Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
Sylabus przedmiotu Systemy sensorowe i mechatronika:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Informatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Systemy sensorowe i mechatronika | ||
| Specjalność | Inżynieria komputerowa | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Marek Jaskuła <Marek.Jaskula@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Sławomir Jaszczak <Slawomir.Jaszczak@zut.edu.pl>, Remigiusz Olejnik <Remigiusz.Olejnik@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 5 | Grupa obieralna | 3 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Programowanie 1 |
| W-2 | Technika mikroprocesorowa |
| W-3 | Systemy wbudowane |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Celem przedmiotu jest uświadomienie interdyscyplinarnego zagadnienia jakim jest pomiar rzeczywistych wielkości mierzonych z wykorzystaniem sensorów oraz ich integracja w system sensorowy lokalny i rozproszony a także nabycie praktycznej wiedzy i umiejętności budowania takich systemów. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Budowa podstawowej platformy pomiarowej z lokalnym i zdalnym odczytem wartości mierzonych | 2 |
| T-L-2 | Wybrane protokoły komunikacyjne czujników. Przetworniki a/c | 2 |
| T-L-3 | Pomiary wielkości elektrycznych z lokalną wizualizacją pomiarów | 2 |
| T-L-4 | System sensorowy ze zdalnym pomiarem temperatury, ciśnienia i wilgotności (komunikacja wifi) | 4 |
| T-L-5 | System multisensorowy - scalony pomiar położenia i dynamiki ruchu | 2 |
| T-L-6 | Pomiar wielkości magnetycznych - sensory indukcyjne i Halla | 2 |
| T-L-7 | System sensorowy - wykorzystanie aktuatorów (silnik DC i silnik krokowy, serwomechanizm) | 2 |
| T-L-8 | Synteza układu sterowania prędkością kątową i/lub pozycją kątową silnika prądu stałego | 4 |
| T-L-9 | Synteza układu sterowania pozycją kątową silnika krokowego | 4 |
| T-L-10 | Synteza układu sterowania prędkością kątową i/lub pozycją kątową silnika prądu zmiennego | 4 |
| T-L-11 | Zaliczenie końcowe | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do systemow sensorowych - pomiary wielkości elektrycznych i nieelektrycznych; przykłady elementów toru pomiarowego; podstawowe definicje, parametry, błędy. | 2 |
| T-W-2 | Protokoły komunikacyjne czujników (I2C, SPI, 1-wire, inne), przetworniki A/C i C/A | 2 |
| T-W-3 | Pomiary i sensory wielkości elektrycznych (napięcie, natężenie, rezystancja, pojemność, indukcyjność) - sensory, aplikacje. | 2 |
| T-W-4 | Pomiary i sensory wielkości nieelektrycznych (wielkości mechaniczne - położenie, przesunięcie, odkształcenie, kąt obrotu, dynamika ruchu, drgania, ciśnienie) | 4 |
| T-W-5 | Pomiary i sensory wielkości nieelektrycznych (wielkości magnetyczne; wielkości chemiczne - skład powietrza, wilgotność; wielkości cieplne - temperatura, pirometria, termowizja; inne) | 3 |
| T-W-6 | Wstęp do aktuatorów | 2 |
| T-W-7 | Struktury układów sterowania w systemach mechatronicznych | 2 |
| T-W-8 | Podstawowe elementy wykonawcze w mechatronice : elektryczne, pneumatyczne i hydrauliczne | 2 |
| T-W-9 | Sterowanie ruchem silników prądu stałego, silników krokowych i silników prądu zmiennego | 4 |
| T-W-10 | Elementy pomiarowe przesunięć i prędkości liniowych oraz kątowych | 2 |
| T-W-11 | Sterowanie siłownikami pneumatycznymi tłokowymi i membranowymi | 2 |
| T-W-12 | Podstawowe algorytmy sterowania cyfrowego w mechatronice | 3 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Samodzielne studiowanie i przygotowanie do zajęć laboratoryjnych | 18 |
| A-L-3 | Udział w konsultacjach | 2 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Samodzielne studiowanie i przygotowanie do zaliczenia | 18 |
| A-W-3 | Udział w konsultacjach | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | wykład informacyjny |
| M-2 | ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: ocena wiedzy przeprowadzana przez prowadzącego na początku wybranych zajęć i/lub w trakcie ich trwania |
| S-2 | Ocena podsumowująca: ustne lub pisemne sprawdzenie nabytej wiedzy (wykład) a także pisemne lub praktyczne sprawdzenie nabytych umiejetności praktycznych (laboratorium) |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_D01.07.3_W01 Student poznaje sposoby przechwytywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych różnego rodzaju sygnałów pomiarowych oraz doborem i konfiguracją systemu pomiarowego | I_1A_W03 | — | — | C-1 | T-W-8, T-W-6, T-W-12, T-W-11, T-W-7, T-W-9, T-W-5, T-W-10, T-W-3, T-W-4, T-W-2, T-W-1 | M-1 | S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_D01.07.3_U01 Potrafi dobrać odpowiednie sensory i zbudować system pomiarowy do przechwytywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych różnego rodzaju sygnałów rzeczywistych wraz z ich interpretacją. | I_1A_U03 | — | — | C-1 | T-L-3, T-L-1, T-L-2, T-L-8, T-L-11, T-L-6, T-L-5, T-L-10, T-L-4, T-L-7, T-L-9 | M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_D01.07.3_W01 Student poznaje sposoby przechwytywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych różnego rodzaju sygnałów pomiarowych oraz doborem i konfiguracją systemu pomiarowego | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna podstawowe czujniki pomiarowe, potrafi zaplanować eksperyment pomiarowy, dobrać architekturę systemu i ocenić jego wady i zalety | |
| 3,5 | jak na ocenę 3,0 oraz zna budowę podstawowych aktuatorów | |
| 4,0 | jak na ocenę 3,5 oraz potrafi dobrać i uzasadnić wybór architektury systemu pomiarowego | |
| 4,5 | jak na ocene 4,0 oraz potrafi dobrać i krytycznie ocenić zastosowane protokoły komunikacji przewodowej i bezprzewodowej | |
| 5,0 | jak na ocenę 4,5 oraz zna i potrafi krytycznie ocenić nowoczesne trendy technologiczne w tematyce przedmiotu |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_D01.07.3_U01 Potrafi dobrać odpowiednie sensory i zbudować system pomiarowy do przechwytywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych różnego rodzaju sygnałów rzeczywistych wraz z ich interpretacją. | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna podstawowe czujniki pomiarowe, potrafi zrealizować pomiar i ocenić jego wynik | |
| 3,5 | jak na ocenę 3,0 oraz potrafi sterować wybranym aktuatorem | |
| 4,0 | jak na ocenę 3,5 oraz potrafi wykonać pomiary na różnych platformach sprzętowych | |
| 4,5 | jak na ocenę 4,0 oraz potrafi wykonać system pomiarowy z wykorzystaniem wskazanego protokołu przewodowego lub bezprzewodowego | |
| 5,0 | jak na ocenę 4,5 oraz potrafi zaplanować, wykonać stanowisko i pomiar z wykorzystaniem wskazanych sensorów, aktuatorów lub protokołów komunikacji. |
Literatura podstawowa
- Kester W, Analog-Digital Conversion, Analog Devices Inc, 2011
- Kester W, Practical Design Techniques for Sensor Signal Conditioning, Analog Devices, 1999
- Kelvin R. Erickson, Programmable logic controllers : An emphasis on design and application, Dogwood Valley Press, 2016
Literatura dodatkowa
- Bryan L.A., Bryan E.A., Programmable Controllers Theory and implementation, Industrial Text Company, Marietta, 1997