- Nazwa przedmiotu:
- Mikroprocesorowe systemy sterowania
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Andrzej Gałecki
- Status przedmiotu:
- Fakultatywny dowolnego wyboru
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Inżynieria Pojazdów Elektrycznych i Hybrydowych
- Grupa przedmiotów:
- Specjalnościowe
- Kod przedmiotu:
- -
- Semestr nominalny:
- 2 / rok ak. 2022/2023
- Liczba punktów ECTS:
- 5
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin kontaktowych/ 61 godz., w tym:
a) wykład - 15 godz.;
b) laboratorium - 45 godz.;
c) konsultacje - 1 godz.;
2) Praca własna studenta/ 57 godz., w tym:
a) 2 godz. – bieżące przygotowywanie się studenta do zajęć laboratoryjnych
b) 55 godz. – praca nad analizą dokumentacji technicznej mikrokontrolera
3) RAZEM – 128 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- Odpowiada punktom wynikającym z opisu godzin kontaktowych, sformułowanego w poprzednim polu:
Wymagany opis:
2 punkty ECTS – liczba godzin kontaktowych - 61, w tym:
a) wykład - 15 godz.;
b) laboratorium - 45 godz.;
c) konsultacje - 1 godz.;
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 2,4 punktu ECTS - 62 godz., w tym:
1) uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych - 45 godz.
2) 15 godz. pracy własnej – praca nad analizą dokumentacji technicznej mikrokontrolera
3) 2 godz. pracy własnej – bieżące przygotowanie się do zajęć laboratoryjnych
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt45h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Wiedza z elektrotechniki, elektroniki, energoelektroniki, programowania w języku C
- Limit liczby studentów:
- Zgodnie z Rozporządzeniem Rektora PW
- Cel przedmiotu:
- Przekazanie podstawowej wiedzy o przekształtnikach energoelektronicznych pod kątem zadań jakie są realizowane poprzez układy mikroprocesorowe. Przekazanie wiedzy o architekturze mikrokontrolerów sygnałowych i poszczególnych układach wchodzących w skład układu mikrokontrolera.
Przekazanie podstawowej wiedzy o środowiskach służących do przygotowywania oprogramowania dla mikrokontrolerów sygnałowych na przykładzie Code Composer Studio (w trybie edycji i w trybie debugowania).
Wykształcenie umiejętności analizowania dokumentacji technicznej na potrzeby konfiguracji poszczególnych podukładów procesora sygnałowego.
Wykształcenie umiejętności tworzenia oprogramowania na procesor sygnałowy na przykładzie Code Composer studio i jego weryfikacji z wykorzystaniem generatora sygnałów cyfrowych, oscyloskopu.
Wykształcenie umiejętności debugowania napisanego kodu, interpretacji błędów na etapie tworzenia oprogramowania i jego kompilacji.
- Treści kształcenia:
- Wykład:
1. Zastosowanie procesorów sygnałowych w układach sterowania przekształtnikami energoelektronicznymi
2. Architektura procesorów sygnałowych. Przerwania i liczniki.
3. Zagadnienia konfiguracji i programowania pamięci FLASH
4. Obsługa wejść wyjść cyfrowych.
5. Układy ADC i zagadnienia pomiaru prądów i napięć w układach przekształtnikowych . Szum pomiarowy i szum systemowy. Filtry anty-aliasingowe i filtry cyfrowe.
6. Układy PWM (Zagadnienia modulacji szerokości impulsów, modulacja SPWM i modulacja wektorowa w zastosowaniu do układów napędowych)
7. Obsługa enkodera . Zagadnienia pomiaru prędkości .
8. Podstawowe interfejsy komunikacyjne (SPI,SCI,I2C,CAN) i ich realizacja z wykorzystaniem mikrokontrolera sygnałowego.
Laboratorium:
1. Wprowadzenie do środowiska Code Composer Studio. Tryb edycji i tryb debugowania. Analiza kodu i błędów.
2. Konfiguracja mikrokontrolera TMS320F28335 w zakresie ustawień podstawowych w tym obsługi przerwań.
3. Konfiguracja mikrokontrolera w zakresie ADC i DAC. Badania laboratoryjne z wykorzystaniem generatora sygnałów i oscyloskopu.
4. Konfiguracja mikrokontrolera w zakresie PWM. Różne rodzaje modulacji szerokości impulsów. Modulacja SPWM i modulacja wektorowa. Analiza przebiegów z wykorzystaniem oscyloskopu.
5. Konfiguracja mikrokontrolera w zakresie obsługi enkodera (QEP).
6. Filtry cyfrowe w systemach sterowania przekształtnikami. Filtracja sygnałów z pomiaru prądów i napięć. Implementacja podstawowych rodzajów filtrów (LPF,BPF) i badania laboratoryjne z wykorzystaniem generatora sygnałów cyfrowych i oscyloskopu.
7. Konfiguracja QEP (obsługa enkodera) na potrzeby realizacji pomiaru prędkości silnika. Pomiar małych i dużych prędkości.
8. Badania podstawowych interfejsów komunikacyjnych (SPI,SCI,I2C)
- Metody oceny:
- Podstawą oceny z wykładu jest kolokwium przeprowadzane na zakończenie. Przewidywane jest kolokwium poprawkowe zgodnie z regulaminem studiów.
Podstawą oceny z laboratorium jest odpowiedź ustna dotycząca zrealizowanych zagadnień na stanowisku laboratoryjnym. Ocena końcowa z laboratorium ustalana jest na podstawie ocen cząstkowych, które są ustalane na postawie trzech odpowiedzi ustnych. (zagadnienia części pierwszej – po pierwszych 15h lab., zagadnienia części drugiej – po kolejnych 15h lab., zagadnienia części trzeciej – po kolejnych 15h lab.).
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. Procesory DSP dla praktyków, Henryk A. Kowalski
2. Procesory DSP w przykładach, Henryk A. Kowalski
http://www.ti.com/product/TMS320F28335
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- -
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka K_W01
- Ma wiedzę o podstawowych układach tworzących architekturę mikrokontrolerów sygnałowych i o roli poszczególnych podukładów w mikroprocesorowych systemach sterowania.
Weryfikacja: Kolokwium na zakończenie wykładu i ocena postępów na laboratorium w postaci odpowiedzi ustnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG
- Charakterystyka K_W02
- Ma wiedzę na temat konfiguracji mikrokontrolera i sposobach weryfikacji poprawnego działania poszczególnych podukładów.
Weryfikacja: Kolokwium na zakończenie wykładu i ocena postępów na laboratorium w postaci odpowiedzi ustnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG
- Charakterystyka K_W03
- Ma wiedzę o sposobach pomiaru prądów i napięć w układach przekształtnikowych z wykorzystaniem przetworników ADC oraz o cyfrowej realizacji pomiaru prędkości.
Weryfikacja: Kolokwium na zakończenie wykładu i ocena postępów na laboratorium w postaci odpowiedzi ustnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W07, K_W13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG
- Charakterystyka K_W04
- Ma wiedzę na temat konfiguracji sprzętowej i realizacji cyfrowej poszczególnych podukładów w ramach mikroprocesorowego układu sterowania.
Weryfikacja: Ocena postępów na laboratorium w postaci odpowiedzi ustnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W12, K_W15
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG
- Charakterystyka K_W05
- Ma wiedzę na temat uwarunkowań ekonomicznych i innych pozatechnicznych uwarunkowań działalności inżynierskiej oraz uwzględnienie ich w praktyce inżynierskiej .
Weryfikacja: Rozmowa oceniająca.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W16
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WK
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka K_U01
- Potrafi pozyskiwać dodatkowe informacje z literatury, innych źródeł, integrować informacje, dokonywać ich interpretacji i wyciągać wnioski.
Weryfikacja: Rozmowa oceniająca. Dyskusja prowadzącego ze studentami podczas zajęć wykładowych i laboratoryjnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_UW
- Charakterystyka K_U02
- Potrafi korzystać z kart katalogowych i not aplikacyjnych.
Weryfikacja: Rozmowa oceniająca. Dyskusja prowadzącego ze studentami podczas zajęć wykładowych i laboratoryjnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_UW
- Charakterystyka K_U03
- Potrafi – zgodnie z zadaną specyfikacją, skonfigurować mikrokontroler sygnałowy używając właściwych metod, technik i narzędzi.
Weryfikacja: Rozmowa oceniająca. Dyskusja prowadzącego ze studentami podczas zajęć wykładowych i laboratoryjnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U09, K_U12, K_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.2.o, III.P7S_UW.3.o, III.P7S_UW.4.o, I.P7S_UW
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka K_K01
- Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się – poprzez podnoszenie własnych kompetencji zawodowych oraz zasięgania opinii ekspertów.
Weryfikacja: Rozmowa oceniająca. Dyskusja prowadzącego ze studentami podczas zajęć wykładowych i laboratoryjnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_KK
- Charakterystyka K_K02
- Potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy.
Weryfikacja: Rozmowa oceniająca. Dyskusja prowadzącego ze studentami podczas zajęć wykładowych i laboratoryjnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_KO