Belépés címtáras azonosítással
magyar nyelvű adatlap
Szenzorok alkalmazásokban
A tantárgy angol neve: Sensors in Applications
Adatlap utolsó módosítása: 2019. január 8.
Villamosmérnöki Szak MSc képzés
Alkalmazott Szenzorika mellékspecializáció
Név:
Beosztás:
Tanszék, Int.:
Dr. Bonyár Attila
egyetemi docens
Elektronikai Technológia Tsz
Dr. Géczy Attila
Dr. Harsányi Gábor
egyetemi tanár
Dr. Hosszú Gábor
Elektronikus Eszközök Tsz
Németh Márton
doktorandusz
Elektronikai Technológia és Anyagtudomány, Szenzorok Működése és Technológiái, Digitális Technika, Elektronika, Mikroelektronika
A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.
A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.
Nem különbözik a szakirányba kerülés feltételeitől.
A tantárgy a „Szenzorok működése és technológiái” tárgyra alapozva mutatja be a szenzorok alkalmazási lehetőségeit. A tárgy célkitűzése, hogy a valós példákon keresztül, széles spektrumban mutassa be a szenzorok hasznosulását és alkalmazási lehetőségeit a különböző elektronikai berendezésekben.
A hallgató a tárgy folyamán megismerkedik a rendszertechnikai alapokkal, az intelligens szenzorokkal, az orvosi, autóipari, gyártósori és kommerciális alkalmazási lehetőségekkel, valamint a szenzorhálózatok felépítésével. A tárgy esettanulmányok és termékek bemutatásával is szemlélteti az alkalmazás módszertanát, valamint a szenzorokban rejlő alkalmazási lehetőségeket.
Rendszertechnikai alapok (1 hét):
1. hét: Analóg szenzorok illesztése. Digitális szenzorok illesztése és kódolási módszerek. Speciális jelátviteli módszerek (fény, rádiófrekvencia). Távadók - analóg/digitális. Buszrendszerek és kódolási módszerek részletei. CAN, LIN, Delta, FlexRay, USB, ethernet, wireless (pl. RFID, Zigbee)
Intelligens szenzorok, orvosi alkalmazások (4 hét)
2. hét: Szenzorok intelligenciájának jellemzői, hitelesítés, önkalibrálás, jel-digitalizálás, előfeldolgozás, zavarmentesítés, műtermékek eltávolítása, adaptivitás, rekonfigurálhatóság, adattömörítés, kommunikációs képesség. Mért jelek előfeldolgozásánál alkalmazható módszerek, digitális és analóg integrált processzálási lehetőségek, önkalibráló A/D átalakítók áramköri megoldásai.
3. hét: A mért jelek feldolgozásánál alkalmazható jel-kondicionálások összevetése, frekvencia-szűrések, idő-frekvencia transzformációk; esettanulmányok. Telemetrikus rendszerek a távgyógyászatban, mobil-hálózatra és Internetre épülő rendszerek, már működő rendszerek és problémáik; adatbázisok, szakértői rendszer létrehozása.
4. hét: Multimédia-processzálás távgyógyászati érzékelő hálózatokban. Feldolgozás-particionálás széleskörű osztott szenzorhálózatok esetén. Gyógyászatban alkalmazott intelligens érzékelők, pulzus-, vérnyomás-, ECG-távmérés, anemométerek, vér-oximéterek, tapintó-érzékelők. Testszövetbe helyezett szenzorok felépítése és kommunikációs elektronikája, implantált érzékelők energiaellátása, erőmérésre alkalmazott implantált érzékelők, egy- és többutas adatforgalmi megoldások, protokollok.
5. hét: Képalkotó eljárások a gyógyászatban. Tomográfiás és transzmissziós eljárások. Röntgen, MRI, CT, PET. Az ultrahang orvosi alkalmazásai. Ultrahang a képalkotásban és az áramlásvizsgálatban. Echokardiográfia. Spirometria.
Autóelektronika (3 hét)
6. hét: Elektronika a gépjárművekben; Szenzorok és aktuátorok az autóelektronikában - történeti áttekintés; Trendek és jövőkép: az intelligens autó; Autóelektronikai típuspéldák, és alkalmazásaik. A példák elhelyezkedése egy autó rendszerében (pl. gyorsulásérzékelők, kopogásérzékelők, szögsebesség-érzékelők, OBD fedélzeti diagnosztika, a motor érzékelői és aktuátorai: gyújtás és légmennyiség érzékelés).
7. hét: Környezetvédelem és biztonság autóelektronikai érzékelőkkel megvalósítva. ABS, ASR, ESP. Gépjárművek károsanyag-kibocsátásának szabályozása, előírások, lambda szondás szabályozási kör, részecskeszűrők. Aktuátorok az autóelektronikában: egyenáramú motorok, ablakemelő, tükör-állító, ülés pozíció-állító, pillangó szelep-vezérlő, üzemanyag szivattyú, fűtőventilátor.
8. hét: Váltakozó áramú motor, hűtőventilátor, START-STOP rendszer indító-generátora. Lineáris motorok. Léptetőmotor: a műszerfal mutatós kijelzői, CD játszó mechanika.
Ipari szenzorika (2 hét)
9. hét: Termikus érzékelők és alkalmazásaik. Kontakt és kontaktmentes hőmérők. Hőmérő elemek illesztése - kapcsolási példák. Hőmérő elemek az elektronikai gyártástechnológiában, hőelem típusok, tokozási módszerek. Különböző gyártók termékeinek bemutatása. Nyomásmérési módszerek és alkalmazásaik. Nyomás- és átfolyásmérők: gyártók, típusok, paraméterek, illesztési módszerek.
10. hét: Esettanulmány: nyomásmérés és gőz identifikáció a gőzfázisú forrasztóállomásban. Érzékelők az elektronikai gyártósoron. AOI, AXI, SPI módszerek. Rétegvastagság mérése. Logisztikai megoldások szenzorok segítségével (barcode, QR-code, automatizált kanban módszerek).
Szenzorok a mindennapokban (1 hét)
11. hét: Szenzorok a háztartásban. Okos háztartási eszközök; vagyonvédelmi riasztó fejlesztésének típuspéldái. Szenzorok a mindennapos szórakoztató elektronikában. Okostelefon szenzorrendszere. Megjelenítők érzékelői. Számítástechnikai-perifériák új korszaka. Mozgásérzékelős irányítók. Típuspéldák: Wii, Kinect.
Szenzorhálózatok (3 hét)
12. hét: Szenzorok hálózatba kapcsolása (előnyök, műszaki feltételek, akadályok). Intelligens szenzorok felépítése (speciális hardver, erőforrás-takarékos operációs rendszer, időszakos működés).
13. hét: Kommunikációs megoldások (vezetéknélküli hálózat, többesadás /multicast/ és egybeadás /concast/ kommunikációs modellek).
14. hét: Szenzorok helyi együttműködése (adat-előfeldolgozás, adat-aggregáció a sávszélesség-takarékos továbbítás érdekében). P2P alkalmazások.
Gyakorlatok tematikája:
Gyakorlat I - Intelligens szenzorok, orvosi alkalmazások: A mért jelek feldolgozásánál alkalmazható jel-kondicionálások összevetése, frekvencia-szűrések, idő-frekvencia transzformációk; esettanulmányok.
Gyakorlat II – Rendszertechnikai alapok: Buszrendszerek és kódolási módszerek. CAN, LIN, Delta, FlexRay, USB, ethernet, wireless (pl. RFID, Zigbee).
Gyakorlat III - Autóelektronika: Autóelektronikai típuspéldák, és alkalmazásaik. A példák elhelyezkedése egy autó rendszerében (pl. gyorsulásérzékelők, kopogásérzékelők, szögsebesség-érzékelők, OBD fedélzeti diagnosztika, a motor érzékelői és aktuátorai: gyújtás és légmennyiség érzékelés).
Gyakorlat IV – Ipari szenzorika: Hőmérő elemek illesztése - kapcsolási példák. Különböző gyártók termékeinek bemutatása. Ismerkedés a mérőeszközökkel.
Gyakorlat V – Ipari szenzorika: Esettanulmány - nyomásmérés és gőz identifikáció a gőzfázisú forrasztó kemencében.
Gyakorlat VI – Szenzorok a mindennapokban: Vagyonvédelmi riasztó fejlesztésének típuspéldája. Mozgásérzékelős irányító fejlesztésének típuspéldája.
Gyakorlat VII - Szenzorhálózatok: Kommunikációs megoldások (vezetéknélküli hálózat, többesadás /multicast/ és egybeadás /concast/ kommunikációs modellek vizsgálata).
A szorgalmi időszakban: Egy sikeres nagyzárthelyi megírása a 9. héten.
A vizsgaidőszakban: A tantárgy írásbeli vizsgával zárul
A szorgalmi időszakban és a pótlási héten lehetőséget adunk a nagyzárthelyi pótlására.
Igény szerint, egyeztetett időpontban az oktatónál.
A tantárgyhoz írott jegyzetek:
SensEdu internetes előadásanyag: http://www.ett.bme.hu/sensedu/
Hahn E., Harsányi G., Lepsényi I. és Mizsei J. (szerk: Harsányi, G.): Érzékelők és beavatkozók, BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar, 1999. (55048)
Lambert Miklós: Szenzorok - elmélet és gyakorlat: 2009. ISBN 13:9789638740113
Harsányi G.: Érzékelők az orvosbiológiában, BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar, Orvosbiológiai Mérnökképzés, OBMK, 1998.
Sensors and Actuators c. folyóirat egyes kimásolt cikkei
Andrzej Handkiewicz: Mixed Signal Systems, Wiley Interscience, 2001, London
Randy Frank: Smart Sensors, Artec House 2001, Boston,
A. C. Norris: Essential of Telemedicine and Telecare, J. Wiley, 2002, London
F. B. Barth, et al.: Sensors and sensing in Biology and Engineering, Springer Verlag, 2002, Wien, New York,
Kontakt óra
42
Készülés előadásokra
12
Készülés gyakorlatokra
10
Készülés laborra
0
Felkészülés zárthelyire
16
Házi feladat elkészítése
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés
40
Összesen
120
Dr. Kovács Ferenc
professzor emeritusz