Detail předmětu

Elektronické praktikum

FEKT-BPC-ELPAk. rok: 2022/2023

Předmět je zaměřen na získání základních dovedností a upevnění správných návyků při práci v experimentální elektronické laboratoři. Klade důraz na schopnost studenta volit vhodné přístroje pro konkrétní úkol a správně posuzovat naměřené výsledky. Kromě základní obsluhy měřicích přístrojů seznamuje studenty také s vybranými pokročilejšími postupy. Počítačová cvičení zahrnují základy počítačové simulace chování elektronických obvodů programem OrCAD-PSpice a návrh desek plošných spojů v programu Eagle. Jednoduché obvody student sestaví a oživí na nepájivém poli nebo desce plošných spojů, kterou si sám navrhl, a bezprostředně srovnává výsledky měření a počítačové simulace.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

2

Garant předmětu

prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen (1) pracovat se základním vybavením elektronické laboratoře (zdroje, generátory, multimetry, osciloskopy), (2) vybrat vhodný přístroj pro určité měření (měřicí funkce, rozsah, frekvenční rozsah, chyba), (3) srovnat výsledky měření s předběžným očekáváním podle teoretických předpokladů, (4) měřit v decibelech, převést poměrné číslo na dB a naopak, (5) simulovat chování jednoduchých elektronických obvodů v programu PSpice, (6) navrhnout jednoduchou desku plošných spojů v programu Eagle, (7) sestavit a oživit jednoduchý elektronický obvod na kontaktním poli, (8) osadit a oživit jednoduchou desku plošných spojů.

Prerekvizity

Jsou požadovány vybrané středoškolské znalosti z matematiky (goniometrické funkce sin, cos s argumentem ve stupních a v radiánech, logaritmus, jednoduché logaritmické rovnice, integrály jednoduchých funkcí jedné proměnné) a z elektrotechniky (vyjádření střední a efektivní hodnoty napětí). Všechny potřebné znalosti jsou v rámci předmětu, který je určen pro 1. ročník bakalářského studia, opakovány a procvičovány na konkrétních příkladech.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, 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 jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT a zahrnují cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Předmět je ukončen zápočtem. Podmínkou pro udělení zápočtu je aktivní účast na všech cvičeních (řádně omluvenou absenci nutno nahradit po domluvě s garantem), odevzdání všech zadaných úkolů (zejména návrhu desky plošných spojů v programu Eagle) a úspěšné absolvování závěrečného praktického testu (získání min. 5 z 10 bodů). Test zahrnuje zapojení jednoduchého obvodu, výběr vhodných měřicích přístrojů a změření zadaného úkolu.

Osnovy výuky

1. Základní seznámení s vybavením elektronické laboratoře, bezpečnost práce
2. Zdroje napětí, funkční generátory, přístroje pro měření napětí
3. Digitální paměťový osciloskop - základní a pokročilá obsluha (např. FFT, zobrazení složitějších průběhů)
4. Relativní měření v decibelech
5. Seznámení s počítačově řízeným pracovištěm a s některými programy pro sběr a zpracování naměřených dat
6. Měření modulové a fázové frekvenční charakteristiky jednoduchého pasivního filtru
7. Počítačové cvičení I: úvodní seznámení s programem OrCAD PSpice
8. Počítačové cvičení II: další analýzy v PSpice
9. Počítačové cvičení III: individuální návrh jednoduché desky plošných spojů v programu Eagle
10. Konstrukční cvičení I: sestavení a oživení zadaného obvodu na nepájivém kontaktním poli
11. Konstrukční cvičení II: Seznámení s technologií výroby plošných spojů na Ústavu radioelektroniky, rozbor navržených plošných spojů (časté chyby návrhu)
12. Konstrukční cvičení III: osazení a oživení zapojení na individuálně navržené desce plošného spoje
13. Závěrečný praktický test

Učební cíle

Cílem předmětu je naučit studenta základům efektivní experimentální činnosti v elektronické laboratoři a připravit ho tak jednak pro laboratorní cvičení navazujících odborných předmětů, jednak pro samostatnou práci během studia (např. na praktické části semestrálních a závěrečných prací) i v praxi. Dalším cílem je poskytnout studentům úvodní povědomí o možnostech počítačové simulace elektronických obvodů, a to v úzké návaznosti na experimentální činnost.

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

Veškerá laboratorní i počítačová výuka je povinná. Řádně omluvené cvičení je možno nahradit po domluvě s garantem předmětu (v průběhu semestru, výjimečně v zápočtovém týdnu).

Základní literatura

JAKUBOVÁ, I., KOLKA, Z., KOVÁŘOVÁ, J., PETRŽELA, J. Elektronické praktikum. [online] Dostupné na: https://www.vutbr.cz/www_base/priloha.php?dpid=20858 (CS)
JURÁNEK, A., HRABOVSKÝ, M. EAGLE pro začátečníky. BEN-technická literatura, Praha, 2007. (CS)

Doporučená literatura

PLÍVA, Z. EAGLE prakticky. BEN-technická literatura, Praha, 2011. (CS)
User's manuals of measuring instruments and software [online]. Available at websites of producers (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-EKT bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Ivana Jakubová
Ing. Tomáš Urbanec, Ph.D.
prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.

Osnova

1) Základní seznámení s vybavením elektronické laboratoře, bezpečnost práce
2) Zdroje napětí, funkční generátory, přístroje pro měření napětí
3) Digitální paměťový osciloskop - základní a pokročilá obsluha (např. FFT, zobrazení složitějších průběhů)
4) Relativní měření v decibelech
5) Seznámení s počítačově řízeným pracovištěm a s některými programy pro sběr a zpracování naměřených dat
6) Měření modulové a fázové frekvenční charakteristiky jednoduchého pasivního filtru
7) Počítačové cvičení I: úvodní seznámení s programem OrCAD PSpice
8) Počítačové cvičení II: další analýzy v PSpice
9) Počítačové cvičení III: individuální návrh jednoduché desky plošných spojů v programu Eagle
10) Konstrukční cvičení I: sestavení a oživení zadaného obvodu na nepájivém kontaktním poli
11) Konstrukční cvičení II: Seznámení s technologií výroby plošných spojů na Ústavu radioelektroniky, rozbor navržených plošných spojů (časté chyby návrhu)
12) Konstrukční cvičení III: osazení a oživení zapojení na individuálně navržené desce plošného spoje
13) Závěrečný praktický test

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz