MEMS inteligentné senzory a aktuátory: Rozdiel medzi revíziami

Verzia zo dňa a času 07:36, 12. máj 2017

Novinky

Skúška

Informácia pre študentov riadneho i dištančného štúdia:

Riadny termín 5. 6. 2017 o 9:00 v CD-35. Opravný termín 27. 6. 2017 o 9:00 v CD-35.

Na skúške smiete používať akékoľvek svoje písomné materiály (prednášky, cvičenia, knihy,...). Zakázané je pripojenie na internet a komunikácia s inými osobami. Skúška slúži na overenie vašich znalostí. Pokus o podvod bude potrestaný okamžitým vylúčením zo skúšky a prepadnutím termínu.

Obsahom skúšky bude:

• princípy senzorov jednotlivých veličin (obrázok, stručné vysvetlenie) - aj z čítania na doma.
• niekoľko otázok s výberom správnej možnosti (a,b,c,d)

Skúšku budete písať 60 minút. Opravovať sa bude bezprostredne po písomke, môžete počkať na výsledok a prípadne ho na mieste konzultovať.

Oznamy:

• 22. 3. Koho zaujíma kozmonautika, tak určite ocení prednášku o senzoroch:

• Prednáška 27. 2. bude špeciálna: Gabriel Vanko (EÚ SAV) - MEMS technológie

Odkaz na AIS:

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

Prednášky

Prednášky budú vždy v pondelok od 8:00 do 9:40 v miestnosti C-802.

Prednášajúci: Ing. Richard Balogh, PhD.

Prednášky LS 2017

Slajdy z prednášok

• 1: 13. 2. 2017 Úvod. Vlastnosti senzorov (charakteristiky).
• 2: 20. 2. 2017 Senzorický aparát človeka.
  • Referát 1: Jozef Bernát: ľudské oko versus kamery
  • Referát 2: David Abrhan: ľudské ucho versus mikrofóny
  • Program BBC Human Senses
  • Jessica Morrison: Human Nose Can Detect 1 Trillion Odors
  • Séria prednášok TEDx o zmysloch
• 3: 27. 2. 2017 Gabriel Vanko (EÚ SAV): MEMS technológie
  • Vanko, Gabriel, et al.: Bulk micromachining of SiC substrate for MEMS sensor applications.
  • Vanko, Gabriel, et al.: MEMS pressure sensor fabricated by advanced bulk micromachining techniques.
  • J. Zehetner, G. Vanko, P. Choleva, J. Dzuba, I. Ryger, T. Lalinsky: Using of laser ablation technique in the processing technology of GaN/SiC based MEMS for extreme conditions.
• 4: 6. 3. 2017 8:30 Exkurzia na EU SAV
  Uvidíte technologický postup pri výrobe MEMS senzorov.
  Stretneme sa o 8:30 pred vchodom do SAV na Dúbravskej ceste (mapa). Exkurzia potrvá cca do 11:00 a je povinná.
• 5:  13. 3. 2017 Optické princípy. Optická cesta.
  • Optoelektronika -- prednášky a cvičenia z predmetu OEaLT (stuba.sk)
  • Obrázky
  • Applet zobrazovanie šošovkou a zrkadlom
  • Applet na lom svetla hranolom
• 6: 20. 3. 2017 Proximitné optické snímače. CCD snímače.
• 7: 27. 3. 2017 CMOS snímače. / Čiarové a QR kódy / Senzory farieb
  • 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)
  • 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)
• 8: 3. 4. 2017 Akustické princípy snímačov
• 9: 10. 4. 2017 Snímače polohy
  • http://www.hamamatsu.com/jp/en/community/optical_sensors/articles/measuring_distance_with_light/index.html

/ Zbernica i2c

Cvičenia

Cvičenia sú v pondelok od 10:00 a 12:00 hod v T-004.

Cvičiaci: Ing. Richard Balogh, PhD.

• 13. 2. Cvičenie 1: Úvod (BOZP) a vyhodnotenie merania podľa normy.
• 20. 2. Cvičenie 2: Linearizácia odporového snímača polohy.
• 27. 2. Cvičenie 3: Lokálne zobrazenie meranej veličiny (LED a LCD).
•   6. 3. Cvičenie 4: Exkurzia na EU SAV
• 13. 3. Cvičenie 5: Riadkový CCS snímač TSL1401 Line Sensor.
• 20. 3. Cvičenie 6: Riadkový CCS snímač TSL1401 Line Sensor - dokončenie
• 27. 3. Cvičenie 7: Senzory farby: TCS230 a ColorPAL + rozpoznávanie farieb.
•  3. 4. Cvičenie 8: Ultrazvukové senzory.
• 10. 4. Cvičenie 9: Triangulačný profilometer MicroEpsilon.
• 24. 4. Cvičenie 10: Zbernica i2c -- Riešenie.

Archív cvičení: (kliknutím rozbaliť / zbaliť)

Semestrálne zadanie

Praktický projekt

V rámci cvičení budete pracovať individuálne s vybranými senzormi, ktoré pripojíte k mikropočítaču, navrhnete ukážkový program a všetko zdokumentujete. Podrobnejšie viď MEMS projekty.

Prezentácie 2017

Druhé zadanie je prezentačné: 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.

Vítané sú aj vlastné námety súvisiace s témou. Hodnotí sa zvlášť prezentácia (vystupovanie, koncepcia, slajdy, ukážky - 5 b) a zvlášť písomné spracovanie (úplnosť informácie, použité zdroje a ich citovanie, úprava -- 5 b).

Zadania pre LS 2017

• [20. 2. 2017] Jozef Bernát: ľudské oko versus kamery
• [20. 2. 2017] David Abrhan: ľudské ucho versus mikrofóny
• [13. 3. 2017] Lukáš Beňo: Biometrické snímače - prehľad
  • Jain, Anil K., Arun Ross, and Salil Prabhakar. An introduction to biometric recognition. IEEE Transactions on circuits and systems for video technology 14.1 (2004): 4-20.
  • Uludag, Umut, et al. Biometric cryptosystems: issues and challenges. Proceedings of the IEEE 92.6 (2004): 948-960.
• [13. 3. 2017] Márton Csiba Biometrické snímače - odtlačky prstov
  • Van der Putte, Ton, and Jeroen Keuning: Biometrical fingerprint recognition: don’t get your fingers burned. Smart Card Research and Advanced Applications. Springer US, 2000. 289-303.
  • Uludag, Umut, and Anil K. Jain. Attacks on biometric systems: a case study in fingerprints. Proceedings of SPIE. Vol. 5306. 2004.
• [27. 3. 2017] Boris Straňák: Biometrické snímače - snímač tepovej frekvencie
  • Toshiyo Tamura, Yuka Maeda, Masaki Sekine and Masaki Yoshida: Photoplethysmographic Sensors—Past and Present. Electronics 2014, 3(2), 282-302;
• [27. 3. 2017] Vladimír Falat: Termovízia
• [3. 4. 2017] Ján Goga Senzor dažďa - rain sensor
  • Rain sensor. (2017, March 7). In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 13:55, March 23, 2017, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Rain_sensor&oldid=769080485
  • H. Kurihata et al., Raindrop Detection from In-Vehicle Video Camera Images for Rainfall Judgment, First International Conference on Innovative Computing, Information and Control - Volume I (ICICIC'06), Beijing, 2006, pp. 544-547.
  • K. N. Choi, Omni-directional rain sensor utilizing scattered light reflection by water particle on automotive windshield glass, 2011 IEEE SENSORS Proceedings, Limerick, 2011, pp. 1728-1731.
  • Kajioka, Hideki, Keiji Fujimura, and Yasuhiro Fujita. Automatic Wiper Controller Using Optical Rain Sensor. Fujitsu Ten Tech. Journal 2 (1989).
  • Kato, Shinichi, and Toshinori Yagi. Development of a Rain-Light Sensor. Technical Review 20 (2008).
• [3. 4. 2017] Gábor Elek Umelá koža - artificial skin
  • Ravinder S. Dahiya, Giorgio Metta, Maurizio Valle and Giulio Sandini: Tactile Sensing—From Humans to Humanoids. IEEE Transactions on Robotics, vol. 26, no. 1, 2010.
  • Maiolino, P.; Maggiali, M.; Cannata, G.; Metta, G. & Natale, L. (2013): A flexible and robust large scale capacitive tactile system for robots, Sensors Journal, IEEE 13(10), 3910--3917.
  • Matěj Hoffmann: Jak si humanoidní robot iCub s umělou kůží osahává svět: od inspirace v biologii k adaptivním a bezpečným strojům. (video z prednášky)
• [10. 4. 2017] Štefan Faix Magneticko-induktívne senzory
  • Steve Taranovich: What are magneto-inductive MEMS? EDN Magazine, January 29, 2017.
  • Andrew Leuzinger and Andrew Taylor: Magneto-Inductive Technology Overview, PNI Corp., February 2010.
  • Slawomir Tumanski: Induction coil sensors – a review. Measurement Science and Technology, 18 (2007).
• [10. 4. 2017] Filip Lopatka: Snímače tlaku v pneumatikách
  • J. Siddons, A. Derbyshire, (1997) Tyre pressure measurement using smart low power microsystems, Sensor Review, Vol. 17 Issue: 2, pp.126-130, doi: 10.1108/02602289710170294
  • Tian, B.; Zhao, Y.; Jiang, Z.; Zhang, L.; Liao, N.; Liu, Y.; Meng, C. Fabrication and Structural Design of Micro Pressure Sensors for Tire Pressure Measurement Systems (TPMS). Sensors 2009, 9, 1382-1393.
  • M. Narducci, L. Yu-Chia, W. Fang and J. Tsai: CMOS MEMS capacitive absolute pressure sensor. Journal of Micromechanics and Microengineering, Volume 23, Number 5
• [15. 5. 20147] Szalai Nándor: 'Piezoelektrické MEMS snímače
  • Tadigadapa, S., and K. Mateti. Piezoelectric MEMS sensors: state-of-the-art and perspectives. Measurement Science and technology 20.9 (2009): 092001.
• [15. 5. 2017] Karácsony: RFID technológia označovania výrobkov
  • C.M. Roberts: Radio frequency identification. (RFID)Computers & Security, Volume 25, Issue 1, February 2006, Pages 18–264
  • N.C. Wu, M.A. Nystrom, T.R. Lin, H.C. Yu: Challenges to global RFID adoption. Technovation Volume 26, Issue 12, December 2006, Pages 1317–1323
  • K.V.S. Rao An overview of backscattered radio frequency identification system (RFID).

Voľné témy:

• [???] Time of Flight kamery (Kinect)
  • Miles Hansard, Seungkyu Lee, Ouk Choi, Radu Horaud: Time of Flight Cameras: Principles, Methods, and Applications]. Springer, pp.95, 2012, SpringerBriefs in Computer Science, ISBN 978-1-4471-4658-2.
  • Prezentacia: http://perception.inrialpes.fr/~Horaud/Courses/pdf/Horaud_3DS_3.pdf
  • Damien Lefloch, Rahul Nair, Frank Lenzen, Henrik Schafer, Lee Streeter, Michael J. Cree, Reinhard Koch and Andreas Kolb: Technical Foundation and Calibration Methods for Time-of-Flight Cameras.
  • Larry Li: Time-of-Flight Camera – An Introduction. Texas Instruments.
  • Prezentacia: https://pdfs.semanticscholar.org/c733/b6989e7670fd84ca903eb5239aac0351bfc3.pdf

Hodnotenie

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

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!

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

• http://www.edn.com/design/sensors

Návrat na zoznam cvičení...