Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Podstawy elektroniki
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIME-1-422-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Mechatroniczna
Semestr:
4
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż, prof. AGH Martowicz Adam (adam.martowicz@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł obejmuje podstawy z zakresu teorii obwodów, charakterystyk wybranych elementów oraz układów elektronicznych. Uzyskana wiedza oraz umiejętności dotyczą analizy schematów ideowych oraz prototypowania układów. Uzyskane kompetencje społeczne dotyczą gotowości do pracy w zespole oraz świadomości potrzeby ciągłego dokształcania się w tematyce modułu.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student ma uporządkowaną wiedzę odniesioną do niezbędnych podstaw teoretycznych w zakresie: budowy, zasady działania i charakterystyk podstawowych elementów elektronicznych oraz analizy i syntezy podstawowych układów elektronicznych. IME1A_W02, IME1A_W04 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Odpowiedź ustna,
Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi projektować podstawowe analogowe układy elektroniczne w oparciu o poprawnie dobrane metody i narzędzia. IME1A_U09 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Odpowiedź ustna,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Student potrafi sformułować specyfikację dla prostych układów elektronicznych a także przeprowadzić ich weryfikację. IME1A_U07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_U003 Student potrafi czytać oraz tworzyć graficzną i tekstową dokumentację techniczną obejmującą rysunki, schematy i wykresy oraz tworzyć dokumentację z zastosowaniem wspomagania komputerowego. IME1A_U03 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student rozumie potrzebę, zna możliwości oraz jest gotów do ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. IME1A_K01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach
M_K002 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz jest gotów do podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. IME1A_K04 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Zaangażowanie w pracę zespołu,
Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 28 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student ma uporządkowaną wiedzę odniesioną do niezbędnych podstaw teoretycznych w zakresie: budowy, zasady działania i charakterystyk podstawowych elementów elektronicznych oraz analizy i syntezy podstawowych układów elektronicznych. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi projektować podstawowe analogowe układy elektroniczne w oparciu o poprawnie dobrane metody i narzędzia. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi sformułować specyfikację dla prostych układów elektronicznych a także przeprowadzić ich weryfikację. - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi czytać oraz tworzyć graficzną i tekstową dokumentację techniczną obejmującą rysunki, schematy i wykresy oraz tworzyć dokumentację z zastosowaniem wspomagania komputerowego. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę, zna możliwości oraz jest gotów do ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. - - + - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz jest gotów do podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 120 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 24 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 8 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 30 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):

1. Podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki. Definicje: napięcie elektryczne, natężenie prądu elektrycznego, rezystancja, pojemność elektryczna, indukcyjność, impedancja/admitancja i ich składniki, przewodnik, izolator. Pomiar podstawowych wielkości elektrycznych.
2. Elektroniczne elementy bierne: rodzaje, zasada działania, symbole na schematach ideowych, kody i oznaczenia na fizycznych elementach, zastosowanie.
3. Prawo Ohma, I i II prawo Kirchhoffa, wykresy wskazowe.
4. Złącze półprzewodnikowe p-n.
5. Zasada działania podstawowych półprzewodnikowych elementów elektronicznych (diody prostowniczej, diody Zenera, tranzystora bipolarnego, tranzystora unipolarnego) i optoelektronicznych (fotodiody, fototranzystora, transoptora).
6. Układ tranzystora bipolarnego z otwartym kolektorem, drivery/bufory, układy dopasowujące, klucze tranzystorowe, warstwa sprzętowa interfejsów komunikacyjnych.
7. Synteza i zasada działania układów bramek logicznych NOT (inwerter) i NAND zbudowanych w oparciu o tranzystory bipolarne, przegląd podstawowych bramek logicznych, stan wysokiej impedancji.
8. Wzmacniacze: rodzaje, wzmacniacz w układzie wspólnego emitera, punkt pracy wzmacniacza, wtórnik emiterowy, wzmacniacz różnicowy, wzmacniacz operacyjny, komparator.
9. Zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych.

Ćwiczenia laboratoryjne (28h):

1. Pomiar podstawowych wielkości elektrycznych z zastosowaniem multimetru, oscyloskopu oraz generatora funkcyjnego.
2. Badanie własności elementów biernych: rezystorów i kondensatorów.
3. Badanie własności czwórnika RC – analityczne i eksperymentalne wyznaczanie stałej czasowej.
4. Badanie własności czwórnika RLC.
5. Wyznaczenie charakterystyk diod prostowniczych i Zenera.
6. Badanie własności układu prostownika jedno- i dwu-połówkowego.
7. Wyznaczenie charakterystyk statycznych tranzystora bipolarnego npn.
8. Badanie własności transoptora, wyznaczenie charakterystyk prądowych oraz pasma pracy.
9. Badanie układu kluczującego opartego na tranzystorze mosfet z optoizolacją.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconym o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak, by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych następuje po jednoczesnym spełnieniu następujących warunków:
-pozytywna ocena końcowa uzyskana najpóźniej w ostatnim dniu okresu zaliczeń poprawkowych,
-liczba godzin nieobecności usprawiedliwionych nieprzekraczająca 30% ogólnej liczby zajęć w semestrze.
Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej z ćwiczeń laboratoryjnych następuje po jednoczesnym spełnieniu następujących warunków:
-realizacja zadań zleconych na poszczególnych ćwiczeniach laboratoryjnych (osobiście lub w formie wskazanej przez prowadzącego w przypadku nieobecności),
-oddanie kompletu sprawozdań według zaleceń prowadzącego,
-zaliczenie kolokwiów cząstkowych.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem modułu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane na kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu oraz sprawozdania. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnych ocen z ćwiczeń
laboratoryjnych oraz kolokwium zaliczeniowego z wykładu.
2. Ocena końcowa wyznaczana jest na podstawie średniej ważonej z ocen z ćwiczeń laboratoryjnych
(80%) i kolokwium zaliczeniowego z wykładów (20%).

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W przypadku nieobecności na ćwiczeniach laboratoryjnych, nieprzekraczających 30% ogólnej liczby zajęć w semestrze, student kontaktuje się z prowadzącym w celu wyznaczenia formy uzupełnienia zaległości.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Wiedza z fizyki dotycząca podstaw teorii elektromagnetyzmu (wielkości fizyczne i wiążące je prawa).
Wiedza z matematyki dotycząca podstaw algebry liniowej.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Filipkowski A.: Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe. WNT, Warszawa, 2006.
Nosal Z., Baranowski J.: Układy elektroniczne – Układy analogowe liniowe. WNT, Warszawa, 2003.
Kuta S.: Elementy i układy elektroniczne. Cz. 1, 2. Wyd. AGH, Kraków, 2000.
Rusek M., Pasierbiński J.: Elementy i układy elektroniczne. WNT, Warszawa, 2006.
Jaeger R., Blalock T.: Microelectronic Circuit Design. Thrid Edition. Mc Graw Hill International Edition, 2008.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Martowicz A., Sendecki A., Salamon M., Rosiek M, Uhl T.: Application of electromechanical impedance based SHM for damage detection in bolted pipeline connection. Nondestructive Testing and Evaluation, Vol. 31, No. 1, 2016, pp. 17–44.
Martowicz A., Rosiek M., Uhl T.: An application of electro-mechanical impedance for damage detection in mechanical systems. In: Casciati F., Giordano M. [eds.]: Proceedings of the fifth European Workshop Structural Health Monitoring 2010, Sorrento, Italy, 28 June – 4 July 2010, DEStech Publications, Inc., Pennsylvania, USA, 2010, pp. 976–981.
Lubieniecki M., Roemer J., Martowicz A., Wojciechowski K., Uhl T.: A muli-point measurement method for thermal characterization of foil bearings using customized thermocouples. Journal of Electronic Materials, Vol. 45, No. 3, 2016, pp. 1473–1477.
Martowicz A., Rosiek M., Uhl T.: Electromechanical impedance based SHM system for aircraft applications. Timetable of Smart Diagnostics of Structure 2011, Structural Health Monitoring, Krakow, Poland, 14–15 November 2011, p. 33.
Rosiek M., Martowicz A., Uhl T.: Conception of electromechanical impedance based structural health monitoring system. In Uhl T. [ed.]: Projektowanie mechatroniczne, zagadnienia wybrane. Akademia Gorniczo-Hutnicza, Katedra Robotyki i Mechatroniki, Krakow, 2011, pp. 185–191.
Rosiek M., Dragan K., Martowicz A., Uhl T.: Damage detection in riveted aircraft elements based on electromechanical impedance measurements. 5th International Congress on Technical Diagnostics, AGH University of Science and Technology, 3–5 September 2012, Krakow, Poland, abstr. p. 126.
Rosiek M., Martowicz A., Uhl T.: Electromechanical impedance based SHM system for aircraft
applications. Key Engineering Materials, Vol. 518, 2012, pp. 127–136.
Martowicz A., Rosiek M.: Electromechanical impedance method. In: Stepiński T., Uhl T., Staszewski W. [eds.]: Advanced structural damage detection from theory to engineering applications. John Wiley & Sons, Chichester, 2013, pp. 141–176.
Rosiek M., Dragan K., Martowicz A., Uhl T.: Damage detection in riveted aircraft elements based on the electromechanical impedance measurements. Key Engineering Materials, Vol. 588, 2014, pp. 54–63.
Mańka M., Rosiek M., Martowicz A., Stepiński T., Uhl T.: Lamb wave transducers made of iezoelectric macro-fiber composite. Structural Control & Health Monitoring, Vol. 20, No. 8, 2013, pp. 1138–1158.
Mańka M., Rosiek M., Martowicz A., Stepinski T., Uhl T.: PZT based tunable Interdigital Transducer for Lamb waves based NDT and SHM. Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 78, 2016, pp. 71–83.
Mańka M., Martowicz A., Rosiek M., Stepinski T., Uhl T.: Tunable interdigital transducers made of piezoelectric macro-fiber composite. Smart Materials and Structures, Vol. 25, No. 11, art. no. 115022, 2016, pp. 1–12.
Martowicz A., Ciszewski M., Buratowski T., Gallina A., Rosiek M., Seweryn K., Teper W., Zwierzyński A. J., Uhl T.: Mechatronic approach in application to solution of research and design problems. Mechatronics, Vol. 36, 2016, pp. 1–17.
Stepinski T., Mańka M., Martowicz A., Rathod V.T.: Interdigital transducers in structural health monitoring based on Lamb waves: a state of the art. In: Lynch J.P. [ed.]: Sensors and smart structures technologies for civil, mechanical, and aerospace systems, Vol. 9803, 2016; Proceedings of the SPIE / The International Society for Optical Engineering, Las Vegas, USA, 21–24 March 2016, pp. 98030N-1–98030N-15.
Mańka M., Martowicz A., Rosiek M., Stepinski T., Uhl T.: Piezoelektryczny przetwornik ultradźwiękowy i sposob jego sterowania (eng.: Ultrasonic piezoelectric transducer design and control methods). Akademia Gorniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Patent PL 222288 B1, Appl. No. P. 399163, Int.Cl.: B06B 1/06(2006.01), 14 May 2012, granted 21 September 2015, publ. 29 July 2016.
Mańka M., Martowicz A., Rosiek M., Stepinski T., Uhl T.: Ultradźwiękowy przetwornik piezoelektryczny i sposob jego sterowania (eng.: Design and control methods of the piezoelectric ultrasonic transducer). Akademia Gorniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Patent PL 222289 B1, Appl. No. P.399164, Int.Cl.: B06B 1/06(2006.01), 14 May 2012, granted 22 September 2015, publ. 29 July 2016.
Stepinski T., Mańka M., Martowicz A.: Interdigital Lamb wave transducers for applications in Structural Health Monitoring. NDT&E International, Vol. 86, 2017, pp. 199-210.
Mańka M., Martowicz A., Rosiek M., Uhl T.: Elastic interdigital transducers for Lamb wave generations. Diffusion and Defect Data – Solid State Data. Part B, Solid State Phenomena, Vol. 198, 2013, pp. 307–312.
Martowicz A., Rosiek M., Uhl T.: Wykorzystanie pomiarow impedancji elektromechanicznej do detekcji uszkodzeń konstrukcji mechanicznych (eng.: An application of measurements of electromechanical impedance for damage detection in mechanical systems). Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 55, No. 9, 2009, pp. 707-710.
Rosiek M., Martowicz A., Uhl.: Symulacje numeryczne impedancji elektromechanicznej pod kątem zastosowań w systemie monitorowania stanu konstrukcji. (eng.: Finite element simulations of electromechanical impedance for structural health monitoring). In: Uhl T. [ed.]: Wybrane zagadnienia analizy modalnej konstrukcji mechanicznych. Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji – Państwowego Instytutu Badawczego, Krakow, 2010, pp. 271–281.
Rosiek M., Martowicz A., Uhl T.: Uncertainty and sensitivity analysis of electro-mechanical impedance based SHM system. In: Khalili N., et al. [eds.]: Proceedings of the 9th World Congress on Computational Mechanics and 4th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics WCCM/APCOM 2010, Centre for Infrastructure Engineering and Safety; Sydney, Australia, 19–23 July 2010, 9pp. (abstr. p.34).
Rosiek M., Martowicz A., Uhl T.: Uncertainty and sensitivity analysis of electro-mechanical impedance bsed SHM system. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering / Proceedings of the 9th World Congress on Computational Mechanics and 4th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics WCCM/APCOM 2010, Sydney, Australia, 19–23 July 2010, Vol. 10, No. 1, 2010, ID 012207, 9pp.
Rosiek M, Martowicz A., Uhl T.: Structural health monitoring system based on electromechanical impedance measurements. In: Chang F.-K. [ed.]: Structural Health Monitoring 2011; Condition-based maintenance and intelligent structures / Proceedings of the 8th International Workshop on Structural Health Monitoring, Stanford, USA, 13–15 September 2011, Vol. 1, Lancaster, DEStech Publications Inc., pp. 314–321.
Rosiek M., Martowicz A., Uhl T., Stępiński T., Łukomski T.: Electromechanical impedance method for damage detection on mechanical structures. Proceedings of 11th IMEKO TC 10 Workshop on Smart Diagnostics of Structures, AGH University of Science and Technology; Krakow, 18–20 October 2010, 8pp.

Informacje dodatkowe:

Brak