Moduláramkörök rendszertechnikája

A tantárgy angol neve: System Technology of Circuit Modules

Adatlap utolsó módosítása: 2014. április 8.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
 Villamosmérnöki szak, MSc képzés
Elektronikai technológia és minőségbiztosítás szakirány

 

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIETM153 1 2/1/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Géczy Attila,
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Bonyár Attila

adjunktus

Elektronikai Technológia Tsz

Dr. Schön András

c. egyetemi docens

Elektronikai Technológia Tsz

Hajdu István

c. egyetemi docens

Elektronikai Technológia Tsz

Géczy Attila

tanársegéd

Elektronikai Technológia Tsz

 

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Matematika, Elektronika

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:

NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIETMA03" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIETMA03", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

7. A tantárgy célkitűzése A szakirányon végző villamosmérnököknek olyan képességet kell szerezni, hogy felelősen vállalhassák a rendszertechnikai fejlesztési eredmények termékké formálását, technologizálását, és gyártásba vitelét. Kommunikációs hidat kell képezniük a terméket fejlesztő rendszertechnikai mérnökkel és a terméket formába öntő terméktervezővel. Ehhez a rendszertechnikai szakismeretekben bizonyos mélységű, tervezési-technológiai szemlélettel átitatott jártasság elengedhetetlen.     

Cél a rendszertechnikai alapok áttekintése után az elektronikai rendszer számos építőelemének megismerésén keresztül, a rendszerben való gondolkodás képességének elsajátítása, kitérve a különböző területeken dolgozó mérnökök között zajló hatékony kommunikáció fontosságára. 

Megszerezhető készségek, képességek:

  • a technológusokkal, mechanikai- és áramkörtervezőkkel, szoftver mérnökökkel, terméktervezőkkel, és szakértőkkel való kommunikációs képesség elsajátítása

     

  • orvosi-, autóelektronikai, és telekommunikációs moduláramkör funkcionális és technológiai ismertetésén keresztül az elektronikai rendszer építőelemeinek ismerete

     

  • a technologizálás, gyártásba vitel, sorozatgyárthatóság rendszertechnikai követelményeinek megfogalmazása

     

  • a rendszertechnikai gondolkodásmód megértése

     

8. A tantárgy részletes tematikája Előadások:

 

Bevezetés: az elektronikai rendszer

 

  • Az elektronikai rendszer fogalma, felépítése. Az elektronikai technológiák előfordulása az elektronikai rendszerben. Az alapvető építőelemek áttekintése. Tápegységek, perifériák (kezelőszervek, kijelzők, kommunikációs egységek), központi egység. A rendszer gyárthatóságra tervezésének elvei a modern elektronikai technológiák figyelembevételével. Részegységek és rendszerek közötti kommunikáció. A központi egység feladatai és megvalósítási lehetőségei.

     

Moduláramkörök belső és külső kommunikációja

 

  • Rendszerek közti vezetékes kommunikáció. RS-232 RS-422, RS-485, USB szabványok. A jelátviteli protokollok ismertetése, felépítés, jelszintek, csatlakozók, alkalmazási területek, a protokollt támogató integrálható célhardverek ismertetése. (MAX232, FTDI232R) Alkalmazási példák.

     

  • Vezeték nélküli kommunikáció elektronikus rendszerek között. Az ISM sáv felépítése. Bluetooth, Zigbee, IrDA. A jelátviteli protokollok ismertetése, felépítés, jelszintek, alkalmazási területek, a protokollt támogató integrálható célhardverek ismertetése. Alkalmazási példák. Nem szabványos vezeték nélküli kommunikációs eszközök.

     

Orvosi elektronikai rendszerek

 

  • A készülékfejlesztés rendszertechnikája. Az orvosi elektronika fejlődésének irányvonala napjainkban. Pulzoximetria. Az elektronikai rendszer prezentációja egy készülékfejlesztés lépéseinek bemutatásával. Az elektronikai technológiák és a mikroelektronika jelentősége a készülékminiatürizálásban. A roncsolásmentes véroxigén szint mérő készülékek működési elve, felépítésük, lehetőségeik, korlátaik.

     

  • Biopotenciális erősítők. EKG, EEG. Felépítés, működés.

     

  • Képalkotó eljárások a gyógyászatban. Tomográfiás és transzmissziós eljárások. Röntgen, MRI, CT, PET.

     

  • Az ultrahang orvosi alkalmazásai. Ultrahang a képalkotásban és az áramlásvizsgálatban. Echokardiográfia. Spirometria.

     

  • Hibrid orvosi elektronika: a pacemaker.

     

  • Vérnyomásmérők, vércukorszintmérők, hőmérők. Felépítés, működés. A non-invazív fejlesztési irány.

     

  • Orvosi lézerek. A széndioxid és az Nd:YAG alkalmazásai.

     

Autóelektronika

 

  • Autóelektronika, bevezető előadás (elektronika a gépkocsikban, megbízhatóság, meghibásodás elemzés, fejlesztési irányok, univerzális hardver és szoftver modulok). A gépjármű villamos rendszere, indító akkumulátorok (működési elv, felépítés), generátorok (a háromfázisú generátor áramkörei, szerkezete, feszültségszabályzó áramkör), indítómotorok.

     

  • Autóelektronikai érzékelők (fogalmak, definíciók, osztályozás, követelmények és fejlesztési irányok). Felhasználási példák: nyomás-, gyorsulás-, kopogás-, yaw-rate-, áramlás-, gáz-, eső-, olaj- , lambda érzékelők, a gyújtás- a biztonsági- és kényelmi rendszerek érzékelői.

     

  • Gépjárművek károsanyag kibocsátásának szabályozása, előírások, lambda szondás szabályozási kör, fedélzeti diagnosztikai rendszer (OBD), oxidációs katalizátor, háromutas katalizátor, NOx kibocsátás csökkentése szelektív katalizátorral, dízel részecskeszűrők.

     

  • Fékrendszer alapú aktív biztonsági rendszerek, blokkolásgátló (ABS)-, kipörgésgátló (ASR)-, elektronikus menetstabilizáló (ESP) rendszerek, automatikus fékezés, elektronikus szervokormány, biztonságkritikus alkalmazások, hibatűrő rendszerek.

     

  • Adatátviteli technikák a gépjárművek elektronikus vezérlő egységei között, a rendszer felépítése, soros adatátvitel, CAN-busz, LIN-busz.

     

A gépjárművek világító berendezései, műszaki követelmények, a világítástechnika fejlődése, fényforrások, az első-, a hátsó- és a belső világítás felépítése.

 

  • A vezető és az utasok kényelmét és tájékoztatását szolgáló informatikai rendszerek, sebességtartó automatika (ACC), parkoló automatika, immobiliser, kulcs nélküli indítás, riasztó, a gépjármű multimédiás berendezései. Navigációs rendszerek, GPS rendszer működése, navigációs jelek, pontosság, navigációs készülékek.

     

Háztartási elektronika

 

  • Buszrendszer és érzékelés lakókörnyezetben. Alkalmazási példák és készülékek.
    Ember-gép kölcsönhatás.

     

Mobil távközlés

 

  • Cella, rendszervázlat, frekvenciák.

     

  • A mobil távközlés minőségi aspektusai.

     

  • A szabványosításról általában. Nemzetközi szabványrendszerek.

     

  • Mobil távközlési szabványok (GSM, TETRA, TETRAPOL….).

     

  • A mobil technológia alkalmazása érzékelésre, mérésre.

     

  • A mobil kézibeszélő felépítése, technológiája. Tápellátás. EMC.

     

Gyakorlat:

 

Rendszertervezés

 

  • Egy elektronikai rendszer megvalósítási lépéseinek bemutatása a rendszert alkotó NYÁK-ok CAD-ben történő elkészítésétől a gyártási technológiákon át, a késztermék konstrukciós kérdésekig.

     

Orvosi elektronikai rendszerek

 

  • Pulzoximéter működésének prezentációja, eszközbemutató. Esettanulmány: egy miniatűr, vezeték nélküli pulzoximéter megvalósításának lépései.

     

  • EKG működésének prezentációja, eszközbemutató. Esettanulmány: egy hordozható holter EKG megvalósításának lépései.

     

Autóelektronika

 

  • 42 V-os fedélzeti feszültség, energia ellátási rendszerek, az autó energiaellátását felügyelő rendszer (EEM), integrált indítómotor/generátor egység, smart teljesítmény MOS tranzisztorok a 42 V-os rendszerhez.

     

  • Benzinmotorok vezérlése, a négyütemű motor felépítése, benzin/levegő keverék előállítása, transzformátoros gyújtás, elektronikus gyújtás, előgyújtási szög meghatározása, benzin befecskendezés, közvetlen befecskendezés, motorvezérlő elektronika.

     

A vezető és az utasok biztonságát szolgáló rendszerek, pre-crash és post-crash rendszerek, ütközésérzékelés (ütközés- és súlyérzékelők), intelligens légzsákvezérlők, gyalogosok védelme.

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

Heti egy alkalommal 2x45 perces előadás és kéthetente egy alkalommal 2x45 perces tantermi gyakorlat. A hallgatók előadások formájában ismerik meg a tematikában vázolt témaköröket. Az előadások során az elméleti tananyagot gyakorlati példák illusztrálják. A nagyobb témaköröket a gyakorlati foglalkozások alkalmával esettanulmányok és készülék bemutatók teszik szemléletesebbé. A tárgyhoz laboratórium nem tartozik.

10. Követelmények
a)   A szorgalmi időszakban:
A hallgatók a félév során egy alkalommal zárthelyi dolgozatot írnak, ennek eredménye a félév végi osztályzatba 30%-os súllyal kerül beszámításra.

 

b)   A vizsgaidőszakban:
A tantárgy írásbeli vizsgával zárul. Az írásbeli vizsga után a vizsgáztató szóbeli kérdésekkel győződhet meg a hallgató tudásáról. A vizsga a félév végi osztályzatba 70%-os súllyal kerül beszámításba.

 

11. Pótlási lehetőségek Sikertelen zárthelyi pótlása az utolsó tanulmányi héten órarenden kívüli időpontban, valamint a pótlási héten egy alkalommal lehetséges.
12. Konzultációs lehetőségek

Igény szerint, az előadókkal emilben egyeztetett időpontban folyamatosan. Az előadók email címeit lásd: www.ett.bme.hu

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

G. Harsányi: Érzékelők az orvosbiológiában, Műegyetem könyvkiadó, ID: 55068, 2004.

V. Kamat: Pulse Oximetry, Indian Journal of Anaesthesia, 2002 46(4); Online verzió:

http://www.cyberfab.net/Documents/Library/pulse%20oximetry.pdf

Mojzes I. (Szerk.) Mikroelektronika és technológia. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2006.

Mojzes I. , Molnár L.M.: Nanotechnológia. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2007.

Dárday V.: Mobil távközlés. Műszaki Kiadó, Budapest, 1997.

Hodvogner L.: Autóelektronika, Műszaki Könyvkiadó 1995

Automotive Electrics, Automotive Electronics, Bosch 2004

Gasoline-Engine Manegment, Bosch 2004

Driving-Safety Systems, Bosch 1999

Német nyelvű irodalom:

Autoelektrik /Autoelektronik, Bosch 2002

Ottomotor Management, Bosch 2005

Sicherheits- und Komfortsysteme, Bosch 2004

 

 

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés órákra 
Felkészülés zárthelyire20
Házi feladat elkészítése 
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása10
Vizsgafelkészülés48
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
Dr. Mojzes Imre egyetemi tanár Elektronikai Technológia Tsz
Dr. Schön András c. egyetemi docens Elektronikai Technológia Tsz
Stubán Norbert adjunktus Elektronikai Technológia Tsz