Diseño y construcción de módulos automatizados, basados en arduino para el desarrollo de experimentos de física en mecánica y electricidad

Abstract

La presente tesis aborda el diseño y construcción de módulos automatizados para realizar experimentos de Física en las áreas de Mecánica y Electricidad, empleando la plataforma Arduino. El objetivo principal es la precisión y eficiencia en la ejecución experimental y en la recopilación de datos. El proyecto se desarrolló en tres etapas: diseño conceptual, construcción del prototipo y validación. En la fase de diseño se definieron los requisitos esenciales, como el control de variables experimentales y la automatización de mediciones. Mediante técnicas de modelado y simulación, se desarrolló la arquitectura del sistema, que integra sensores, actuadores y un controlador central. Durante la construcción, se ensamblaron placas Arduino, módulos Bluetooth, sensores, actuadores y circuitos electrónicos. Además, se diseñó una aplicación en App Inventor para controlar remotamente los módulos y registrar datos desde teléfonos inteligentes. La programación del sistema se realizó en el entorno IDE de Arduino. Los prototipos fueron evaluados en seis experimentos de Física General: Caída Libre, Péndulo Simple, Movimiento Rectilíneo Uniforme, Ley de Ohm y Carga y Descarga de un Capacitor. Los resultados evidenciaron que los módulos automatizados superan significativamente los métodos manuales, proporcionando mayor precisión, consistencia en los datos y reduciendo los tiempos de ejecución. En conclusión, los módulos automatizados optimizan los procedimientos experimentales y demuestran un alto potencial para su aplicación en otros contextos de investigación científica.