Senzory a zpracování signálů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Předmět seznamuje se základními fyzikálními principy činnosti mikro/senzorů a mikro/akčních členů včetně zpracování jejich signálů. Jedná se především o fyzikální a biochemické neelektrické veličiny, které jsou stále důležitější pro činnost moderních systémů. Pozornost je věnována i např. MEMS technologiím. V předmětu jsou představeny fyzikální principy činnosti, parametry, zpracování signálů, inteligence systémů, integrace. Předmět představuje i moderní řešení mikro a nano prvků založených na základních fyzikálních a biochemických jevech, včetně principů dotykových displejů a mikrogenerátorů energie (Energy harvesting). Prvky jsou určeny pro široké aplikace, od mobilních telefonů, přes IoT, biochemické analyzátory včetně aplikací v mikro/nanomanipulaci, mikro/nanorobotech.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Základní fyzikální jevy využívané pro činnost senzorů a aktuátorů

2.Senzorové sítě a IoT

3.Parametry senzorů a aktuátorů

4.Taktilní senzory a dotykové displeje

5.Základní fyzikální principy a senzory pro měření (teploty včetně termokamer, magnetických veličin, mechanického namáhání včetně tlaku, záření, možnosti mikrominiaturizace, apod).

6.Základní principy pro činnost biochemických senzorů a systémů (chemické, lab-on-chip)

7.Elektrostatický princip pro využití v mikro a nanomanipulátorech, mikromotorech

8.Piezoelektrický a tepelný princip pro mikroakční členy

9.Tepelný princip pro využití v mikroakčních členech

10.Nanotechnologické materiály - od grafitu ke grafenu a aplikace v senzorech a aktuátorech

11.Nanotechnologie a aplikace pro nanosystémy a nanosenzory

12.Mikro/nanosenzory a akční členy bezdrátové s autonomním napájením

13.Mikrogenerátory energie (Energy harvesting) v elektronických, kybernetických a robotických aplikacích

Osnova cvičení:

Cvičení se tematicky shodují s obsahem přednášek.

Cíle studia:

Poznatky o principech činnosti součástek a systémů pro neelektrické veličiny (senzory, aktuátory), zpracování signálů a aplikace využitelné v elektronice, kybernetice a robotice.

Studijní materiály:

Povinná:

1. Fraden Jacob, Handbook of Modern Sensors, Springer 2016, ISBN 978-3-319-19302-1

2. Ekbert Hering, Gert Schönfelder, Sensor Systems, Springer 2022, ISBN 978-3-658-34919-6

3.Hospodka J.: Elektronické obvody, interaktivní výukový materiál, https://hippo.feld.cvut.cz/vyuka/soubory/ElektronickeObvody.pdf

4. kopie přednášek (v pdf) + doplňkové informace, elektronické záznamy přednášek

5. Pro předmět je zpracována studijní opora.

Doporučená:

1.Husák,M.: Mikrosenzory a mikroaktuátory. Academia 2008 (in Czech)

2.Jacob Fraden, Handbook of Modern Sensors (Physics, Designs, and Applications), Springer 2016

32.Sha Xia, Stoyan Nihtianov , Smart Sensors and Mems (Intelligent Devices and Microsystems for Industrial Applications), Woodhead publishing 2018

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: