Kurs wybieralny: Zastosowanie technik informatycznych i metod numerycznych w elektronice
Opis kursu Przygotowanie praktyczne do realizacji projektów w elektronice z zastosowaniem podstawowych narzędzi numerycznych i komputerowych z zakresu wspomagania typowych prac inżynierskich Prowadzący: dr hab. inż. Artur Wymysłowski, prof. PWr. dr inż. Krzysztof Urbański Przebieg kursu: demonstracja i omówienie wzorcowych projektów wybór lub przydział zadań projektowych samodzielna realizacja projektu w oparciu o konsultacje z prowadzącym zaliczenie w postaci projektu, sprawozdania lub raportu końcowego
Zakres zagadnień projektowych Gromadzenie i analiza danych z urządzeń pomiarowych, wizualizacja i interpretacja wyników eksperymentalnych Modelowanie numeryczne wybranych zagadnień z fizyki z wykorzystaniem programów komputerowych Grafika i animacja komputerowa w wizualizacji modeli trójwymiarowych (3D) Zastosowanie baz danych z dostępem sieciowym do gromadzenia wyników pomiarów pochodzących z rozproszonej sieci czujników przewodowych i bezprzewodowych Konfiguracja i użycie wybranych usług sieciowych do wymiany danych. Mechanizmy autoryzacji i szyfrowania danych Wykonanie prostych aplikacji z graficznym interfejsem użytkownika przy użyciu obiektowych języków programowania Projekt, analiza numeryczna i testy praktyczne wybranych obwodów elektronicznych zarówno analogowych jak i cyfrowych
Przykładowe zadania projektowe Opracowanie modelu numerycznego wybranego zagadnienia z fizyki i jego analiza numeryczna Celem projektu jest zastosowanie wybranych programów komputerowych do symulacji typowych problemów z fizyki, np. dynamiki ruchu z wykorzystaniem metod modelowania komputerowego. W tym celu planuje się zastosowanie takich programów jak np. ANSYS, Phun, czy bibliotek języka skryptowego Python Opracowanie programu do zdalnego sterowania urządzeniem oraz sieciowej transmisji danych pomiarowych Celem projektu będzie konfiguracja wybranych usług sieciowych oraz opracowanie prostego programu komputerowego do komunikacji z użyciem TCP oraz UDP. Wymiana danych będzie się odbywać z gotowymi urządzeniami takimi jak oscyloskop cyfrowy, opracowane w Zakładzie urządzenia pomiarowe, oraz czujniki i układy wykonawcze z interfejsem Ethernet. Opracowanie programu komputerowego z wykorzystaniem graficznego interfejsu użytkownika Celem projektu jest opracowanie własnego programu komputerowego z zastosowaniem obiektowego języka programowania (C#, Java, Python) oraz wykorzystanie istniejących bibliotek do tworzenia graficznych interfejsów użytkownika. Opracowanie i wykonanie elektronicznego układu analogowego lub cyfrowego Celem projektu jest opracowanie wybranego projektu układu elektronicznego analogowego lub cyfrowego, a następnie jego analiza numeryczna oraz realizacja praktyczna w postaci płytki obwodu drukowanego. W tym celu planuje się skorzystanie z takich programów komputerowych jak np. Spice, itp oraz wyposażenia laboratorium montażowego do jego realizacji praktycznej.
Informacje dodatkowe Programy komputerowe i narzędzia numeryczne: język programowania C#, Java, Python z zestawem bibliotek do pozyskiwania danych, obliczeń numerycznych oraz wizualizacji wyników programy komercyjne lub darmowe: Matlab, Origin, Ansys, Spice, Blender, MySQL, Access, itp. Sprzęt: komercyjne urządzenia takie jak oscyloskopy, generatory funkcyjne, itp. opracowane urządzenia pomiarowe oraz czujniki i układy wykonawcze z interfejsem Ethernet Wymagania wstępne: podstawy fizyki i matematyki techniki informacyjne, podstawy programowania i sieci komputerowych podstawowa wiedza z zakresu elektroniki oraz technologii elektronicznych Literatura podstawowa i uzupełniająca: literatura udostępniona przez opiekuna projektu instrukcje obsługi i przewodniki do wybranych programów komputerowych i języków programowania