- Nazwa przedmiotu:
- Układy elektroniczne w systemach sterowania i regulacji
- Koordynator przedmiotu:
- Dr inż. Paweł Roszczyk
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Mechatronika
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- 1150-MT000-ISP-0233
- Semestr nominalny:
- 4 / rok ak. 2016/2017
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin kontaktowych - 47, w tym;
a) wykład - 30 godz.;
b) laboratorium- 15 godz.;
c) konsultacje – 2 godz.
2) Praca własna studenta - 32, w tym:
a) 10 godz. - studia literaturowe;
b) 6 godz. - przygotowanie do zajęć;
c) 6 godz. - przygotowanie sprawozdań;
d) 10 godz. - przygotowanie do sprawdzianów;
3) RAZEM – 79.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 2 punkty ECTS – liczba godzin kontaktowych - 47, w tym:
a) wykład - 30 godz.;
b) laboratorium- 15 godz.;
c) konsultacje – 2 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1 punkt ECTS – liczba godzin kontaktowych - 27, w tym:
a) 15 godz. - laboratorium;
b) 6 godz. - przygotowanie do zajęć;
c) 6 godz. - przygotowanie sprawozdań.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium15h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Podstawowa wiedza z elektrotechniki, elektroniki (wysłuchanie wykładów: Elektrotechnika i elektronika I i II).
- Limit liczby studentów:
- zgodnie z zarządzeniem Rektora
- Cel przedmiotu:
- Poznanie podstawowych elementów elektronicznych oraz ich zastosowania w systemach sterowania i regulacji. Umiejętność analizowania układów elektronicznych. Świadomość wymagań i ograniczeń w działaniach inżynierskich.
- Treści kształcenia:
- Wykład:
Półprzewodniki samoistne i domieszkowane. Półprzewodniki typu N i typu P. Model pasmowy przewodników, półprzewodników i dielektryków. Złącze PN oraz jego polaryzacja w kierunku zaporowym i przewodzenia. Wykorzystanie złącza PN do budowy diody prostowniczej. Stabilizator napięcia z wykorzystaniem diody Zenera. Zastosowanie diody pojemnościowej, jako kondensatora o zmiennej pojemności przestrajanego napięciem. Dioda tunelowa i jej charakterystyka z obszarem ujemnej rezystancji dynamicznej. Warystor oraz jego charakterystyka i zastosowanie w układach przciwprzepięciowych. Budowa i zasada działania tranzystora bipolarnego. Układy polaryzacji tranzystora bipolarnego. Wyznaczanie punktu pracy wzmacniacza tranzystorowego. Klasy pracy wzmacniacza. Wzmacniacz w układzie wspólnego emitera i jego właściwości. Wtórnik emiterowy i jego właściwości. Układ Darlingtona. Wzmacniacz różnicowy i jego właściwości. Źródło prądowe. Budowa i zasada działania tranzystora polowego FET (Field Effect Transistor). Wzmacniacz z tranzystorem FET w układzie wspólnego źródła i jego właściwości. Wtórnik źródłowy i jego właściwości. Budowa i zasada działania tranzystora polowego z izolowaną bramką MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Układ polaryzacji tranzystora MOSFET oraz wyznaczanie punktu pracy. Wzmacniacz operacyjny oraz jego właściwości. Realizacja operacji matematycznych takich jak: sumowanie, odejmowanie, całkowanie, różniczkowanie z wykorzystaniem wzmacniacza operacyjnego. Komparator oraz przerzutnik Schmitt’a. Sprzężenie zwrotne, rodzaje i zastosowanie. Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na pasmo przenoszenia wzmacniacza. Przerzutniki tranzystorowe: astabilny, monostabilny i bistabilny. Budowa i zasada działania tyrystora. Prostownik sterowany z wykorzystaniem tyrystora. Bramki logiczne oraz ich tabele prawdy. Realizacja podstawowych funkcji logicznych poprzez bramki NAND. Prawa algebry Boole’a. Minimalizacja funkcji logicznych. Kody liczbowe: dziesiętny, binarny naturalny, Gray’a. Konwersja liczb z kodu dziesiętnego na binarny i odwrotnie. Zamiana kodu binarnego naturalnego na kod Gray’a i odwrotnie. Przerzutnik RS. Przerzutnik JK. Dzielnik częstotliwości przez 2. Licznik 4-bitowy.
Laboratorium:
Tranzystor FET. Wzmacniacze tranzystorowe. Przerzutniki tranzystorowe. Bramki cyfrowe. Licznik 4-bitowy, bramki, przerzutniki. Wzmacniacz operacyjny, komparator, przerzutnik Schmitt’a.
- Metody oceny:
- Wykład:
ocena na podstawie dwu kolokwiów w formie pisemnej, w połowie i na koniec semestru
Ćwiczenia laboratoryjne: każde pojedyncze ćwiczenie jest oceniane na podstawie pisemnego lub ustnego sprawdzianu wiadomości dotyczących danego ćwiczenia oraz sprawozdania z wykonanego ćwiczenia, ocena końcowa jest wystawiana na podstawie średniej ocen z wszystkich ćwiczeń, do uzyskania pozytywnej oceny końcowej wymagane jest uzyskanie wszystkich ocen pozytywnych z poszczególnych ćwiczeń.
Ocena łączna z przedmiotu wystawiana jest na podstawie oceny z wykładu (waga 0,65) i oceny z ćwiczeń laboratoryjnych (waga 0,35).
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- Układy elektroniczne - Baranowski J., WNT, 2006.
Elementy i układy elektroniczne - Kuta S., 2000.
Podstawy Elektroniki - Wawrzyński W., OWPW, 1996.
Elementy układów elektronicznych - Chwaleba A., 1985.
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- -
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt 1150-MT000-ISP-0233_W1
- Zna budowę i zasady działania podstawowych elementów elektronicznych.
Weryfikacja: Wykład -kolokwium, laboratorium - sprawdzian pisemny/ustny
Powiązane efekty kierunkowe:
KMChtr_W01
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W07
- Efekt 1150-MT000-ISP-0233_W2
- Zna zasady określania i wyznaczania obszarów pracy elementów elektronicznych na podstawie charakterystyk.
Weryfikacja: Wykład -kolokwium, laboratorium - sprawdzian pisemny/ustny
Powiązane efekty kierunkowe:
KMChtr_W03
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W02
- Efekt 1150-MT000-ISP-0233_W3
- Zna zasadę działania wzmacniaczy tranzystorowych i ich właściwości.
Weryfikacja: Wykład -kolokwium, laboratorium - sprawdzian pisemny/ustny
Powiązane efekty kierunkowe:
KMChtr_W03
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W02
- Efekt 1150-MT000-ISP-0233_W4
- Zna zasadę działania przerzutników tranzystorowych i ich zastosowanie.
Weryfikacja: Wykład -kolokwium, laboratorium - sprawdzian pisemny/ustny
Powiązane efekty kierunkowe:
KMChtr_W03
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W02
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt 1150-MT000-ISP-0233_U1
- Potrafi zrealizować wybrane funkcje matematyczne na wzmacniaczu operacyjnym.
Weryfikacja: Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane efekty kierunkowe:
KMchtr_U12
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U07, T1A_U08, InzA_U01
- Efekt 1150-MT000-ISP-0233_U2
- Potrafi zrealizować wybrane funkcje logiczne z wykorzystaniem bramek logicznych.
Weryfikacja: Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane efekty kierunkowe:
KMchtr_U12
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U07, T1A_U08, InzA_U01
- Efekt 1150-MT000-ISP-0233_U3
- Potrafi minimalizować funkcje logiczne z wykorzystaniem praw algebry Boole'a oraz tablic Karnaugh'a.
Weryfikacja: Kolokwium, sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane efekty kierunkowe:
KMchtr_U18
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U16
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt 1150-MT000-ISP-0233_K1
- Potrafi współdziałać i pracować w grupie przy realizacji ćwiczeń laboratoryjnych i opracowywaniu sprawozdania.
Weryfikacja: Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego
Powiązane efekty kierunkowe:
KMchtr_K04
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_K03, T1A_K04