Detail předmětu

Konstrukce a technologie elektronických zařízení

FEKT-MPC-KTEAk. rok: 2024/2025

Požadavky na vyráběná elektronická zařízení a přístroje. Pozornost je věnována mechatronice a zařízením pro leteckou a kosmickou techniku. Návrh a konstrukce elektronických přístrojů a jejich zavádění do výroby. Elektromagnetická kompatibilita. Elektrická konstrukce výběr součástek, aplikační zásady, obvodové řešení a jeho výpočet, problémy parazitních vazeb a přenosů, praktická doporučení pro elektrickou konstrukci. Mechanická konstrukce design přístroje, návrh plošných spojů, chlazení. Spolehlivost elektronických přístrojů. Technická diagnostika. Nepříznivé vnější vlivy a zabezpečení proti nim. Odvádění tepla z přístrojové skříně. Zabezpečení proti úrazu el. proudem. Problematika správného zemnění a stínění. Odrušovací obvody. Vlastnosti a schopnosti člověka při obsluze přístrojů. Optimální konstrukce a uspořádání obslužného prostoru. Optimální rozmístění ovládacích prvků. Případové studie

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zkouška - 70 bodů /min. 20
Cvičení - 20 bodů /min. 10
Představení unikátního technického řešení - 10 bodů /min. 0
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Seznámit se s postupem a s praktickými zásadami konstrukce elektronických přístrojů a zařízení jak po stránce elektrické, tak i mechanické - v podmínkách průmyslového podniku. Pozornost je věnována i zařízením pro leteckou a kosmickou techniku a seznámení s odlišnostmi a platnými předpisy, v rozsahu potřebném pro konstruktéra.
Požadavky na elektronická zařízení a přístroje. Konstrukce a vlastnosti signálových spojů, napájecí zdroje a rozvody - odrušení a zemní smyčky. Parazitní jevy a jejich potlačení - vazby u vstupních a výstupních obvodů, parazitní kapacity a indukčnosti, termoelektrické napětí, přepětí na indukční zátěži, odrazy na vedení, přeslechy. Stínění proti elektrickému a magnetickému poli, ekvipotenciální stínění. Výběr součástek a aplikační doporučení - diskrétní prvky, operační zesilovače, komparátory, elektronické spínače, A/D a D/A převodníky, vzorkovače s pamětí, číslicové obvody, mikroprocesory. Mechanická konstrukce: řídicí, ovládací a indikační prvky - rozmístění na předním panelu, konstrukce přístrojových skříní, odvod tepla, termostaty. Plošné spoje, plošné drátové spoje, připojování vodičů a součástek. Bezpečnostní požadavky na konstrukci přístrojů. Zájemce získá konkrétní aplikační poznatky z konstrukce elektronických přístrojů, které se jinak získávají delší praxí ve vývoji. Přitom je kladen důraz na pochopení fyzikální podstaty parazitních jevů tak, aby poznatky bylo možné aplikovat i na jiné případy. Naučí se předvídat a odhalovat řadu problémů, které vznikají při vývoji nových přístrojů a to jak v části elektrické, tak i v oblasti mechanické konstrukce.

Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit základní principy mechatroniky,
- vysvětlit postup technická přípravy výroby,
- navrhovat elektronické obvody s diskrétními součástkami a s integrovanými obvody,
- popsat používané metody elektromagnetické kompatibility (EMC),
- popsat způsoby zabezpečení signálových spojů,
- vyjmenovat parazitní jevy v elektronických obvodech,
- vysvětlit způsoby stínění,
- vysvětlit způsoby chlazení elektronických zařízení,
- diskutovat možnosti návrhu plošných spojů,
- diskutovat výhody a nevýhody povrchová montáž,
- kvalifikovaně odhadnout bezpečnostní požadavky na nařízení,
- popsat odlišnost návrhu pro leteckou a kosmickou techniku,
- diskutovat metody spolehlivosti a řízení jakosti,
- popsat základní principy ochrany průmyslového vlastnictví.

Základní literatura

Scherz,P., Monk S. Practical Electronics for Inventors, McGraw-Hill Education TAB; 4 edition (March 24, 2016), ISBN-10: 1259587541 (EN)
WEETMAN, Catherine, 2020. A Circular Economy Handbook: How to Build a More Resilient, Competitive and Sustainable Business. 2nd edition. London, United Kingdom ; New York, NY: Kogan Page. ISBN 978-1-78966-531-4. (EN)

Doporučená literatura

Fowler, K.R. Electronic Instrument Design, Oxford University Press; 1st edition (2015), ISBN-10: 9780199458851 (EN)

Elearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-MEL magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1 - Konstrukce a technologie elektronických zařízení. Elektronika a mechatronika
2 - Systémy a systémové inženýrství
3 - Technická příprava výroby. Metodika tvůrčí činnosti, inovační procesy v elektronice
4 - Teorie tolerancí a statistický návrh obvodů
5 - Koncepce a technologické řešení elektronických zařízení
6 - Elektromagnetická kompatibilita (EMC)
7 - Signálové spoje, rozvod nápájení, parazitní jevy, stínění
8 - Návrh funkčních bloků na elektrické úrovni
9 - Tepelný režim elektronických zařízení, chlazení
10 - Spoje a jejich vlastnosti, pájení, plošné spoje, povrchová montáž
11 - Technická diagnostika, údržba elektronických zařízení
12 - Spolehlivost součástek a bloků. Bezpečnostní požadavky na výrobky
13 - Řízení jakosti, ochrana průmyslového vlastnictví

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Rozvaděčová technika, PLC + automatizační prvky, Chlazení, EMC, Materiály na konstrukci, 3D tisk, Diagnostika součástek a zařízení, Revize + zkoušky, Ochrana průmyslové vlastnictví, vyhlášky a předpisy

Elearning