|
Vyučující
|
-
Vojta Stanislav, Ing. Ph.D.
-
Pavelka František, Ing.
|
|
Obsah předmětu
|
Předmět se zabývá praktickou aplikací znalostí z oblasti multidisciplinárního návrhu strojů a využitím znalostí z dříve absolvovaných teoretických předmětů studijního programu (elektronika, mechanika, zpracování signálů, akční členy). Studenti postupně aplikují poznatky a získávají kompetence s praktickou aplikací různých senzorů, akčních členů, komerčně dostupných bezdrátových komunikačních modulů, základů zpracování signálů a strojového učení. Tyto kompetence pak následně aplikují v rámci skupinového semestrálního projektu, jehož účelem je demonstrovat prakticky získané kompetence. Látka je na seminářích vždy okamžitě prakticky demonstrována a procvičena, přičemž je kladen důraz na kontext získaných informací v rámci semestrálních projektů a dalšího zaměření studia. Obsah (laboratorních) cvičení : 1. Motivace, organizace semestru a představení sylabu. Úvod do mechatroniky a robotiky - základní pojmy. Multidisciplinární inženýrství v kontextu 21. století. 2. Úvod do softwarového nástroje TinkerCAD Circuits - praktické procvičení na příkladech jednoduchých elektrických obvodů. Samostatná práce. 3. Úvod do programování MCU (Arduino, apod.) s využitím jazyka Wiring a TinkerCAD Circuits. Vstupní a výstupní signály a jejich zpracování - procvičení na příkladech jednoduchých obvodů. Samostatná práce. 4. Praktické využití sensorů pro měření pohybu (vzdálenost, zrychlení, úhel natočení, apod.). Příklady využití sensorů s využitím platformy Arduino. Samostatná práce. 5. Praktické využití sensorů pro měření vlastností prostředí (teplota, vlhkost, tlak, osvětlení, apod.). Příklady sensorů s využitím platformy Arduino. Samostatná práce. 6. Aktuátory a jejich použití v mechanických systémech. Příklad zapojení a ovládání DC motoru a serva pro jednoduché aplikace - kolový robot, robotické rameno. Samostatná práce. 7. Aktuátory: moderní trendy v oblasti aktuátorů, aktuátory pro specifické aplikace (piezo, soft, microfluid), robotické efektory. Praktické demonstrace. Samostatná práce. 8. Příklady použití bezdrátové komunikace: Praktická demonstrace jednoduchých úloh s využitím Arduina a ovládání přes IR remote, BT, Wifi. Samostatná práce. 9. Využití MATLAB/Simulink pro programování MCU Arduino - Jednoduché praktické příklady v prostředí MATLAB a Simulinku. Samostatná práce. 10. Praktické základy strojového učení. Klasifikace x regrese. Jednoduché praktické příklady v prostředí MATLAB Classification Learner a MATLAB Regression Learner. Praktická ukázka jednoduché neuronové sítě v prostředí MATLAB Deep Network Designer. 11. Praktický projekt: vypracování analýzy, tvorba vývojových diagramů, komunikace se senzory a aktuátory. 12. Praktický projekt: tvorba technického řešení, prostor pro konzultace. 13. Praktický projekt: prezentace rozpracovaných projektů, prostor pro konzultace.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednáška s diskusí, Přednáška s praktickými aplikacemi, Individuální konzultace, Laboratorní praktika, Demonstrace dovedností, Samostudium literatury
- Projekt týmový [20-60 / počet studentů]
- 30 hodin za semestr
- Praktická výuka [vyjádření počtem hodin]
- 39 hodin za semestr
- E-learning [dáno e-learningovým kurzem]
- 35 hodin za semestr
- Příprava prezentace (referátu) [3-8]
- 4 hodiny za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Předpokládají se znalosti programování a algoritmizace v rozsahu dosavadního studia. |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Být schopen aplikovat znalosti z teoretických předmětů. |
| Schopnost pracovat s technickou dokumentací (v českém i anglickém jazyce). |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: vytváří hypotézy, navrhuje postupné kroky, zvažuje využití různých postupů při řešení problému nebo ověřování hypotézy, |
| bc. studium: je otevřený k využití různých postupů při řešení problémů, nahlíží problém z různých stran, |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Aplikovat znalosti dílčích znalostí (mechanika, algoritmizace) pro syntézu komplexních systémů |
| Vybrat vhodné komponenty (senzory, aktuátory) pro navrhovaný systém |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Získávat samostatně další odborné dovednosti |
| Použít své teoretické znalosti z mechatroniky při řešení konkrétních praktických problémů |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: dle rámcového zadání a přidělených zdrojů koordinují činnost týmu, nesou odpovědnost za jeho výsledky, |
| bc. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i laikům informace o povaze odborných problémů a vlastním názoru na jejich řešení, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška s demonstrací, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Laboratorní praktika, |
| E-learning, |
| Řešení problémů, |
| Projektová výuka, |
| Samostudium, |
| Prezentace práce studentů, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Laboratorní praktika, |
| E-learning, |
| Řešení problémů, |
| Projektová výuka, |
| Skupinová konzultace, |
| Prezentace práce studentů, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška s demonstrací, |
| Projektová výuka, |
| Skupinová konzultace, |
| Prezentace práce studentů, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
| Skupinová prezentace, |
| Výstupní projekt, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
| Skupinová prezentace, |
| Výstupní projekt, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Skupinová prezentace, |
| Výstupní projekt, |
|
Doporučená literatura
|
-
MALÝ, Martin. Hradla, volty, jednočipy. Úvod do bastlení. Praha: CZ.NIC, z.s.p.o. 2017.
-
NIKU, Saeed B. Introduction to Robotics: Analysis, Control, Application. 3rd edition. John Wiley&Sons. 2020.
-
PARK, F.C., LYNCH K.M. Introduction to robotics. Mechanics, Planning, and Control. NorthWestern University. 2016.
-
SICILIANO, B., KHATIB, O. Springer Handbook of Robotics. 2016.
-
VODA, Zbyšek. Průvodce světem Arduina. 2.vydání. Bučovice. 2017.
|