BME VIK - Elektronikai rendszerek tervezése

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Stumpf Péter Pál,

A tantárgy tanszéki weboldala https://www.aut.bme.hu/Course/VIAUA040

4. A tantárgy előadója

Dr. Stumpf Péter Pál, egyetemi docens

Dr. Sütő Zoltán, egyetemi docens

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Analóg és digitális elektronika, elektrotechnika

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:

Erős előkövetelmény: Áramkörtervezés (BMEVIAUA037)

7. A tantárgy célkitűzése A tárgy célja, hogy a mechatronikai mérnök hallgatók megismerkedjenek az elektronikai rendszerek fejlesztésének fő lépéseivel, a fő elemek tervezésével, a hűtés, az elektromágneses kompatibilitás és az üzembe helyezéssel kapcsolatos kérdésekkel. A tárgy betekintést nyújt a valós idejű operációs rendszerek, ipari kommunikációs technikák, illetve a Hardware-in-the-loop rendszerekbe. A tantárgy esettanulmányokon bemutatásán keresztül demonstrálja az elméletben tanultakat.

8. A tantárgy részletes tematikája

Hét	Előadás témája
1.	Esettanulmány I. Egy analóg és digitális szabályozót alkalmazó elektronikai rendszer tervezési és méretezési lépéseinek ismertetése.
2.	Lebegőpontos és fixpontos számábrázolás definíciók, számok ábrázolása, összehasonlítás, fixpontos műveletek (szorzás, összeadás, kivonás), normált fixpontos számok, alkalmazási példák
3.-4.	Valós idejű operációs rendszerek Round-Rubin (egyszerű és megszakításos), osztott változók problémája, valós idejű operációs rendszer felépítése, definíciók, preemptív vs. nem-preemptív, taszkok állapotai, szemafor lényege, holtpont, prioritás inverzió, függvények újrahívhatósága, taszkok közötti kommunikáció, memóriamenedzsment, megszakítások kezelése, FreeRTOS alapjai
6-7.	Elektromágneses kompatibilitás alapfogalmak, közel tér és távol tér definíciója, hullámimpedanica, EMC tesztek, csatolási módok, földelés, szűrés, árnyékolás, tervezési irányelvek, tervezési példák
8.	Esettanulmány II. Nagy frekvenciás kommunikációs egység tervezése
9.	Elektronikai eszközök hűtése alapfogalmak, méretezés
10.	Hardware-in-the-Loop Elméleti háttér, alapfogalmak, tervezési lépések gyakorlati példán keresztül
11-12.	Ipari kommunikációs technikák ISO/OSI referenciamodell, vonali kódolás és digitális moduláció, közeg-hozzáférés, különböző fizikai rétegek, kommunikációs protokollok (Profibus, Modbus, IO Link, Ipari ethernet, Profinet, CAN), IoT technikák
13.	Akkumulátorok Működési elv, felépítés, paraméterek, modellek, Líthium-ion alapú akkumulátorok, BMS szerepe
14.	Esettanulmány III. Vezetéknélküli töltő tervezése

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

Heti 2 óra előadás (hagyományos előadás az elmélet bemutatásával és esettanulmányokkal), heti 2 óra számítógépes laborgyakorlat

10. Követelmények

típus	részarány
írásbeli teljesítmény értékelés (nagy zárthelyi)	40%
részteljesítmény értékelés (két házi feladat)	60%
részteljesítmény értékelés (aktív részvétel)	10%
összesen:	100%+

Megjegyzés: A „+” azt jelenti, hogy szorgalmi feladatokkal 100%-nál nagyobb érték is elérhető.

11. Pótlási lehetőségek

A nagy zárthelyi pótlása és javítása a TVSZ szerint lehetséges.

Laboratóriumi mérésekből maximum 2 mérés pótolható, a szorgalmi időszakban.

A házi feladatok – szabályzatban meghatározott díj megfizetése mellett – késedelmesen a pótlási időszak utolsó napján 16:00 óráig adható be vagy elektronikus formában 23:59-ig küldhető meg.

A beadott és elfogadott házi feladatok a szorgalmi időszak utolsó napjáig díjmentesen javíthatóak.

Az aktív részvétel – jellegéből adódóan – nem pótolható, nem javítható, továbbá más módon nem kiválható vagy helyettesíthető.

A nagy zárthelyi a pótlási időszakban – első alkalommal – díjmentesen pótolható vagy javítható. Javítás esetén a korábbi és az új eredmény közül a hallgató számára kedvezőbbet vesszük figyelembe.

Amennyiben az előző pont szerinti pótlással sem tud a hallgató elégtelentől különböző érdemjegyet szerezni, úgy – szabályzatban meghatározott díj megfizetése mellett – második alkalommal, összevont formában ismételt kísérletet a sikertelen első pótlás javítására.

12. Konzultációs lehetőségek

Személyesen a félév elején kijelölt konzultációs időpontban, email-ben vagy Teams csatornán keresztül

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

A tanszéki honlapról letölthető előadási segédletek, mérési útmutatók

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	56
Félévközi készülés órákra	7
Felkészülés zárthelyire	16
Házi feladat elkészítése	30
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása	10
Vizsgafelkészülés	0
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Dr. Stumpf Péter Pál