Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Podstawy projektowania urządzeń wirtualnych
Koordynator przedmiotu:
doc. dr Wiesław Tłaczała
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Fotonika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
PPUW
Semestr nominalny:
5 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium45h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Student powinien zaliczyć kursy Podstaw elektroniki i Elektroniki w eksperymencie fizycznym oraz znać dobrze obsługę laboratoryjnych przyrządów pomiarowych, takich jak multimetr, oscyloskop, generator funkcyjny, zasilacz stabilizowany. Powinien również znać podstawowe zasady pracy z urządzeniami elektrycznymi.
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z zasadami projektowania przyrządów wirtualnych w zintegrowanym środowisku programowym LabVIEW oraz podstawami techniki cyfrowej. Zajęcia w laboratorium podzielono na dwie części - Celem pierwszej części jest opanowanie umiejętności programowania w języku graficznym G - LabVIEW. - Celem drugiej części jest sprawdzenie nabytych umiejętności przez zaprojektowanie, skonstruowanie i przetestowanie przyrządów wirtualnych współpracujących z rzeczywistymi przyrządami pomiarowymi oraz analizę i prezentację wyników pomiarów.
Treści kształcenia:
Merytoryczne treści wykładu 1. Wprowadzenie do LabVIEW. Pojęcie wirtualności. Przyrządy wirtualne - VI i wirtualne systemy pomiarowe - VIS. Komponenty VI. Kolory i linie jako nośniki informacji. Narzędzia do programowania graficznego. Zasada przepływu danych. Instrukcje sterujące – struktury programistyczne. Instrukcje Case, While Loop, For Loop, Sequence, Event. Edycja wzorów i równań – Formula Node, Expression Node. Zmienne lokalne i globalne. Rejestry. Sprzężenie zwrotne. Atrybuty. Operacje na plikach. Dopasowywanie krzywych – liniowe i wielomianem. Analiza i prezentacja wyników w postaci numerycznej i graficznej. 2. Sygnały cyfrowe. Podstawy techniki cyfrowej. Podstawowe operacje logiczne. Modelowanie operacji logicznych. Układy kombinacyjne. Bramki. Klasy układów cyfrowych. Statyczne badanie bramek. Bramki o szczególnych właściwościach. Złożone układy kombinacyjne. Układy sekwencyjne. Przerzutniki. Rejestry. Liczniki. Dzielniki częstotliwości. Przetworniki cyfra-analog i analog-cyfra. Program laboratorium 1. Podstawy programowania w języku graficznym G – LabVIEW. 2. Podstawy techniki cyfrowej cz. Ia – Układy kombinacyjne. Projekt przyrządu symulującego działanie układu dekodera 74HC154. 3. Podstawy techniki cyfrowej cz. Ib – Układy kombinacyjne. Projekt dekodera adresów i funkcji w module kontrolera kasety. 4. Struktura wyboru Case i operacje w pętli While Loop. 5. Operacje w pętli For Loop i obsługa wykresów. 6. Dopasowanie krzywych- liniowe i wielomianem. Struktura zdarzeniowa – Event. 7. Struktura sekwencyjna – Sequence. Rejestry. Obsługa portu szeregowego RS 232C. 8. Podstawy techniki cyfrowej cz. IIa - Sekwencyjne układy cyfrowe. Projekt układu z rejestrami i wyświetlaczem LED + realizacja. 9. Podstawy techniki cyfrowej cz. IIb - Sekwencyjne układy cyfrowe. Projekt układu z licznikami i wyświetlaczem LCD + realizacja. 10. Obsługa programowa zasilacza LPS 305. 11. Zmienne lokalne i globalne. Obsługa portu równoległego LPT. 12. Atrybuty – Property Nodes. Struktura Formula Node. 13. Badanie przetwornika DAC 08. 14. Badanie przetwornika ADC z podwójnym całkowaniem. 15. Zajęcia uzupełniające.
Metody oceny:
Przedmiot jest zaliczany na podstawie realizacji zadań obowiązkowych i dodatkowych przewidzianych do wykonania w laboratorium oraz 3 prac kontrolnych. Zaliczenie laboratorium Ocena 1. Wykonanie wszystkich zadań przewidzianych programem 3.0 2. Wykonanie wszystkich zadań obowiązkowych przewidzianych programem oraz dodatkowo samodzielne oprogramowanie systemu pomiarowego do testowania przetwornika cyfrowo-analogowego DAC 3.5 3. Wykonanie wszystkich zadań obowiązkowych przewidzianych programem oraz dodatkowo samodzielne oprogramowanie systemów pomiarowych do testowania przetworników cyfrowo-analogowego DAC i analogowo-cyfrowego ADC 4.0 Zaliczenie prac kontrolnych Ocena 1. Zaliczenie 2 z 3 prac kontrolnych 3.0 2. Zaliczenie 3 z 3 prac kontrolnych 4.0 Zaliczenie przedmiotu Do zaliczenia przedmiotu niezbędne jest uzyskanie oceny 3.0 lub wyższej zarówno z laboratorium jak i prac kontrolnych. Ocena końcowa jest liczona jako średnia arytmetyczna ocen z laboratorium i prac kontrolnych. Samodzielne opracowanie symulowanego eksperymentu z fizyki umożliwia podwyższenie oceny końcowej o 1 stopień.
Egzamin:
tak
Literatura:
W. Tłaczała, Środowisko LabVIEW w eksperymencie wspomaganym komputerowo, Wydawnictwa Naukowo -Techniczne, Warszawa 2005 2. D. Świsulski, Oprogramowanie wirtualnych przyrządów pomiarowych, Pomiary Automatyka Kontrola – Miesięcznik Naukowo -Techniczny, Agenda Wydawnicza PAK-u, Warszawa 2005 3. M. Chruściel, LabVIEW w praktyce, Wydawnictwo BTC, Legionowo 2008 4. W. Tłaczała, Wirtualne laboratorium podstaw techniki cyfrowej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt PPUW_W01
Ma podstawową, wiedzę w zakresie działania systemów kontrolno-pomiarowych. Zna procesy fizyczne mające wpływ na pomiar wielkości fizycznych. Posiada wiedzę dotyczącą inżynierii programowania w środowisku LabVIEW.
Weryfikacja: Realizacja zadań na zajęciach laboratoryjnych, kolokwium.
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_W14, FOT_W15
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W04, T1A_W04, T1A_W07, X1A_W04, T1A_W02, T1A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt PPUW_U01
Potrafi zaprojektować proste systemy kontrolno-pomiarowe. Umie, korzystając z dokumentacji, oprogramować pracę urządzeń pomiarowych. Potrafi zgodnie z zadaną specyfikacją napisać program w środowisku LabVIEW. Umie wybrać najbardziej optymalne rozwiązania programistyczne dla danego problemu.
Weryfikacja: Realizacja zadań na zajęciach laboratoryjnych.
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_U13
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U04, X1A_U07, T1A_U07, T1A_U09

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt PPUW_K01
Potrafi kreatywnie pracować w celu osiągnięcia wyznaczonego celu.
Weryfikacja: Realizacja zadań na zajęciach laboratoryjnych.
Powiązane efekty kierunkowe: FOT_K01
Powiązane efekty obszarowe: X1A_K01, T1A_K01