MEMS inteligentné senzory a aktuátory: Rozdiel medzi revíziami
Z SensorWiki
(Vytvorená stránka „MEMSISA - MEMS - inteligentné senzory a aktuátory http://is.stuba.sk/katalog/syllabus.pl?predmet=282169;zpet=/katalog/index.pl?obdobi=201,jak=dle_jmena“) |
|||
Riadok 1: | Riadok 1: | ||
MEMSISA - MEMS - inteligentné senzory a aktuátory | MEMSISA - MEMS - inteligentné senzory a aktuátory | ||
− | http://is.stuba.sk/katalog/syllabus.pl?predmet=282169; | + | |
+ | |||
+ | Odkaz na AIS: | ||
+ | * 38173_3B - [http://is.stuba.sk/katalog/syllabus.pl?predmet=282169; MEMSISA: MEMS - inteligentné senzory a aktuátory] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | <!-- | ||
+ | |||
+ | |||
+ | == Dotazník == | ||
+ | |||
+ | Prosím, pomôžte skvalitniť výučbu tohto predmetu: | ||
+ | * [https://docs.google.com/spreadsheet/viewform?formkey=dHYzN245RkNpMHdUVUhXcjZaSzJNckE6MA#gid=0 Vyplňte dotazník] | ||
+ | |||
+ | == Skúška == | ||
+ | |||
+ | |||
+ | [[Súbor:SS_CIM_Hodnotenie2015.png]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | Informácia pre študentov riadneho i dištančného štúdia: | ||
+ | |||
+ | Riadny termín 29. 5. 2015 o 9:00 v D-519 | ||
+ | |||
+ | 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:''' | ||
+ | |||
+ | * príklady na výpočty magnetických obvodov, kapacitných a odporových snímačov, fotoelektrických snímačov atď. | ||
+ | * 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. | ||
+ | |||
+ | == Prednáška == | ||
+ | |||
+ | V stredu 25. 3. 2015 od 14:30 bude v CD-300 prednáška odborníkov z CERNu. [http://robotika.sk/ Viac informácií...] | ||
+ | |||
+ | V piatok 27. 3. 2015 bude riadna prednáška z predmetu SS CIM na ktorej privítame špecialistu na elektroniku a detektory | ||
+ | v experimente Alice z CERNu. | ||
+ | |||
+ | == Exkurzia I. == | ||
+ | |||
+ | 31. 3. 2015 sa cvičenia uskutočnia v priestoroch firmy [http://www.microstep-mis.com/ MicroStep-MIS], | ||
+ | [http://www.microstep-mis.com/index.php?lang=en&site=src/contact Čavojského 1]. | ||
+ | |||
+ | Stretneme sa buď 13:30 pred vchodom do firmy alebo spoločný odchod spred FEI Blok A o 13:00, | ||
+ | ďalej električkou č. 4 s odchodom 13:13 | ||
+ | zo zástavky Botanická záhrada. | ||
+ | |||
+ | Účasť je povinná, so sebou USB kľuč na namerané data, zošit a pero. | ||
+ | |||
+ | == Prázdniny == | ||
+ | |||
+ | Cvičenia 7. 4. 2015 nebudú - prázdniny. | ||
+ | |||
+ | == Exkurzia II. == | ||
+ | |||
+ | 14. 4. 2015 sa cvičenia uskutočnia v priestoroch firmy [http://me-inspection.sk/ ME Inspection], | ||
+ | [http://me-inspection.sk/?q=en/node/158 Údernícka 11]. | ||
+ | |||
+ | Stretneme sa buď 13:20 na konečnej autobusu č.80 v Petržalke | ||
+ | alebo spoločný odchod 13:00 na zastávke ZOO autobusom č. 192 na Einsteinovej prechod na | ||
+ | opačnú strany a prestup na č. 80 až na konečnú Údernícka - kúpalisko. | ||
+ | |||
+ | Účasť je povinná, so sebou USB kľuč na namerané data, zošit a pero. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | * '''3:''' 06. 3. 2015 '''Magnetické princípy.''' Výpočty magnetických obvodov. | ||
+ | ** Domáca úloha: [http://en.wikipedia.org/wiki/Hall_effect Hall effect], [http://en.wikipedia.org/wiki/Seebeck_effec Seebeck effect], [http://en.wikipedia.org/wiki/Peltier_effect Peltier effect] | ||
+ | ** Video - prof. Walter Lewin: ''[http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-02-electricity-and-magnetism-spring-2002/video-lectures/ MIT Course 8.02 Electricity and Magnetism]'' Hľadajte '''Lecture 21: Magnetic Materials'''. | ||
+ | ** 2015: Video removed, use [https://www.youtube.com/playlist?list=PLyQSN7X0ro2314mKyUiOILaOC2hk6Pc3j following link]. | ||
+ | ** [[SS CIM - Obrazová príloha#Magnetické princípy|Obrázky]] | ||
+ | * '''4:''' 13. 3. 2015 '''Optické princípy.''' Optická cesta. CCD a CMOS snímače. | ||
+ | ** Optoelektronika -- [http://www.kme.elf.stuba.sk/kme/buxus/docs/predmety/OEaLT/ prednášky a cvičenia z predmetu OEaLT] (stuba.sk) | ||
+ | ** [[SS CIM - Obrazová príloha#Optické princípy|Obrázky]] | ||
+ | ** [http://webphysics.davidson.edu/Applets/optics4/default.html Applet zobrazovanie šošovkou a zrkadlom] | ||
+ | ** [http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=37.0 Applet na lom svetla hranolom] | ||
+ | * '''5:''' 20. 3. 2015 '''Farba.''' '''Akustické princípy.''' | ||
+ | ** Beau Lotto: ''[http://www.ted.com/talks/lang/sk/beau_lotto_optical_illusions_show_how_we_see.html Optical illusions show how we see]''. Video on '''[http://ted.com TED]'''.com | ||
+ | ** Edward H. Adelson: ''[http://persci.mit.edu/pub_pdfs/gazzan.pdf Lightness Perception and Lightness Illusions]'' '''[http://web.mit.edu/persci/gaz/# + demonstrations]''' (mit.edu) | ||
+ | ** [http://www.webexhibits.org/causesofcolor/index.html Why are things colored?] (webexhibit.com) | ||
+ | ** Akustické princípy: [[SS CIM - Obrazová príloha#Akustické systémy|obrázky]] | ||
+ | * '''6:''' 27. 3. 2015 Pozvaná prednáška - ''Peter Lichard'': Detektory žiarenia a merania v CERNe | ||
+ | <!-- | ||
+ | ** Čo je to CERN | ||
+ | *** LHC: the [http://musiclub.web.cern.ch/MusiClub/bands/cernettes/firstband.html VERY FIRST photo] of a band ever published on the web. [http://www.youtube.com/watch?v=A1L2xODZSI4 Collider video] | ||
+ | *** [http://youtu.be/j50ZssEojtM Large Hadron Rap] | ||
+ | ** Ako sa robí HEP experiment (trocha fyziky) | ||
+ | ** Straw detektor, tvorba a spracovanie signálu | ||
+ | *** [http://indico.cern.ch/getFile.py/access?resId=2&materialId=slides&confId=121649 Straw detectors] | ||
+ | *** [https://indico.cern.ch/getFile.py/access?resId=3&materialId=slides&confId=121649 ..and electronics] | ||
+ | ** Príklady použitia | ||
+ | |||
+ | <HR> | ||
+ | * 6: '''Snímanie v priestore.''' '''Proximitné snímače.''' | ||
+ | * 7: '''Snímanie polohy.''' | ||
+ | * 8: '''Snímače mechanických veličín.''' | ||
+ | * 10: '''Snímače mechanických veličín - dokončenie''' (snímače zrýchlenia, MEMS technológia) | ||
+ | * 11: '''Analýza prostredia''' a Spracovanie signálov | ||
+ | ** [http://senzory.aspone.cz/pir.htm PIR snímač pohybu I.] [http://www.ladyada.net/learn/sensors/pir.html PIR snímač pohybu II.] | ||
+ | ** [http://youtu.be/oFUUQcpGR3k Detektor dymu] (youtube.com) | ||
+ | * 12: Operačné zosilňovače a napájacie zdroje | ||
+ | ** [http://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier Operational amplifier] (wikipedia.org) | ||
+ | ** Walt Jung: ''[http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/39-05/op_amp_applications_handbook.html Op Amp Applications Handbook.]'' Analog Devices, Inc. | ||
+ | |||
+ | === Archív prednášok z roku 2012 === | ||
+ | |||
+ | # [[Médiá:Magnet1.pdf|Magnetické princípy]] | ||
+ | # [[Médiá:Opticsyst1.pdf|Optické princípy]] | ||
+ | # [[Médiá:Ultrazvuk1.pdf|Akustické systémy]] | ||
+ | # [[Médiá:Priestor1.pdf|Snímanie v priestore]] | ||
+ | # [[Médiá:Polohar1.pdf|Snímanie polohy]] | ||
+ | # [[Médiá:Proximit1.pdf|Proximitné snímače]] | ||
+ | # [[Médiá:Mechanické.pdf|Snímanie mechanických veličín]] | ||
+ | # [[Médiá:Analyz1.pdf|Analýza prostredia 1]] | ||
+ | # [[Médiá:Analyz2.pdf|Analýza prostredia 2]] | ||
+ | # [[Médiá:Operač1.pdf|Operačné zosilňovače: vlastnosti]] | ||
+ | # [[Médiá:Operač2.pdf|Operačné zosilňovače: aplikácie]] | ||
+ | # [[Médiá:Zdroje.pdf|Napájacie zdroje]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | * 24. 2. Výpočty magnetických obvodov II. Výpočty optických obvodov. | ||
+ | * 03. 3. | ||
+ | * 10. 3. Výpočty kapacitných obvodov. | ||
+ | <HR> | ||
+ | * Riadkový CCS snímač [[TSL1401 Line Sensor]] | ||
+ | * Senzory farby: [[Acrob041|TCS230]] a [[Acrob042|ColorPAL]] + [[Acrob043|rozpoznávanie farieb]] | ||
+ | * '''Cyklus 1''': Optické snímače, Kapacitný snímač otáčok, Iskrové snímače vzdialenosti | ||
+ | * Cyklus 1 | ||
+ | * Cvičenie v '''[http://me-inspection.sk/ ME-Inspection]''' <!-- | ||
+ | -- [http://me-inspection.sk/?q=node/152 uvidíte priemyselné meracie systémy] z portfólia firmy.<BR> Stretneme sa o 13:00 na Úderníckej 11 (Petržalka), cvičenie potrvá do 15:00 a je povinné. Odporúčaná doprava MHD: 12:31 zo zast. ZOO autobusom 192 na zast. Einsteinova, prejsť na opačnú stranu a odtiaľ 12:45 autobusom 80 na zast. Údernícka - kúpalisko. Môžete si vziať vlastný predmet hr. max. 50mm na zmeranie v profilometri. So sebou pero, zošit a USB kľúč na namerané data. --> | ||
+ | * Cyklus 1 | ||
+ | * Cyklus 1 | ||
+ | * '''Cyklus 2''': Snímače polohy | ||
+ | * Cyklus 2 | ||
+ | |||
+ | Archív návodov na cvičenia | ||
+ | |||
+ | * [[Media:0BOZP.pdf|Bezpečnosť práce]] | ||
+ | * [[Médiá:magnvyp.pdf|Výpočty magn. obvodov]] | ||
+ | * [[Médiá:Fotovyp.pdf|Výpočty fotoelektrických obvodov]] | ||
+ | * [[Médiá:Kapacit rez.pdf|Výpočet kapacit snímača rez]] | ||
+ | * [[Médiá:Rez.pdf|Snímanie otáčok]] - LAB | ||
+ | * [[Médiá:Optické.pdf|Optické snímače]] - LAB | ||
+ | * [[Médiá:Piezo.pdf|Ultrazvuk, piezokeramika]] - LAB | ||
+ | * [[Médiá:Iskra.pdf|Ultrazvuk, elektr. iskra]] - LAB | ||
+ | * [[Médiá:LVDT.pdf|Transf. snímač polohy]] - LAB | ||
+ | * [[Médiá:Kapacitný.pdf|Kapacitný snímač polohy]] - LAB | ||
+ | * [[Médiá:Proxim.pdf|Proximitné snímače]] - LAB | ||
+ | * Operačné zosilňovače - LAB | ||
+ | ** [[Médiá:OZ.pdf|LM324]] | ||
+ | ** [[Médiá:OZ1.pdf|MAA741]] | ||
+ | ** [[Médiá:OZ2.pdf|MAA748]] | ||
+ | ** [[Médiá:OZ3.pdf|MAA748 nový]] | ||
+ | |||
+ | * [[Media:TEMY1.doc|Témy semestr. zadaní]] | ||
+ | * [[Media:TEMY2.doc|Úprava referátov]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | --> | ||
+ | |||
+ | == Prednášky == | ||
+ | |||
+ | Prednášky budú vždy v pondelok od 16:00 do 17:45 v miestnosti D-519. | ||
+ | |||
+ | Prednášajúci: Ing. Richard Balogh, PhD. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Prednášky LS 2015 === | ||
+ | |||
+ | [http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sscim/prednasky Slajdy z prednášok] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | * '''1:''' 20. 2. 2015 Úvod (definície pojmov, senzorický aparát človeka) | ||
+ | ** Program BBC [http://www.bbc.co.uk/science/humanbody/tv/humansenses/ Human Senses] | ||
+ | ** Jessica Morrison: [http://www.scientificamerican.com/article/human-nose-can-detect-1-trillion-odors/ Human Nose Can Detect 1 Trillion Odors] | ||
+ | ** 2015: [http://www.ted.com/topics/senses Séria prednášok TEDx o zmysloch] | ||
+ | * '''2:''' 27. 2. 2015 Vlastnosti senzorov (charakteristiky). | ||
+ | |||
+ | |||
+ | == Cvičenia == | ||
+ | |||
+ | Cvičenia sú vo štvrtok od 12:00 hod v D-519 (D-520). | ||
+ | |||
+ | Cvičiaci: Ing. Richard Balogh, PhD. | ||
+ | |||
+ | * 18. 2. ''cvičenie odpadlo'' | ||
+ | * 25. 2. Bezpečnosť práce. Odporový snímač polohy. | ||
+ | |||
+ | == Hodnotenie == | ||
+ | |||
+ | * Za prácu na cvičeniach (aktivita, referáty) 10 b. | ||
+ | * Prezentácia na prednáške 10 b. | ||
+ | * Semestrálny projekt 20 b. | ||
+ | * Skúška (písomná) 60 b. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | <!-- | ||
+ | [[Súbor:SS_CIM_Hodnotenie2015.png]] | ||
+ | |||
+ | Hodnotenie cvičení: | ||
+ | |||
+ | |||
+ | [[Súbor:SS_CIM_Hodnotenie2014_C.png]] | ||
+ | --> | ||
+ | |||
+ | == Literatúra == | ||
+ | |||
+ | * Jacob Fraden: ''[http://www.springer.com/physics/applied+%26+technical+physics/book/978-1-4419-6465-6 Handbook of Modern Sensors.]'' 4th ed. Springer, New York, 2010. Dostupné on-line: <[ftp://ftp.itb.ac.id/pub/download/misc/jambak/1/MECHS%20ENGGINEERING%20BOOKS/Computer/Handbook.of.Modern.Sensors.Physics.Designs.and.Applications.pdf ftp://ftp.itb.ac.id/]>, prípadne <[http://folk.ntnu.no/andberge/Sensors.pdf folk.ntnu.no]> | ||
+ | * Sabrie Soloman: ''[http://www.amazon.com/Sensors-Control-Systems-Manufacturing-ebook/dp/B002XKYATW Sensors and Control Systems in Manufacturing.]'' 2nd ed. McGraw Hill, New York, 2010. | ||
+ | * H. R. Everett: ''[http://www.amazon.com/Sensors-Mobile-Robots-H-R-Everett/dp/1568810482 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. | ||
+ | |||
+ | * [http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sscim/prednasky Slajdy z prednášok] | ||
+ | * Rozpracované skriptá [http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sscim/prednasky/skripta 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. | ||
+ | |||
+ | # Zmyslové orgány: hmat | ||
+ | # Zmyslové orgány: čuch a chuť | ||
+ | # Supravodivosť a magnetizmus, vysokoteplotná sv. | ||
+ | # Biele LED - technológie, parametre, princípy | ||
+ | # Povrchová akustická vlna -- princíp, využitie, komerčné aplikácie. Vybrať nejaký senzor. | ||
+ | # 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. | ||
+ | # Snímanie polohy (dĺžok) väčších rozsahov, rádove [m]. Využitie princípov optických (laserových), indukčných, ultrazvukových, magnetických. Obmedzenia, poruchové vplyvy, presnosť, spoľahlivosť. | ||
+ | # Snímanie priestoru IR žiarením. Zdroje, snímače, typy zariadení. Aktívne a pasívne systémy. Registrujúce (poplašné) zariadenia. Snímanie objektov, pohybu objektov. | ||
+ | # Snímanie priestoru IR žiarením 2. Infračervené kamery. Konštrukcie, typy citlivých elementov, pracovné vlnové dĺžky, optika. Teplotný profil, termovízia. Priradenie pseudofarieb. | ||
+ | # 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. | ||
+ | # Snímače farby. Princíp činnosti, poruchové veličiny, využitie. | ||
+ | # CCD senzory. Najnovšie technológie -- parametre, dosiahnuté výsledky (počet pixlov, citlivosť,...) | ||
+ | # CMOS senzory. Najnovšie technológie -- parametre, dosiahnuté výsledky (počet pixlov, citlivosť,...) | ||
+ | # Infrasenzory. Princíp, využitie - termokamery. Najnovšie technológie -- parametre, dosiahnuté výsledky (počet pixlov, citlivosť,...) | ||
+ | # Stabilizácia obrazu. | ||
+ | # Technológia sheet-of-light | ||
+ | # PIR senzory | ||
+ | # Gyroskopické senzory | ||
+ | # MEMS Senzory iné ako akcelerometre | ||
+ | # Lambda sonda | ||
+ | # Elektronická ochrana tovarov | ||
+ | # Kinect | ||
+ | # ... | ||
+ | |||
+ | * 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). | ||
+ | |||
+ | |||
+ | <!-- | ||
+ | |||
+ | == Dištančné štúdium == | ||
+ | |||
+ | Študenti v dištančej forme štúdia sa zúčastnia skúšky v rovnakom termíne a bude rovnako hodnotená ako u študentov denného štúdia. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Domáce úlohy do 27. 3. 2015 (8 bodov) === | ||
+ | |||
+ | # Rozbor jedného senzorového systému podľa vlastného výberu (1-2 x A4, meraná veličina, vstupný a výstupný rozsah, technické a metrologické parametre, prevodová charakteristika, dynamické vlastnosti, prechodová alebo frekvenčná charakteristika, spracovanie signálu, poruchové veličiny, fotografia snímača). | ||
+ | # Vypočítať príklady | ||
+ | ## [[Médiá:Fotovyp.pdf|Výpočty fotoelektrických obvodov]] | ||
+ | ## [http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sscim/cvicenia/ultrazvuk.pdf Výpočet chyby ultrazvukového snímača vzdialenosti] | ||
+ | ## [http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sscim/cvicenia/kapacity.pdf Analýza kapacitného snímača hladiny] Rozmery, ktoré v zadaní chýbajú: H = 320 mm, r1 = 0,80 mm, r2 = 0,82 mm, r3 = 8,00 mm, Cp = 40 pF. | ||
+ | |||
+ | Odovzdať prosím vytlačené na stretnutí 27. 3. zároveň odovzdať elektronickú verziu mailom na balogh zavinac elf.stuba.sk | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | === Domáce úlohy do 24. 4. (6 bodov) === | ||
+ | |||
+ | # Navrhnite spôsob merania hrúbky valcovaného plechu. Použite triangulačný snímač vzdialenosti. Zamyslite sa nad možnosťou kompenzácie zmenou rozmerov v závislosti od teploty, vyriešte spôsob kalibrácie. Pri návrhu musíte brať do úvahy skutočnosť, že valcovaný plech sa nepohybuje v jednej rovine, ale pri prechode valcami kmitá a vibruje. | ||
+ | # Navrhnite (alebo nájdite v literatúre) obvod pre štvornásobenie výstupného signálu z inkrementálneho snímača otáčok a obvod pre detekciu smeru otáčania. Vysvetlite funkciu obvodu. | ||
+ | # Vypočítať príklady | ||
+ | ## [http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sscim/cvicenia/potenciometer.pdf Výpočety potenciometrického snímača polohy] (11.4. nová verzia) | ||
+ | |||
+ | Odovzdať prosím vytlačené na prednáške 2. 5. zároveň odovzdať elektronickú verziu mailom. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Domáce úlohy do 15. 5. (6 bodov) === | ||
+ | |||
+ | # Navrhnite vhodný obvod s operačnými zosilňovačmi pre pripojenie mostíkového snímača k mikropočítaču s AD prevodníkom. | ||
+ | Obvod by mal zabezpečiť, aby výstup z odporového mostíka bol pripojiteľný k internému A-D prevodníku mikropočítača | ||
+ | s referenčným napätím 2,5 V (t.j. rozsah 0-2,5 V). Mostík má byť napájaný zo zdroja referenčného napätia. Odporový mostík | ||
+ | môže byť napr. | ||
+ | Smartec SPD005G, Smartec SPD015G, Smartec SPD030G, Smartec SPD100G, Freescale MPX1000, Freescale MPX2000, | ||
+ | Futek FBB300, SMDsensors S220, Vishay S5027 a pod. Môžete si vybrať aj vlastný snímač. | ||
+ | |||
+ | Návrh musí obsahovať výpočty pre všetky použité súčiastky, návrh napájacej časti, návrh zosilňovača | ||
+ | a návrh anti-alias filtra pred A-D prevodníkom. Naviac môžete doplniť ochranné obvody. | ||
+ | |||
+ | <!-- | ||
+ | Odovzdať prosím vytlačené najneskôr na skúške 29. 5. a zároveň odovzdať elektronickú verziu mailom na balogh zavinac elf.stuba.sk | ||
+ | --> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Hodnotenie === | ||
+ | |||
+ | Hodnotenie predmetu pozostáva z troch častí. Okrem písomnej skúšky na záver semestra | ||
+ | musíte vypracovať semestrálny projekt (výber témy vyššie) a pravidelne odovzdávať domáce | ||
+ | úlohy. | ||
+ | |||
+ | * Semestrálny projekt 25 b. - min. 15 bodov | ||
+ | * Domáce úlohy 20 b. - min. 15 bodov | ||
+ | * Skúška (písomná) 55 b. - min. 28 bodov | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <!-- | ||
+ | == Skúška == | ||
+ | |||
+ | [[Súbor:SS_CIM_Hodnotenie2014_D.png]] | ||
+ | * [[Media:vysledok.jpg|Výsledky denní]] | ||
+ | * [[Media:vysledok1.jpg|Výsledky dištanční]] | ||
+ | * [[Media:výsledky.doc|Výsledky opravný termín]] | ||
+ | --> | ||
+ | |||
+ | == Relax == | ||
+ | <!-- | ||
+ | |||
+ | ''Na tomto obrázku spolupracovali senzory:'' Maticový CCD snímač 6x7mm, fotodetektor na snímanie jasu scény (expozimeter), snímač chvenia pre riadenie optickej stabilizácie, krížový CCD snímač pre fázovú detekciu v autofokuse, snímač polohy (vysúvanie objektívu), snímač rýchlosti zoomovania, analyzátor zloženia svetla (vyváženie bielej), snímač prítomnosti pamäťovej karty, snímač vysunutia blesku a iné..... | ||
+ | |||
+ | '''Príjemné leto v horách i pri mori...(Bilea Lac, RO)''' | ||
+ | [[Obrázok: Bilea.jpg]] | ||
+ | --> | ||
+ | |||
+ | === Meranie teploty plameňa sviečky === | ||
+ | |||
+ | Teplota plameňa udávaná v literatúre je 1200 - 1500 stupňov. Jednoduché meranie termočlánkom na prvý pohľad | ||
+ | odporuje tomuto údaju. Je teda teplota 900 alebo 1500 stupňov? | ||
+ | |||
+ | [[Obrázok:MeranieTeplotyPlamena.jpg|center|500px]] | ||
+ | |||
+ | Vysvetlenie (doc. Valko): | ||
+ | |||
+ | Oba údaje sú správne. Hodnoty okolo 1500 C sa odvodzujú od bezkontaktných | ||
+ | spektrografických meraní teploty plameňa a teplota sa vypočíta zo spektra | ||
+ | (farby). | ||
+ | |||
+ | Tepelná kapacita spalných plynov je v porovnaní s odvodom tepla meradlom | ||
+ | veľmi malá, preto teplota citlivého prvku (spoja termočlánku) bude určite | ||
+ | nižšia ako teplota okolia. | ||
+ | |||
+ | --> |
Verzia zo dňa a času 11:29, 25. február 2016
MEMSISA - MEMS - inteligentné senzory a aktuátory
Odkaz na AIS:
- Cyklus 1
- Cyklus 1
- Cyklus 2: Snímače polohy
- Cyklus 2
Archív návodov na cvičenia
- Bezpečnosť práce
- Výpočty magn. obvodov
- Výpočty fotoelektrických obvodov
- Výpočet kapacit snímača rez
- Snímanie otáčok - LAB
- Optické snímače - LAB
- Ultrazvuk, piezokeramika - LAB
- Ultrazvuk, elektr. iskra - LAB
- Transf. snímač polohy - LAB
- Kapacitný snímač polohy - LAB
- Proximitné snímače - LAB
- Operačné zosilňovače - LAB
-->
Obsah
Prednášky
Prednášky budú vždy v pondelok od 16:00 do 17:45 v miestnosti D-519.
Prednášajúci: Ing. Richard Balogh, PhD.
Prednášky LS 2015
- 1: 20. 2. 2015 Úvod (definície pojmov, senzorický aparát človeka)
- Program BBC Human Senses
- Jessica Morrison: Human Nose Can Detect 1 Trillion Odors
- 2015: Séria prednášok TEDx o zmysloch
- 2: 27. 2. 2015 Vlastnosti senzorov (charakteristiky).
Cvičenia
Cvičenia sú vo štvrtok od 12:00 hod v D-519 (D-520).
Cvičiaci: Ing. Richard Balogh, PhD.
- 18. 2. cvičenie odpadlo
- 25. 2. Bezpečnosť práce. Odporový snímač polohy.
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)
- Snímače tlaku (d.ú. str. 375 - 397)
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.
- Zmyslové orgány: hmat
- Zmyslové orgány: čuch a chuť
- Supravodivosť a magnetizmus, vysokoteplotná sv.
- Biele LED - technológie, parametre, princípy
- Povrchová akustická vlna -- princíp, využitie, komerčné aplikácie. Vybrať nejaký senzor.
- 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.
- Snímanie polohy (dĺžok) väčších rozsahov, rádove [m]. Využitie princípov optických (laserových), indukčných, ultrazvukových, magnetických. Obmedzenia, poruchové vplyvy, presnosť, spoľahlivosť.
- Snímanie priestoru IR žiarením. Zdroje, snímače, typy zariadení. Aktívne a pasívne systémy. Registrujúce (poplašné) zariadenia. Snímanie objektov, pohybu objektov.
- Snímanie priestoru IR žiarením 2. Infračervené kamery. Konštrukcie, typy citlivých elementov, pracovné vlnové dĺžky, optika. Teplotný profil, termovízia. Priradenie pseudofarieb.
- 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.
- Snímače farby. Princíp činnosti, poruchové veličiny, využitie.
- CCD senzory. Najnovšie technológie -- parametre, dosiahnuté výsledky (počet pixlov, citlivosť,...)
- CMOS senzory. Najnovšie technológie -- parametre, dosiahnuté výsledky (počet pixlov, citlivosť,...)
- Infrasenzory. Princíp, využitie - termokamery. Najnovšie technológie -- parametre, dosiahnuté výsledky (počet pixlov, citlivosť,...)
- Stabilizácia obrazu.
- Technológia sheet-of-light
- PIR senzory
- Gyroskopické senzory
- MEMS Senzory iné ako akcelerometre
- Lambda sonda
- Elektronická ochrana tovarov
- Kinect
- ...
- 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).
Hodnotenie
Hodnotenie predmetu pozostáva z troch častí. Okrem písomnej skúšky na záver semestra musíte vypracovať semestrálny projekt (výber témy vyššie) a pravidelne odovzdávať domáce úlohy.
- Semestrálny projekt 25 b. - min. 15 bodov
- Domáce úlohy 20 b. - min. 15 bodov
- Skúška (písomná) 55 b. - min. 28 bodov
Relax
Meranie teploty plameňa sviečky
Teplota plameňa udávaná v literatúre je 1200 - 1500 stupňov. Jednoduché meranie termočlánkom na prvý pohľad odporuje tomuto údaju. Je teda teplota 900 alebo 1500 stupňov?
Vysvetlenie (doc. Valko):
Oba údaje sú správne. Hodnoty okolo 1500 C sa odvodzujú od bezkontaktných spektrografických meraní teploty plameňa a teplota sa vypočíta zo spektra (farby).
Tepelná kapacita spalných plynov je v porovnaní s odvodom tepla meradlom veľmi malá, preto teplota citlivého prvku (spoja termočlánku) bude určite nižšia ako teplota okolia.
-->