480-4017/01 – Senzory v automobilovém průmyslu (SAP)

Garantující katedraKatedra fyzikyKredity5
Garant předmětudoc. Ing. Ondřej Životský, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Ondřej Životský, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný typu B
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2018/2019Rok zrušení
Určeno pro fakultyHGF, FMT, FEI, FBI, FAST, USP, EKF, FSUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
HER215 Ing. Radim Hercík, Ph.D.
ZIV01 doc. Ing. Ondřej Životský, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+3

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními principy fungování senzorů, které jsou používány v automobilovém průmyslu. Studenti se seznámí s nejnovějšími trendy v oblasti HW a SW vývoje senzorů, v návaznosti na fyzikální, chemické a mechanické vlastnosti použitých materiálů. Studenti se dále seznámí s procesem vývoje a testování těchto senzorů. Získané znalosti o fungování senzorů umožní přistupovat kvalifikovaným způsobem k problematice vývoje automobilových komponent. Součástí praktické části výuky jsou exkurze do laboratoří a vývojových pracovišť pro automobilový průmysl.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Senzory jsou nedílnou součástí každého moderního dopravního prostředku. V automobilovém průmyslu nachází uplatnění cela řada nejrůznějších senzorů. V případě senzorů se jedná především o měření teplot, hladin, koncentrací, tlaků, rychlostí, pohybů a dalších fyzikálních veličin. Cesta k plně funkčnímu senzoru se skládá z celé řady designových a vývojových kroků. Vývojový proces začíná specifikací požadavků na daný senzor, přičemž kladen důraz na proveditelnost, vyrobitelnost, kvalitu a cenu produktu. Dalším krokem je definování požadavků na mechanický design, vývoj příslušného softwaru a hardwaru při zachování požadavků na přesnost a spolehlivost produktu. Vývoj senzorů pro automobilový průmysl zahrnuje celou řadu testů a verifikačních měření. V rámci vývoje nových produktů je potřeba naplnit celou řadu kritérií definovaných automobilovými normami. Pro tyto účely je definován komplexní vývojový proces, který umožňuje plně kontrolovat a řídit jednotlivé vývojové fáze. Studenti se v rámci kurzu seznámí s nejmodernějšími trendy při vývoji senzorů používaných v automobilovém průmyslu. Součástí kurzu bude rovněž celá řada exkurzí do vývojových pracovišť a laboratoří.

Povinná literatura:

Automotive sensors, ed. J. Turner, Momentum Press, 2009, pp. 278, New York, ISBN: 978-1-60650-009-5. Sensors for Automotive Technology, eds. J. Marek, H.-P. Trah, Y. Suzuki, I. Yokomori, Wiley-VCH, Volume 4 edition, 2003, pp. 584, ISBN: 978-3-52729-553-1.

Doporučená literatura:

Články v odborné literatuře.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

V průběhu semestru absolvují studenti řadu exkurzí a praktických cvičení v laboratořích. Cílem exkurzí je seznámení studentů s přístrojovým vybavením, technikami a postupy, které jsou používány při návrhu, vývoji a testování nových senzorů. Praktické ověření přednášené problematiky. Na začátku semestru si každý student v součinnosti s odborníkem z praxe vybere téma semestrální práce, přičemž za tuto práci bude možné získat maximálně 30 bodů. Na konci semestru absolvují studenti zápočtový test, který bude hodnocen maximálně 30 body. Zkouška bude mít ústní (maximálně 30 bodů) a písemnou (maximálně 10 bodů) formu.

E-learning

Další požadavky na studenta

Průběžná příprava během semestru.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Úvod do problematiky senzorů používaných v automobilovém průmyslu. Zadání semestrální práce. 2. Návrh designu nového výrobku, 3D modelování a simulace funkčnosti, realizace prototypu. 3. Definování použitých materiálů na základě jejich fyzikálně chemických vlastností, s přihlédnutím k ceně a environmentálním normám. 4. Testování použitých materiálů s ohledem na jejich fyzikálně mechanické vlastnosti, životnost a spolehlivost. 5. Měření teplot na principu termoelektrického jevu, termorezistivity a optických metodách. Seznámení se s jednotlivými typy senzorů a jejich srovnání. 6. Fyzikální vlastnosti ultrazvuku, využití ultrazvuku při měření hladiny a koncentrace, vlivy okolí a materiálů na kvalitu měření. Seznámení se s jednotlivými typy senzorů a jejich srovnání. 7. Fyzikální princip fungování tlakových senzorů, senzorů pohybu a rychlosti. Seznámení se s jednotlivými typy senzorů a jejich srovnání. 8. Měřicí postupy a přístrojové vybavení používané v laboratoři při testování a validaci jednotlivých typů senzorů. 9. Návrh schématu a desky plošných spojů s ohledem na elektrické vlastnosti a elektromagnetickou kompatibilitu pro automobilový průmysl 10. Průmyslové komunikační sběrnice CAN a SENT, rychlosti, porovnání vlastností. 11. Mikroprocesory používané v automobilovém průmyslu, požadavky na vývoj softwaru (MISRA), vývojové nástroje. 12. Vývoj výrobní technologie, vývoj výrobního procesu a jeho realizace I. 13. Vývoj výrobní technologie, vývoj výrobního procesu a jeho realizace II. 14. Cyklus životnosti výrobku, vývojový proces, metody a fáze vývoje, vazby mezi vývojovými kroky, kontrolní body (V-Cycle, PLC - Product Life Cycle) Laboratoře: 1. Seznámení s laboratorním řádem, bezpečnostní školení. 2. Seznámení s práci v protoshopu, metodami 3D screeningu a technologii 3D tisku. 3. Metalografická příprava vzorků, světelná 3D mikroskopie, SEM-EDX materiálová analýza. 4. Seznámení se s DMA, DSC a analýzou reologických veličin. 5. Aktivace a čištění polymerních povrchů plasmou a metody vytvrzování polymerních materiálů. 6. Metody stanovení pevnosti, tvrdosti, tažnosti materiálu a creepových charakteristik. Únavové a korozní zkoušky, vlhkostní testy. 7. Prohlídka laboratoří, seznámení se s problematikou a technologii termoelektrických měření. 8. Metody testování senzorů určených k měření hladiny, teploty a koncentrace motorových olejů a syntetické močoviny. 9. Praktická demonstrace prototypů tlakových, rychlostních a pohybových senzorů. 10. Seznámení se s procesy validace a verifikace olejových a močovinových senzorů. 11. Návštěva hardwarové laboratoře, simulace elektrických obvodů v programu Pspice, ukázky EMC reportů. 12. Návštěva softwarového vývojového pracoviště, implementace komunikačních driverů a parametry sběrnic. 13. Mikroprocesory používané v automobilovém průmyslu, vývojové a programové nástroje, standard MISRA . 14. Proces zavádění nového produktu do výroby, nástroje kvality a její kontroly, metody řešení problémů, zpětná vazba od zákazníka a její dopad na projekt.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2018/2019 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40  20
        Zkouška Zkouška 60  15
Rozsah povinné účasti: Účast studentů na cvičeních je povinná.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N0533A110006) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku