Detail předmětu

Návrh a realizace elektronických přístrojů

FEKT-BPC-NRPAk. rok: 2025/2026

Návrh a konstrukce elektronických přístrojů a jejich zavádění do výroby. Výběr součástek, aplikační zásady, spínání signálu, výkonových zátěží, ztrátové teplo a jeho eliminace, sběrnice v mikrokontrolérech a jejich použití, inerciální soustava: akcelerometry, gyroskopy, magnetometry, napájecí zdroje: lineární, spínané, nábojové pumpy, filtrace napájecích zdrojů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Vstupní znalosti

Jsou požadovány elektrotechnické znalosti na úrovni středoškolského studia.
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.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Hodnocení kurzu:
Cvičení - 40 bodů.
Závěrečná zkouška - 60 bodů.
Minimum pro udělení zápočtu - 20 bodů.
Počítačová cvičení jsou povinná. Řádně omluvená absence na cvičení může být nahrazena po domluvě s vyučujícím.
Způsob výuky stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Seznámit se s postupem a s praktickými zásadami návrhu elektronických přístrojů a zařízení jak po stránce elektrické, tak i mechanické.
Absolvent získá konkrétní aplikační poznatky z vybraných oblastí návrhu elektronických přístrojů, které se jinak získávají delší praxí ve vývoji. Přitom je kladen důraz na pochopení funkce obvodu a 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.

V předmětu jsou zahrnuty kapitoly z oblasti návrhu:
  • Součástková základna pro návrh a vývoj elektronických zařízení.
  • Spínání výkonových zátěží, rychlých signálů, návrh a výběr vhodných spínacích prvků.
  • Chlazení v elektrotechnice, výpočet podmínek eliminace ztrátového výkonu a výpočet chlazení.
  • Sběrnice v elektrotechnice, názvosloví, problematika přenosu, eliminace rušení a popis vybraných sběrnic (UART, SPI, I2C, CAN, IR, proudová smyčka) a jejich aplikace.
  • Napájecí zdroje v elektrotechnice, aplikace, filtrace napájení a eliminace rušení. Lineární napájecí zdroje, nábojové pumpy, spínané zdroje.
  • Inerciální soustava. Návrh, měření, filtrace a popis problematiky akcelerometrů, gyroskopů a magnetometrů.
  • Management výroby, názvosloví, ochrana průmyslového vlastnictví.

Studijní opory

Elektronické texty, doporučená literatura, prezentace, příklady k laboratorním cvičení.

Doporučená literatura

FUKÁTKO, Tomáš a FUKÁTKO, Jaroslav. Teplo a chlazení v elektronice II. Praha: BEN - technická literatura, 2006. ISBN 80-7300-199-3. (CS)
HEROUT, Pavel. Učebnice jazyka C. 4., přeprac. vyd. České Budějovice: Kopp, 2004. ISBN 80-7232-220-6. (CS)
HRBÁČEK, Jiří. Komunikace mikrokontroléru s okolím. Praha: BEN - technická literatura, 1999. ISBN 80-86056-42-2. (CS)
HUMLHANS, Jan. Nábojové pumpy: funkce, přehled a použití. Praha: BEN - technická literatura, 2002. ISBN 80-7300-046-6. (CS)
KREJČIŘÍK, Alexandr. Lineární napájecí zdroje. Praha: BEN - technická literatura, 2001. ISBN 80-7300-002-4. (CS)
KREJČIŘÍK, Alexandr. Napájecí zdroje. Praha: BEN - technická literatura, 1999. ISBN 80-86056-56-2. (CS)
MANN, Burkhard. C pro mikrokontroléry: ANSI-C, kompilátory C, spojovací programy - linkery, práce s ATMEL AVR a MSC-51, příklady programování v jazyce C, nástroje pro programování, tipy a triky ... ΜC & praxe. Praha: BEN - technická literatura, 2003. ISBN 80-7300-077-6. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-NCP bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-AMT bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-TECH , 0 ročník, zimní semestr, volitelný

  • Program BPC-EKT bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPC-MET bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-SEE bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPC-TLI bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BIT bakalářský 2 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BIT bakalářský 2 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Součástková základna pro návrh a vývoj elektronických zařízení.
2. Spínání výkonových zátěží, rychlých signálů, návrh a výběr vhodných spínacích prvků.
3. Chlazení v elektrotechnice, výpočet podmínek eliminace ztrátového výkonu a výpočet chlazení.
4-5. Sběrnice v elektrotechnice, názvosloví, problematika přenosu, eliminace rušení, popis vybraných sběrnic a jejich aplikace.
6-10. Napájecí zdroje v elektrotechnice, aplikace, filtrace napájení a eliminace rušení. Lineární napájecí zdroje, nábojové pumpy, spínané zdroje.
11. Inerciální soustava. Návrh, měření, filtrace a popis problematiky akcelerometrů, gyroskopů a magnetometrů.
12. Management výroby, názvosloví, ochrana průmyslového vlastnictví.
13. Individuální konzultace, opakování vybraných partií studia na základě požadavků studentů

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1-3. úvod do jazyka C embedded systémů.
4. Numerická cvičení, výpočty návrhu.
5. Vybrané periferie MCU.
6-12. Sběrnice MCU a jejich deriváty.
13. Numerická cvičení, výpočty návrhu.