Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Designing Electronic Modules
Course of study:
2018/2019
Code:
JFM-2-023-DE-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Dozymetria i elektronika w medycynie
Field of study:
Medical Physics
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Wiącek Piotr (wiacek@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Skoczeń Andrzej (skoczen@fis.agh.edu.pl)
dr inż. Wiącek Piotr (wiacek@agh.edu.pl)
Module summary

Projektowanie modułów elektronicznych – potrzeba integracji i miniaturyzacji elektroniki użytkowej, nadążanie za obecnymi trendami i potrzebami rynkowymi w narzędzia projektowe PCB – pakiet ALTIUM.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student potrafi pracować w zespole projektowym. Potrafi samodzielnie zdobyć odpowiednią wiedzę i umiejętności niezbędne do realizacji jego części zadania zespołowego. FM2A_K03, FM2A_K02, FM2A_K01 Execution of a project
M_K002 Student umie przedstawić wykonany projekt w sposób komunikatywnej prezentacji. Potrafi także wskazać obszary zastosowań tworzonych aplikacji i ekonomiczne aspekty zastosowanych rozwiązań FM2A_K02, FM2A_K01 Execution of a project,
Project,
Presentation
Skills
M_U001 Student prawidłowo dobiera rozkład warstw obwodów wielowarstwowych z zachowaniem kompatybilności elektromagnetycznej i termodynamicznej FM2A_U04, FM2A_U07, FM2A_U01, FM2A_U02 Execution of laboratory classes,
Execution of a project,
Activity during classes
M_U002 Student potrafi zaprojektować płytkę drukowaną z zachowaniem podstawowych reguł projektowych DRC i ERC oraz czytelnie interpretuje wyniki analiz kontrolnych FM2A_U06, FM2A_U04, FM2A_U01, FM2A_U02 Execution of laboratory classes,
Execution of a project,
Activity during classes
M_U003 Student umie wygenerować komplet niezbędnych plików do produkcji obwodu drukowanego z uwzględnieniem wymagań technologicznych danego producenta FM2A_U06, FM2A_U07, FM2A_U08, FM2A_U01 Execution of laboratory classes,
Execution of a project,
Activity during classes
Knowledge
M_W001 Student zna zagadnienia procesu technologicznego powstawania modułów elektronicznych. FM2A_W02 Execution of a project,
Participation in a discussion,
Activity during classes
M_W002 Wymienia i opisuje własności materiałowe modułów elektronicznych pod względem zastosowania i wymagań elektrycznych FM2A_W02, FM2A_W03 Execution of a project,
Participation in a discussion,
Activity during classes
M_W003 Student zna i rozumie podstawowe pojęcia omawiane w ramach wykładu dotyczące projektowania płytek drukowanych. FM2A_W02 Execution of a project,
Participation in a discussion,
Activity during classes
M_W004 Student potrafi wymienić i scharakteryzować podstawowe typy obudów układów scalonych oraz techniki montażu komponentów na płytkach drukowanych FM2A_W02 Execution of laboratory classes,
Execution of a project,
Participation in a discussion,
Activity during classes
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
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 - - - + - - - - - - -
Skills
M_U001 Student prawidłowo dobiera rozkład warstw obwodów wielowarstwowych z zachowaniem kompatybilności elektromagnetycznej i termodynamicznej - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zaprojektować płytkę drukowaną z zachowaniem podstawowych reguł projektowych DRC i ERC oraz czytelnie interpretuje wyniki analiz kontrolnych - - + - - - - - - - -
M_U003 Student umie wygenerować komplet niezbędnych plików do produkcji obwodu drukowanego z uwzględnieniem wymagań technologicznych danego producenta - - + + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna zagadnienia procesu technologicznego powstawania modułów elektronicznych. + - - - - - - - - - -
M_W002 Wymienia i opisuje własności materiałowe modułów elektronicznych pod względem zastosowania i wymagań elektrycznych + - - - - - - - - - -
M_W003 Student zna i rozumie podstawowe pojęcia omawiane w ramach wykładu dotyczące projektowania płytek drukowanych. + - + - - - - - - - -
M_W004 Student potrafi wymienić i scharakteryzować podstawowe typy obudów układów scalonych oraz techniki montażu komponentów na płytkach drukowanych + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:
ZAGADNIENIA DO WYKŁADU

1. Technologie tworzenia modułów elektronicznych.
Procesy technologiczne powstawania topografii połączeń elektrycznych na płycie i montażu elementów.
2. Własności materiałowe obwodów drukowanych i ich wymagania ze względu na specyfikę zastosowania.
Charakteryzacja materiałowa przewodników oraz izolatorów wchodzących w skład budowy płytek drukowanych. Parametryzacja elektryczna linii transmisyjnych oraz przelotek międzywarstwowych.
3. Przygotowanie środowiska projektowego.
Implementacja komponentów elektronicznych w środowisku projektowym, biblioteki elementów i modele elektryczne komponentów.
4. Techniki tworzenia obudów elementów dyskretnych i układów scalonych. Montaż układów elektronicznych.
Miniaturyzacja obudów, minimalizacja pasożytniczych elementów, integralność wielofunkcyjnego systemu elektronicznego. Montaż przewlekany, powierzchniowy i mieszany.
5. Karty katalogowe i noty aplikacyjne jako źródło wiedzy o funkcjonalności i technologii pakowania elementu elektronicznego.
Interpretacja danych zawartych w kartach katalogowych. Prawidłowa interpretacja wykresów pomiarowych. Zachowanie rekomendacji projektowych pcb dla konkretnych wyprowadzeń elementu.
6. Projektowanie płytek drukowanych układów analogowych.
Wprowadzenie do środowiska projektowego Altium Designer. Reguły projektowe. Rekomendacje projektowe.
7. Projektowanie płytek drukowanych układów cyfrowych.
Od języka opisu sprzętu do płytki drukowanej w środowisku projektowym Altium Designer.
8. Termodynamika i elektromagnetyzm zjawisk na powierzchni płytki drukowanej.
Rozkład temperatury. Źródła szumów i zakłóceń. Przesłuchy.
9. Metody oceny jakości sygnałów na płycie drukowanej.
Symulacje za pomocą modeli IBIS. Rozpoznawanie problemów z jakością sygnałów i ich naprawa. Testowalność płyty drukowanej.
10. Generacja dokumentacji produkcyjnej
11. Standaryzacja w dziedzinie płytek drukowanych.
Przedstawienie standardów IPC-2221 i IPC-2152.

Laboratory classes:
PRACOWNIA KOMPUTEROWO-ELEKTRONICZNA

1. Zapoznanie się ze środowiskiem projektowym Altium Designer.
Efekty kształcenia:
- student potrafi wykonać podstawowe czynności związane z prowadzeniem projektu,
- student potrafi przeprowadzić symulację modelu systemowego prostego urządzenia cyfrowego
2. Projektowanie modułu układu analogowego.
- symulacja i integracja sygnałowa.
3. Projektowanie modułu układu cyfrowego.
- student potrafi zbudować testowalne urządzenia cyfrowe.

Project classes:
PROJEKT ZESPOŁOWY

Studenci w dwuosobowych zespołach realizują projekty. Każdy zespół otrzymuje do wykonania inny, przydzielony losowo projekt. Punktem wyjścia dla studentów są dostarczone założenia i wskazówki projektowe. W ramach projektu należy zaprojektować płytę drukowaną.
Efekty kształcenia:
- student potrafi zinterpretować specyfikację,
- student potrafi efektywnie wykorzystać dostępne narzędzia projektowe do stworzenia projektu płyty drukowanej,
- student potrafi stosować reguły projektowe topografii połączeń na płycie drukowanej,
- student potrafi efektywnie wykorzystać dostępne opisy układów scalonych i ich modeli,
- student potrafi współpracować w grupie realizując swoją część zadania.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 125 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Participation in lectures 15 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Participation in laboratory classes 30 h
Preparation for classes 30 h
Completion of a project 20 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 15 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

W ramach laboratorium komputerowo-elektronicznego studenci pracując w dwuosobowych zespołach wykonują szereg ćwiczeń, które traktowane są jako niezbędne przygotowanie do wykonania projektu. Poprawne ich ukończenie traktowane jest jako dopuszczenie do rozpoczęcia pracy nad projektem. Projekt oceniany jest w oparciu o procent zrealizowanych założeń projektowych i/lub ocenę niezawodności działania stworzonego urządzenia. Dodatkowo oceniany jest sposób zaprezentowania informacji technicznych zawartych w opracowanej dokumentacji. Sprawdzian prowadzony jest przy komputerze i polega na zrealizowaniu prostego zadania projektowego. Zadanie to uzupełnione jest pisemnym sprawdzeniem wiedzy przekazanej na wykładzie za pomocą kartkówek na każdym spotkaniu w laboratorium. Ocena końcowa OK z modułu obliczana jest jako średnia ważona oceny z kartkówek OS i z projektu OP: OK = 0.6 x OS + 0.4 x OP

Prerequisites and additional requirements:
  • Znajomość podstaw teorii obwodów i układów elektronicznych
Recommended literature and teaching resources:

1. Protel DXP : pierwsze kroki / Marek Smyczek.
2a. Kompatybilność elektromagnetyczna : zakłócenia w urządzeniach elektronicznych. 1, Źródła, sprzężenia, skutki : zasady i porady instalacyjne / Alain Charoy ; z fr. przeł. Zbigniew Pochanke.
2b. Kompatybilność elektromagnetyczna : zakłócenia w urządzeniach elektronicznych. 2, Uziemienia, masy, oprzewodowanie : zasady i porady instalacyjne / Alain Charoy ; z fr. przeł. Bolesław Kuca.
2c. Kompatybilność elektromagnetyczna : zakłócenia w urządzeniach elektronicznych. 3, Ekrany, filtry, kable i przewody ekranowane : zasady i porady instalacyjne / Alain Charoy ; z fr. przeł. Zbigniew Pochanke.
2d. Kompatybilność elektromagnetyczna : zakłócenia w urządzeniach elektronicznych. 4, Zasilanie, ochrona odgromowa, środki zaradcze : zasady i porady instalacyjne / Alain Charoy ; z fr. przeł. Zbigniew Pochanke.
3. Lutowanie bezołowiowe / Krystyna Bukat, Halina Hackiewicz.
4. Altium Designer – Przewodnik po programie / pozycja dostarczana słuchaczom przez prowadzącego
podczas zajęć
5. Normy wymagań technologicznych płytek pcb IPC-2221 i IPC-2152.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

Zasady zaliczania zajęć:
Zaliczenie laboratorium komputerowo-elektronicznego wymaga zaliczenia:

  • wszystkich kartkówek,
  • wszystkich projektów,
  • sprawdzianu praktycznego.
    Warunkiem uzyskania zaliczenia z pojedynczego projektu jest:
  • pomyślna prezentacja,
  • zaliczone sprawozdanie – dokumentacja projektu.
    Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:
    Pod koniec semestru przewidziany jest dodatkowy termin konsultacji projektowych umożliwiający ukończenie projektów.
    Obecność na wykładzie: zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.