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 - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
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 - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
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).