y actuadores al controlador.

• Actividad práctica: diseño de la etapa de control de un brazo robótico con servos.

Unidad 6. Mecánica básica para robots (6 h)

              Cinemática básica: principios de movimiento en robots móviles y brazos manipuladores.

• • Ruedas y engranajes: análisis de transmisión de potencia, relaciones de reducción y eficiencia.

  • Torque, velocidad y potencia en motores: cálculo para seleccionar el motor adecuado según la carga y la aplicación.

  • Relación eléctrica–mecánica: cómo los cálculos de voltaje, corriente y potencia influyen directamente en la fuerza, velocidad y autonomía del robot.

  • Geometría y montaje de llantas en rovers marcianos:

    • Configuraciones de tracción (2WD, 4WD, 6WD y 8WD).

    • Tipos de ruedas: convencionales, con labrado, omnidireccionales y de diseño especial para terrenos irregulares.

    • Suspensión rocker-bogie y ventajas en exploración espacial.

    • Adaptación de estas geometrías a rovers educativos y prototipos de bajo costo.

  • Actividad práctica:

    • Cálculo de torque necesario para mover un Rover con diferentes configuraciones de ruedas.

    • Selección de motor y análisis de consumo según el tipo de llanta y terreno (piso liso, grava, arena).

    • Diseño comparativo: Rover 4 ruedas vs. Rover 6 ruedas tipo marciano.

Unidad 7. Integración de un sistema robótico (6 h)

• Unificación de las etapas: alimentación → potencia → control → mecánica.

• Identificación de fallos comunes: caídas de tensión, sobrecorrientes, ruido eléctrico.

• Proyecto final:

  • Opción A: Rover eco-explorador con motores DC y sensores de proximidad.

  • Opción B: Brazo robótico con servos básicos.

• El estudiante entrega un reporte eléctrico-mecánico con diagramas, cálculos de consumo y análisis de funcionamiento.

Evaluación y productos

• Prácticas de laboratorio (40%)

• Quizzes cortos (10%)

• Proyecto integrador documentado (50%): esquema, cálculos (Ohm/Kirchhoff), elección de op-amp, driver de motor, lectura de sensor, código PIC, video demo.

Requisitos y kit

Multímetro y (si es posible) osciloscopio; fuentes 5–12 V; resistencias/capacitores; op-amps (LM358/LM324), BJT/MOSFET (2N2222, IRLZ44N), diodos (1N4148, 1N5819), L298N o puente H, motores/servo; sensores (LDR, NTC, HC-SR04, DHT11/22, BMP280); PIC16F887/16F877A con PICkit o placa Curiosity; MPLAB X + XC8. (Alternativa: Arduino para equivalencias si no hay PIC).