Detail předmětu

Návrh elektronických zařízení

FEKT-BPC-NEZAk. rok: 2019/2020

Předmět je silně prakticky orientován. Studentům je představen kompletní postup vývoje typického elektronického zařízení od návrhu po realizaci s využitím moderních nástrojů EDA a CAD. Jednotlivé kroky návrhu jsou podrobně popsány, zdůvodněny a demonstrovány na příkladech. Jsou představeny typické softwarové nástroje, které se v současné době používají v jednotlivých fázích řešení projektu. Větší důraz je pak kladen na návrh napájecího subsystému zařízení s ohledem na moderní trendy v této oblasti (spínané zdroje, rezonanční měniče, bateriové napájení, energy harvesting). V rámci výuky provádí studenti simulaci elementárních obvodů napájecích zdrojů, návrh napájecího zdroje s využitím dostupných SW nástrojů a návrh desky plošných spojů pro tento zdroj včetně přípravy dat pro jeho výrobu.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen
- vybrat a používat nástroje EDA a CAD pro návrh elektronických zařízení
- analyzovat požadavky na elektronický systém a navrhnout jeho architekturu
- uvést parazitních vlastnosti elektronických komponent a stanovit jejich vliv na funkci napájecího zdroje
- porovnat vlastnosti základních elektronických komponent a pro danou aplikaci vybrat vhodný typ
- vysvětlit princip funkce lineárních i spínaných zdrojů různých topologií
- na základě požadavků vybrat vhodnou topologii napájecího zdroje (lineárního i spínaného)
- vypočítat hodnoty a požadované mezní parametry klíčových komponent napájecího zdroje
- navrhnout jištění a chlazení napájecího zdroje

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti funkce základních elektronických součástek (rezistor, kapacitor, induktor, transformátor, dioda, bipolární a unipolární tranzistor), vlastnosti jejich základních zapojení (pasivní RLC články, usměrňovače, tranzistorové spínače) a základní znalost diferenciálního a integrálního počtu. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

K udělení zápočtu je třeba absolvovat všechna laboratorní a počítačová cvičení, odevzdat všechny protokoly a samostatný projekt, vše v dostatečné kvalitě. V rámci laboratorních cvičení mohou studenti získat až 20 bodů (hodnoceny jsou odevzdané protokoly), na počítačových cvičeních mohou za aktivní práci získat až 10 bodů, maximálně 20 bodů mohou získat vypracováním samostatného návrhového projektu, závěrečná zkouška je hodnocena maximálně 50 body.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Správa projektu, nástroje EDA a CAD
2. Architektura elektronického systému, volba komponent
3. Plošné spoje
4. Rezistory a kondenzátory - praktické vlastnosti, výběr
5. Cívky a transformátory - praktické vlastnosti, výběr, návrh
6. Polovodičové součástky - praktické vlastnosti, výběr
7. Referenční zdroje napětí, parametrické stabilizátory
8. Spojité stabilizátory, zpětná vazba
9. Neizolované spínané měniče
10. Izolované spínané měniče
11. Můstkové měniče, metody zvyšování účinnosti měničů
12. Korektory účiníku, jištění a chlazení napájecích zdrojů
13. Autonomní napájecí zdroje

Cíl

Předmět seznámí studenty s postupem návrhu elektronických zařízení od návrhu architektury systému, přes výběr obvodových komponent, návrh mechanické konstrukce, přípravu podkladů pro výrobu, oživení zařízení, tvorbu dokumentace a správu celého projektu. Důraz je kladen na návrh napájecího subsystému elektronických zařízení.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-EKT bakalářský, 3. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor