- Nazwa przedmiotu:
- Optomechatronika
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Wojciech Krauze
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Mechatronika
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- OMC
- Semestr nominalny:
- 6 / rok ak. 2019/2020
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Wykład: 25h
Laboratorium: 12h
Przygotowanie do zaliczenia wykładu: 15h
Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych: 10h
Opracowanie wyników laboratoryjnych: 15h
Razem: 77h (3 ECTS)
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- Wykład: 25h
Laboratorium: 12h
Razem: 37h (1,5 ECTS)
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- Laboratorium: 12h
Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych: 10h
Opracowanie wyników laboratoryjnych: 15h
Razem: 37h (1,5 ECTS)
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład25h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium12h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Podstawy optyki (kurs fizyki), mechaniki, elektrotechniki, informatyki
- Limit liczby studentów:
- wykład - bez ograniczeń, laboratorium - 12 osób
- Cel przedmiotu:
- Poznanie podstaw i zastosowań optomechatroniki – techniki integrującej systemy mechaniczne, elektroniczne, optyczne i komputerowe do tworzenia inteligentnych wyrobów i procesów przemysłowych. Kompleksowy przegląd systemów optomechatronicznych ze szczególnym uwzględnieniem metod łączenia układów optycznych i mechatronicznych w skali makro i mikro (MOEMS).
- Treści kształcenia:
- (W) Wprowadzenie: Optomechatronika – miejsce w nauce i technice. Historia rozwoju optomechatroniki. Definicje i cechy charakterystyczne. Przykłady urządzeń. Podstawowe role technik optycznych i mechatronicznych. Główne funkcje systemów optomechatronicznych. Efekty synergistyczne. Integracja opto-mechatroniczna. Zagadnienia integracji sygnałów optycznych, elektrycznych i mechanicznych. Podstawowe transformacje sygnałowe: przetwa-rzanie, modulacja, detekcja, transmisja i wyświetlanie sygnału. Moduły funkcjonalne. Przykłady integracji dwu i trzy sygnałowej. Interfejsy optomechatronicznej integracji z zasto-sowaniem transformacji i modulacji sygnału. Układy ze sprzężeniem zwrotnym. Podstawowe funkcjonalne zespoły opto-mechatroniczne. Aktuatory z aktywacją optyczną i aktuatory sterujące urządzeniem optycznym. Sensory optyczne. Układy automatycznego ogniskowania wiązki. Modulatory akustooptyczne. Skanery optyczne (metody skanowania, korekcja krzywizny pola, typy skanerów). Przełączniki optyczne (z aktywacją mechaniczną, termiczną, elektrostatyczną) . Układy zmiennoogniskowe. Autoogniskowanie obrazu przedmiotu rozciągłego (miary zogniskowania, architektura systemu). Sterowanie oświetleniem. Wizyjne sprzężenie zwrotne. Transmisja sygnału optycznego. Przykładowe urządzenia i systemy opto-mechatroniczne. Drukarka laserowa, dysk optyczny, mikroskop sił atomowych, mikroskop konfokalny, projektor cyfrowy (DMD plus wersja z wyświetlaczem dyfrakcyjnym). Matryca źródeł światła w technologii MEMS i MOEMS. Zaliczenie przedmiotu (dwa kolokwia zaliczające). (L) Koherentne odwzorowanie optyczne i filtracja częstości przestrzennych. Odpowiedź impulsowa i funkcja przenoszenia układu optycznego. Światłowodowy tor przesyłania informacji. Wybrane zagadnienia widzenia maszynowego. Skaner 3D. Badanie parametrów użytkowych aparatu cyfrowego. Wykłady wprowadzające do cykli laboratoryjnych
- Metody oceny:
- Wykład zaliczany jest przez 2 pisemne kolokwia: w każdym podanych jest ok. 15 pytań zamkniętych (testowych) oraz ok. 5 pytań otwartych. W pytaniach otwartych należy w formie krótkiej odpowiedzi pisemnej lub rysunku podać np.: opis budowy danego urządzenia, wytłumaczenie działania podanej techniki.
Oceniana jest poprawność i jasność przedstawionej odpowiedzi. Z każdego kolokwium można uzyskać 29 punktów. Ocena z wykładu wystawiana na podstawie sumy punktów z kolokwiów wg skali:
0-28 Ocena 2
29-34 Ocena 3
35-40 Ocena 3,5
41-46 Ocena 4
47-52 Ocena 4,5
53-58 Ocena 5
Zajęcia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: sumy punktów z indywidualnych testów poprzedzających każde ćwiczenie (sprawdzających stopień zapoznania się studenta z materiałami udostępnionymi przed ćwiczeniami) oraz sumy punktów z raportów oddawanych zespołowo. Z każdego testu można uzyskać 5 punktów (łącznie 25). Z każdego raportu kolejne 5 punktów (25 punktów razem). W sumie z ćwiczeń laboratoryjnych uzyskać można 50 punktów.
Ocena z laboratorium wystawiana jest wg skali:
0-25 Ocena 2
26-30 Ocena 3
31-35 Ocena 3,5
36-40 Ocena 4
41-45 Ocena 4,5
46-50 Ocena 5
Ocena końcowa z przedmiotu wystawiana jest na podstawie średniej ocen z wykładu i laboratorium.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- H. Cho, Optomechatronics: Fusion of optical and mechatronic engineering, CRC Press, Boca Raton 2005 R. Jóźwicki, Podstawy Fotoniki, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2006 K. Patorski, M. Kujawińska, L. Sałbut, Interferometria laserowa z automatyczną analizą obrazu, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2005.
- Witryna www przedmiotu:
- brak
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka OMRz_nst_W01
- Zna główne funkcje realizowane przez układy/systemy optomechatroniczne
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_WG.o
- Charakterystyka OMRz_nst_W02
- Zna podstawy integracji sygnałów optycznych, elektrycznych i mechanicznych
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_WG.o
- Charakterystyka OMRz_nst_W03
- Zna podstawowe funkcjonalne zespoły optomechatroniczne
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W01, K_W17, K_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_WG.o
- Charakterystyka OMRz_nst_W04
- Zna flagowe urządzenia i systemy optomechatroniczne
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W17, K_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_WG.o
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka OMRz_nst_U01
- Zna podstawową literaturę naukową i inżynierską z zakresu optomechatroniki
Weryfikacja: kolokwium i ocena ze sprawdzianów na początku każdego ćwiczenia laboratoryjnego oraz ocena ze sprawozdań
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U01, K_U04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_UW.o, I.P6S_UK
- Charakterystyka OMRz_nst_U02
- Potrafi wyjaśnić zasadę działania wybranego zespołu/układu optomechatronicznego
Weryfikacja: kolokwium z wykładu i ocena ze sprawdzianów na początku każdego ćwiczenia laboratoryjnego oraz ocena ze sprawozdań
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_UW.o, I.P6S_UK
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka OMRz_nst_K01
- Potrafi pracować w zespole podczas prowadzenia doświadczeń i wnioskowania
Weryfikacja: ocena sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_KO, I.P6S_KR