Комп'ютерне моделювання мехатронних систем
Спеціальність: Інформаційні технології в приладобудуванні
Код дисципліни: 7.175.05.E.020
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Інтелектуальної мехатроніки та роботики
Лектор: Тихан М.О.
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
загальні компетентності:
• знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності (ЗК01);
• навички використання інформаційних і комунікаційних технологій (ЗК03);
• здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми (ЗК06).
фахові компетентності:
• знання і розуміння наукових фактів, концепцій, теорій, принципів і методів експериментальної інформатики (ФК03);
• здатність застосовувати комплексний підхід до вирішення експериментальних завдань із застосуванням засобів інформаційно-вимірювальної техніки та прикладного програмного забезпечення (ФК07);
• здатність демонструвати знання і розуміння математичних принципів і методів, необхідних для створення віртуальних засобів вимірювання та інформаційно-вимірювальної техніки (ФК08);
• здатність розробляти програмне, апаратне та метрологічне забезпечення ком’ютеризованих інформаційно-вимірювальних систем (ФК09)
фахові компетентності професійного спрямування:
• базові знання наукових понять, теорій і методів, необхідних для розуміння функціонального призначення, принципів побудови та роботи засобів інформаційного забезпечення мехатронних та робототехнічних систем (ФКС1.1.);
• здатність застосовувати сучасне програмне забезпечення для створення, опрацювання і аналізу математичних моделей засобів інформаційного забезпечення в мехатроніці та роботиці, використовувати сучасні інженерні та математичні пакети для створення віртуальних мехатронних приладів і систем та аналізу фізичних величин, що застосовуються в наукових експериментах, реальних лабораторних і промислових установках (ФКС1.4);
• Здатність проводити експериментальне дослідження засобів інформаційного забезпечення в мехатроніці та робототиці, документувати результати експерименту та робити висновки на основі їх аналізу (ФКС1.6)
Результати навчання: У результаті вивчення дисципліни студент повинен:
знати:
структури, принципи дії і методики програмування мехатронних систем, які будуються на базі мікроконтролерів;
принципи проектування та реалізації вбудованих систем;
навички розробки та дослідження віртуального прототипу вбудованих систем;
особливості застосування мікроконтролерів для реалізації алгоритмів збирання даних і їх цифрового опрацювання
вміти:
розробити апаратне і програмне забезпечення вбудованих систем з використанням технологій і систем віртуальної інженерії;
аналізувати структурні та функціональні особливості сучасних середовищ розробки вбудованих систем;
застосовувати мікроконтролери для побудови мехатронних систем;
оцінювати техніко-економічну ефективність схемотехнічних рішень, які використовуються при розробці мікропроцесорних систем;
розраховувати основні параметри і характеристики мікропроцесорних систем;
програмувати найбільш поширені мікроконтролери;
налагоджувати і діагностувати мехатронні мікропроцесорні системи.
бути здатними:
застосовувати знання про засоби формування вихідних сигналів вимірювальних перетворювачів при побудові схем вторинного перетворення та опрацюванні інформаційно-вимірювальних сигналів;
продемонструвати готовність аналізувати стан науково-технічної проблеми та визначати мету і завдання інформаційних технологій у приладобудуванні на основі вивчення світового досвіду;
розробляти методичні та нормативні документи, технічну документацію на об’єкти приладобудування, а також здійснювати системні заходи щодо реалізації розроблених проектів та програм.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити:
Елементи електронних пристроїв;
Комп'ютерне конструювання електронних пристроїв мехатронних засобів;
Основи електронної схемотехніки.
Кореквізити:
Інформаційне забезпечення проектування, виготовлення і тестування виробів;
Моделювання гетерогенних комп’ютерних систем;
Сучасні технології проектування інформаційних приладобудівних систем.
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна покликана дати студентам знання, вміння та здатність їх застосування стосовно структури, принципів дії і методики програмування мехатронних систем, які будуються на базі мікроконтролерів
Опис: Вимірювальні системи та підсистеми, архітектура.
Моделі пам’яті мікропроцесорних систем.
Спеціалізовані модулі архітектури мікросистем, комунікаційні інтерфейси.
Аналогово-цифрове перетворення в мікросистемах.
Перетворення вимірювальної інформації у модулях системи.
Мікросистеми з швидким та прецизійним АDС перетворенням, синхронізування завдань вимірювальння та керування.
Сигнальні процесори DSP – їх архітектура, функціональні вузли, системні магістралі, системна пам’ять та адресування.
Керування зовнішніми пристроями. Керування виконавчими механізмами мехатронних засобів.
Дистанційне керування мікроконтролером. Телекомунікаційні схеми, інтегральні схеми модемів.
Перспективи застосування мікрокомп’ютерів у мехатронних комплексах.
витку технічних модульних систем
Методи та критерії оцінювання: Методи оцінювання знань: вибіркове усне опитування, захист лабораторних робіт, тести. Екзамен: письмовий тестовий контроль, усне опитування
Критерії оцінювання результатів навчання: Максимальна оцінка в балах
Поточний контроль (ПК):
1. Усне опитування – 6 балів
2. Поточний тестовий контроль – 10 балів
3. Лабораторні роботи – 24 бали
Разом за ПК - 40 балів
Екзаменаційний контроль (ЕК):
1. Письмова компонента - 50 балів
2. Усна компонента - 10 балів
Разом за ЕК - 60 балів
Всього за дисципліну - 100 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Arduino Products [electronic resource] / Arduino LLC. - URL: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardDuemilanove. Access data: 31.03.2016.
2. James A. Langbridge, Arduino Sketches: Tools and Techniques for Programming Wizardry, 2015. ISBN: 978-1-118-91960-6. 480 p.
3. Amariei C. Arduino Development Cookbook / Cornel Amariei. Packt Publishing : 2015, 246 p.
4. Соммер У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino / У. Соммер. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 256 с.
5. Руководство по освоению Arduino [electronic resource] / Solarbotics Ltd. URL: https://solarbotics.com/download.php?file=1540
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Комп'ютерне моделювання мехатронних систем (курсова робота)
Спеціальність: Інформаційні технології в приладобудуванні
Код дисципліни: 7.175.05.E.023
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Інтелектуальної мехатроніки та роботики
Лектор: доц. Вельган Р. Б.
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Опис
Результати навчання: знати:
структури, принципи дії і методики програмування мехатронних систем, які будуються на базі мікроконтролерів;
принципи проектування та реалізації вбудованих систем;
навички розробки та дослідження віртуального прототипу вбудованих систем;
особливості застосування мікроконтролерів для реалізації алгоритмів збирання даних і їх цифрового опрацювання
вміти:
розробити апаратне і програмне забезпечення вбудованих систем з використанням технологій і систем віртуальної інженерії;
аналізувати структурні та функціональні особливості сучасних середовищ розробки вбудованих систем;
застосовувати мікроконтролери для побудови мехатронних систем;
оцінювати техніко-економічну ефективність схемотехнічних рішень, які використовуються при розробці мікропроцесорних систем;
розраховувати основні параметри і характеристики мікропроцесорних систем;
програмувати найбільш поширені мікроконтролери;
налагоджувати і діагностувати мехатронні мікропроцесорні системи.
бути здатними:
здатність застосовувати знання про засоби формування вихідних сигналів вимірювальних перетворювачів при побудові схем вторинного перетворення та опрацюванні інформаційно-вимірювальних сигналів;
готовність аналізувати стан науково-технічної проблеми та визначати мету і завдання інформаційних технологій у приладобудуванні на основі вивчення світового досвіду;
здатність розробляти методичні та нормативні документи, технічну документацію на об’єкти приладобудування, а також здійснювати системні заходи щодо реалізації розроблених проектів та програм.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: пререквізити:
Елементи електронних пристроїв;
Комп'ютерне конструювання електронних пристроїв мехатронних засобів;
Основи електронної схемотехніки.
Кореквізити:
Інформаційне забезпечення проектування, виготовлення і тестування виробів;
Моделювання гетерогенних комп’ютерних систем;
Сучасні технології проектування інформаційних приладобудівних систем.
Короткий зміст навчальної програми: Вимірювальні системи та підсистеми, архітектура.
Моделі пам’яті мікропроцесорних систем.
Спеціалізовані модулі архітектури мікросистем, комунікаційні інтерфейси.
Аналогово-цифрове перетворення в мікросистемах.
Перетворення вимірювальної інформації у модулях системи.
Мікросистеми з швидким та прецизійним АDС перетворенням, синхронізування завдань вимірювальння та керування.
Сигнальні процесори DSP – їх архітектура, функціональні вузли, системні магістралі, системна пам’ять та адресування.
Керування зовнішніми пристроями. Керування виконавчими механізмами мехатронних засобів.
Дистанційне керування мікроконтролером. Телекомунікаційні схеми, інтегральні схеми модемів.
Перспективи застосування мікрокомп’ютерів у мехатронних комплексах.
Опис: Опис
Методи та критерії оцінювання: підсумковий контроль (залік): письмово-усна форма
Критерії оцінювання результатів навчання: Оцінювання результатів навчання проводиться відповідно до якості і повноти виконання завдань поточного контролю, розрахунково-графічних, курсових, залікових контрольних, кваліфікаційних робіт, а також захисту курсових і кваліфікаційних робіт.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Arduino Products [electronic resource] / Arduino LLC. - URL: https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardDuemilanove. Access data: 31.03.2016.
2. James A. Langbridge, Arduino Sketches: Tools and Techniques for Programming Wizardry, 2015. ISBN: 978-1-118-91960-6. 480 p.
3. Amariei C. Arduino Development Cookbook / Cornel Amariei. Packt Publishing : 2015, 246 p.
4. Соммер У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino / У. Соммер. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 256 с.
5. Руководство по освоению Arduino [electronic resource] / Solarbotics Ltd. URL: https://solarbotics.com/download.php?file=1540
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).