Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Optomechatronika
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Adam Styk
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
OMC
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin bezpośrednich 45h, w tym: • wykład: 30 godz. • laboratorium: 15 godz. 2) Praca własna • przygotowanie do kolokwiów zaliczających wykład: 15 godz. • przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 10 godz. • opracowanie sprawozdań: 10 godz. RAZEM: 80 godz. = 3 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,5 punktu ECTS - Liczba godzin bezpośrednich 45, w tym: • wykład: 30 godz. • laboratorium: 15 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1,5 punktu ECTS – 35 godz., w tym: obecność w laboratorium: 15 godz; przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 10 godz; opracowanie sprawozdań: 10 godz;
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Podstawy optyki (kurs fizyki), mechaniki, elektrotechniki, informatyki
Limit liczby studentów:
brak
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. (L) Koherentne odwzorowanie optyczne i filtracja częstości przestrzennych. Światłowodowy tor przesyłania informacji. Wybrane zagadnienia widzenia maszynowego. Skaner 3D. Badanie parametrów użytkowych aparatu cyfrowego.
Metody oceny:
(W) Zaliczenie na podstawie dwóch kolokwiów o ustalonej liczbie punktów; (L) Suma punktów za wejściówki, wykonanie ćwiczeń i sprawozdania; Ocena końcowa wystawiona na podstawie sumy punktów z zalizcenia wykładu i laboratorium. Ocena pozytywna wystawiana po uzyskaniu co najmniej 50% maksymalnej liczby punktów do zdobycia.
Egzamin:
nie
Literatura:
H. Cho: Optomechatronics: Fusion of optical and mechatronic engineering, CRC Press, Boca Raton 2005; H. Cho: Opto-Mechatronic Systems Handbook: Techniques and Applications, CRC Press, Boca Raton 2002; G. Knopf, K. Uchino: Light Driven Micromachines, CRC Press, 2018 R. Jóźwicki: Podstawy Inżynierii Fotonicznej, 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 OMC_w01
Zna główne funkcje realizowane przez układy/systemy optomechtroniczne
Weryfikacja: Ocena z kolokwium, kartkówki przed rozpoczęciem ćwiczeń
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W18, K_W19
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka OMC_w02
Zna podstawy integracji sygnałów optycznych, elektrycznych i mechanicznych
Weryfikacja: Ocena z kolokwium, kartkówki przed rozpoczęciem ćwiczeń
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o
Charakterystyka OMC_w03
Zna podstawowe funkcjonalne zespoły optomechatroniczne.
Weryfikacja: Ocena z kolokwium, kartkówki przed rozpoczęciem ćwiczeń.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W17, K_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o
Charakterystyka OMC_w04
Zna flagowe urządzenia i systemy optomechatroniczne
Weryfikacja: Kolokwium, kartkówki przed rozpoczęciem ćwiczeń
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W17, K_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka OMC_u01
Potrafi wyjaśnić zasadę działania wybranego zespołu/układu optomechatronicznego
Weryfikacja: Ocena z kolokwium; ocena sprawozdań z przeprowadzonych ćwiczeń i kartkówek wejściowych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U12, K_U15, K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, III.P6S_UW.o, I.P6S_UW.o
Charakterystyka OMC_u02
Student umie przeprowadzić eksperymenty dot. zasad działania wybranego zespołu/układu optomechatronicznego, w szczególności przeprowadzania prostej filtacji w układach przetwarzania informacji optyznej, analizy parametrów światłowodowego toru transmisji sygnałów, optycznych metod pomiaru kształtu obiektów trójwymiarowych, metod i i technik oceny wybranych parametrów użytkowych cyfrowego aparatu fotograficznego.
Weryfikacja: Ocena sprawozdań z przeprowadzonych ćwiczeń
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U12, K_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka OMC_k01
Potrafi pracować w zespole podczas prowadzenia doświadczeń i wnioskowania
Weryfikacja: Ocena pracy zespołowej podczas wykonywania zajęć laboratoryjnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KO, I.P6S_KR
Charakterystyka OMC_k02
Rozumie wpływ rozwiązań wykorzystywanych w technice optomechatronicznej na środowisko naturalne.
Weryfikacja: Ocena z kolokwium; Ocena sprawozdań z przeprowadzonych ćwiczeń laboratoryjnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KR