ZUT - Krajowe Ramy Kwalifikacji / Rok 2018/2019 / Wydział Informatyki / Informatyka (N1) / Inżynieria systemów informacyjnych / Sylabus przedmiotu

Wydział Informatyki - Informatyka (N1)
specjalność: Inżynieria systemów informacyjnych

Sylabus przedmiotu Systemy sensorowe i mechatronika:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Informatyka
Forma studiów	studia niestacjonarne	Poziom	pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	inżynier
Obszary studiów	nauki techniczne, studia inżynierskie
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Systemy sensorowe i mechatronika
Specjalność	Inżynieria komputerowa
Jednostka prowadząca	Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji
Nauczyciel odpowiedzialny	Marek Jaskuła <Marek.Jaskula@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Sławomir Jaszczak <Slawomir.Jaszczak@zut.edu.pl>, Remigiusz Olejnik <Remigiusz.Olejnik@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	4,0	ECTS (formy)	4,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	5	Grupa obieralna	3

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
wykłady	W	7	18	2,0	0,50	zaliczenie
laboratoria	L	7	18	2,0	0,50	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Programowanie 1
W-2	Technika mikroprocesorowa
W-3	Systemy wbudowane

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Celem przedmiotu jest uświadomienie interdyscyplinarnego zagadnienia jakim jest pomiar rzeczywistych wielkości mierzonych z wykorzystaniem sensorów oraz ich integracja w system sensorowy lokalny i rozproszony a także nabycie praktycznej wiedzy i umiejętności budowania takich systemów.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Budowa podstawowej platformy pomiarowej z lokalnym i zdalnym odczytem wartości mierzonych	2
T-L-2	Wybrane protokoły komunikacyjne czujników. Przetworniki a/c	2
T-L-3	Pomiary wielkości elektrycznych z lokalną wizualizacją pomiarów	1
T-L-4	System sensorowy ze zdalnym pomiarem temperatury, ciśnienia i wilgotności (komunikacja wifi)	2
T-L-5	System multisensorowy - scalony pomiar położenia i dynamiki ruchu	2
T-L-6	Pomiar wielkości magnetycznych - sensory indukcyjne i Halla	1
T-L-7	System sensorowy - wykorzystanie aktuatorów (silnik DC i silnik krokowy, serwomechanizm)	2
T-L-8	Synteza układu sterowania prędkością kątową i/lub pozycją kątową silnika prądu stałego	2
T-L-9	Synteza układu sterowania pozycją kątową silnika krokowego	2
T-L-10	Synteza układu sterowania prędkością kątową i/lub pozycją kątową silnika prądu zmiennego	2
		18
wykłady
T-W-1	Wprowadzenie do systemow sensorowych - pomiary wielkości elektrycznych i nieelektrycznych; przykłady elementów toru pomiarowego; podstawowe definicje, parametry, błędy.	1
T-W-2	Protokoły komunikacyjne czujników (I2C, SPI, 1-wire, inne), przetworniki A/C i C/A	2
T-W-3	Pomiary i sensory wielkości elektrycznych (napięcie, natężenie, rezystancja, pojemność, indukcyjność) - sensory, aplikacje.	2
T-W-4	Pomiary i sensory wielkości nieelektrycznych (wielkości mechaniczne - położenie, przesunięcie, odkształcenie, kąt obrotu, dynamika ruchu, drgania, ciśnienie)	2
T-W-5	Pomiary i sensory wielkości nieelektrycznych (wielkości magnetyczne; wielkości chemiczne - skład powietrza, wilgotność; wielkości cieplne - temperatura, pirometria, termowizja; inne)	1
T-W-6	Wstęp do aktuatorów	1
T-W-7	Struktury układów sterowania w systemach mechatronicznych	1
T-W-8	Podstawowe elementy wykonawcze w mechatronice : elektryczne, pneumatyczne i hydrauliczne	2
T-W-9	Sterowanie ruchem silników prądu stałego, silników krokowych i silników prądu zmiennego	2
T-W-10	Elementy pomiarowe przesunięć i prędkości liniowych oraz kątowych	1
T-W-11	Sterowanie siłownikami pneumatycznymi tłokowymi i membranowymi	1
T-W-12	Podstawowe algorytmy sterowania cyfrowego w mechatronice	2
		18

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	uczestnictwo w zajęciach	18
A-L-2	Samodzielne studiowanie i przygotowanie do zajęć laboratoryjnych	30
A-L-3	Udział w konsultacjach	2
		50
wykłady
A-W-1	uczestnictwo w zajęciach	18
A-W-2	Samodzielne studiowanie i przygotowanie do zaliczenia	30
A-W-3	Udział w konsultacjach	2
		50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	wykład informacyjny
M-2	ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena formująca: ocena wiedzy przeprowadzana przez prowadzącego na początku wybranych zajęć i/lub w trakcie ich trwania
S-2	Ocena podsumowująca: ustne lub pisemne sprawdzenie nabytej wiedzy (wykład) a także pisemne lub praktyczne sprawdzenie nabytych umiejetności praktycznych (laboratorium)

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_1A_D01.07.3_W01 Student poznaje sposoby przechwytywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych różnego rodzaju sygnałów pomiarowych oraz doborem i konfiguracją systemu pomiarowego	I_1A_W03	—	—	C-1	T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12	M-1	S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
I_1A_D01.07.3_U01 Potrafi dobrać odpowiednie sensory i zbudować system pomiarowy do przechwytywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych różnego rodzaju sygnałów rzeczywistych wraz z ich interpretacją.	I_1A_U03	—	—	C-1	T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10	M-2	S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
I_1A_D01.07.3_W01 Student poznaje sposoby przechwytywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych różnego rodzaju sygnałów pomiarowych oraz doborem i konfiguracją systemu pomiarowego	2,0
	3,0	Student zna podstawowe czujniki pomiarowe, potrafi zaplanować eksperyment pomiarowy, dobrać architekturę systemu i ocenić jego wady i zalety
	3,5	jak na ocenę 3,0 oraz zna budowę podstawowych aktuatorów
	4,0	jak na ocenę 3,5 oraz potrafi dobrać i uzasadnić wybór architektury systemu pomiarowego
	4,5	jak na ocene 4,0 oraz potrafi dobrać i krytycznie ocenić zastosowane protokoły komunikacji przewodowej i bezprzewodowej
	5,0	jak na ocenę 4,5 oraz zna i potrafi krytycznie ocenić nowoczesne trendy technologiczne w tematyce przedmiotu

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
I_1A_D01.07.3_U01 Potrafi dobrać odpowiednie sensory i zbudować system pomiarowy do przechwytywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych różnego rodzaju sygnałów rzeczywistych wraz z ich interpretacją.	2,0
	3,0	Student zna podstawowe czujniki pomiarowe, potrafi zrealizować pomiar i ocenić jego wynik
	3,5	jak na ocenę 3,0 oraz potrafi sterować wybranym aktuatorem
	4,0	jak na ocenę 3,5 oraz potrafi wykonać pomiary na różnych platformach sprzętowych
	4,5	jak na ocenę 4,0 oraz potrafi wykonać system pomiarowy z wykorzystaniem wskazanego protokołu przewodowego lub bezprzewodowego
	5,0	jak na ocenę 4,5 oraz potrafi zaplanować, wykonać stanowisko i pomiar z wykorzystaniem wskazanych sensorów, aktuatorów lub protokołów komunikacji.

Literatura podstawowa

Kester W, Analog-Digital Conversion, Analog Devices Inc, 2011
Kester W, Practical Design Techniques for Sensor Signal Conditioning, Analog Devices, 1999
Kelvin R. Erickson, Programmable logic controllers : An emphasis on design and application, Dogwood Valley Press, 2016

Literatura dodatkowa

Bryan L.A., Bryan E.A., Programmable Controllers Theory and implementation, Industrial Text Company, Marietta, 1997

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Budowa podstawowej platformy pomiarowej z lokalnym i zdalnym odczytem wartości mierzonych	2
T-L-2	Wybrane protokoły komunikacyjne czujników. Przetworniki a/c	2
T-L-3	Pomiary wielkości elektrycznych z lokalną wizualizacją pomiarów	1
T-L-4	System sensorowy ze zdalnym pomiarem temperatury, ciśnienia i wilgotności (komunikacja wifi)	2
T-L-5	System multisensorowy - scalony pomiar położenia i dynamiki ruchu	2
T-L-6	Pomiar wielkości magnetycznych - sensory indukcyjne i Halla	1
T-L-7	System sensorowy - wykorzystanie aktuatorów (silnik DC i silnik krokowy, serwomechanizm)	2
T-L-8	Synteza układu sterowania prędkością kątową i/lub pozycją kątową silnika prądu stałego	2
T-L-9	Synteza układu sterowania pozycją kątową silnika krokowego	2
T-L-10	Synteza układu sterowania prędkością kątową i/lub pozycją kątową silnika prądu zmiennego	2
		18

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Wprowadzenie do systemow sensorowych - pomiary wielkości elektrycznych i nieelektrycznych; przykłady elementów toru pomiarowego; podstawowe definicje, parametry, błędy.	1
T-W-2	Protokoły komunikacyjne czujników (I2C, SPI, 1-wire, inne), przetworniki A/C i C/A	2
T-W-3	Pomiary i sensory wielkości elektrycznych (napięcie, natężenie, rezystancja, pojemność, indukcyjność) - sensory, aplikacje.	2
T-W-4	Pomiary i sensory wielkości nieelektrycznych (wielkości mechaniczne - położenie, przesunięcie, odkształcenie, kąt obrotu, dynamika ruchu, drgania, ciśnienie)	2
T-W-5	Pomiary i sensory wielkości nieelektrycznych (wielkości magnetyczne; wielkości chemiczne - skład powietrza, wilgotność; wielkości cieplne - temperatura, pirometria, termowizja; inne)	1
T-W-6	Wstęp do aktuatorów	1
T-W-7	Struktury układów sterowania w systemach mechatronicznych	1
T-W-8	Podstawowe elementy wykonawcze w mechatronice : elektryczne, pneumatyczne i hydrauliczne	2
T-W-9	Sterowanie ruchem silników prądu stałego, silników krokowych i silników prądu zmiennego	2
T-W-10	Elementy pomiarowe przesunięć i prędkości liniowych oraz kątowych	1
T-W-11	Sterowanie siłownikami pneumatycznymi tłokowymi i membranowymi	1
T-W-12	Podstawowe algorytmy sterowania cyfrowego w mechatronice	2
		18

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	uczestnictwo w zajęciach	18
A-L-2	Samodzielne studiowanie i przygotowanie do zajęć laboratoryjnych	30
A-L-3	Udział w konsultacjach	2
		50

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	uczestnictwo w zajęciach	18
A-W-2	Samodzielne studiowanie i przygotowanie do zaliczenia	30
A-W-3	Udział w konsultacjach	2
		50

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	I_1A_D01.07.3_W01	Student poznaje sposoby przechwytywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych różnego rodzaju sygnałów pomiarowych oraz doborem i konfiguracją systemu pomiarowego
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_1A_W03	Posiada poszerzoną wiedzę w zakresie metod przechowywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych oraz modelowania systemów umożliwiającą rozwiązywanie rzeczywistych problemów obliczeniowych.
Cel przedmiotu	C-1	Celem przedmiotu jest uświadomienie interdyscyplinarnego zagadnienia jakim jest pomiar rzeczywistych wielkości mierzonych z wykorzystaniem sensorów oraz ich integracja w system sensorowy lokalny i rozproszony a także nabycie praktycznej wiedzy i umiejętności budowania takich systemów.
Treści programowe	T-W-1	Wprowadzenie do systemow sensorowych - pomiary wielkości elektrycznych i nieelektrycznych; przykłady elementów toru pomiarowego; podstawowe definicje, parametry, błędy.
	T-W-2	Protokoły komunikacyjne czujników (I2C, SPI, 1-wire, inne), przetworniki A/C i C/A
	T-W-3	Pomiary i sensory wielkości elektrycznych (napięcie, natężenie, rezystancja, pojemność, indukcyjność) - sensory, aplikacje.
	T-W-4	Pomiary i sensory wielkości nieelektrycznych (wielkości mechaniczne - położenie, przesunięcie, odkształcenie, kąt obrotu, dynamika ruchu, drgania, ciśnienie)
	T-W-5	Pomiary i sensory wielkości nieelektrycznych (wielkości magnetyczne; wielkości chemiczne - skład powietrza, wilgotność; wielkości cieplne - temperatura, pirometria, termowizja; inne)
	T-W-6	Wstęp do aktuatorów
	T-W-7	Struktury układów sterowania w systemach mechatronicznych
	T-W-8	Podstawowe elementy wykonawcze w mechatronice : elektryczne, pneumatyczne i hydrauliczne
	T-W-9	Sterowanie ruchem silników prądu stałego, silników krokowych i silników prądu zmiennego
	T-W-10	Elementy pomiarowe przesunięć i prędkości liniowych oraz kątowych
	T-W-11	Sterowanie siłownikami pneumatycznymi tłokowymi i membranowymi
	T-W-12	Podstawowe algorytmy sterowania cyfrowego w mechatronice
Metody nauczania	M-1	wykład informacyjny
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: ustne lub pisemne sprawdzenie nabytej wiedzy (wykład) a także pisemne lub praktyczne sprawdzenie nabytych umiejetności praktycznych (laboratorium)
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student zna podstawowe czujniki pomiarowe, potrafi zaplanować eksperyment pomiarowy, dobrać architekturę systemu i ocenić jego wady i zalety
	3,5	jak na ocenę 3,0 oraz zna budowę podstawowych aktuatorów
	4,0	jak na ocenę 3,5 oraz potrafi dobrać i uzasadnić wybór architektury systemu pomiarowego
	4,5	jak na ocene 4,0 oraz potrafi dobrać i krytycznie ocenić zastosowane protokoły komunikacji przewodowej i bezprzewodowej
	5,0	jak na ocenę 4,5 oraz zna i potrafi krytycznie ocenić nowoczesne trendy technologiczne w tematyce przedmiotu

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	I_1A_D01.07.3_U01	Potrafi dobrać odpowiednie sensory i zbudować system pomiarowy do przechwytywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych różnego rodzaju sygnałów rzeczywistych wraz z ich interpretacją.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	I_1A_U03	Potrafi pozyskiwać, przesyłać, przetwarzać dane, podsumowywać wyniki eksperymentów empirycznych, dokonywać interpretacji uzyskanych wyników i formułować wynikające z nich wnioski.
Cel przedmiotu	C-1	Celem przedmiotu jest uświadomienie interdyscyplinarnego zagadnienia jakim jest pomiar rzeczywistych wielkości mierzonych z wykorzystaniem sensorów oraz ich integracja w system sensorowy lokalny i rozproszony a także nabycie praktycznej wiedzy i umiejętności budowania takich systemów.
Treści programowe	T-L-1	Budowa podstawowej platformy pomiarowej z lokalnym i zdalnym odczytem wartości mierzonych
	T-L-2	Wybrane protokoły komunikacyjne czujników. Przetworniki a/c
	T-L-3	Pomiary wielkości elektrycznych z lokalną wizualizacją pomiarów
	T-L-4	System sensorowy ze zdalnym pomiarem temperatury, ciśnienia i wilgotności (komunikacja wifi)
	T-L-5	System multisensorowy - scalony pomiar położenia i dynamiki ruchu
	T-L-6	Pomiar wielkości magnetycznych - sensory indukcyjne i Halla
	T-L-7	System sensorowy - wykorzystanie aktuatorów (silnik DC i silnik krokowy, serwomechanizm)
	T-L-8	Synteza układu sterowania prędkością kątową i/lub pozycją kątową silnika prądu stałego
	T-L-9	Synteza układu sterowania pozycją kątową silnika krokowego
	T-L-10	Synteza układu sterowania prędkością kątową i/lub pozycją kątową silnika prądu zmiennego
Metody nauczania	M-2	ćwiczenia laboratoryjne
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: ustne lub pisemne sprawdzenie nabytej wiedzy (wykład) a także pisemne lub praktyczne sprawdzenie nabytych umiejetności praktycznych (laboratorium)
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student zna podstawowe czujniki pomiarowe, potrafi zrealizować pomiar i ocenić jego wynik
	3,5	jak na ocenę 3,0 oraz potrafi sterować wybranym aktuatorem
	4,0	jak na ocenę 3,5 oraz potrafi wykonać pomiary na różnych platformach sprzętowych
	4,5	jak na ocenę 4,0 oraz potrafi wykonać system pomiarowy z wykorzystaniem wskazanego protokołu przewodowego lub bezprzewodowego
	5,0	jak na ocenę 4,5 oraz potrafi zaplanować, wykonać stanowisko i pomiar z wykorzystaniem wskazanych sensorów, aktuatorów lub protokołów komunikacji.