Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Wstęp do automatyki, elektroniki i telekomunikacji
Koordynator przedmiotu:
Rajmund Kożuszek
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Informatyka
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne
Kod przedmiotu:
WAET
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. liczba godzin kontaktowych – 47 godz., w tym  obecność na wykładach: 30 godz.,  obecność na zajęciach laboratoryjnych:15 godz.,  udział w konsultacjach: 2 godz.. 2. praca własna studenta – 42 godz., w tym  przygotowanie do kolejnych wykładów: 15 godz.,  przygotowanie do kolejnych zajęć laboratoryjnych: 12 godz.,  przygotowanie do sprawdzianów: 15 godz. Łączny nakład pracy studenta wynosi 89 godz., co odpowiada 3 pkt. ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 pkt. ECTS, co odpowiada 47 godz. kontaktowym.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1 pkt. ECTS, co odpowiada 27 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Bez wymagań wstępnych
Limit liczby studentów:
150
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest pokazanie podstawowych zagadnień elektroniki, telekomunikacji oraz automatyki i robotyki, pozwalające zorientować się studentom informatyki w istotnych zależnościach pomiędzy tymi dziedzinami a informatyką. Zostaną przedstawione podstawowe prawa i elementy elektroniki, ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień istotnych dla techniki cyfrowej. Będą omówione podstawowe zagadnienia związane z transmisją danych oraz usługami we współczesnych systemach telekomunikacyjnych, z uwzględnieniem aspektów organizacyjnych i standaryzacyjnych. Będą zaprezentowane podstawy regulacji automatycznej (projektowanie, symulacja i zastosowania algorytmów r.a.) oraz programowalnych sterowników logicznych. Krótko przedstawione zostaną wybrane typy i zastosowania robotów oraz podstawy sterowania nimi.
Treści kształcenia:
WYKŁADY: 1. Podstawowe wielkości i prawa elektroniki: rezystancja, pojemność, indukcyjność. Właściwości wejściowe i wyjściowe układów elektronicznych; czas propagacji sygnału przez układ elektroniczny. Opóźnienia w liniach transmisyjnych: niedopasowanie i odbicia. 2. Podstawy działania i zastosowania elementów półprzewodnikowych. Diody; tranzystory bipolarne i unipolarne: wady zalety i obszary zastosowań. Stany pracy tranzystora (wyłączony, aktywny, nasycony/włączony); przejścia między stanami. Tranzystor jako przełącznik; zależność pomiędzy częstotliwością przełączania a stratami mocy. 3. Bramki cyfrowe – krótki rys historyczny. Podstawowe technologie stosowane we współczesnych układach cyfrowych: P/N-MOS, C-MOS. Parametry wejściowo – wyjściowe układów cyfrowych: pojemność wejściowa, obciążalność. Sterowanie przy niewielkiej obciążalności wyjść. Nadajniki i odbiorniki linii transmisyjnych; izolacja galwaniczna. 4. Wzmacniacz operacyjny – podstawowe właściwości i ograniczenia; sprzężenie zwrotne. Wzmacniacz odwracający, nieodwracający, wtórnik, sumator. Wykorzystanie dodatniego sprzężenia zwrotnego. Przetwarzanie A/C i C/A: rodzaje przetworników i ich parametry (rozdzielczość, szybkość przetwarzania, szum kwantyzacji). Dopasowanie poziomu przetwarzanego sygnału do właściwości przetwornika. 5. Zasilanie układów elektronicznych: rzeczywistość odległa od idealnego źródła napięciowego. Wpływ rezystancji wyjściowej zasilacza, indukcyjności doprowadzeni, dużych zmian natężenia pobieranego prądu na parametry zasilania; rola odsprzęgania. Gotowe układy zasilaczy: parametry, wady, zalety i zasady stosowania. Straty mocy i chłodzenie. 6. Model systemu telekomunikacyjnego i organizacje standaryzacyjne. 7. Elementy rynku telekomunikacyjnego i pojęcie usługi w telekomunikacji. 8. Krótkie przedstawienie poszczególnych elementów nadajnika: koder źródła i pojęcie kompresji sygnału, koder kanałowy i metody zabezpieczania danych przed błędami, modulator i rodzaje modulacji cyfrowych. 9. Budowa sieci telefonii stacjonarnej (system ISDN), pojęcie komutacji kanałów i pakietów. 10. Sieci dostępowe przewodowe (modemy xDSL) i bezprzewodowe (systemy komórkowe GSM, UMTS i LTE). 11. Regulacja automatyczna: historia, sytuacja obecna i przyszłość, cele regulacji automatycznej, przykłady zastosowań systemów automatycznego sterowania. 12. Programowalne sterowniki logiczne i ich zastosowanie. 13. Klasyczne i nowoczesne algorytmy regulacji automatycznej: projektowanie, symulacja, przykłady zastosowań. 14. Typy i zastosowania robotów. 15. Podstawy sterowania robotami. LABORATORIUM: 1. Podstawowe przyrządy pomiarowe i pomiary. 2. Montaż i pomiary prostego układu przełączającego. 3. Metody zabezpieczania danych przed błędami w sieciach transmisji danych (protokoły ARQ). 4. Systemy dostępowe przewodowe: modemy xDSL, systemy światłowodowe. 5. Projektowanie i implementacja algorytmów regulacji automatycznej przy wykorzystaniu programowalnego sterownika logicznego. 6. Śledzenie linii robotem mobilnym.
Metody oceny:
Realizacja przedmiotu obejmuje następujące formy zajęć:  wykład prowadzony w wymiarze 2 godz. tygodniowo,  zajęcia laboratoryjne w wymiarze 1 godz. tygodniowo (6 dwu-trzygodzinnych spotkań). Sprawdzanie założonych efektów kształcenia realizowane jest przez:  ocenę wiedzy i umiejętności związanych z realizacją zadań laboratoryjnych – ocenę sprawozdań z realizacji zadań,  ocenę wiedzy i umiejętności wykazanych na krótkich sprawdzianach po każdej części tematycznej.
Egzamin:
nie
Literatura:
1. W. Hill, P. Horowitz: Sztuka elektroniki, WKiŁ, 2019. 2. A. Filipkowski: Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe, WNT, 2006. 3. K. Wesołowski: Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, WKiŁ, 2005. 4. K. Wesołowski: Systemy radiokomunikacji ruchomej, WKiŁ, 2006. 5. K. Malinowski, P. Tatjewski: Podstawy Automatyki. Warszawa, 2016. 6. Springer Handbook of Robotics, eds: B. Siciliano, O. Khatib. Springer. 2nd ed. 2016. 7. Robot Operating System, http://www.ros.org
Witryna www przedmiotu:
https://usosweb.usos.pw.edu.pl/kontroler.php?_action=katalog2/przedmioty/pokazPrzedmiot&prz_kod=103A-INxxx-ISP-WAET
Uwagi:
(-)

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
ma uporządkowaną wiedzę w zakresie podstawowych praw i elementów elektroniki, szczególnie związanych z elektroniką cyfrową
Weryfikacja: laboratorium, sprawdziany
Powiązane charakterystyki kierunkowe: W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P7S_WG
Charakterystyka W02
ma uporządkowaną wiedzę w zakresie podstawowych cech i usług sieci zintegrowanych, w tym algorytmów kodowania i korekcji błędów
Weryfikacja: laboratorium, sprawdziany
Powiązane charakterystyki kierunkowe: W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P7S_WG
Charakterystyka W03
ma uporządkowaną wiedzę w zakresie podstaw regulacji automatycznej, programowanych sterowników logicznych oraz sterowania robotami
Weryfikacja: laboratorium, sprawdziany
Powiązane charakterystyki kierunkowe: W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P7S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
potrafi przeanalizować oraz dobrać parametry podstawowych elementów prostego układu elektronicznego
Weryfikacja: laboratorium, sprawdziany
Powiązane charakterystyki kierunkowe: U01, U03, U04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Charakterystyka U02
potrafi dobrać właściwą technikę ochrony przed błędami dla systemu o określonych parametrach
Weryfikacja: laboratorium, sprawdziany
Powiązane charakterystyki kierunkowe: U01, U03, U04
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o, P6U_U
Charakterystyka U03
potrafi programować proste zadania sterowania logicznego oraz sterować prostym robotem
Weryfikacja: laboratorium, sprawdziany
Powiązane charakterystyki kierunkowe: U01, U03, U04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Charakterystyka U04
potrafi pracować indywidualnie oraz w zespole
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: U08
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UO

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01
ma świadomość konieczności komunikowania się z otoczeniem, także pozazawodowym, w sposób zrozumiały dla odbiorcy
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K05
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KO