Systémy, řízení a mechatronika automobilů (FSI-QE1)

Akademický rok 2020/2021
Garant: doc. Ing. Pavel Kučera, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚADI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu Systémy, řízení a mechatronika automobilů je seznámit studenty se soudobými trendy v oblasti řídicích systémů motorových vozidel. Úkolem předmětu je dosažení základních znalostí uvedené problematiky tak, aby je studenti byli schopni uplatnit ve své profesi a orientovat se v širokých možnostech soudobého vývoje v této oblasti automobilní techniky.
Výstupy studia a kompetence:
Předmět Systémy, řízení a mechatronika automobilů umožňuje studentům získat základní teoretické a praktické znalosti pro realizaci vývoje mechatronických systémů a s nimi spojenými oblastmi.
Prerekvizity:
Základy dynamiky mechanizmů, základy konstrukce motorových vozidel, základy měření elektrických veličin, základy teorie elektrických strojů a přístrojů, principy zpracování a přenosu dat, základy programování.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět Systémy, řízení a mechatronika automobilů má seznámit studenty se základními tématy z oblasti elektrické sítě vozidla, simulace elektrických obvodů, designu elektronických řídicích jednotek - ECU, periferií řídicích jednotek, výroby řídicích jednotek, vývoje a testování mechatronických systému, programování procesorů řídicích jednotek, měření a zpracování dat, diagnostiky vozidel, elektromobily a autonomních vozidel. Nedílnou součástí předmětu je i úvod do témat jako je Průmysl 4.0, City 4.0, autonomní systémy a Internet of Things.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Dle možností budou pro studenty organizovány přednášky odborníků z praxe a exkurze do firem zabývajících se činnostmi souvisejícími s obsahem předmětu.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: prezence ve cvičení, aktivní účast, zpracované protokoly z měření.
Zkouška: Zkouška prověřuje znalost celé látky včetně praktických dovedností. Zkouška se skládá z písemné části (kontrolního testu) a v případě potřeby z části ústní. Do klasifikačního hodnocení se zahrnují: Hodnocení práce ve cvičeních (hodnocení vypracovaných úloh). Výsledek písemné části zkoušky (kontrolního testu). Výsledek případné ústní části zkoušky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Kontrolovanou výukou je cvičení. Cvičení jsou povinná. Je kontrolována přítomnost na cvičení a je přezkušována úroveň znalostí zadané úlohy. Zameškanou výuku musí student absolvovat s jinou skupinou, nebo ve výjimečných případech zadáním domácí práce na příslušné téma. Úroveň zpracování této práce je vyhodnocena vyučujícím.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod do systémů, řízení a mechatroniky automobilů
2. Elektronika vozidla I
3. Elektronika vozidla II
4. Simulace elektrických obvodů
5. Design elektroniky řídicí jednotky – ECU
6. Výroba řídicí jednotky – ECU
7. Programování procesorů řídicí jednotky – ECU
8. Periferie řídicí jednotky – ECU
9. Vývoj a testování mechatronických systému pro automobily
10. Měření a zpracování dat
11. Diagnostika vozidla
12. Elektromobily
13. Autonomní vozidla
    Cvičení s počítačovou podporou Následujících šest cvičení probíhá jednou za dva týdny, cvičení trvá dvě vyučovací hodiny.
1. Úvod do laboratorních cvičení, bezpečnostní předpisy
2. Sestavování, měření a ověření základních elektrických obvodů
3. Základní programování mikrokontrolérů
4. Měření na elektrickém obvodu se snímačem nebo akčním členem
5. Analýza komunikace elektronických zařízení vozidla
6. Testování mechatronického systému
Následující cvičení trvá jednu hodinu.
7. Prezentace zadaných prací, zápočet.
Literatura - základní:
1. BAUER, Horst. ROBERT BOSCH GMBH. Automotive electrics automotive electronics: systems and components. 4th ed., completely rev. and extended. Plochingen: Robert Bosch, 2004, 503 s. : il. ISBN 1-86058-436-5.
2. JAN, Zdeněk, Bronislav ŽDÁNSKÝ a Jindřich KUBÁT. Automobily. 5, Elektrotechnika motorových vozidel I. 3. vydání. Brno: Avid, 2012. ISBN 978-80-87143-22-3.
3. JAN, Zdeněk, Jindřich KUBÁT a Bronislav ŽDÁNSKÝ. Automobily. 6, Elektrotechnika motorových vozidel I. 3. Brno: Avid, 2013. ISBN 978-80-87143-27-8.
4. ŠTĚRBA, Pavel. Elektronika a elektrotechnika motorových vozidel: Seřizování, diagnostika závad a chybové kódy OBD. Brno: CPress, 2013. ISBN 978-80-264-0271-8
5. SELECKÝ, Matúš. Arduino: uživatelská příručka. Brno: Computer Press, 2016. ISBN 978-80-251-4840-2.
Literatura - doporučená:
1. FIJALKOWSKI, Bogdan Thaddeus. Automotive Mechatronics: Operational and Practical Issues. 2. vydání. Dordrecht: Springer, 2009. ISBN 978-94-007-1182-2.
2. TŮMA, Jiří. Vehicle gearbox noise and vibration: measurement, signal analysis, signal processing and noise reduction measures. Chichster : Wiley, 2014. ISBN 978-1-118-35941-9.
3. DOLEČEK, Jaroslav. Moderní učebnice elektroniky - 1. díl Základy elektroniky, ideální a reálné prvky: rezistor, kondenzátor, cívka. 1. Praha: BEN - technická literatura, 2005. ISBN 80-730-0146-2.
4. DOLEČEK, Jaroslav. Moderní učebnice elektroniky - 2. díl Polovodičové prvky a elektronky. 1. Praha: BEN - technická literatura, 2005. ISBN 80-730-0161-6.
5. ŠANDERA, Josef. Návrh plošných spojů pro povrchovou montáž. 1. Praha: BEN - technická literatura, 2006. ISBN 80-730-0181-0.
7. KERNIGHAN, Brian W a Dennis M RITCHIE. Programovací jazyk C. 1. Brno: Computer Press, 2006. ISBN 80-251-0897-X.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-ADI Automobilní a dopravní inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 2 2 L