455-0016/01 – Navrhování elektronických přístrojů (NEP)
Garantující katedra | Katedra měřicí a řídicí techniky | Kredity | 4 |
Garant předmětu | Ing. Jan Švígler, CSc. | Garant verze předmětu | Ing. Jan Švígler, CSc. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
Ročník | | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 1992/1993 | Rok zrušení | 2002/2003 |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Seznámí posluchače s technologiemi elektrotechnické výroby se zaměřením na MaR, vyzkouší si návrh transformátorku a navrhnou vlastní výrobek.
Naučí se navrhovat transformátorky a ověří si návrh plošného spoje se zadanýcm elektronickým obvodem.
Vyučovací metody
Anotace
Seznámí posluchače s technologiemi elektrotechnické výroby se zaměřením na MaR, vyzkouší si návrh transformátorku a navrhnou vlastní výrobek.
Předmět poskytuje základní znalosti metod konstruování elektronických přístrojů. Jsou vysvětleny požadavky na zdroje, vstupní obvody, výstupní obvody a řídicí obvody v elektronických zařízeních. Posluchači se seznámí s vybranými technologiemi při návrhu a výrobě elektronických zařízení. Součástí kursu je praktická realizace v rámci semestrální práce. Poznatky ze studia předmětu mohou být doplněny exkurzemi do výrobních podniků, výzkumných a projekčních pracovišť.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžná kontrola studia:
Referát, elektronická forma (WEB) - do 7. týdne
Laboratorní práce - 8 odevzdaných protokolů, ručně/elektronická forma, do 14. týdne
Semestrální práce 1 odevzdaná k zápočtu
Obsah a forma jednotlivých hodnocených prací:
Referát:
Odborné pojednání zpracované na základě prostudování nejméně tří pramenů (z toho dvou ze zahraniční cizojazyčné literatury) na studentem zvolené téma, odsouhlasené vedoucím cvičení. Musí obsahovat v úvodu anotaci a na konci citaci (podle normy) literatury. Formální úprava je zadávána na začátku semestru.
Laboratorní práce
Protokoly obsahující dokumentaci provedeného měření v laboratoři. Pro úlohy jsou použity přístroje světové provenience. Student musí být schopen podle předložené dokumentace reprodukovat úlohu.
Semestrální práce:
Řešení rozsáhlejšího problému (modelu) z oblasti technologie měřících systémů a provozní instrumentace, včetně realizace technických a programových komponent. Dokumentace musí obsahovat úplný popis řešení. Obhájení je úspěšné, když
student předvede produkt, vysvětlí samostatně funkci, předloží dokumentaci celého postupu řešení včetně teoretických úvah, konstrukčních a projekčních podkladů a ověření funkce a vyjádří se ke splnění zadání. Student musí být schopen semestrální práci veřejně prezentovat umístěním na WEB serveru.
Podmínky udělení zápočtu:
min. 26 bodů, max. 49 bodů
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Příprava vývoje elektronického přístroje. Vymezení úlohy podle použití navrhovaného přístroje (přístroje laboratorní, terénní, přenosné, stacionární, požadovaná přesnost, dlouhodobá stabilita, klimatická odolnost apod.).
Elektronické přístroje pro speciální prostředí (např. přístroje pro práci v prostředí s nebezpečím výbuchu). Ovlivnění konstrukce danou výrobní technologií.
Bloková schémata základních typů elektronických měřicích přístrojů, rozbor konstrukce z hlediska požadovaných parametrů. Volba signálových úrovní, volba způsobu indikace měřené veličiny (analogová, číslicová) podle použití. Zpracování naměřených dat (úschova, komunikace s jinými systémy (např.
připojení na PC, IMS-2, telemetrický přenos dat).
Analogové vstupní obvody měřicích přístrojů. Bloky pro zpracování stejnosměrných analogových signálů ze snímačů. Vstupní děliče, vstupní zesilovače, převodníky, obvody pro galvanické oddělení vstupních obvodů apod.
Bloky pro zpracování střídavých analogových signálů z čidel. Přesné usměrňovače. Převodníky pro měření parametrů střídavých signálů (střední a efektivní hodnoty, fázového posuvu a pod.). Zpracování střídavých signálů ze speciálních čidel (např. strunová tensometrie).
Pokračování rozboru problematiky analogových vstupních obvodů. Rušivé vlivy termoelektrických napětí, úbytků napětí na spojích a pod. na přesnost měření. Problematika rušení měřených signálů sítí, vf signály, bludnými proudy apod. Filtrace signálu. Ochrana vstupních obvodů před přetížením, ochrana proti úderu blesku.
Bloky číslicového zpracování signálu. Volba vhodného typu AD převodníku. Problematika přesnosti převodu, rušení, zdrojů referenčního napětí. Použití jednočipových mikropočítačů.
Generátory střídavých signálů. Oscilátory, generátory tvarových kmitů, modulátory.
Napájecí zdroje elektronických přístrojů. Síťové zdroje (vlastnosti, problematika spínaných zdrojů, rušení ze sítě a do sítě, bezpečnostní požadavky). Bateriové zdroje, měniče, DC DC konvertory (impulsní rušení). Vlastnosti galvanických článků a akumulátorů.
Interní a externí sběrnice elektronických přístrojů, výběr řídicích jednotek. Automatizace měření. Telemetrický přenos měřených dat.
Konstrukční aspekty elektronických přístrojů. Mechanická výstavba, stavebnicové systémy, propojení funkčních jednotek. Problematika chlazení součástí, vliv teploty součástí na dlouhodobou spolehlivost. Skříně, krytí.
Uživatelské aspekty elektronických přístrojů. Rozmístění ovládacích a zobrazovacích prvků, umístění svorek a napojení sběrnic. Opravitelnost. Design. Požadavky na přístroje v průmyslové automatizaci, dopravě.
Technologie návrhu a výroby plošných spojů. Třídy přesnosti. Automatizace návrhu plošných spojů (příklad na dostupných programech). Technologie pájení, SMD. Vlastnosi materiálů (navlhavost, hořlavost, tepelná roztažnost a pod.).
Výsledná úprava plošných spojů (mytí, lakování atd.).
Materiály v konstrukci přístrojů. Speciální požadavky na materiály (např. u nevýbušného provedení). Speciální technologie (např. zalévání do umělých hmot). Vlastnosti vybraných umělých hmot.
Závěrečný test.
Cvičení:
Lab. 14. Konsultace a předložení referátů a realizovaných semestrálních prací.
Laboratoře:
Lab. 1. Nabídka semestrálních prací a laboratorních úloh. Práce s osciloskopem.
Lab. 2. Práce s multimetry, zásady připojování přístrojů, zemění, stínění.
Lab. 3. Zadání semestrálních prací. Práce s Logickým a Spektrálním analyzátorem.
Lab. 4. Vývoj zadaného zařízení v rámci semestrální práce. Koncepce řešení, rozpiska materiálu. Práce s měřicím systémem s počítačem HP 75000.
Lab. 5. Vývoj zadaného zařízení. Práce s návrhovým systémem pro plošné spoje.
Lab. 6. Vývoj zadaného zařízení. Výpočet děličů a bočníků, zdrojů.
Lab. 7. Vývoj zadaného zařízení. Práce s generátory a syntezátory.
Lab. 8. Měření na vyvinutém zařízení
Lab. 9. Měření a zpracování dokumentace vyvinutého zařízení.
Lab. 10.Konstrukční úpravy, úpravy dokumentace. Příklad výpočtu transformátoru.
Lab. 11. Demonstrace profesionálních elektronických přístrojů a měření vybraných parametrů.
Lab. 12. Testování, testery.
Lab. 13. Měřicí protokol.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.