Popis předmětu - B3B38LPE1

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B3B38LPE1 Laboratoře průmyslové elektroniky
Role:PV Rozsah výuky:0P+4L
Katedra:13138 Jazyk výuky:CS
Garanti:Petrucha V. Zakončení:KZ
Přednášející:Drábek T., Fischer J., Janošek M., Petrucha V. Kreditů:4
Cvičící:Drábek T., Dressler M., Fischer J., Janošek M., Petrucha V. Semestr:L

Webová stránka:

https://embedded.fel.cvut.cz/kurzy/LPE/LPE2023 moodle.fel.cvut.cz

Anotace:

Cílem předmětu Laboratoře průmyslové elektroniky je seznámit studenty se základními elektronickými součástkami, od jednoduchých pasivních, přes aktivní až po složitější moduly (např. senzorické, zobrazovací, komunikační). Průvodním prvkem semestru je platforma s 32-bitovým mikrokontrolérem STM32G431 s jádrem ARM Cortex M4, kterou si studenti na začátku sami postaví, průběžně ji používají pro sestavování jednoduchých obvodů a jejich testování, kdy platforma slouží i jako USB osciloskop, voltmetr a generátor. Předmět je vhodný jak pro úplné začátečníky, protože se začíná od jednoduchých zapojení a postupně se přechází ke složitějším komponentům a programování, tak pro studentky a studenty, kteří už mají nějaké zkušenosti a chtějí je prohloubit.

Cíle studia:

Hravou formou se seznámit se základními elektronickými obvody, vyzkoušet si programování jednoduchých projektů s mikrokontrolérem, tak aby na konci každý zvládl navrhnout a sestavit svůj vlastní závěrečný projekt.

Obsah:

V průběhu semestru postupně získáte znalosti a dovednosti jak se zapojováním obvodů tak tvorbou firmware pro mikrokontrolér (v jazyce C, s použitím online platformy Arm Keil Studio, nebo vlastní). Nabyté znalosti zužitkujete v poslední části semestru, kde během tří týdnů (případně delší doby, pokud se domluvíte se svým cvičícím) sami navrhnete závěrečný projekt, ten sestavíte, naprogramujete a zprovozníte. V rámci posledního cvičení pak proběhnou prezentace těchto projektů. Nejlepší projekty pak často prezentujeme v rámci různých akcí, kterých se škola účastní (MakerFaire, Dětská univerzita, Noc vědců apod.). Předmět je koncipován tak, že se typicky veškeré zapojování a práce na jednotlivých úlohách zvládne v laboratoři, ale nic nebrání tomu si něco dodělat i doma (bonusové úlohy), případně si vyzkoušet cokoliv jiného, veškeré potřebné vybavení je na dobu semestru zapůjčeno. Doma se očekává příprava na následující cvičení (přečtení návodu) a eventuálně doladění jednoduchých zápisků z laboratoře (typicky schéma, výpočet nebo popis naměřené hodnoty). Obsah jednotlivých týdnů semestru:
1) Sestavení měřící platformy s 32-bitovým mikrokontrolérem ARM STM32G431 na nepájivém propojovacím poli
2) Měření přechodových dějů (seznámení se součástkami a použitím USB měřicího přístroje)
3) Bipolární a MOSFET tranzistory, vlastnosti, použití (základní zapojení, použití jako zesilovač k mikrofonu i spínač)
4) Operační zesilovač - sledovač, zesilovač, komparátor, oscilátor...
5) Rezerva a další zapojení s operačním zesilovačem, například analogový regulátor teploty
6) Senzory (fotodiody, fototranzistory) snímač přiblížení, sériový port (přenos dat do PC)
7) WiFi komunikace s mobilním telefonem pomocí modulu ESP8266 (ovládání zapojení z telefonu a zobrazení naměřených dat)
8) Digitální senzory a sběrnice - magnetometr, zobrazení dat na OLED displeji
9) Aktuátory - stejnosměrný motorek, krokový motor, pro zájemce BLDC motory
10) Rezerva + pájení,
11) 12),13) Práce na individuálním závěrečném projektu
14) Obhajoba projektu (předvedení funkčnosti, prezentace postupu řešení)

Osnovy přednášek:

Cvičení jsou koncipována tak, aby byla přínosem pro úplného začátečníka stejně jako pro pokročilého vývojáře a programátora embedded zařízení. Bude možné projít harmonogram připravený pro studenty s minimem praktických zkušeností s elektronikou nebo se větší část semestru věnovat individuálně nastaveným projektům (pro zkušené "bastlíře").

Osnovy cvičení:

Literatura:

Paul Horowitz, Winfield Hill, The Art of Electronics, Cambridge University Press; 3rd Edition, 2015 Thomas C. Hayes, Learning the Art of Electronics - A Hands-On Lab Course, Cambridge University Press; 2016 https://embedded.fel.cvut.cz/kurzy/ https://moodle.fel.cvut.cz

Požadavky:

Chuť a motivace naučit se něco nového. Bude Vám poskytnuto zázemí, materiál, náměty, rady, ale bude na Vás něco vytvořit. Prerekvizity předmětu - předpokládá se dřívější absolvování předmětů B3B36PRG "Programování v C" a B3B31EPO "Elektronické prvky a obvody" nebo ekvivalentních - to prakticky znamená základní teoretická znalost elektroniky a programování mikrokontrolérů v C/C++. Veškeré potřebné věci jsou na cvičeních vysvětleny, takže není třeba se LPE bát ani pokud jste výše uvedené neabsolvovali.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
BPKYR_2021 Před zařazením do oboru PV 4


Stránka vytvořena 4.2.2023 11:51:17, semestry: Z/2024-5, L/2021-2, Z,L/2022-3, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)