MEMS inteligentné senzory a aktuátory

MEMSISA - MEMS - inteligentné senzory a aktuátory

Odkaz na AIS:

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

Prednášky

Prednášky budú vždy v pondelok od 16:00 do 17:45 v miestnosti D-519.

Prednášajúci: Ing. Richard Balogh, PhD.

Prednášky LS 2015

Slajdy z prednášok

• 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.

Cvičenie 1: Úvod

• Úvod: Bezpečnosť práce

Poučenie o Bezpečnosti pri práci

Praktický súhrn Bezpečnosť práce

• Spracovanie výsledkov podľa STN EN 60 770

• Data na spracovanie

• Pomocný blok:Meracie prevodníky

• Príklad na pripojenie analógového senzora: http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sensorwiki/index.php/Acrob007
• Riadiaca doska Acrob http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sensorwiki/index.php/Acrob
• Arduino homepage https://www.arduino.cc/

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.

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).

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.

-->