Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Szenzorok alkalmazásokban

    A tantárgy angol neve: Sensors in Applications

    Adatlap utolsó módosítása: 2014. szeptember 30.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak MSc képzés

    Alkalmazott Szenzorika mellékspecializáció

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIETMA03 2 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Géczy Attila, Elektronikai Technológia Tanszék
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Bonyár Attila

    adjunktus

    Elektronikai Technológia Tsz

    Dr. Géczy Attila

    adjunktus

    Elektronikai Technológia Tsz

    Dr. Harsányi Gábor

    egyetemi tanár

    Elektronikai Technológia Tsz

    Dr. Hosszú Gábor

    egyetemi docens

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Dr. Kovács Ferenc

    professzor emeritusz

    Elektronikus Eszközök Tsz

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Elektronikai Technológia és Anyagtudomány, Szenzorok Működése és Technológiái, Digitális Technika, Elektronika, Mikroelektronika

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM (TárgyEredmény( "BMEVIETM153" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVITMM348" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIETM153", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVITMM348", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0
    VAGY
    TárgyEredmény( "BMEVITMMA09" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVITMMA09", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

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

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:

    Nem különbözik a szakirányba kerülés feltételeitől.

    7. A tantárgy célkitűzése

    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.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Intelligens szenzorok, orvosi alkalmazások (4 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. 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. 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. Képalkotó eljárások a gyógyászatban. Tomográfiás és transzmissziós eljárások. Röntgen, MRI, CT, PET. Az ultrahang orvosi alkalmazásai. Ultrahang a képalkotásban és az áramlásvizsgálatban. Echokardiográfia. Spirometria.

    Rendszertechnikai alapok (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) 

    Autóelektronika (3 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). 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. Váltakozó áramú motor, hűtőventilátor, START-STOP rendszer indító-generátora. Lineáris motorok. Léptetőmotor: a műszerfal mutatós kijelzői, CD játszó mechanika.

    Ipari szenzorika (2 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. 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)

    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)

    Szenzorok hálózatba kapcsolása (előnyök, műszaki feltételek, akadályok). Intelligens szenzorok felépítése (speciális hardver, erőforrás-takarékos operációs rendszer, időszakos működés). Kommunikációs megoldások (vezetéknélküli hálózat, többesadás /multicast/ és egybeadás /concast/ kommunikációs modellek). 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).

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) előadás és tantermi gyakorlat
    10. Követelmények

    A szorgalmi időszakban: Egy sikeres nagyzárthelyi megírása.

    A vizsgaidőszakban: A tantárgy írásbeli vizsgával zárul

    11. Pótlási lehetőségek

    A szorgalmi időszakban és a pótlási héten lehetőséget adunk a nagyzárthelyi pótlására. További irányadó a mindenkori TVSZ intézkedése.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Igény szerint, egyeztetett időpontban.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    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,

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra-
    Felkészülés zárthelyire32
    Házi feladat elkészítése-
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása-
    Vizsgafelkészülés46
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Bonyár Attila

    adjunktus

    Elektronikai Technológia Tsz

    Géczy Attila

    adjunktus

    Elektronikai Technológia Tsz

    Dr. Harsányi Gábor

    egyetemi tanár

    Elektronikai Technológia Tsz

    Dr. Hosszú Gábor

    egyetemi docens

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Dr. Kovács Ferenc

    professzor emeritusz

    Elektronikus Eszközök Tsz