Detail předmětu

Návrh elektronických přístrojů

FEKT-MPC-NENAk. rok: 2023/2024

Cílem předmětu je seznámit posluchače s problematikou návrhu elektronických přístrojů v komplexním pojetí tak, aby studenti vhodně kombinovali problematiku teorie metodiky návrhu přístroje s praktickým dosažením finální verze zahrnující i certifikaci výrobku z pohledu kvality a technologie výroby.

Obsah probíraných témat z oblasti návrhu elektronických přístrojů:
- Plánování kvality, řešení spolehlivostu v rámci návrhu,FMEA analýza.
- Zásady návrhu vstupně výstupních zařízení, zásady návrhu zařízení v nízkoodběrovém módu, zásady návrhu DPS.
- Úvod do elektromagnetické kompatibility. 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. Vladimír Levek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mikroelektroniky (UMEL)

Vstupní znalosti

Student, který si zapíše předmětu, by měl být schopen:
analyzovat elektronické obvody, mít základní znalosti v oblasti provozu mikrokontrolérů, programovat v jazyce C. 

 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Předmět je rozdělen na dvě části, kde první část je věnována: oblasti metodiky návrhu; řízení projektu návrhu a vývoje; přístupu Design for X (DFX);  metodám a nástrojům plánování kvality a technické přípravy výroby. Druhá část předmětu se zabývá vybranými partiemi z oblasti návrhu elektronických zařízení, zejména uvedením zásad návrhu desek plošných spojů;  návrhu systémů v nízkoodběrových módech; návrhu vstupně výstupních zařízení a neposledně také zahrnuje oblasti týkající se elektromagnetické kompatibility a certifikace výsledného produktu.
Absolvent předmětu je schopen:
- vysvětlit postup, proces a projekt návrhu elektronického přístroje;
- vyjmenovat nutné legislativní požadavky týkající se uvedení navrhovaného přístroje na trh;
- popsat základní vlastnosti bipolárních a unipolárních tranzistorů a jak ovlivňují parametry zesilovačů signálů
- popsat technické aspekty řízení návrhu a vývoje nového přístroje;
- vysvětlit a optimalizovat návrh desky plošného spoje k dosažení požadované kvality výrobku;
- vysvětlit možná úskalí návrhu elektronického přístroje z pohledu elektromagnetické kompatibility.

Součástí předmětu je řešení semestrálního projektu, který má za cíl prakticky ověřit schopnosti studentů v návrhu elektronického přístroje.

Základní literatura

BREYFOGLE, Forrest W. Implementing Six Sigma: Smarter Solutions Using Statistical Methods /. 2. ed. Hoboken: John Wiley, 2003. ISBN 0-471-26572-1. (CS)
ROSENAU, Milton D. Řízení projektů. Vyd. 3. Brno: Computer Press, 2007. ISBN 978-80-251-1506-0. (CS)
MONTROSE, Mark I. Printed circuit board design techniques for EMC compliance: a handbook for designers. 2nd ed. New York: IEEE Press ; Wiley-Interscience, 2000. ISBN 0-7803-5376-5. (CS)
DŘÍNOVSKÝ, Jiří. Elektromagnetická kompatibilita: přednášky. V Brně: Vysoké učení technické, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, Ústav radioelektroniky, 2010. ISBN 978-80-214-4202-3. (CS)
DOLNÍK, Bystrík. Elektromagnetická kompatibilita: základy, teória, princípy. Košice: Elfa, 2013. ISBN 978-80-8086-221-3. (CS)
ZÁHLAVA, Vít. Návrh a konstrukce desek plošných spojů: principy a pravidla praktického návrhu. Praha: BEN - technická literatura, 2010. ISBN 978-80-7300-266-4. (CS)
CENEK, Miroslav. Akumulátory a baterie. Vyd. 1. Praha: STRO.M, 1996. 149 s. Knižnice Elektro, sv. 30. (CS)
HEROUT, Pavel. Učebnice jazyka C. 6. vyd. České Budějovice: Kopp, 2009. ISBN 978-80-7232-383-8. (CS)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-TIT magisterský navazující, libovolný ročník, letní semestr, volitelný
  • Program MPC-MEL magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Leuchter, Ph.D.
Ing. Vladimír Levek, Ph.D.
doc. Ing. Radovan Novotný, Ph.D.

Osnova

Plánování kvality - Design for X, DFM, DFA, DFSS, APQF.
Řešení spolehlivostu v rámci návrhu. Produktová platforma a modularita.
FMEA - analýza technických selhání.
Zásady návrhu vstupně výstupních zařízení - displeje, ovládací prvky.
Zásady návrhu zařízení v nízkoodběrovém módu (Low Power Mode) - rešerše autonomních zdrojů, výpočet životnosti, HW a SW zásady návrhu.
Zásady návrhu desek plošných spojů - nekompatibilita mezi schématem a výslednou DPS, parazitní jevy, jejich vlivy a jejich eliminace, umístění prvků.
Úvod do elektromagnetické kompatibility - terminologie, vazební mechanismy rušení, normalizace, elektromagnetické emise. 

Laboratorní cvičení

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Vladimír Levek, Ph.D.
doc. Ing. Radovan Novotný, Ph.D.

Osnova

Část - metodika návrhu:
Pokročilé plánování kvality (APQP), návrh zařízení a související projektový management, role týmové práce, simulační hra. 
Návrh produktu a procesu, tolerance a studie systému měření včetně statistických analýz v programu Minitab. 
Proces schvalování dílů do výroby včetně konstrukční analýzy rizik a prvotní studie procesu (stabilita i způsobilost, Minitab).
Požadavky na kvalitu a analýza rizik (FMEA), posuzování shody a uvedení výrobku na trh. 

Část - návrh elektro:
V první části řeší studenti:
Programování vybraných periferií mikrokontroléru.
Tvorbu jednoduchých knihoven v jazyce C.
Dílčích částí komplexního embedded návrhu elektronnických zařízení.
Ve finální fázi semestru studenti řeší v týmu semestrální projekt na vybraných vývojových kitech. Konzultují průběžná řešení se cvičícím a formulují postupná řešení k úspěšné finalizaci projektu. Jako prerekvizita pro tvorbu projektů slouží poznatky nabyté v dosavadních laboratorních cvičení. 

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz