MEMS inteligentné senzory a aktuátory: Rozdiel medzi revíziami

← Predchádzajúca úprava Ďalšia úprava →

Verzia z 08:33, 26. marec 2019

Novinky

20. 3. 2019 Domáca úloha č. 4 https://repl.it/teacher/assignments/2991856

5. 3. 2019 Aktuálny stav bodov

4. 3. 2019 Domáca úloha č. 3 https://repl.it/teacher/assignments/2880924

Odkaz na AIS:

38173_3B - MEMSISA: MEMS - inteligentné senzory a aktuátory

Prednášky

Prednášky budú vždy v utorok od 8:00 do 9:40 v miestnosti D-208. Účasť na prednáškach je povinná.

Prednášajúci: Ing. Richard Balogh, PhD.

Prednášky LS 2018

Slajdy z prednášok

1: 12. 2. 2019 Úvod. Vlastnosti senzorov (charakteristiky).
2: 19. 2. 2019 Spracovanie výsledkov merania podľa STN EN 60 770 a Odporové snímače a ich linearizácia.
- Spracovanie výsledkov podľa STN EN 60 770
- Ako správne kresliť grafy.
3: 26. 2. 2019 Senzorický aparát človeka
- Referát 1: Bc. Martin SUPEK: ľudské oko versus kamery
- Program BBC Human Senses
- Jessica Morrison: Human Nose Can Detect 1 Trillion Odors
- Séria prednášok TEDx o zmysloch
4: 5. 3. 2019 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: 5. 3. 2018 Optická cesta. CCD a CMOS snímače.

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)

5: 12. 3. 2018 Čiarové a QR kódy / Senzory farieb / Operačné zosilňovače

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)
Greg Davis: The Evolution of the Instrumentation Amplifier (edn.com)

6: 19. 3. 2018 Priestorové snímače. Proximitné optické snímače (začiatok).

http://www.photoneo.com/
Principles of 3D scanning (video)

7: 26. 3. 2018 Proximitné optické snímače (dokončenie). Akustické princípy snímačov.

Alain Van Ryckegham: How do bats echolocate and how are they adapted to this activity?]. Scientific American
Denise Herzing: The language of dolphins] TED2013

8: 9. 4. 2018 Snímače polohy I.

9: 16. 4. 2018 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.

10: 23. 4. 2018 Snímače polohy II.

11: 30. 4. 2018 Snímače mechanických veličín. MEMS inerciálne snímače

12: 7. 5. 2018 Odporové snímače. Analýza tenzometrického mostíka / MEMS snímače tlaku.

Archív

Archív prednášok 2017: (kliknutím rozbaliť / zbaliť)

Archív prednášok 2016: (kliknutím rozbaliť / zbaliť)

Cvičenia

Cvičenia sú v utorok od 10:00 v T-004. Cvičenia sú povinné.

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).
5. 3. Cvičenie 4: Dokončovanie 1.-3. Processing 7-segment display

12. 3. Cvičenie 5: Riadkový CCS snímač TSL1401 Line Sensor.

19. 3. Cvičenie 7: Senzory farby: TCS230 a ColorPAL + rozpoznávanie farieb.

26. 3. Cvičenie 8: Ultrazvukové senzory.

3. 4. Cvičenie 9: Zbernica i2c

Archív cvičení: (kliknutím rozbaliť / zbaliť)

Semestrálne zadania

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 2019

Druhé zadanie je prezentačné: Vybranú tému treba spracovať písomne v rozsahu min. 3 strán a odprezentovať v rámci prednášok cca 10 minút. Ak je pod témou uvedená literatúra, znamená to, že ju musíte použiť. Okrem toho môžete použiť aj ďalšiu, doplňujúcu. Niektoré články sú prístupné len v rámci fakultných počítačov, stiahnite si ich v škole.

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.

Poznámky k prezentácii: Prezentácia nemá obsahovať veci z prednášky, má ju doplniť o nové informácie. Dodržte prosím časový limit 5-7 minút, nečítajte ale vysvetľujte. Slajd typu celá strana plná textu je zle. Nepoužívajte cudzie slová a pojmy, ktorým nerozumiete len aby to lepšie vyzeralo. Dodržte a sledujte časovanie. Máte v prezentácii obrázky? Ak nie, je vôbec potrebná? Musíte byť schopní vysvetliť o čom máte referát aj bez slajdov.

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 2019 -- Voľné témy:

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;
Furmánek: 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)
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).
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
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
Magnetické snímače GMR
- Mitra Djamal, Ramli: Development of Sensors Based on Giant Magnetoresistance Material, Procedia Engineering, Volume 32, 2012.
- C. Giebeler, D.J. Adelerhof, A.E.T. Kuiper, J.B.A. van Zon, D. Oelgeschläger, G. Schulz: Robust GMR sensors for angle detection and rotation speed sensing, Sensors and Actuators A: Physical, Volume 91, Issues 1–2, 2001.
8. tyzden - Martin KUDRI: Magnetické snímače polohy
- HILIGSMANN, Vincent; RIENDEAU, Peter. Monolithic 360 degrees rotary position sensor IC. In: SENSORS, 2004 IEEE. IEEE, 2004.
- C.P.O Treutler: Magnetic sensors for automotive applications, Sensors and Actuators A: Physical, Volume 91, Issues 1–2, 2001.
- Ausserlechner Udo, Motz Mario, Holliber Michael: Drift of magnetic sensitivity of smart Hall sensorsdue to moisture absorbed by the IC-package. In: SENSORS, 2004 IEEE. IEEE, 2004.
Kudri: Snímače momentu (torque)
- FLEMING, William J.: Automotive torque measurement: A summary of seven different methods. In: 32nd IEEE Vehicular Technology Conference. IEEE, 1982. p. 71-78.
- David R. Myers, Matthew W. Chan, Gabriele Vigevani, Brian D. Sosnowchik, Robert G. Azevedo, Anand V. Jog, Liwei Lin, Albert P. Pisano: Torque measurements of an automotive halfshaft using micro double-ended tuning fork strain gauges, Sensors and Actuators A: Physical, Volume 204, 2013.
- ANGLEVIEL, Didier; FRACHON, Didier; MASSON, Gérald. Development of a contactless hall effect torque sensor for electric power steering. SAE Technical Paper, 2006.
- Yongjun Sun, Yiwei Liu, Tian Zou, Minghe Jin, Hong Liu: Design and optimization of a novel six-axis force/torque sensor for space robot, Measurement, Volume 65, 2015.

Prezentácie 2016-18

Archív zadaní z predošlých rokov: (kliknutím rozbaliť / zbaliť)

Domáce úlohy

Domáca úloha č. 4 https://repl.it/teacher/assignments/2991856
Domáca úloha č. 3 https://repl.it/teacher/assignments/2880924
Domáca úloha č. 2 https://repl.it/teacher/assignments/2831144
Domáca úloha č. 1 https://repl.it/classroom/invite/6nyxqWX

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!

Podmienky absolvovania predmetu

Znalosť odprezentovanej problematiky z prednášok a cvičení
Získanie zápočtu z cvičení
Získanie potrebného počtu bodov na skúške (min. 50% písomky)

Podmienky na udelenie zápočtu:

absolvovanie všetkých cvičení (max. 1 ospravedlnená neúčasť)
získanie minimálne 2/3 bodov
odprezentovanie referátu na prednáške

Prácu študenta kontroluje a zápočty udeľuje cvičiaci daného krúžku.

Bodovanie

10 b. Prezentácia na prednáške (nutná podmienka k zápočtu)
10 b. Domáce úlohy
15 b. Za prácu na cvičeniach (aktivita, referáty)
15 b. Semestrálny projekt
50 b. Skúška (písomná)
Aktuálny stav bodov

Literatúra

Jacob Fraden: Handbook of Modern Sensors. 4th ed. Springer, New York, 2010. Dostupné on-line: <ftp://www.kelm.ftn.uns.ac.rs/>, prípadne <www.realtechsupport.org>
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

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

https://arduino.stackexchange.com/questions/1180/serial-data-plotting-programs
Vyborne vyzera SerialPlot program ktory ma dokonca nastavitelny format dat: https://hackaday.io/project/5334-serialplot-realtime-plotting-software
http://www.edn.com/design/sensors

Výučbové materiály vytvárané z prostriedkov projektu KEGA 011STU-4/2015 s názvom Elektronické pedagogicko-experimentálne laboratóriá mechatroniky

Návrat na zoznam cvičení...

@@ Riadok 355: / Riadok 355: @@
 ** C.P.O Treutler: ''[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924424701006215 Magnetic sensors for automotive applications]'', Sensors and Actuators A: Physical, Volume 91, Issues 1–2, 2001.
 ** Ausserlechner Udo, Motz Mario, Holliber Michael:  ''[https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=1426198 Drift of magnetic sensitivity of smart Hall sensorsdue to moisture absorbed by the IC-package]''. In: SENSORS, 2004 IEEE. IEEE, 2004.
-* Snímače '''momentu''' (torque)
+* Kudri: Snímače '''momentu''' (torque)
 ** FLEMING, William J.: ''[https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=1623003 Automotive torque measurement: A summary of seven different methods]''. In: 32nd IEEE Vehicular Technology Conference. IEEE, 1982. p. 71-78.
 ** David R. Myers, Matthew W. Chan, Gabriele Vigevani, Brian D. Sosnowchik, Robert G. Azevedo, Anand V. Jog, Liwei Lin, Albert P. Pisano: ''[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924424713004731  Torque measurements of an automotive halfshaft using micro double-ended tuning fork strain gauges]'', Sensors and Actuators A: Physical, Volume 204, 2013.