Tematy prac dyplomowych inżynierskich w Katedrze Systemów Mikroelektronicznych

Transkrypt

1 Gdańsk, Tematy prac dyplomowych inżynierskich dla studentów kierunku Elektronika i Telekomunikacja do realizacji na sem. 7 r. ak. 2019/2020 w Katedrze Systemów Mikroelektronicznych 1. Wzmacniacz o wysokiej impedancji wejściowej do wektorowych pomiarów napięć zmiennych dla częstotliwości do 100 MHz. 2. Stanowisko laboratoryjne z oprogramowaniem do wyznaczania stałoprądowych parametrów diod i tranzystorów z wykorzystaniem przyrządu KEITHLEY 2604B. 3. Sprzętowa implementacja algorytmu Deep Learning jako IPCore do zastosowań medycznych z wykorzystaniem układów FPGA oraz płytki TYSOM firmy Aldec z układem Zynq xc7z Modelowanie softwerowe algorytmu Deep Learning do zastosowań medycznych z wykorzystaniem procesora Cortex A9 oraz płytki TYSOM firmy Aldec z układem Zynq xc7z Stabilizator napięcia w technologii CMOS. 6. Modulator szerokości impulsów w technologii CMOS. 7. Sprzętowe rozpoznawanie kodów kreskowych. 8. Sprzętowy tor przetwarzania dźwięku w układzie FPGA. 9. Projekt schematu i topografii wzmacniacza transkonduktancyjnego w technologii CMOS AMS 0,35um sterowanego z wyprowadzeń podłoża. 10. Sterownik ładowania i obciążenia akumulatora żelowego. 11. Niskoenergetyczny komparator analogowy dla przetworników analogowo-cyfrowych w sensorach obrazu CMOS. 12. Badanie układów stabilizacji składowej wspólnej napięcia wyjściowego w różnicowych wzmacniaczach CMOS. 13. Sprzętowy akcelerator do przetwarzania wyrażeń regularnych zrealizowany w oparciu o płytę prototypową Virtex2Pro FPGA. 14. Energooszczędny stabilizator zasilania bateryjnego dla urządzeń o małym poborze mocy zapewniający możliwość pełnego rozładowania baterii. 15. Mikroprocesorowy sterownik pompy cyrkulacyjnej ciepłej wody użytkowej. 16. Zasilacz solarny z akumulatorem. 17. Opracowanie ćwiczenia laboratoryjnego: współpraca wyświetlacza LCD oraz przetwornika A/D z mikrokontrolerem PIC16F877A. 18. Analiza układów o stałych skupionych i rozłożonych w dziedzinie częstotliwości. 19. Analiza struktur konwerterów w projektowaniu prostowników RF-DC o poszerzonym paśmie pracy. 20. Quite Useful Circuit Simulator (QUCS): optymalizacja układów analogowych z wykorzystaniem oprogramowania MATLAB

2 1.Temat w języku polskim Wzmacniacz o wysokiej impedancji wejściowej do wektorowych pomiarów napięć zmiennych dla częstotliwości do 100 MHz. High input impedance amplifier for vector measurements of voltages for frequencies up to 100 MHz. dr hab. inż. Piotr Płotka dr hab. inż. Piotr Płotka Układ wzmacniacza włączanego między badany element a oscyloskop, służący do pomiaru amplitud i faz składowych zmiennych napięć o wartości kilku miliwoltów w zakresie częstotliwości 10 khz 100 MHz. Wzmacniacz ma izolować badany element od wpływu impedancji wejściowej linii współosiowej z dołączonym oscyloskopem. 1. Zapoznanie się z właściwościami szerokopasmowych wzmacniaczy scalonych i tranzystorów MOS w zależności od częstotliwości sygnału. 2. Wybór elementów, projekt i uruchomienie układu wzmacniacza. 3. Zastosowanie czterech takich wzmacniaczy dla wyznaczania zależności modułów i faz prądów i napięć wejściowych i wyjściowych od częstotliwości sygnału w przykładowym stopniu wzmacniającym z tranzystorem bipolarnym. 1. Karty katalogowe wybranych układów scalonych i elementów j. angielski. 2. P. Staric, E. Margan, Wideband Amplifiers, Springer D. Leblebici, Y. Leblebici, Fundamentals of High-Frequency CMOS Analog Integrated Circuits, Cambridge Univ. Press, E. Stolarski, Miernictwo Tranzystorowe, WNT, Warszawa Ch.C. Hu, Półprzewodniki. Nowoczesne rozwiązania w układach scalonych, Helion Temat w języku polskim Stanowisko laboratoryjne z oprogramowaniem do wyznaczania stałoprądowych parametrów diod i tranzystorów z wykorzystaniem przyrządu KEITHLEY 2604B. Laboratory setup including software for determination of basic DC parameters of diodes and transistors using a KEITHLEY 2604B instrument. dr hab. inż. Piotr Płotka dr hab. inż. Piotr Płotka Program na komputer osobisty do pomiaru i wizualizacji statycznych charakterystyk diod i tranzystorów MOS i bipolarnych w laboratorium studenckim w szerokim zakresie prądów i napięć z automatycznym doborem zakresu pomiarowego. Program powinien umożliwiać określenie podstawowych parametrów stałoprądowych modeli przyrządów. 1. Zapoznanie się z działaniem trzykanałowego źródła napięcia lub prądu z miernikiem prądu lub napięcia KEITHLEY 2604B i pomiary z firmowym oprogramowaniem. 2. Opracowanie algorytmów pomiarów charakterystyk wejściowych, wyjściowych i przejściowych z automatycznym doborem zakresów pomiarowych. 3. Napisanie procedury realizującej ten algorytm. 4. Opracowanie procedury wizualizacji wyników. 5. Opracowanie algorytmów wyznaczania podstawowych

3 parametrów stałoprądowych modeli diod, tranzystorów MOS i tranzystorów bipolarnych na podstawie wyników pomiarowych. 6. Napisanie procedury realizującej ten algorytm. 7. Opracowanie procedury jednoczesnej wizualizacji charakterystyk pomierzonych i modelowanych. 1. KEITHLEY instrukcje obsługi i programowania działania trzykanałowego źródła napięcia lub prądu z miernikiem prądu lub napięcia KEITHLEY 2604B j. angielski. 2. Karty katalogowe wybranych tranzystorów i układów scalonych j. angielski. 3. E. Stolarski, Miernictwo Tranzystorowe, WNT, Warszawa D. K. Schroder, "Semiconductor Material and Device Characterization", 3. wyd., Wiley, Ch.C. Hu, Półprzewodniki. Nowoczesne rozwiązania w układach scalonych, Helion Temat w języku polskim Sprzętowa implementacja algorytmu Deep Learning jako IPCore do zastosowań medycznych z wykorzystaniem układów FPGA oraz płytki TYSOM firmy Aldec z układem Zynq xc7z030. Hardware Implementation of the Deep Learning algorithm as an IPCore for medical applications using FPGA logic and TYCOM Aldec board with the Zynq xc7z030 circuit. prof. dr hab. inż. Stanisław Szczepański, prof. zw. PG mgr inż. Wojciech Żebrowski (Alatek) Celem pracy jest przygotowanie sprzętowej wersji IPCore opisanego w języku HDL lub HLS. Sprzętowa realizacja algorytmu nauczonego z użyciem sztucznej sieci neuronowej do rozwiązywania problemów medycznych. Opracowany algorytm w postaci urządzenia FPGA powinien zostać zaimplementowany na platformie TySOM z procesorem Cortex A9 i umożliwiać wykorzystanie algorytmu w systemie operacyjnym Linux (Petalinux lub ubuntu). 1. W oparciu o oprogramowaniu Caffe Model opracować drogę przejścia do układu FPGA dla algorytmu Deep Learning. 2. Nauczenie systemu rozwiązywania problemu z użyciem bazy zdjęć medycznych. 3. Optymalizacja algorytmu z uwzględnieniem własności układów FPGA i procesora Cortex A9. 4. Opracowanie funkcji dostępu do akceleratora z poziomu systemu operacyjnego Linux. 5. Wizualizacja wyników działania algorytmu, aplikacja Android. 1. Louise H.Crockett Ross A. Elliot Martin A. Enderwitz Robert W. Stewart Department of Electronic and Electrical Engineering University of Strathclyde Glasgow, Scotland, UK Embedded Processing with the ARM Cortex - A9 on the Xilinx Zynq All Programmable SoC.edition 1 year Bruce Eckel - Thinking In C Edycja Polska Peter Flake System Verilog for Design rok Roman Wantoch-Rekowski Android w praktyce : projektowanie aplikacji rok Projekt dotyczy algorytmu uczącego w sytuacji kiedy założenia nie są sztywno zdefiniowane, zmiany na zdjęciach medycznych typu RTG z użyciem logiki FPGA i procesora Cortex A9.

4 4.Temat w języku polskim Modelowanie softwerowe algorytmu Deep Learning do zastosowań medycznych z wykorzystaniem procesora Cortex A9 oraz płytki TYSOM firmy Aldec z układem Zynq xc7z030. Software modeling of the Deep Learning algorithm for medical applications using the Cortex A9 processor and TYSOM Aldec board with the Zynq xc7z030 circuit. prof. dr hab. inż. Stanisław Szczepański, prof. zw. PG mgr inż. Wojciech Żebrowski (Alatek) Celem pracy jest przygotowanie modelowania softwerowego opisanego w języku C, CPP, Model C. Modelowanie softwerowe algorytmu nauczonego z użyciem sztucznej sieci neuronowej do rozwiązywania problemów medycznych. Opracowany algorytm w postaci programu na procesor Cortex A9 powinien zostać uruchomiony na platformie TYSOM z procesorem Cortex A9. Dodatkowo umożliwiać wykorzystanie algorytmu w systemie operacyjnym Linux (Petalinux lub ubuntu). 1. W oparciu o oprogramowaniu Caffe Model opracować modelowanie algorytmu Deep Learning do zastosowań medycznych. 2. Nauczyć model sieci rozwiązywania problemu z użyciem bazy zdjęć medycznych. 3. Modelowanie algorytmu i jego optymalizacja bedzie z uwzględnieniem własności procesora Cortex A9 i architektury ARM. 4. Opracowanie funkcji API dostępu do modelu Deep Learning z poziomu systemu operacyjnego Linux. 5. Wizualizacja wyników działania algorytmu, aplikacja Android. 1. Louise H.Crockett Ross A. Elliot Martin A. Enderwitz Robert W. Stewart Department of Electronic and Electrical Engineering University of Strathclyde Glasgow, Scotland, UK Embedded Processing with the ARM Cortex - A9 on the Xilinx Zynq All Programmable SoC.edition 1 year Bruce Eckel - Thinking In C Edycja Polska Peter Flake System Verilog for Design rok Roman Wantoch-Rekowski Android w praktyce : projektowanie aplikacji rok Projekt dotyczy algorytmu uczącego w sytuacji kiedy założenia nie sa sztywno zdefiniowane, zmiany na zdjęciach medycznych typu RTG z użyciem modelowania softwerowego i procesora Cortex A9. 5. Temat w języku polskim Stabilizator napięcia w technologii CMOS Voltage regulator in CMOS technology dr hab. inż. Grzegorz Blakiewicz, prof. nadzw. PG Należy zaprojektować stabilizator napięcia 1,2 V o wydajności prądowej maksymalnie 5 ma w technologii CMOS. Układ powinien stabilizować napięcie wyjściowe z dokładnością ± 3% przy zmianach napięcia wejściowego w granicach od 1,6 do 3,3 V.

5 1. Zapoznanie się z budową, parametrami elektrycznymi oraz metodami projektowania stabilizatorów napięcia. 2. Opracowanie schematu elektrycznego stabilizatora. 3. Opracowanie topografii masek stabilizatora w technologii CMOS 180 nm lub 350 nm. 4. Wykonanie symulacji weryfikujących poprawność działania zaprojektowanego układu. 5. Przygotowanie dokumentacji technicznej wykonanego projektu. 1. U. Tietze, Ch. Schenk Układy półprzewodnikowe, WNT Ö. Ferenczi, Zasilanie układów elektronicznych Zasilacze ze stabilizatorami o pracy ciągłej, WNT Warszawa S. Soclof Zastosowania analogowych układów scalonych, WKŁ P. Allen, D. Holberg CMOS Analog Circuit Design, 2 ed., New York Oxford University Press, Temat w języku polskim Modulator szerokości impulsów w technologii CMOS. Pulse width modulator in CMOS technology. dr hab. inż. Grzegorz Blakiewicz, prof. nadzw. PG Należy zaprojektować modulator szerokości impulsów (PWM) w technologii CMOS, o parametrach: napięcie zasilania 3,3 V, częstotliwość fali prostokątnej 100 khz, zakres regulacji współczynnika wypełnienia impulsów 5-95%. 1. Zapoznanie się z budową, parametrami elektrycznymi oraz metodami projektowania modulatorów szerokości impulsów. 2. Opracowanie schematu elektrycznego modulatora szerokości impulsów. 3. Opracowanie topografii masek modulatora do technologii CMOS 180 nm lub 350 nm. 4. Wykonanie symulacji weryfikujących poprawność działania zaprojektowanego modulatora. 5. Przygotowanie dokumentacji technicznej wykonanego projektu. 1. Ö. Ferenczi, Zasilanie układów elektronicznych Zasilacze impulsowe, WNT Warszawa U. Tietze, Ch. Schenk Układy półprzewodnikowe, WNT R.W. Erickson, D. Maksimovic: Fundamentals of Power Electronics, Kluwer Academic Publishers, P. Allen, D. Holberg CMOS Analog Circuit Design, 2 ed., New York Oxford University Press, Temat w języku polskim Sprzętowe rozpoznawanie kodów kreskowych. Hardware recognition of barcodes. dr hab. inż. Marek Wójcikowski, prof. nadzw. PG dr hab. inż. Marek Wójcikowski, prof. nadzw. PG

6 Celem pracy jest opracowanie, realizacja i przetestowanie sprzętowych modułów wchodzących w skład toru rozpoznawania kodów kreskowych na platformie FPGA. 1. Zapoznanie się z systemami do projektowania układów FPGA. 2. Opracowanie i realizacja modułów I/O wideo. 3. Opracowanie i realizacja modułu rozpoznawania kodów kreskowych. 4. Testowanie i pomiary opracowanych modułów. 1. Dokumentacja systemu EDK 2. Tilavat, V., & Shukla, Y. (2014). Simplification of procedure for decoding Reed Solomon codes using various algorithms: an introductory survey. International Journal of Engineering Development and Research, 2(1), Owen Mark, Przetwarzanie sygnałów w praktyce, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Wymagana znajomość języków HDL(VHDL lub Verilog) i C/C++. 8.Temat w języku polskim Sprzętowy tor przetwarzania dźwięku w układzie FPGA. Hardware audio processing path in FPGA. dr hab. inż. Marek Wójcikowski, prof. nadzw. PG dr hab. inż. Marek Wójcikowski, prof. nadz. PG Celem pracy jest opracowanie, realizacja i przetestowanie sprzętowych modułów wchodzących w skład toru przetwarzania dźwięku na platformie wbudowanej, z wykorzystaniem układu FPGA i płytki prototypowej ML Zapoznanie się z systemem ISE/XPS firmy Xilinx. 2. Opracowanie i realizacja modułu wyjścia audio. 3. Opracowanie i realizacja modułu wejścia audio. 4. Opracowanie i realizacja modułu cyfrowego przetwarzania dźwięku. 5. Testowanie i pomiary opracowanych modułów. 1. Dokumentacja systemu EDK 2. Dokumentacja platformy ML505 z układem FPGA Virtex Owen Mark, Przetwarzanie sygnałów w praktyce, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Wymagana znajomość języków HDL(VHDL lub Verilog) i C/C++. 9.Temat w języku polskim Projekt schematu i topografii wzmacniacza transkonduktancyjnego w technologii CMOS AMS 0,35um sterowanego z wyprowadzeń podłoża. Schematic and layout design of transconductance amplifier in CMOS AMS 0.35um technology controlled using Body terminals. dr hab. inż. Bogdan Pankiewicz, prof. nadzw. PG Celem pracy jest wykonanie projektu wzmacniacza traskonduktancyjnego w technologii CMOS AMS 0,35um sterowanego z wyprowadzeń wraz z projektem topografii i symulacjami po ekstrakcji topografii. Zaprojektowany wzmacniacz jest przewidziany jako element

7 aktywny do wykorzystania w budowie aktywnych filtrów scalonych czasu ciągłego. 1. Zapoznanie się z problemem. 2. Wykonanie projektu schematu elektrycznego. 3. Wykonanie projektu topografii. 4. Wykonanie ekstrakcji i symulacji po ekstrakcji. 1. Matching properties of MOS transistors, M. Pelgrom, A. Duinmaijer, A. Welbres, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.. 24, no. 5, October R. L. Geiger, P. E. Allen, N. R. Strader, VLSI design techniques for analog and digital circuits, McGraw-Hill Dokumentacja technologii CMOS AMS 0,35um dostępna w katedrze. 4. Dokumentacja pakietu oprogramowania CADENCE dostępna w katedrze. 10. Temat w języku polskim Sterownik ładowania i obciążenia akumulatora żelowego. Charge and load controller of sealed lead acid battery. dr hab. inż. Bogdan Pankiewicz, prof. nadzw. PG Celem pracy jest wykonanie projektu sterownika ładowania i kontrolowanego dołączania obciążenia szczelnego akumulatora kwasowo ołowiowego (żelowego). Źródłem energii ma być panel fotowoltaiczny. Jako sterownik należy użyć wybranej płytki rozwojowej z rodziny STM32. W ramach projektu inżynierskiego należy zaprojektować schemat układu dołączanego do ww. płytki rozwojowej zawierający m.in.: przetwornicę wejściową, stabilizator napięcia dla płytki rozwojowej, układy pomiaru prądów i napięć źródła energii, akumulatora i obciążenia. Następnie należy zaprojektować i zmontować płytkę drukowaną oraz napisać i uruchomić oprogramowanie sterownika. 1. Zapoznanie się z problemem. 2. Wykonanie projektu schematu elektrycznego. 3. Wykonanie projektu płytki drukowanej. 4. Wykonanie oprogramowania urządzenia. 5. Test działania. 1. A. Czerwiński Akumulatory, baterie ogniwa WKiŁ Marek Dzwonnik, Nowoczesne akumulatory, Sposoby ładowania i obsługa, Elektronika Praktyczna, 4/2003, str , oraz 5/2003, str B. Pankiewicz, Układ wspomagania sterowania maksimum mocy modułów fotowoltaicznych, Przegląd elektrotechniczny, r. 85 nr , s Temat w języku polskim Niskoenergetyczny komparator analogowy dla przetworników analogowo-cyfrowych w sensorach obrazu CMOS. A low-energy analogue comparator for analogue-to-digital converters in CMOS image sensors. dr hab. inż. Waldemar Jendernalik, prof. nadzw. PG Celem pracy jest zaprojektowanie komparatora analogowego dedykowanego dla przetworników analogowo-cyfrowych (A/C) implementowanych w sensorach obrazu CMOS. Komparator powinien

8 charakteryzować się: (i) znacznie niższym poborem energii na konwersję A/C w porównaniu do znanych rozwiązań, (ii) rozdzielczością wystarczającą do pracy w przetworniku 9 bitowym. Projekt ma być wykonany w oprogramowaniu Cadence Virtuoso zgodnie z technologią CMOS 0,18 µm TSMC lub austriamicrosystems. 1. Zapoznanie się z przetwornikami A/C typu slope; 2. Rozpoznanie zagadnienia poboru energii przetworników A/C; 3. Zapoznanie się z komparatorami analogowymi dla przetworników A/C typu single-slope. 4. Projekt elektryczny komparatora i wykonanie symulacji. 5. Projekt topografii i weryfikacja post-layout. 1. P.E. Allen, D.R. Holberg, CMOS Analog Circuits Design (Oxford University Press, USA 2002); 2. Publikacje z bazy IEEE; 3. Dokumentacja technologii AMS (austriamicrosystems) 4. B. Pankiewicz, W. Jendernalik, Projektowanie full-custom układów scalonych CMOS w środowisku Cadence Virtuoso (skrypt Politechniki Gdańskiej, Temat w języku polskim Badanie układów stabilizacji składowej wspólnej napięcia wyjściowego w różnicowych wzmacniaczach CMOS. Study of stabilization systems of common-mode output voltage in CMOS differential amplifiers dr hab. inż. Waldemar Jendernalik, prof. nadzw. PG Celem pracy jest zaprojektowanie i porównanie różnych układów stabilizacji wyjściowego napięcia wspólnego w różnicowych wzmacniaczach CMOS. Badania można zawęzić do klasy wzmacniaczy na zakres wysokich częstotliwości. Projekty mają być wykonane w oprogramowaniu Cadence Virtuoso zgodnie z technologią CMOS 0,18 µm lub 0,35 µm. 1. Zapoznanie się z różnicowymi wzmacniaczami CMOS; 2. Zapoznanie się z układami stabilizacji składowej wspólnej; 3. Projekty elektryczne układów stabilizacji; 4. Badania symulacyjne; 5. Projekty topografii i weryfikacje post-layout. 1. Publikacje z bazy IEEE; 2. Dokumentacja technologii AMS (austriamicrosystems. 3. B. Pankiewicz, W. Jendernalik, Projektowanie full-custom układów scalonych CMOS w środowisku Cadence Virtuoso (skrypt Politechniki Gdańskiej, Temat w języku polskim Sprzętowy akcelerator do przetwarzania wyrażeń regularnych zrealizowany w oparciu o płytę prototypową Virtex2Pro FPGA. Hardware accelerator for regular expressions processing based on a prototype board Virtex2Pro FPGA. dr inż. Miron Kłosowski Projekt i realizacja w układzie FPGA sprzętowego akceleratora przetwarzającego wybrane elementy wyrażeń regularnych oraz implementacja sterownika dla tego akceleratora pozwalającego na jego

9 pracę w systemie operacyjnym Linux. 1. Zapoznanie się z wyrażeniami regularnymi, ćwiczenia z komendą grep, specyfikacja szczegółowych założeń akceleratora. 2. Opracowanie w języku VHDL projektu akceleratora przetwarzającego wybrane elementy wyrażeń regularnych. 3. Opracowanie sterownika dla zaprojektowanego akceleratora (działającego w systemie operacyjnym Linux). 4. Opracowanie oprogramowania testującego i porównującego wydajność akceleratora z wydajnością systemowej komendy grep uruchomionej na tej samej platformie sprzętowej. 5. Wnioski z testów oraz pomiarów wydajności i podsumowanie. 1. Strona laboratorium ISP: 2. Dokumentacja układów Virtex2Pro: 3. Gogte, Vaibhav, et al. "HARE: Hardware accelerator for regular expressions." Microarchitecture (MICRO), th Annual IEEE/ACM International Symposium on. IEEE, Temat w języku polskim Energooszczędny stabilizator zasilania bateryjnego dla urządzeń o małym poborze mocy zapewniający możliwość pełnego rozładowania baterii. Energy-saving voltage regulator for low-power battery powered devices with the functionality for fully discharge the battery. dr inż. Miron Kłosowski Projekt i realizacja układu stabilizatora podnoszącego napięcie zasilania. Celem stabilizatora jest podniesienie napięcia pojedynczego ogniwa (bateria alkaliczna lub akumulator NiMH) do wartości wymaganej przez zasilane urządzenie. Układ stabilizatora jest dedykowany do urządzeń o niskim i bardzo niskim poborze mocy stąd konieczność zapewnienia wysokiej sprawności w tym trybie pracy. Stabilizator powinien pozwalać na pełne i bezpieczne zużycie pojedynczego ogniwa oraz po jego wyczerpaniu odciąć zasilanie stabilizowanego urządzenia. 1. Przegląd i analiza literatury oraz katalogów dostępnych układów scalonych stabilizatorów małej mocy i wysokiej sprawności. 2. Wybór sposobu implementacji stabilizatora. 3. Projekt i wykonanie prototypu układu stabilizatora z napięciem wyjściowym 3V (o ile to możliwe zminiaturyzowanego tak, aby stabilizator zmieścił się w przedziale bateryjnym stabilizowanego urządzenia zamiast drugiego ogniwa). 4. Projekt i wykonanie prototypu układu stabilizatora z napięciem wyjściowym 1,5V. 5. Pomiary stabilizatorów ze szczególnym uwzględnieniem ich sprawności. 1. B. Arbetter, R. Erickson, and D. Maksimovic, DC-DC Converter Design for Battery-Operated Systems, IEEE Power Electronics Specialists Conference, 1995 Record, June Erickson, Robert, and Dragan Maksimovic. "High efficiency DC- DC converters for battery-operated systems with energy management." Worldwide Wireless Communications, Annual Reviews on Telecommunications (1995): 1-10.

10 15. Temat w języku polskim Mikroprocesorowy sterownik pompy cyrkulacyjnej ciepłej wody użytkowej. Microprocessor controller of the hot water circulation pump dr inż. Jacek Jakusz Celem projektu jest opracowanie programowalnego sterownika pompy cyrkulacyjnej ciepłej wody użytkowej. Sterownik ma włączać pompę w określonych godzinach programowanych w cyklu tygodniowym. Pompa może być włączana również w razie wykrycia poboru wody za pomocą przepływomierza lub czujnika temperatury DS18B20, lub też czujników ruchu PIR. W czasie pracy pompy sterownik utrzymuje ciepłą wodę w instalacji w zadanym przedziale temperatur. Sterownik posiada wejście umożliwiające podłączenie centrali alarmowej. 1. Analiza istniejących rozwiązań 2. Opracowanie schematu urządzenia. 3. Opracowanie płytki montażowej i zmontowanie układu prototypowego 4. Uruchomienie układu prototypowego i przetestowanie jego działania. 1. Specyfikacja urządzenia sporządzona przez opiekuna pracy. 2. Noty katalogowe Atmel, Analog Devices, Linear Technology 16. Temat w języku polskim Zasilacz solarny z akumulatorem. Solar supplier with rechargeable cell. dr inż. Wiesław Kordalski mgr inż. Marcin Przedwojewski Zaprojektowanie urządzenia zapewniającego stałe zasilanie DC 5V/200mA w dzień i w nocy; urządzenie musi być wyposażone w układ zabezpieczający akumulatory przed zwarciem, przeładowaniem i nadmiernym rozładowaniem. 1. Przegląd literatury. 2. Wybór panelu słonecznego. 3. Wybór akumulatora li-ion. 4. Projekt układu sterującego documentation/lt-journal-article/ltmag-v19n4-04- LT3652-JimDrew.pdf &rep=rep1&type=pdf Zalecana jest realizacja praktyczna projektu 17. Temat w języku polskim Opracowanie ćwiczenia laboratoryjnego: współpraca wyświetlacza LCD oraz przetwornika A/D z mikrokontrolerem PIC16F877A. Development of laboratory exercises: cooperation of LCD display and A / D converter with PIC16F877A microcontroller. dr inż. Maciej Kokot

11 Zaprojektowanie i wykonanie niezbędnych układów elektronicznych do współpracy z istniejącym układem z mikrokontrolerem. Napisanie instrukcji do ćwiczenia laboratoryjnego. 1. Przegląd dostępnych wyświetlaczy alfanumerycznych LCD oraz ich sterowników 2. Wybór wyświetlacza i projekt układu oraz jego wykonanie. 3. Napisanie i przetestowanie kodu w asemblerze do obsługi wyświetlacza. 4. Przegląd informacji o wbudowanych w mikrokontrolery przetwornikach A/D 5. Napisanie i przetestowanie kodu w asemblerze do obsługi przetwornika A/D. 6. Opracowanie instrukcji laboratoryjnej do ćwiczenia. 1. Strony internetowe Microchip. 2. Dokumentacja mikrokotnrolera PIC16F877A. 3. Dokumentacja wybranego układu wyświetlacza LCD. 4. Inne, do wyboru przez dyplomanta. Możliwe jest opracowanie dwóch instrukcji do dwóch rozdzielnych ćwiczeń laboratoryjnych. 18.Temat w języku polskim Analiza układów o stałych skupionych i rozłożonych w dziedzinie częstotliwości. Analysis of lumped-element and distributed-element circuits in frequency domain. dr inż. Piotr Kurgan dr inż. Adrian Bekasiewicz Opracowanie i implementacja w środowisku MATLAB programu do analizy układów o stałych skupionych i rozłożonych w dziedzinie częstotliwości. 1. Przegląd literatury. 2. Opracowanie koncepcji. 3. Implementacja numeryczna. 4. Wyniki numeryczne. 1. S. Rosłoniec, Liniowe obwody mikrofalowe. Metody analizy i syntezy. WKŁ, J. Dobrowolski, Introduction to Computer Methods for Microwave Circuits Analysis and Design, Artech House Microwave Library, Temat w języku polskim Analiza struktur konwerterów w projektowaniu prostowników RF- DC o poszerzonym paśmie pracy. Analysis of converter structures in the design of RF-DC converters with enhanced bandwidth. dr inż. Adrian Bekasiewicz dr inż. Piotr Kurgan Celem pracy jest przeprowadzenie porównania struktur konwerterów RF- DC stosowanych w prostownikach mikrofalowych pod względem ich przydatności do uzyskania poszerzonego pasma pracy. W celu oceny sprawności projektowanych układów konieczne będzie dopasowanie ich

12 impedancji, z wykorzystaniem elementów skupionych, do impedancji wejściowej 50 Ohm. Ostatecznie, należy przeprowadzić ujednoliconą analizę charakterystyk pracy układów względem takich wielkości jak dopasowanie w paśmie pracy, sprawność, czy zakres akceptowalnych obciążeń. 1. Przegląd literatury. 2. Zaprojektowanie modeli struktur konwerterów. 3. Dopasowanie struktur przy użyciu elementów skupionych. 4. Ujednolicona analiza charakterystyk pracy układów. 5. Sformułowanie wniosków dotyczących przydatności układów do pracy szerokopasmowej. 1. R.Rhea, The Yin-Yang of Matching: Part 1 Basic Matching Concepts, High Frequency Electronics, C. Song et al., Matching network elimination in broadband rectennas for high-efficiency wireless power transfer and energy harvesting, IEEE Trans. Industrial Electronics, C.R. Valenta and G.D. Durgin, Harvesting wireless power: survey of energy-harvester conversion efficiency in far-field, wireless power transfer systems, IEEE Microwave Mag., V. Kuhn, et al., A multi-band stacked RF energy harvester with RF-to-DC efficiency up to 84%, IEEE Trans. Microwave Theory Techn., A. Bekasiewicz, T. Karataev, and S. Koziel, Low-cost simulation-driven design of broadband rectifiers for ambient RF energy harvesting, IEEE MTT-S Int. Conf. Numerical EM Multiphysics Modeling Opt., Projekt na pograniczu mikroelektroniki i inżynierii mikrofalowej. Konieczne będzie wykorzystanie symulatorów typu harmonic balance. Ze względu na brak literatury w języku polskim, wymagana jest znajomość języka angielskiego. 20. Temat w języku polskim Quite Useful Circuit Simulator (QUCS): optymalizacja układów analogowych z wykorzystaniem oprogramowania MATLAB. Quite Useful Circuit Simulator (QUCS): analog circuits optimization using MATLAB dr inż. Adrian Bekasiewicz dr inż. Piotr Kurgan Celem pracy jest analiza możliwości kontroli symulatora obwodowego QUCS (przekazanie parametrów do programu, przeprowadzenie wybranego rodzaju symulacji, obróbka wyników, itp.) za pomocą oprogramowania MATLAB. Realizacja projektu będzie wymagała opracowania kontrolki do komunikacji QUCS MATLAB. Opracowane oprogramowanie zostanie wykorzystane zaprojektowania i optymalizacji struktur analogowych (np. transformatora impedancji zbudowanego przy użyciu elementów rozłożonych). 1. Przegląd literatury. 2. Przegląd rozwiązań do kontroli innych środowisk symulacyjnych z wykorzystaniem oprogramowania MATLAB. 3. Analiza możliwości przeprowadzenia symulacji QUCS z poziomu trybu batch. 4. Opracowanie kontrolki do komunikacji QUCS MATLAB; 5. Zaprojektowanie wybranych układów. 1. A. Bekasiewicz, T. Karataev, and S. Koziel, Low-cost simulation-driven design of broadband rectifiers for ambient RF energy harvesting, IEEE MTT-S Int. Conf. Numerical EM

13 Multiphysics Modeling Opt., A. Bekasiewicz, Model correction and optimization framework for expedited EM-driven surrogate-assisted design of compact antennas, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 17, no. 3, pp , Dokumentacja Keysight ADS: 4. Dokumentacja QUCS: Realizacja projektu wymaga dobrej znajomości środowiska MATLAB. Konieczne jest zacięcie inżynierskie: ze względu na antycypowane braki dokumentacyjne środowiska QUCS wypracowanie odpowiednich rozwiązań może opierać się na podejściu wykorzystującym reverse engineering. ma duże doświadczenie w tworzeniu kontrolek do komunikacji oprogramowania ze środowiskiem MATLAB będzie możliwe wsparcie prac w przypadku trudności.