Senzorika řídících a měřících obvodů (FSI-GMB)

Akademický rok 2021/2022
Garant: Ing. Pavel Houška, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚVSSR všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Základní teoretické a praktické znalosti z oblasti aplikované senzoriky, sběru dat a průmyslových komunikačních protokolů. Předmět se zaměřuje na oblasti moderních výrobních strojů a systémů, mobilní robotiky a samostatného testování. Získané znalosti umožní absolventům snadnější zařazení do řešitelských týmů, zabývajících se realizacemi pokročilých systémů v rámci interdisciplinárních oborů v inženýrské praxi.
Výstupy studia a kompetence:
Získání obecných zásad v oblastech měření, zpracování signálů (DAQ), přehledu používaných typů snímačů, pracujících na různých fyzikálních principech, a jejich aplikačních možností v technické praxi. Seznámení se s moderními trendy senzoriky, vlastnostmi a použitím průmyslových komunikačních sběrnic a protokolů v senzorice a DAQ.
Prerekvizity:
Teoretické znalosti z oblasti fyziky, základy elektrotechniky a základy algoritmizace.
Obsah předmětu (anotace):
Základy měření elektrických veličin, A/D a D/A převodníky, úprava signálu. Komunikační sběrnice a protokoly používané v senzorice. Základy senzoriky - snímače s elektrickým výstupem. Volba a použití snímačů fyzikálních veličin používaných v oblasti výrobních strojů a systémů. Úvod do návrhu a realizace DAQ systémů včetně kalibrace, zpracování a archivace dat.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Pro získání zápočtu je nutná aktivní účast v laboratořích (povolené jsou maximálně dvě absence), vypracování a odevzdání protokolů o řešených laboratorních úlohách. Zkouška probíhá písemnou a ústní formou, studenti jsou klasifikováni dle stupnic ECTS.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená, účast v laboratořích je kontrolovaná. Maximálně dvě absence v laboratořích lze nahradit samostatným vypracováním chybějících protokolů.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod, základní terminologie, obecné vlastnosti snímačů
2. Vstupy a výstupy digitálních soustav
3-4. Základy měření a sběru dat
5. DAQ pomalých dějů - teplota a vlhkost
6. DAQ rychlých dějů – poloha a rychlost
7. DAQ dynamických dějů – rychlost, zrychlení, síla, krouticí moment
8. Procesní snímače
9-10. Komunikační sběrnice a protokoly
11. DAQ hardware
12-13. Synchronizace sběru dat z více zdrojů
    Laboratorní cvičení 1-3. Základy práce s LabVIEW a DAQ
4-6. Statická charakteristika Aripotu
7-8. Snímání polohy a rychlosti
9-12. Síťování snímačů
13. Kompletace protokolů, zápočet
Literatura - základní:
1. Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Applications 5th ed. 2016 Edition, Springer International Publishing, Switzerland 2016
2. Frank Lamb: Industrial Automation: Hands-On, McGraw-Hill Education, 2013
3. Daďo S., Kreidel M.: Senzory a měřicí obvody. Praha. ČVUT 1996
4. Mitchell, H.B: Multi-Sensor Data Fusion - An Introduction, Springer - Verlag, 2007
Literatura - doporučená:
1. LabVIEW Measurements Manual, National Instruments, April 2003 Edition, Part Number 322661B-01, dostupné z www.ni.com
2. Getting Started with NI LabVIEW Student Training, National Instruments, dostupné z http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/7466
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-KSB-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Volitelný 2 2 L
N-VSR-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 2 L