Mikroelektronické systémy (Mikroelektronické měřicí systémy)
Předmět je určen pro studenty katedry automatizační techniky a řízení a pro studenty programu mechatronika na fakultě strojní. Předmět navazuje na předměty podobného zaměření jako je „Automatizační technika“, „Senzorová technika“, „Logické prvky a systémy“, „Měření a senzorová technika“, „Prostředky automatického řízení“, ... a využívá nabytých znalostí studenta jak z praktických, tak teoretických předmětů pro realizaci řízení (měření) reálných systémů. Část předmětu se věnuje přenosům informací mezi prvky řídicích distribuovaných systémů a část vlastnostem SCADA/MMI systémů, především pak systému Control Web (prostředí pro vývoj aplikací, programování a komunikační možnosti tohoto systému, … ).
Na cvičeních studenti vytváří v rámci samostatných originálních projektů měřicí a řídicí řetězec obsahující tři základní části tj. aplikaci (uživatelský interface) v prostředí Control Web komunikující po sériovém rozhraní s aplikací v jednočipovém počítači, která realizuje buď řídicí algoritmus, nebo jen algoritmus pro zprostředkování přenosu dat z nebo do technologického procesu. Součásti zadání je i návrh vlastního protokolu vhodného pro realizaci zadání. Výstupem je předvedení funkční reálné aplikace s prezentací a textovou dokumentací popisující řešení zadaného problémů.
Témata předmětu
- Základní zákony elektrotechniky a jejich použití (stejnosměrné a střídavé obvody, řazení obvodových prvků …). Základní postup při řešení zadaných projektů, týmová práce … .
- Obvody pro unifikaci a zpracování signálů aplikačně (tranzistor, odpor, kondenzátor, rezistor, operační zesilovače, … a spec. obvody 555, sekvenční obvody, …).
- Tvorba el. schémat a desek tištěných spojů pro prototypové desky.
- Převodníky D/A a A/D, U/F, F/U, PWM.
- Základní typy modulace signálů – přenos informace mezi prvky regulačních obvodů řídicích systémů. Komunikační rozhraní pro přenos dat mezi měřicím systémem a PC.
- Základní vlastnosti SCADA/MMI systémů (výhody, důvody nasazení …).
- Systém Control Web – (vývojové prostředí, základní stavební prvky, otevřenost systému, …).
- Systém Control Web (časově řízené aplikace a datově řízené aplikace).
- Systém Control Web (možnosti animace, modularita systému).
- Systém Control Web (přístup ze sítě internet, možnosti propojení s řídicími podsystémy OPC, DDE, ActiveX, …).
- Přístupová práva systému Control Web, možnosti propojení technických prostředků se systémem Control Web.
- Časová rezerva.
CZ (přednášky podpora): P1, P2, P3, P4, P5, P6,
EN (přednášky podpora): P1, P2, P3, P4, P5, P6,
Cvičení
- Bezpečnost.
- Popis modulů s jednočipovým počítačem.
- Práce s prostředím pro programování jednočipového počítače.
- Práce s prostředím Control Web.
- Samostatná práce na projektu.
- Samostatná práce na projektu.
- Samostatná práce na projektu.
- Samostatná práce na projektu.
- Samostatná práce na projektu.
- Samostatná práce na projektu.
- Samostatná práce na projektu.
- Samostatná práce na projektu.
- Odevzdání projektu s technickou zprávou a prezentace dosažených výsledků, předvedení funkčnosti, doplňující otázky.
Úložiště: \\158.196.152.18\st\VYUKA_26\MS
Literatura
SCHMID, Dietmar. Řízení a regulace pro strojírenství a mechatroniku. Přeložil Jiří HANDLÍŘ. Praha: Europa-Sobotáles cz., 2005. ISBN 80-86706-10-9.
FRANK, Randy. Understanding smart sensors. 3rd ed. Artech House integrated microsystems series. Boston: Artech House, c2013. ISBN 978-1-60807-507-2.
BI, Zhuming. Mechatronics for complex products and systems: project-based design approaches for robots, cyber-physical systems, digital twins, and other emerging technologies. Hoboken, New Jersey: Wiley, [2025]. ISBN 978-1-394-20959-0.