(SEM8126) -  Παπαδόπουλος Κωστής, Δημήτρης Τζεράνης

Περιγραφή Μαθήματος

Διδάσκων:                Δρ. Δημήτριος Σ. Τζεράνης, tzeranis@materials.uoc.gr, 2810-394278

Διαλέξεις:                ..

Εργαστήριο:             Πέμπτη            12:00 – 14:00                                  Ε109 (Κτίριο Μαθηματικού)

Ώρες γραφείου:        …

e-class:                     https://teleclass.materials.uoc.gr/courses/SEM8126/

 

Τρόπος Διδασκαλίας

Η διδασκαλία θα βασιστεί σε διαλέξεις, η παρακολούθηση των οποίων είναι αναγκαία για ολοκληρωμένη εκμάθηση της ύλης. Το μάθημα θα περιλάβει 4-5 εργαστηριακές ασκήσεις και μια προαιρετική εργασία. Στις εργαστηριακές ασκήσεις του μαθήματος i) οι φοιτητές θα οργανωθούν σε ομάδες, ii) κάθε ομάδα θα στήσει μια απλή διάταξη και θα λάβει μετρήσεις, iii) κάθε ομάδα θα υποβάλει εντός 48 ωρών μια γραπτή εργαστηριακή αναφορά με βάση ένα προκαθορισμένο πρότυπο. Η προαιρετική εργασία θα δώσει την δυνατότητα σε όποιους φοιτητές ενδιαφέρονται να έχουν πρόσβαση σε εξοπλισμό ώστε να σχεδιάσουν και να φτιάξουν ένα ηλεκτρομηχανικό σύστημα.

 

Περιεχόμενο μαθήματος

1. Ανάλυση μηχατρονικών συστημάτων. Στοιχεία μηχατρονικών συστημάτων. Ροή σήματος και ισχύος. Ανάδραση. Προσαρμογή. Ηλεκτρικά & ηλεκτρονικά στοιχεία. Ανάλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Μεταβλητές ισχύος.
2. Εργαστηριακός εξοπλισμός: Συστήματα ηλεκτρικής τροφοδοσίας. Μετρήσεις τάσης και ρεύματος. Χρήση breadboard, πολύμετρου, παλμογράφου, τροφοδοτικού τάσης.
3. Σήματα & συστήματα: Συνεχή και διακριτά συστήματα και σήματα. Διακριτοποίηση σημάτων στον χρόνο και στην τιμή. Αναλογο-ψηφιακή και ψηφιο-αναλογική μετατροπή. Σήματα PWM. Συνάρτηση απόκρισης συχνότητας. Φίλτρα.
4. Εισαγωγή στον αυτόματο έλεγχο: Μοντελοποίηση δυναμικών συστημάτων. Συνάρτηση μεταφοράς, πόλοι και μηδενιστές. Συστήματα ελέγχου κλειστού βρόγχου. Τόπος των ριζών. Ελεγκτές PID.
5. Αισθητήρες: Είδη αισθητήρων για διάφορες φυσικές μεταβλητές (θέση, ταχύτητα, επιτάχυνση, γωνία, γωνιακή ταχύτητα, απόσταση, πίεση, θερμοκρασία, υγρασία, δύναμη, ροπή, κλίση, φως). Βασικά χαρακτηριστικά αισθητήρων. Μετρητικά συστήματα. Θεώρημα δειγματοληψίας.
6. Επενεργητές: Αρχές ηλεκτρομηχανικής μετατροπής, Είδη και χαρακτηριστικά κινητήρων. Καμπύλη ροπής-στροφών. Μοντελοποίηση κινητήρων ΣΡ. Οδηγήσεις και ελεγκτές κινητήρων. Επενεργητές ηλεκτρικών, υδραυλικών, πνευματικών και θερμικών συστημάτων.
7. Συστήματα Ψηφιακής Λογικής και Μικροελεγκτές. Υλοποίηση ψηφιακής λογικής, embedded systems, internet of things. Αρχιτεκτονική Η/Υ. Οπτική απομόνωση. Πρωτόκολλα επικοινωνίας. Τεχνικά χαρακτηριστικά μικροελεγκτών. Τεχνικά χαρακτηριστικά μικροελεγκτών Arduino.
8. Προγραμματισμός Arduino. Συντακτικό γλώσσας Arduino. Μεταβλητές, συναρτήσεις και βιβλιοθήκες. Υλοποίηση ψηφιακής λογικής και εξισώσεων διαφορών. Εφαρμογές στον έλεγχο και την ψηφιακή ανάλυση σήματος.

Βιβλιογραφία

Bolton W. Μηχατρονική, Ηλεκτρονικά Συστήματα Ελέγχου για Επιστήμονες και Μηχανικούς, 6^η Έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 2020. ISBN: 978-960-418-818-5 (Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 50661508)

Παπαδόπουλος E. Hλεκτρομηχανικά Συστήματα Μετατροπής Eνέργειας, Εκδόσεις Φούντα, Aθήνα 2010. ISBN 9789603307266 (Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 11196)

Παρουσιάσεις των διαλέξεων.

 

Alciatore D.G., Introduction to Mechatronics and Measurement Systems, 5^th edition, McGraw Hill, 2019.

Scherz P. Practical electronics for inventors, New York: McGraw-Hill, 2000.

Bishop R. The Mechatronics Handbook, 2nd ed., CRC press, 2007.

Παπαδόπουλος Ε. Εισαγωγή στα Ηλεκτρικά Κυκλώματα και Συστήματα, εκδόσεις Φούντα, Αθήνα, 2011.

Ημερομηνία δημιουργίας

Τρίτη 23 Ιουλίου 2024