Systémy, řízení a mechatronika automobilů (FSI-QE1)

Akademický rok 2023/2024
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 (písemná zkouška může být i formou přes Elearning pomocí Safe Exam Browser) a v případě potřeby z části ústní. Do klasifikačního hodnocení se zahrnují: Hodnocení práce ve cvičeních. Výsledek písemné části zkoušky. 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 × 2 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 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

1. Úvod do laboratorních cvičení, bezpečnostní předpisy.
2. Sestavování, měření a ověření základních elektrických obvodů.
3. Základní programování v C.
4. Základní programování v C++.
5. Základní programování mikrokontrolérů.
6. Tvorba řídicích algoritmů v prostředí Simulink.
7. Návrh plošného spoje DPS I.
8. Návrh plošného spoje DPS II.
9. Měření na elektrickém obvodu se snímačem nebo akčním členem.
10. Programování s NI produkty I.
11. Programování s NI produkty II.
12. Analýza komunikace elektronických zařízení vozidla
13. 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  
N-ADI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 2 2 Z