Detail předmětu

Speciální fyzika

FAST-NBB009Ak. rok: 2026/2027

Automatizované měřící a řídicí systémy - Snímače a převodníky. Realizace vstupu a výstupu. Úvod do měřícího a regulačního systému. Teorie automatizace, měření a regulace. Instrukce vybraných přístrojů. Praktické cvičení. Aplikace programování mikroprocesorů s pomocí programovacího jazyka Python nebo Matlab.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Luboš Pazdera, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky (FYZ)

Vstupní znalosti

Základní kurs fyziky, základní měřící metody, práce s veličinami a jednotkami. Základní znalost práce na počítači. 

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

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

Učební cíle

Absolvent získává znalosti v oblasti základů automatizace s pomocí mikrokontrolerů, snímačů fyzikálních veličin a metod měření neelektrických i elektrických veličin. Je seznamován s převodem neelektrických veličin na elektrické nebo optické signály a získává znalosti o zpracování těchto signálů výpočetní technikou. Dále získává znalosti a přehled o aplikačních možnostech ve stavebnictví a současných trendech v měřicí technice.
Znalosti v oblasti snímačů fyzikálních veličin a metod měření neelektrických i elektrických veličin. Orientace v převodu neelektrických veličin na elektrické nebo optické signály a znalosti o zpracování převedených signálů výpočetní technikou. Znalosti a přehled o aplikačních možnostech a současných trendech v měřicí technice.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-SIK magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Luboš Pazdera, CSc.

Osnova

  • 1. Úvod: - automatizace z pohledu fyziky, počítače v procesu měření, ekonomický přínos, kvalitativní přínos.
  • 2. Automatizace procesu
  • 3. Mikrokontrolery - řízení, hardware, software - Arduino
  • 4. Řízení, sběrnice, protokoly
  • 5. Matematická logika, dvojková soustava, booleova algebra, zobrazení čísel
  • 6. Základy elektřiny, obvody, elektrické prvky, jednoduché elektrické obvody v procesu automatizace , řízení a regulace
  • 7. Snímače a převodníky mezi elektrickými a neelektrickými veličinami: snímače tlaku, teploty, mechanického napětí, změny délky, změny objemu, zesilovače, filtry, multiplexory, čítače
  • 8. Programování v jazyce Python anebo Matlab s použitím instrukcí k ovládání přístrojů
  • 9. Využití automatizace a regulace ve stavebnictví
  • 10. Exkurze: ukázka specializovaných výzkumných přístrojů.
  • 11. Zpracování signálů a dat
  • 12. Aplikace pro environmentální rozvoj
  • 13. Diskuse, výběr studentských témat

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Luboš Pazdera, CSc.

Osnova

  1. Seznámení se s Arduino nano a jeho progeamováním
  2. Hello World a Blikající LED
  3. Řízení semaforu
  4. Digitální vstupy a reakce na okolí
  5. START/STOP pro spuštění a zastavení obsluhovaného stroje
  6. Akustické hlásiče
  7. Osvětlení – Fotodioda a analogový vstup
  8. Měření teploty
  9. Složené podmínky a kombinované algoritmy
  10. Výstupy dat z mikrokontroleru do PC
  11. Zpracování dat v grafech a statistice
  12. Ukázka automatizovaného zpracování dat profesionálním zařízením
  13. Ukončení semestru