Rozvojový projekt na rok 2008 3. Program na rozvoj přístrojového vybavení a moderních technologií a) rozvoj přístrojového vybavení
Rozvoj přístrojového a experimentálního vybavení laboratoří pracovišť VŠB-TUO Využití moderní přístrojové techniky v laboratorní výuce studijního programu Mechatronika Anotace Fakulta elektrotechniky a informatiky VŠB-TUO se podílí od školního roku 2007/2008 na realizaci univerzitního studijního programu Mechatronika. Velký podíl celkového objemu výuky v jednotlivých oborech tvoří laboratorní výuka. Realizace laboratorních experimentálních pracovišť na bázi moderní přístrojové techniky, technologických zařízení a průmyslových vývojových systémů vyžaduje vysoké finanční náklady. Přidělené finanční prostředky byly využity na nákup přístrojového vybavení pro nová experimentální stanoviště Laboratoře automobilové elektroniky a Laboratoře automobilové elektrotechniky, které byly v současné době budovány z provozních prostředků Katedry elektroniky. Projekt podpořil rozvoj akreditovaného univerzitního studijního programu Mechatronika, obory Automobilová elektronika a Mechatronické systémy. Řešitelský tým Prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
Koordinace a řízení projektu
Ing. Petr Šimoník, Ph.D.
Návrh a realizace pracovišť v Laboratoři automobilové elektroniky
Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D.
Návrh a realizace pracovišť v Laboratoři automobilové elektrotechniky
Řešení projektu Fakulta elektrotechniky a informatiky v současnosti disponuje laboratorními plochami i jejich vybavením využívaným při experimentální výuce akreditovaných studijních elektrotechnických oborů. Pro nově akreditovaný univerzitní studijní program Mechatronika, obory Automobilová elektronika a Mechatronické systémy, který byl akreditován v roce 2007, je nutné zajistit laboratorní výuku v nových předmětech uvedených oborů, které dosud nebyly na univerzitě vyučovány. Na základě posouzení aktuálního stavu a potřeb pro zajištění nově akreditovaného studijního programu byly stanoveny hlavní priority vybudování a rozvoje Laboratoře automobilové elektroniky a Laboratoře automobilové elektrotechniky na Katedře elektroniky, na které působí garanti bakalářského a magisterského studia oboru Automobilová elektronika.
-1-
Laboratorní zařízení musí odpovídat současnému stavu techniky a také požadavkům moderní pedagogiky a didaktiky. V uvedených laboratořích musí být vybudována nová experimentální pracoviště. S ohledem na současný rozvoj automobilové elektroniky a elektrotechniky dochází k prudkému nárůstu užitných vlastností elektronických a elektrotechnických systémů. Do oblasti automobilové techniky tak ve stále větší míře vstupuje automatizační, měřicí a řídicí technika včetně využití vizualizace technologických procesů. To klade stále větší odborné nároky na absolventy studia při uvádění těchto zařízení do provozu. Základem pro zajištění laboratorní výuky v Laboratoři automobilové elektroniky byl návrh a realizace pracovišť pro analýzu dat v automobilové elektronice, na kterých budou aplikovány různé laboratorní úlohy. Důležité je v tomto případě využití komerčně dostupných komponentů, což studentovi ukazuje skutečnou podobu a vlastnosti v praxi používaných zařízení. Standardní úlohy sběru a analýzy dat v automobilové elektronice budou vyučovány na konkrétních automobilních aplikacích tak, aby na jednotlivé úlohy bylo možné nazírat z různých pohledů (statické a dynamické chování soustavy, automatizace a logické řízení soustavy, funkce různých typů čidel a snímačů, vlastnosti akčních členů a různých typů komunikačních rozhraní). Laboratoř automobilové elektrotechniky byla dovybavena měřicí technikou tak, aby laboratorní výuka probíhala na požadované úrovni. Tento přístup umožní nejen vizualizaci a automatizované zpracování naměřených dat, ale ukáže studentům silné vazby mezi tradičními disciplinami elektrotechniky a metodami moderní informatiky (statistické zpracování dat, moderní diagnostické metody apod.) Cíle projektu 1. Návrh a realizace experimentálních pracovišť v Laboratoři automobilové elektroniky – splněno. 2. Modernizace experimentálních pracovišť v Laboratoři automobilové elektrotechniky – splněno. 3. Zavedení nových poznatků z oblasti informačních a komunikačních technologií do laboratorní výuky – splněno. 4. Příprava učebních pomůcek ve formě laboratorních návodů pro prezenční a kombinovanou formu studia – splněno. Kontrolovatelné výstupy projektu 1. Experimentální pracoviště v Laboratoři automobilové elektroniky. 2. Experimentální pracoviště v Laboratoři automobilové elektrotechniky. 3. Učební texty pro laboratorní výuku.
-2-
Specifikace čerpání finanční dotace na řešení projektu (vyplnit za celý projekt) Přidělená dotace na řešení projektu - ukazatel I (v tis. Kč)
Čerpání dotace (v tis. Kč)
1. Kapitálové finanční prostředky celkem 1.1
Dlouhodobý nehmotný majetek (SW, licence)
1.2
Samostatné věci movité (stroje, zařízení)
1 496 0 1 496
2. Běžné finanční prostředky celkem
304
Mzdové náklady: 2.1
Mzdy (včetně pohyblivých složek)
0
2.2
Odměny dle dohod o pracích konaných mimo pracovní poměr
0
2.3
Odvody pojistného na veřejné zdravotní pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti a příděly do sociálního fondu
0
Ostatní: 2.4
Materiální náklady (včetně drobného majetku)
304
2.5
Služby a náklady nevýrobní
0
2.6
Cestovní náhrady
0
2.7
Stipendia
0
3.
Celkem běžné a kapitálové finanční prostředky
1 800
Bližší zdůvodnění čerpání v jednotlivých položkách (přidejte řádky podle potřeby) Číslo položky (viz předchozí tab.) 1.2 1.2 2.4
Název výdaje Vehicle Bus Analyzer 600 MHz s příslušenstvím, 1 ks, dodavatel Blue Panther s.r.o. měřicí systém pro analýzu dat v Laboratoři automobilové elektroniky. Diagnostická stanice s motortesterem FSA 740 a příslušenstvím, 1 ks, dodavatel AD Technik, s.r.o. - měřicí systém pro diagnostiku v Laboratoři automobilové elektroniky. Laboratorní zdroje (2 ks), multimetry (5 ks), osciloskopy Agilent (3 ks), vn sondy k osciloskopu (2 ks), proudové sondy k osciloskopu (2 ks), laboratorní generátory (2 ks), magnetická míchačka s ohřevem (1 ks) - měřicí technika pro Laboratoř automobilové elektrotechniky.
-3-
Částka ( v tis. Kč) 929 567 304
Experimentální pracoviště v Laboratoři automobilové elektroniky Pracoviště pro analýzu dat - sériová diagnostika motoru
Použité nové přístroje: nejmodernější zařízení pro sériovou diagnostiku motorových vozidel, nákladních vozidel a motocyklů firmy BOSCH – Diagnostická stanice s motortestrem FSA 740, emisní analýza benzinových a dieselových motorů, ESI[tronic].
-4-
Pracoviště pro analýzu dat - paralelní diagnostika řídicích jednotek
Použité nové přístroje: nejmodernější zařízení pro bezdrátovou paralelní diagnostiku elektronických řídících jednotek motorových vozidel, nákladních vozidel a motocyklů firmy BOSCH - KTS 570 bluetooth, ESI[tronic]. Měřené vozidlo je se základovou stanicí propojeno při měření pomocí bezdrátového komunikačního rozhraní bluetooth.
-5-
Pracoviště pro analýzu dat - vozidlová komunikačních sběrnice
Pracoviště pro analýzu dat – zpracování dat snímačů a regulace akčních členů
Použité nové přístroje: Analyzátor datových komunikačních sběrnic LECROY VBA 64Xi s příslušentstvím, laboratorní napájecí zdroj.
-6-
Příklad obrazu komunikační sběrnice typu I2C, využití analyzátoru LECROY VBA 64Xi.
Příklad obrazu komunikační sběrnice typu SPI, využití analyzátoru LECROY VBA 64Xi.
-7-
Příklad obrazu komunikační sběrnice typu RS232, využití analyzátoru LECROY VBA 64Xi.
-8-
Experimentální pracoviště v Laboratoři automobilové elektrotechniky Pracoviště pro měření teplotních čidel
Použité nové přístroje: Magnetická míchačka s ohřevem, multimetry Agilent U1242A Příklad naměřených charakteristik 12000
145 R [Ω]
Charakteristika Pt100
Charakteristika termistoru K164NK010
R [Ω]
140 10000 Změřená Vypočtená Katalog
135 8000
130
Změřená Katalog Vypočtená
125
6000
120 4000
115 2000
110
105 20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
20
T [°C]
30
40
50
60
70 T [°C]
-9-
80
90
100
Pracoviště pro měření na modelu zapalovací soustavy
Použité nové přístroje: Osciloskop Agilent DSO3152A, VN sonda, proudová sonda, laboratorní zdroj, generátor Příklad naměřených průběhů – napětí a proud indukční cívky
- 10 -
Pracoviště pro měření zdrojové soustavy Použité nové přístroje: laboratorní zdroj, multimetr, generátor Příklady naměřených průběhů Ua = f(n) 25
20 Ib = 200 mA Ib = 500 mA Ib = 1 A Ib = 1,5 A
U [V]
15
10
5
0 0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
n [1/min]
Ua = f(Ib) 25
20 n = 3000
U [V]
15
10
5
0 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1 Ib [A]
- 11 -
1,2
1,4
1,6
1,8
Pracoviště pro měření vlastností akumulátoru (vybíjecí křivka, impedance)
Použité nové přístroje: Osciloskop Agilent DSO3152A, proudová sonda, laboratorní zdroj, generátor Příklad naměřených průběhů
- 12 -
