Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
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