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Presupuesto
PROYECTO FINAL DE CARRERA
Diseño y construcción de un amplificador de muy
bajo ruido y un sistema de filtros para el
acondicionamiento de señales de un transductor
piezoeléctrico
PFC presentado para optar al título de Ingeniería
Técnica Industrial especialidad Electrónica
por Xavier Garza Rodríguez
Barcelona, 9 de Junio de 2015
Tutor proyecto: Herminio Martínez García
Departamento de Enginyeria Electrònica (EEL - 710) Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Diseño y construcción de un amplificador de bajo nivel de ruido para transductor piezoeléctrico
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ÍNDICE
ÍNDICE ...................................................................................................... 3
CAPÍTULO 1: COSTE DEL MATERIAL .............................................................. 4
1.1. El amplificador ................................................................................ 4
1.2. El generador de pulsos ..................................................................... 5
1.3. El micro-controlador ........................................................................ 5
1.4. La fuente de alimentación ................................................................. 6
1.5. Coste total ...................................................................................... 6
CAPÍTULO 2: COSTE DEL TIEMPO DEDICADO ................................................. 8
CAPÍTULO 3: AMORTIZACIÓN DE HERRAMIENTAS Y EQUIPOS ........................ 10
CAPÍTULO 4: COSTE TOTAL ....................................................................... 12
Xavier Garza Rodríguez ·
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CAPÍTULO 1:
COSTE DEL MATERIAL
Este documento resume el coste de los diferentes componentes que se han
precisado para el diseño del dispositivo de ultrasonidos. El documento está dividido en cinco secciones donde cada una resume el coste de los materiales de
uno de los módulos que componen el dispositivo.
1.1. El amplificador
La tabla 1.1 resume los componentes empleados para la construcción del
amplificador, indicando la cantidad y coste individual de cada uno.
Amplificador
Unidades Descripción Precio
unitario Precio total
1 Transductor C-7280 (receptor) 4,700 € 4,70 €
1 Amplificador operacional OPA2227 6,890 € 6,89 €
1 Comparador voltaje LM319 3,410 € 3,41 €
5 Diodos zener 4,3V 0,035 € 0,18 €
6 Diodos de silicio 0,074 € 0,44 €
3 Diodos rápidos MUR420 0,537 € 1,61 €
1 Potenciómetro giratorio 100K LIN 3,660 € 3,66 €
3 Potenciómetros de ajuste de 10K 0,504 € 1,51 €
4 Resistencias 10K 1/4W 0,048 € 0,19 €
6 Resistencias 4K7 1/4W 0,076 € 0,46 €
5 Resistencias 1K 1/4W 0,048 € 0,24 €
1 Resistencia de 1K4 1/4W 0,054 € 0,05 €
1 Resistencia de 200Ω 1/4W 0,052 € 0,05 €
1 Resistencia de 7K15 1/4W 0,052 € 0,05 €
1 Condensador de 27nF 65V 0,136 € 0,14 €
8 Condensadores de poliéster de 100nF 63V 0,230 € 1,84 €
1 Conector de 2 pines 0,004 € 0,00 €
1 Conector de 8 pines 0,016 € 0,02 €
1 Placa PCB de 70 x 70mm 1,836 € 1,84 €
Total: 27,28 €
Tabla 1. 1
Diseño y construcción de un amplificador de bajo nivel de ruido para transductor piezoeléctrico
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1.2. El generador de pulsos
En la tabla 1.2 se especifica el coste del material necesario para el generador de pulsos.
Generador de pulsos
Unidades Descripción Precio
unitario Precio total
1 Transductor C-7280 (emisor) 4,700 € 4,70 €
1 Comparador de voltaje LM319 3,410 € 3,41 €
1 Potenciómetro de ajuste de 100Ω 0,590 € 0,59 €
1 Potenciómetro de ajuste de 2K7 0,670 € 0,67 €
1 Resistencia de 10K 1/4W 0,048 € 0,05 €
1 Resistencia de 2K37 1/4W 0,090 € 0,09 €
2 Resistencias de 10Ω 1/4W 0,228 € 0,46 €
6 Condensadores de 100nF 63V 0,230 € 1,38 €
1 Conector de 2 pines 0,040 € 0,04 €
1 Conector de 6 pines 0,060 € 0,06 €
1 Placa PCB de 40 x 70mm 1,049 € 1,05 €
Total: 12,49 €
Tabla 1. 2
1.3. El micro-controlador En la tabla 1.3 se especifica el coste del microcontrolador y el material asociado.
Micro-controlador
Unidades Descripción Precio
unitario Precio total
1 Micro-controlador Arduino Board Uno 21,100 € 21,10 €
4 Pulsadores 0,820 € 3,28 €
1 Zumbador 5V 0,997 € 1,00 €
1 Potenciómetro de ajuste de 10K 0,504 € 0,50 €
4 Resistencias de 10K 1/4W 0,048 € 0,19 €
1 Resistencia de 270Ω 0,062 € 0,06 €
1 Resistencia de 47Ω 0,235 € 0,24 €
1 Conector de 6 pines 0,012 € 0,01 €
1 Conector de 5 pines 0,010 € 0,01 €
1 Placa PCB de 55 x 55 1,133 € 1,13 €
4 Separadores de placa PCB y tornillos 0,213 € 0,85 €
Total: 28,38 €
Tabla 1. 3
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1.4. La fuente de alimentación En la tabla 1.4 se muestra el coste del material para la fuente de alimentación.
Fuente de alimentación
Unidades Descripción Precio
unitario Precio total
1 Transformador 230V a 10V+10V 1A (centroderivado) 7,300 € 7,30 €
1 Puente de diodos 1A 1,110 € 1,11 €
2 Diodos rectificadores 0,074 € 0,15 €
2 Condensadores electrolíticos 2200mF 25V 1,890 € 3,78 €
2 Condensadores poliéster de 330nF 25V 0,076 € 0,15 €
2 Condensadores poliéster de 100nF 63V 0,230 € 0,46 €
1 Regulador de tensión +10V MC7812 0,430 € 0,43 €
1 Regulador de tensión -10V MC7912 0,580 € 0,58 €
1 Conector de 10 pines 0,020 € 0,02 €
1 Placa PCB de 10 x 70mm 2,623 € 2,62 €
4 Separadores de placa PCB y tornillos 0,213 € 0,85 €
Total: 17,45 €
Tabla 1. 4
1.5. Coste total
El coste total es el precio pagado por los componentes incluidos en los apartados previos más la estimación de materiales de uso general en todos los módulos
como son: los cables de conexión, la pasta de soldadura y la tornillería. Se ha añadido también el porcentaje de impuestos (IVA) porque los precios
consignados no lo incluian. En la tabla 1.5 se muestra el resumen final.
Resumen
Concepto Precio
Amplificador 27,28 €
Generador de pulsos 12,49 €
Microcontrolador 28,38 €
Fuente de alimentación 15,91 €
Material auxiliar 10,30 €
Subtotal 94,37 €
IVA 19,82 €
Total: 114,19 €
Tabla 1. 5
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CAPÍTULO 2:
COSTE DEL TIEMPO
DEDICADO
En este capítulo se calculan las horas que puede emplear un ingeniero en
diseñar, construir el primer protopito, probarlo y solucionar todos los problemas que puedan surgir antes de que el funcionamiento sea satisfactorio.
Se supone que se trata de un ingeniero que trabaja por cuenta ajena y que tiene un coste mensual para la empresa, incluidas las retenciones de IRPF y
cotizaciones a la Seguridad Social, de 3000€. Si trabaja ocho horas diarias, una media de 22 dias al mes. Son un total de 176
horas mensuales. Dividiendo por los 3000€ de coste entre el total de horas mensuales se tiene que cala hora del ingeniero cuesta 17,05€/hora.
En la tabla 2.1 se muestra los tiempos estimados de cada tarea a desarrollar por el ingeniero y el coste.
Tarea Horas dedicadas Coste
Investigación 80 1.364,00 €
Diseño del equipo 40 682,00 €
Construcción del prototipo 30 511,50 €
Pruebas y ajustes de la electrónica 16 272,80 €
Ingeniería del software e integración 60 1.023,00 €
Pruebas finales y solución de problemas 16 272,80 €
Total: 4.126,10 €
Tabla 2. 1
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CAPÍTULO 3:
AMORTIZACIÓN DE
HERRAMIENTAS Y
EQUIPOS
La fabricación de los dispositivos supone el uso, y con ello una depreciación, de
equipos que se emplean. Para calcular el importe de esta amortización se toma el valor de adquisición de cada equipo se multiplica por el tiempo de utilización.
(3.1)
Se considera el tiempo de amortización de los equipos de 5 años. El número de
días de uso de cada equipo es de 230 días anuales. De modo que el tiempo de amortización de los equipos es de: 5 x 230 = 1150 días.
De esta forma se elabora la tabla 3.1 que se muestra a continuación.
Equipo Precio de
adquisición Días de
utilización Importe
amortizado
Multímetro 350,00 € 17 5,17 €
Generador de funciones 375,00 € 17 5,54 €
Fuente de alimentación triple 315,00 € 17 4,66 €
Osciloscopio 1.267,00 € 17 18,73 €
PC portatil 995,00 € 17 14,71 €
Herramientas 235,00 € 17 3,47 €
Material de protección 25,00 € 17 0,37 €
Mobiliario 600,00 € 16 8,35 €
61,00 €
Tabla 3. 1