Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/BAB34MNS
Anotace:
Obsahem předmětu jsou poznatky o nových principech činnosti součástek a systémů s mikrorozměry, mikrosystémy, mikrosenzory a mikroaktuátory využitelné v biomedicíně, mikrochirurgii apod.
Předmět ukazuje na nové možnosti realizace a aplikace integrovaných mikrosoučástí pracujících s různými fyzikálními a biochemickými principy a veličinami využívajícími především MEMS technologii.
Fyzikální principy činnosti mikrosystémů a mikroaktuátorů, klasifikace, parametry, navrhování, integrace, zpracování signálů, linearizace, kalibrace, inteligence systémů, aplikace mikroaktuátorů (elektrostatické, piezoelektrické, teplotní, chemické a biochemické, optické,..).
Předmět představuje moderní řešení v biomedicíně, akční prvky ve spojení se senzory, jejichž činnost je založena na základních fyzikálních a biochemických principech, včetně základních aplikací v mikromanipulaci, mikrorobotech. V předmětu jsou uvedeny principy dotykových displejů, mikrogenerátorů energie.
Cíle studia:
Získání nových poznatků o současném a budoucím vývoji mikrosystémů (na čipu), elektrických a neelektrických akčních systémů, využití základních fyzikálních jevů pro aplikace v medicíně, ale i v dalších oborech, v oblasti realizace miniaturních zdrojů elektrické energie (Energy harvesting).
Osnovy přednášek:
| 1. | | Základní fyzikální jevy využívané pro činnost mikro a nanosystémů a senzorů |
| 2. | | Parametry mikro/nanosenzorů a mikro/nanoaktuátorů |
| 3. | | Teplotní mikrosenzory - integrované, kontaktní a bezkontaktní, termokamery apod. |
| 4. | | Mikrosenzory záření |
| 5. | | Taktilní senzory a dotykové displeje |
| 6. | | Biosenzory se zaměřením na elektronické metody |
| 7. | | SMART mikro/nanosenzory |
| 8. | | Elektrostatický princip pro využití v mikro a nanomanipulátorech |
| 9. | | Piezoelektrický a tepelný princip pro mikroakční členy |
| 10. | | Chemické biochemické mikroakční principy |
| 11. | | Mikrosystémy pro biochemickou analýzu - Lab-on-chip, mikrospektrometr, mikrochromatograf apod. |
| 12. | | Nanotechnologické materiály - od grafitu ke grafenu a aplikace v senzorech |
| 13. | | Nanotechnologie a aplikace pro nanosystémy a nanosenzory |
| 14. | | Mikro/nanosenzory a akční členy bezdrátové s autonomním napájením |
Osnovy cvičení:
| 1. | | Úvodní cvičení - bezpečnost, semestrální projekty, pokyny |
| 2. | | Úvod do FEM a Ansys |
| 3. | | Simulace Tepelného aktuátoru v Ansys Workbench |
| 4. | | Ansys - Termoelektrický generátor, Peltierův článek |
| 5. | | Ansys - Tenzometr |
| 6. | | Dimatix - tiskárna |
| 7. | | Coventor - elektrostatický varaktor |
| 8. | | Lineární piezoelektrický motor PiezoLEGS Soubor, Napájení mikrosystémů magnetickým polem Soubor, Bezkontaktní měření teploty - senzor, Měření emisivity pomocí termokamery |
| 9. | | Energy harvesting - modul EH300, Energy harvesting - Piezoharvester I, Energy harvesting - Piezoharvester II |
| 10. | | Termoelektrické generátory, Napájení mikrosystémů magnetickým polem |
| 11. | | Systém Android pro zobrazení měřených dat z mikrosenzorů a LabView |
| 12. | | Multipřechodový solární mikročlánek článek pro koncentrovanou fotovoltaiku |
| 13. | | Prezentace semestrálních prací |
| 14. | | Náhradní měření, zápočet |
Literatura:
| [1] | | Husák,M.: Mikrosenzory a mikroaktuátory. Academia 2008 |
| [2] | | Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997 |
| [3] | | Tuller,H.L, Microactuators, Kluwer 1998 |
Požadavky:
Klíčová slova:
Mikrosystém, mikrosystémové struktury, energetické domény, interdisciplinarita, systémová integrace, multičipové uspořádání, fyzikální jevy, metody návrhu, spolehlivost systémů, parametry mikroaktuátorů, scaling, dotykový displej, biometrické součásti, grafen, akční mechanismy, mikroaktuátor, elektrostatický, mikromanipulátory, mikromotory, piezoelektrický, tepelný, magnetický, chemický, biochemický, Lab-on-Chip, MEMS, RF MEMS, Energy harvesting, nanosystém
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 6.12.2024 17:50:34, semestry: Z/2025-6, Z,L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |