Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
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 Pojazdów i Maszyn Roboczych
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1150-MT000-ISP-0233
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2020/2021
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