Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Systemy wbudowane
Tok studiów:
2016/2017
Kod:
MIS-1-606-s
Wydział:
Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Informatyka Stosowana
Semestr:
6
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
Bachniak Daniel (bachniak@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
Bachniak Daniel (bachniak@agh.edu.pl)
Wilkus Marek (mwilkus@agh.edu.pl)
Górecki Grzegorz (ggorecki@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Przedmiot obejmuje podstawy elektroniki oraz budowy i wykorzystania mikrokontrolerów. W szczególności poświęcono uwagę Arduino i Raspberry Pi wraz z urządzeniami peryferyjnymi.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student zna budowę typowego mikrokontrolera oraz typowych układów peryferyjnych IS1A_W14, IS1A_W11, IS1A_W04 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Student zna podstawowe standardy służące do przekazywania danych w systemach wbudowanych IS1A_W14, IS1A_W11, IS1A_W04 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W003 Student potrafi wskazać narzędzia niezbędne do pracy z mikrokontrolerem pracującym w systemie wbudowanym IS1A_W14, IS1A_W11, IS1A_W04 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U001 Student potrafi napisać program przeznaczony do wybranego mikrokontrolera wykorzystujący jego układy peryferyjne oraz co najmniej jeden standard komunikacyjny. IS1A_U11, IS1A_U16, IS1A_U08, IS1A_U12, IS1A_U13, IS1A_U06 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Student potrafi użyć odpowiednich narzędzi do skompilowania napisanego programu i załadowania go do urządzenia wbudowanego IS1A_U11, IS1A_U16, IS1A_U08, IS1A_U12, IS1A_U13, IS1A_U06 Sprawozdanie,
Studium przypadków ,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi pracować w zespole projektowym. Potrafi samodzielnie zdobyć odpowiednią wiedzę i umiejętności niezbędne do realizacji jego części zadania zespołowego. IS1A_K03 Studium przypadków ,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_K002 Student umie przedstawić wykonany projekt w sposób komunikatywnej prezentacji. Potrafi także wskazać obszary zastosowań tworzonych aplikacji i ekonomiczne aspekty zastosowanych rozwiązań. IS1A_K01, IS1A_K04 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Studium przypadków ,
Udział w dyskusji,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student zna budowę typowego mikrokontrolera oraz typowych układów peryferyjnych + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zna podstawowe standardy służące do przekazywania danych w systemach wbudowanych + - - - - - - - - - -
M_W003 Student potrafi wskazać narzędzia niezbędne do pracy z mikrokontrolerem pracującym w systemie wbudowanym + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi napisać program przeznaczony do wybranego mikrokontrolera wykorzystujący jego układy peryferyjne oraz co najmniej jeden standard komunikacyjny. - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi użyć odpowiednich narzędzi do skompilowania napisanego programu i załadowania go do urządzenia wbudowanego - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi pracować w zespole projektowym. Potrafi samodzielnie zdobyć odpowiednią wiedzę i umiejętności niezbędne do realizacji jego części zadania zespołowego. - - + - - - - - - - -
M_K002 Student umie przedstawić wykonany projekt w sposób komunikatywnej prezentacji. Potrafi także wskazać obszary zastosowań tworzonych aplikacji i ekonomiczne aspekty zastosowanych rozwiązań. - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
  1. Urządzenia Beacon – wykłady 13, 14

    - Przegląd urządzeń i przykłady wykorzystania.

  2. Raspberry Pi – wykłady 9, 10, 11, 12

    - Omówienie protokołów komunikacji: SPI, IIC,
    - Wykorzystanie urządzeń peryferyjnych: kamera, dalmierz, serwomechanizm,
    - Implementacja oprogramowania do komunikacji PC – RPi,
    - System operacyjny czasu rzeczywistego dla RPi.

  3. Wprowadzenie – wykład 1

    - Omówienie zasad zaliczeni przedmiotu,
    - Wprowadzenie do elektroniki.

  4. Arduino – wykłady 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8

    - Interfejs komunikacji GPIO,
    - Regulacji sygnału za pomocą metody PWM (ang. Pulse-Width Modulation – Modulacja szerokości impulsów),
    - Podłączenie i sterowanie silnikami DC,
    - Przerwania wewnętrzne i zewnętrzne,
    - Wykorzystanie urządzeń peryferyjnych: bluetooth, akcelerometr, żyroskop, czujnik wilgotności i temperatury, wyświetlacz LCD, GPS,
    - Implementacja oprogramowania do komunikacji PC – Arduino.

Ćwiczenia laboratoryjne:
  1. Zajęcia z Arduino – laboratorium 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

    - Podział na grupy, zasady pracy za labolatoriach,
    - Komunikacja za pomocą portu szeregowego,
    - Proste programy z diodami led,
    - Funkcje przerwań mikrokontrolera,
    - Podłączenie wyświetlacza oraz implementacja,
    - Czujnik temperatury, podłączenie do Arduino oraz implementacja,
    - Podłączenie żyroskopu oraz akcelerometru, implementacja,
    - Projektowanie oraz implementacja protokołu komunikacji Arduino – Arduino.

  2. Zajęcia z RPi – laboratorium, 9, 10, 11, 12, 13

    - Raspberry Pi, podstawy, interfejs GPIO (General Purpose Input/Output),
    - Podłączenie serwomechanizmu oraz dalmierza, implementacja,
    - Podłączenie i wykorzystanie kamery,
    - Implementacja oprogramowania do komunikacji PC – RPi.

  3. Urządzenia Beacon – laboratorium 14

    - Wykonanie testów komunikacji urządzeń Beacon dla różnych scenariuszy.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 88 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 28 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 10 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

- Student ma obowiązek uczestniczenia we wszystkich laboratoriach,
- Student otrzymuje punkty na każdych zajęciach za wykonane zadania według scenariusza,
- Przewidziana jest możliwość odrobienia nieobecności tylko w przypadku okazania zwolnienia lekarskiego,
- OCL (Ocena końcowa z laboratorium) – obliczana jest na podstawie uzyskanych punktów z wszystkich zajęć,

- Ocena końcowa z przedmiotu = 0,5 * OCL + 0,5 * Egzamin,
- Warunkiem otrzymania pozytywnej oceny końcowej z przedmiotu jest uzyskanie zaliczenia z laboratorium.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

- Umiejętność programowania w języku C/C++,
- Znajomość architektury systemów komputerowych,
- Podstawy elektroniki.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

- Lal K., Rak T., Orkisz K., RTLinux – system czasu rzeczywistego. Gliwice, Helion, 2003.
- John Boxall, Arduino. 65 praktycznych projektów
- Monk Simon, Arduino dla początkujących. Podstawy i szkice
- Gareth Halfacree, Eben Upton, Raspberry Pi. Przewodnik użytkownika, Helion
- Kowalczyk Jan, Głocki Wojciech, Podstawy elektroniki, Difin, 2015

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

- Projektowanie drogi lotu quadcoptera z wykorzystaniem metod optymalizacji wielokryterialnej / Maciej Ciach, Kamil Dudek, Adrian Foremny, Szymon Furman, Daniel BACHNIAK // Zeszyty Studenckiego Towarzystwa Naukowego ; ISSN 1732-0925. — 2015 nr 31, s. 85–92. — Bibliogr. s. 92, Streszcz., Summ.. — Artykuły laureatów 52. Sesji Studenckich Kół Naukowych Pionu Hutniczego Akademii Górniczo-Hutniczej

Informacje dodatkowe: