MEMS inteligentné senzory a aktuátory

Odkaz na AIS:

• 38173_3B - MEMSISA: MEMS - inteligentné senzory a aktuátory

Prednášky

Prednášky budú vždy v pondelok od 7:00 do 8:45 v miestnosti D-519.

Prednášajúci: Ing. Richard Balogh, PhD.

Prednášky LS 2015

Slajdy z prednášok

• 1: 15. 2. 2016 Úvod (definície pojmov, senzorický aparát človeka)
  • Program BBC Human Senses
  • Jessica Morrison: Human Nose Can Detect 1 Trillion Odors
  • Séria prednášok TEDx o zmysloch

• 2: 22. 2. 2016 Vlastnosti senzorov (charakteristiky).

• 3: 29. 2. 2016 Optické princípy. Optická cesta.
  • Optoelektronika -- prednášky a cvičenia z predmetu OEaLT (stuba.sk)
  • Obrázky
  • Applet zobrazovanie šošovkou a zrkadlom
  • Applet na lom svetla hranolom

• 4: 7. 3. 2016 Proximitné optické snímače.
• 5: 14. 3. 2016 Senzory farieb
  • Beau Lotto: Optical illusions show how we see. Video on TED.com
  • Edward H. Adelson: Lightness Perception and Lightness Illusions + demonstrations (mit.edu)
  • Randall P. Munroe: Color Survey. (xkcd.com)

• 6: 21. 3. 2016 CCD a CMOS snímače. / Čiarové a QR kódy / Zbernica i2c
  • http://legacy.jyi.org/volumes/volume3/issue1/features/peterson.html
  • https://de.wikipedia.org/wiki/CCD-Sensor
  • Raymond Sirí: CCD Animation Sequence (vimeo.com)
  • http://www.specinst.com/What_Is_A_CCD.html
  • Raymond Sirí: CMOS Animation Sequence (vimeo.com)

• -- 28. 3. 2016 Veľkonočný pondelok
• 7: 4. 4. 2016 9:00 Gabriel Vanko (EÚ SAV): MEMS technológie (pozor zmena, prednáška začne o 9:00 - výmena s cvičením!!!)
• 8: 11. 4. 2016 7:15 Exkurzia v ME-Inspection
  

Uvidíte priemyselné meracie systémy z portfólia firmy.
Stretneme sa o 7:00 na električkovej zastávke Botanická záhrada alebo o 7:15 pred sídlom firmy na Drobného 25 A (Dúbravka). Exkurzia potrvá do 9:00 a je povinná. Môžete si vziať vlastný predmet hr. max. 50 mm na zmeranie v profilometri. So sebou pero, zošit a USB kľúč na namerané data.

• 8+:12. 4. 2016 o 11:00 Prednáška IQRF o bezdrôtových moduloch
• 9: 18. 4. 2016 Analýza tenzometrického mostíka / MEMS snímače tlaku
• 10: 25. 4. 2016 MEMS inerciálne snímače
• 11: 2. 5. 2016
• 12: 9. 5. 2016

Cvičenia

Cvičenia sú v pondelok od 9:00 a 14:00 hod v D-519 (D-520).

Cvičiaci: Ing. Richard Balogh, PhD.

• 18. 2. cvičenie odpadlo
• 25. 2. Cvičenie 1: Úvod (BOZP) a odporový snímač polohy.
• 29. 2. Cvičenie 2: Linearizácia odporového snímača polohy.
•  7. 3. Cvičenie 3: Lokálne zobrazenie meranej veličiny (LED a LCD).
• 14. 3. Cvičenie 4: Senzory farby: TCS230 a ColorPAL + rozpoznávanie farieb -- MEMS cvičenie 4.
• 21. 3. Cvičenie 5: Riadkový CCS snímač TSL1401 Line Sensor.
• Cvičenie 6: i2c zbernica
• Cvičenie 7: Ardugraph alebo IoT
• Cvičenia 8 - 11: samostatná práca na projektoch
• Cvičenie 12: prezentácia výsledkov a obhajoba projektu

Hodnotenie

• Za prácu na cvičeniach (aktivita, referáty) 10 b.
• Prezentácia na prednáške 10 b.
• Semestrálny projekt 20 b.
• Skúška (písomná) 60 b.

Literatúra

• Jacob Fraden: Handbook of Modern Sensors. 4th ed. Springer, New York, 2010. Dostupné on-line: <ftp://ftp.itb.ac.id/>, prípadne <folk.ntnu.no>
• Sabrie Soloman: Sensors and Control Systems in Manufacturing. 2nd ed. McGraw Hill, New York, 2010.
• H. R. Everett: Sensors for Mobile Robots. Theory and Application. A K Peters, Natick, 1995.
• Ján Šturcel: Prvky riadiacich systémov, časť Meranie neelektrických veličín. STU Bratislava 2004, ISBN 80-227-2120-4
• Ján Šturcel: Snímače a prevodníky. STU Bratislava, 2002, ISBN 80-227-1712-6
• Miroslav Toman: Senzory v automatizácii. STU Bratislava 1999. 127s
• František Duchoň: Snímače v mobilnej robotike. STU Bratislava, 2012. 97s.

• Slajdy z prednášok
• Rozpracované skriptá Toman: Senzory v CIM

Čítanie na doma

• Jacob Fraden: Handbook of Modern Sensors. 4th ed., Springer, 2010:
  • Hallov jav (d.ú. str. 103)
  • Siebeckov jav (d.ú. str. 106)
  • Peltierov jav (d.ú. str. 111)

Opakovanie:

• Jacob Fraden: Handbook of Modern Sensors. 4th ed., Springer, 2010:
  • Snímače tlaku (d.ú. str. 375 - 397)
    • Piezorezistívny jav (d.ú. str. 381)
  • Snímače prietoku (d.ú. str. 399 - 429)
  • Snímače teploty (d.ú. str. 519 - 567)

Z čítania na doma bude otázka na skúške!

Semestrálne zadanie

Vybranú tému treba spracovať písomne v rozsahu min. 4 strán a odprezentovať v rámci prednášok cca 10 minút. Témy si vyberajte priebežne, aby sme si stihli vypočuť každého a aby témy nadväzovali na prednášanú látku. Témy budú postupne pribúdať. Ak si vyberiete, oznámte to prednášajúcemu, aby nevznikli kolízie.

Zadania pre LS 2016

1. http://www.sciencealert.com/new-material-with-electrons-that-move-at-300-km-s-displays-huge-magnetoresistance - dohladajte čo je to magnetorezistancia, na čo je dobrá v senzorovej technike a čo nového prináša tento objav
2. MEMS aktuátory: Switchable windows with MEMS shutters
   1. http://www.google.com/patents/US8724202
   2. https://www.youtube.com/watch?v=RqwL2egaqYY
3. Jun Ohta, Takashi Tokuda, Kiyotaka Sasagawa and Toshihiko Noda: [www.mdpi.com/1424-8220/9/11/9073/pdf Implantable CMOS Biomedical Devices]. Sensors 2009, 9, 9073-9093; doi:10.3390/s91109073.
4. http://hackaday.com/2015/12/10/esoteric-actuators/
5. Rags Gardner: Eye to Eye: Cameras and Vision
6. CCD versus CMOS - ktorý je lepší?

2015

1. Zmyslové orgány: hmat
2. Zmyslové orgány: čuch a chuť
3. Supravodivosť a magnetizmus, vysokoteplotná sv.
4. Biele LED - technológie, parametre, princípy
5. Povrchová akustická vlna -- princíp, využitie, komerčné aplikácie. Vybrať nejaký senzor.
6. Snímače čiarového kódu -- princíp metódy, význam jednotlivých pozícií. Zariadenia a metódy zápisu čiarového kódu. Zariadenia na čítanie kódu, fyzikálny princíp, prehľad možností pre stacionárne a „príručné“ čítačky.
7. Snímanie polohy (dĺžok) väčších rozsahov, rádove [m]. Využitie princípov optických (laserových), indukčných, ultrazvukových, magnetických. Obmedzenia, poruchové vplyvy, presnosť, spoľahlivosť.
8. Snímanie priestoru IR žiarením. Zdroje, snímače, typy zariadení. Aktívne a pasívne systémy. Registrujúce (poplašné) zariadenia. Snímanie objektov, pohybu objektov.
9. Snímanie priestoru IR žiarením 2. Infračervené kamery. Konštrukcie, typy citlivých elementov, pracovné vlnové dĺžky, optika. Teplotný profil, termovízia. Priradenie pseudofarieb.
10. Analýza prostredia, zisťovanie zloženia plynov. Možnosti zisťovania známych zložiek plynov v zmesi. Možnosti zistenia celkového zloženia plynnej vzorky. Prehľad metód, ich vhodnosť, výhody, nevýhody, obmedzenia, poruchové vplyvy, presnosť, spoľahlivosť, odôvodnenosť a ekonomika nasadenia.
11. Snímače farby. Princíp činnosti, poruchové veličiny, využitie.
12. CCD senzory. Najnovšie technológie -- parametre, dosiahnuté výsledky (počet pixlov, citlivosť,...)
13. CMOS senzory. Najnovšie technológie -- parametre, dosiahnuté výsledky (počet pixlov, citlivosť,...)
14. Infrasenzory. Princíp, využitie - termokamery. Najnovšie technológie -- parametre, dosiahnuté výsledky (počet pixlov, citlivosť,...)
15. Stabilizácia obrazu.
16. Technológia sheet-of-light
17. PIR senzory
18. Gyroskopické senzory
19. MEMS Senzory iné ako akcelerometre
20. Lambda sonda
21. Elektronická ochrana tovarov
22. Kinect
23. ...

• Vítané sú aj vlastné námety súvisiace s témou.

Hodnotí sa zvlášť prezentácia (vystupovanie, koncepcia, slajdy, ukážky - 10b) a zvlášť písomné spracovanie (úplnosť informácie, použité zdroje a ich citovanie, úprava -- 15b).

ToDo List

• NETLabTK: Tools for Tangible Design http://www.netlabtoolkit.org/category/news/
• ArduGraph is open-source easy to use serial graph monitor for Arduino. http://www.open-electronics.org/guest_projects/ardugraph/?utm_content=buffer51656&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=buffer

Návrat na zoznam cvičení...