Conocimientos y Habilidades Ocupacionales

Descripción general

Este documento describe las certificaciones de la industria de robótica y preingeniería de la Fundación de Competencia Educación en Robótica &. En preparación para el Módulo de Fundamentos de Ingeniería, le sugerimos que prepare planes de estudio o utilice planes de estudios establecidos que cubran los temas de los Módulos de Preingeniería seleccionados para su programa.

Este documento se divide en dos secciones:

• Sección uno: Fundamentos de habilidades/temas de ingeniería: La primera sección cubre las habilidades ocupacionales y los conocimientos necesarios para comprender los temas cubiertos en el módulo de Fundamentos de ingeniería. Este módulo es un requisito previo para todos los demás módulos de ingeniería.
• Sección Dos: Módulos de Pre-Ingeniería: La segunda sección de este documento cubre cada uno de los temas de habilidades y conocimientos ocupacionales en cada módulo de Pre-Ingeniería.

Consulte la Secuencia de cursos de muestra para conocer los temas de la Certificación de Preingeniería y/o Robótica. Estos funcionan en conjunto con la experiencia de la escuela y los maestros, los planes de estudio disponibles y las instalaciones para seleccionar dos de los ocho módulos de preingeniería disponibles para Preingeniería o los tres (electrónica, programación y mecánica) para la Certificación de Robótica.

Fundamentos de las habilidades de ingeniería

• Requisito previo: horas en un plan de estudios de preingeniería o robótica
• Duración del examen: 90 minutos
• Calificación mínima para aprobar: 70%

Habilidades y conocimientos ocupacionales

Los Fundamentos de Ingeniería requieren conocimientos y habilidades en las siguientes áreas:

La historia de la ingeniería

• Los primeros programas espaciales de EE. UU. y la URSS, la carrera espacial y sus impactos tecnológicos en la actualidad; la Revolución Industrial con la introducción de la producción en masa, las líneas de montaje, la automatización y el surgimiento de Sociedades de Ingeniería (Instituto de Ingenieros Mecánicos, Institución de Ingenieros Eléctricos)
• Definiciones de ingeniería y tecnología.
• Definición de ciencia
• La semana laboral promedio, salario y cálculos de salarios.
• Tipos de carreras relacionadas con la ingeniería, perspectivas laborales, salarios y educación requerida:
  • Mecánico
  • Eléctrico
  • Químico
  • Aeroespacial
  • Civil
  • Ciencias de la Computación/Programación
  • Soporte técnico para todas las áreas.
  • Oficios de mecanizado: mecanizado CNC, láser, creación rápida de prototipos
  • Aplicaciones CAD 2D y 3D
  • Robótica

Proceso de diseño de ingeniería

• Capacidad para aplicar múltiples pasos en una secuencia lógica del proceso de diseño.
• Capacidad para comprender la secuencia adecuada en varias iteraciones o abreviaturas del proceso de diseño de ingeniería.

Materiales y Procesos

• Técnicas de análisis de materiales: tracción, dureza, oxidación.
• Tipos de metales, propiedades y aplicaciones comunes: ferrosos, no ferrosos, preciosos; aleaciones comunes, es decir, latón, acero inoxidable
• Tipos de maderas, propiedades y aplicaciones comunes: duras (caducifolias), blandas (coníferas)
• Tipos de plásticos, propiedades y aplicaciones comunes: termoestables, termoplásticos, resinas
• Tipos de epoxis, propiedades y aplicaciones comunes

Seguridad

• Aplicación de gafas adecuadas.
• Aplicación de ropa y calzado adecuados.
• Aplicación de prácticas seguras adecuadas en un taller o laboratorio.
• OSHA
• Colores de seguridad en el laboratorio

Seguridad de las herramientas eléctricas

• Sierra de cinta: operaciones básicas de la sierra de cinta, aplicación de procedimientos de seguridad específicos
• Amoladora de banco: operaciones básicas de amoladora de banco, aplicación de procedimientos de seguridad específicos.
• Taladro de columna: operaciones básicas del taladro de columna, aplicación de procedimientos de seguridad específicos
• Herramientas eléctricas portátiles: operaciones de perforación portátiles, aplicación de procedimientos de seguridad específicos.

Planos de ingeniería

• Vistas ortográficas
• Capacidad para leer esquemas eléctricos, planos.
• Varios símbolos y terminología comunes.
  • Capacidad para encontrar vistas faltantes en dibujos de vistas múltiples mediante proyección, identificar las vistas faltantes de objetos
  • dibujos isometricos
  • Desarrollar listas de piezas con tareas y plazos.
  • Dibujar objetos a varias escalas.

Sistemas CAD

• Líneas y símbolos comunes utilizados en dibujos de ingeniería.
• Software CAD 2D: varios programas comunes utilizados en la industria
• Software CAD 3D: varios programas comunes utilizados en la industria
• Identificar vistas ortográficas
• Identificar vistas isométricas

Fundamentos de ingeniería eléctrica

• Ley de Ohm: amperaje, voltaje, resistencia

Fundamentos de la ingeniería mecánica

• Cálculos de relación de transmisión
• Leyes del movimiento de Isaac Newton
• Energía cinética y potencial.
• Sistemas térmicos: calefacción y refrigeración.

Fundamentos de los sistemas robóticos.

• Sistemas de propulsión
  • Tanque o arcade de 2, 4 y 6 ruedas
  • holonomico
  • mecano
  • Unidad omnidireccional
• Microcontroladores
  • Aplicaciones
  • Fuerza
  • PWM (modulación de ancho de potencia)
  • Controles del motor: propósito, operación, función
  • Manipuladores: efectores brazos-muñeca-hombros y codo-extremo; grados de libertad/eje
• Tipos
  • Coleccionistas
  • Pinzas
  • Aplicaciones especiales (ilimitadas) – control autónomo
  • Tipos de programas robóticos comunes

Fundamentos de la industria aeroespacial

• Principio de Bernoulli: elevación, empuje, arrastre, peso (gravedad)
• Cohetería temprana
  • Titán II
  • Saturno IV
  • Geminis
  • Mercurio
  • Apolo
  • Soyuz
  • V1 y V2
• Materiales comunes utilizados en la industria aeroespacial.

Fundamentos de la Ingeniería Civil

• Métodos de transporte
  • Carril
  • Puertos/Puertos
  • Carreteras
  • Puentes
  • Aire
  • Ríos/Represas
• Aplicación de cálculos de eficiencia de puentes.

Fundamentos de ingeniería informática (codificación)

• Sistemas binarios
• Sistemas hexadecimales
• sistemas informaticos basicos
  • RAM, ROM FIFO
  • Sistemas de almacenamiento
  • Velocidades del procesador, ley de Moore
  • Lenguajes de programación comunes: Python, C++, JAVA, HTML, Scratch

Fundamentos de la ingeniería química

• Procedimientos básicos de seguridad de laboratorio para la seguridad química.
• Fundamentos de ácidos y bases.
• tabla periódica
• Ecuaciones de equilibrio

Fundamentos de la ingeniería de fabricación

• Técnicas de fabricación
• Cálculos de coordenadas cartesianas.
• Capacidades de los sistemas CAD/CAM
• Impresión tridimensional (3D)

Sección dos: Módulos de preingeniería

Esta es la segunda sección de este documento que cubre cada uno de los temas de habilidades y conocimientos ocupacionales en cada “Módulo de Ingeniería”.

Estos funcionan en conjunto con la experiencia de la escuela y los maestros, los planes de estudio disponibles y las instalaciones para seleccionar dos de las ocho áreas de ingeniería disponibles requeridas para la Certificación de Preingeniería o las tres áreas de ingeniería (electrónica, programación y mecánica) requeridas para la Certificación de Robótica.

Los ocho módulos tienen cada uno los siguientes requisitos:

• Prerrequisito: Aprobar el módulo de Fundamentos de Ingeniería
• Duración del examen: 30 minutos
• Grado mínimo para aprobar: 70%

Temas de Conocimiento y Habilidades Ocupacionales

Módulo de preingeniería de CS

Requiere conocimientos y habilidades en las siguientes áreas:

• Lenguajes de programación, bases de datos y diseño web comunes
  • C++, Java, Python, Scratch
  • HTML
  • SQL, Oracle, DB2
• Terminología común
  • protocolo de internet ip
  • E/S (entrada/salida)
  • Bucle infinito
  • Violación de acceso a la memoria
  • HTTP, HTTPS
• Redes generales y comunicación entre computadoras.
  • internet, intranet
  • Computadora, servidor, nube
  • Servicios: ISP, DHCP, DNS
  • Hardware: conmutador, enrutador, wi-fi
• Comprensión general de las partes y el funcionamiento de una computadora, incluidos varios niveles de software desde BIOS hasta aplicaciones.
  • Dispositivos de entrada y salida
  • Unidad central de procesamiento (CPU), Unidad de coma flotante (FPU), Unidad de procesamiento gráfico (GPU)
  • RAM, ROM
  • Dispositivos de almacenamiento
• malware
  • Virus, gusano, denegación de servicio, spam
  • Cortafuegos
• Representación binaria y hexadecimal de números.
  • Representación binaria de 1, 2, 3, 15, etc.
  • Representación hexadecimal de 10, 15, 16, 30, etc.
• Capacidad para comprender programas simples escritos en pseudocódigo.
  • Bucles, colas, pilas
  • Funciones
  • Errores: tiempo de compilación, tiempo de ejecución, lógico, división por cero, error de asignación de memoria
  • Tipos de variables: entero, carácter, cadena, coma flotante, matriz
  • Siga el código del programa para determinar la salida o el valor de las variables dadas.
  • Comentarios en código
• Depurar errores lógicos en un programa.
• Problemas de aplicación
  • Encuentre soluciones en líneas básicas de programación en pseudocódigo.
  • Resolver representaciones binarias y hexadecimales.
• Robótica
  • Evaluar código simple para determinar el movimiento y las formas del robot.

Módulo de Preingeniería Mecánica

Requiere conocimientos y habilidades en las siguientes áreas:

• Sistemas mecánicos
  • Piñón y cremallera
  • Engranajes de inglete
  • engranajes helicoidales
  • Engranajes compuestos
  • Cadenas
  • Piñones
  • poleas
  • Ruedas dentadas
  • Neumática
  • Hidráulica
  • Máquinas simples: planos inclinados, cuñas, palancas y poleas.
• Problemas de aplicaciones: capacidad de calcular:
  • Leyes de Newton
  • Termodinámica
  • Aceleración
  • Relaciones de transmisión
  • Velocidad
  • Desplazamiento del motor
  • Velocidad y par
  • Relaciones de transmisión compuestas
  • Ventaja mecanica

Módulo de Preingeniería Eléctrica

Requiere conocimientos y habilidades en las siguientes áreas:

• Frecuencias de radio AM y FM
• Energía mecánica
• Bobinados de motor
• Cálculos de la ley de Ohm – capacidad de calcular:
  • Amperaje
  • Voltaje de resistencia
  • ohmios
• Conocimiento de hardware informático básico, es decir, dispositivos de almacenamiento, memoria, RAM, ROM, FIFO.
• Conocimiento y aplicaciones de los sensores:
  • Potenciómetros
  • Ultrasónico
  • Codificadores de eje
  • Giroscópico
  • Acelerómetros
  • Codificadores de eje óptico
  • Seguimiento de línea
  • Detección de luz
  • Finales de carrera
• Problemas de aplicaciones – capacidad de calcular:
  • Energía potencial
  • Energía cinética
  • Frecuencia
  • Costos de kilovatios hora

Módulo de Preingeniería Química

Requiere conocimientos y habilidades en las siguientes áreas:

• Temas químicos básicos:
  • Reacciones químicas y términos relacionados.
  • Ley de los gases ideales
  • kélvin
  • Atmósferas
  • estequiometria
  • Soluciones
• Tabla periódica
• Enlace químico
• Seguridad
• Aplicaciones
  • Cálculos de soluciones
  • Cálculos de la ley de los gases.

Módulo de Preingeniería Aeroespacial

Requiere conocimientos y habilidades en las siguientes áreas:

• Principios aerodinámicos básicos.
  • Ley de Bernoulli-dinámica de fluidos: superficies de vuelo, resistencia, peso, sustentación y empuje
• Diseño de cohetes
  • Puesta en escena
  • Combustibles: sólidos, líquidos, nucleares.
  • Control: aletas, giroscopios, propulsores (hiperbólicos y eléctricos de iones)
• tipos de nubes
• Terminología y diseños básicos de perfiles aerodinámicos.
• Problemas de aplicación
  • Cálculos de arrastre de Newton
  • Cálculos de relación de aspecto del ala
  • Cálculos de caballos de fuerza a potencia
  • Cálculos de velocidad y velocidad del aire.

Módulo de Preingeniería Civil

Requiere conocimientos y habilidades en las siguientes áreas:

• tipos de puentes
  • Arco
  • Suspensión
  • Viga
• Truss: materiales comunes para puentes, tensión, compresión, resistencia a la tracción
• Métodos de transporte
  • Carril
  • Puertos/Puertos
  • Carreteras
  • Puentes
  • Aire
• Ríos, Represas y Canales
• topografía
• Problemas de aplicación
  • Aplicaciones de diseño y desplazamiento de cascos de barcos.
  • topografía
  • Cálculos de eficiencia de puentes y torres.

Módulo de Preingeniería de Tecnología de Ingeniería

Requiere conocimientos y habilidades en las siguientes áreas:

• Proceso/bucle de diseño de ingeniería
  • Secuencia de 10 pasos:
    1. Identificar el problema
    2. Resumen de diseño
    3. Problema de investigación
    4. Problema de lluvia de ideas
    5. Seleccione una solución basada en la investigación/lluvia de ideas
    6. Diseño
    7. Construir
    8. Prueba
    9. Rediseño
    10. Implementar solución(es) Soft Skills
  • Definiciones de ingeniería y tecnología
  • Capacidad para seleccionar tecnologías apropiadas para resolver problemas.
  • Comunicaciones escritas y orales.
  • Técnicas de resolución de problemas-lluvia de ideas-pensamiento crítico
  • Trabajando como miembro del equipo
  • Cómo encontrar y utilizar información
• Fabricación
  • Prácticas de fabricación comunes
  • Aplicaciones de control numérico por computadora (CNC)
  • Impresión tridimensional (3D)
• Aeroespacial
  • Elevar
  • Empuje
  • Arrastrar
  • Gravedad
• Civil
  • Tipos comunes de cerchas
  • Cálculos de eficiencia de puentes y torres.
• Mecánico
  • Cálculos de relación de transmisión
  • Sistemas neumáticos
  • Sistemas hidráulicos
• Programación
  • Representaciones binarias
  • Representaciones hexadecimales
  • Dispositivos de entrada y salida
• Materiales y Procesos
  • Madera dura y aplicaciones.
  • Madera blanda y aplicaciones.
  • Características y aplicaciones del contrachapado.
  • Plásticos: aplicaciones termoestables, aplicaciones termoplásticas, composites y aplicaciones.
  • Metales ferrosos
  • Carbono en aplicaciones de acero.
  • Aleaciones
  • Metales no ferrosos
  • Resistencia a la tracción
  • Técnicas de prueba de dureza.
• Planos de ingeniería
  • Líneas comunes y representación.
  • Técnicas de dimensionamiento
  • Proyecciones ortográficas
  • dibujos isometricos
• Problemas de aplicación
  • Proceso de diseño de ingeniería. Sintetizar pasos en múltiples configuraciones en una secuencia adecuada. Aplicar la secuencia adecuada con múltiples modelos.
  • Seleccione la herramienta/equipo adecuado para tareas específicas. Situaciones de seguridad de laboratorio y herramientas.
  • Planos de ingeniería. Identificar vistas faltantes para proyecciones ortográficas.

Módulo de Preingeniería de Tecnología de Manufactura

Requiere conocimientos y habilidades en las siguientes áreas:

• Métodos de fabricación
  • Moldeo por inyección de plástico
  • moldes de arena
  • Termoformado
  • Impresión 3d
  • CNC (Control Numérico por Computadora): chorro de agua, fresado, torno, corte por plasma
• Diseño de ingeniería
  • Sistemas CAD: aplicaciones 2D y 3D.
  • Vistas ortográficas: número de vistas disponibles, número de vistas comunes
  • Escalar objetos
  • Vistas isométricas
• Seguro de calidad
• Problemas de aplicación
  • Aplicaciones de resistencia a la tracción
  • Técnicas de prueba de dureza Rockwell
  • Curvas de tensión/deformaciones: estricción, límite elástico y resistencia última