ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο/η φοιτητής/ήτρια θα είναι σε θέση να:
- Γνωρίζει αναλυτικά τα δυναμικά συστήματα τα οποία αποτελούν τη βάση εφαρμογής των τεχνικών της μηχατρονικής.
- Αντιμετωπίζει τα μηχατρονικά συστήματα σαν Κυβερνο-Φυσικά Συστήματα (Cyber-Physical Systems).
- Αναλύει και συνθέτει με μαθηματικά μοντέλα τη συνέργεια υποσυστημάτων διαφόρων ειδικοτήτων της μηχανικής και της ηλεκτρονικής και να μοντελοποιεί την συμπεριφορά τους.
- Σχεδιάζει μηχατρονικά συστήματα σαν τη σύνθεση ενός δυναμικού συστήματος (μηχανικό, ηλεκτρικό ή συνδυασμός πολλών πεδίων), τον έλεγχό του και τις διεπιφάνειες για τη μέτρηση της απόκρισης (αισθητήρες) και την επιβολή του ελέγχου (διεγέρτες).
- Κατανοεί και προσομοιώνει ένα Μηχατρονικό Σύστημα.
- Υλοποιεί Μηχατρονικά συστήματα με την κατάλληλη επιλογή των ηλεκτρονικών διατάξεων προσαρμογής σημάτων, την υλοποίηση των διατάξεων διεπαφής με αισθητήρες- ενεργοποιητές και την υλοποίηση των κατάλληλων ελεγκτών βασισμένων σε ενσωματωμένα συστήματα.
Γενικές Ικανότητες
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
- Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
- Λήψη αποφάσεων
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ
Θεωρητικό Μέρος
- I. Εισαγωγή στη Μηχατρονική
- II. Δυναμική συστημάτων κίνησης
- III. Έλεγχος κίνησης
- IV. Ηλεκτρομηχανικοί ενεργοποιητές
- V. Αναλογικά ηλεκτρονικά σε Μηχατρονικά συστήματα
- VI. Σχεδιασμός Συστημάτων. Το μοντέλο V
- VII. Μετατροπείς Ενέργειας-Ενεργοποιητές
- VIII. Έλεγχος-Προγραμματισμός Μηχατρονικών Συστημάτων
- IX. Αισθητήρια
- X. Ηλεκτρονικές διατάξεις προσαρμογής σημάτων Αισθητηρίων-ενεργοποιητών
- XI. Εφαρμογές Μηχατρονικής
Εργαστηριακές Ασκήσεις
Η εργαστηριακή εκπαίδευση των φοιτητών γίνεται, πραγματοποιώντας εργαστηριακές ασκήσεις εστιασμένες στα βασικότερα αντικείμενα της θεωρητικής διδασκαλίας. Οι ασκήσεις θα περιλαμβάνουν τις ακόλουθες ενότητες:
- Προγραμματισμός ενσωματωμένων συστημάτων ελέγχου.
- Ηλεκτρονικές διατάξεις προσαρμογής σημάτων σε ενεργοποιητές/αισθητήρες Μηχατρονικών Συστημάτων.
- Διασύνδεση αισθητήρων/ενεργοποιητών Μηχατρονικών συστημάτων με τους διαύλους I2C , SPI, UART.
- Υλοποίηση Μηχατρονικού συστήματος μικρού αυτοκινούμενου οχήματος βασισμένου σε πλατφόρμα μικροελεγκτή ARM. (Μέρος I)
- Υλοποίηση Μηχατρονικού συστήματος μικρού αυτοκινούμενου οχήματος βασισμένου σε πλατφόρμα μικροελεγκτή ARM. (Μέρος ΙΙ)
ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΟΙΤΗΤΩΝ
Ι. Γραπτή τελική εξέταση επί του θεωρητικού μέρους του μαθήματος που περιλαμβάνει επίλυση ασκήσεων και προβλημάτων διαβαθμισμένης δυσκολίας. Σε κάθε ερώτημα αναφέρονται οι μονάδες που αξιολογείται. Η εξεταστέα ύλη του μαθήματος ανακοινώνεται στην αρχή του εξαμήνου στην ιστοσελίδα του μαθήματος και οι φοιτητές/ήτριες μπορούν να έχουν κατά τη διάρκεια της εξέτασης οποιοδήποτε σχετικό βιβλίο.
ΙΙ. Αξιολόγηση επί του εργαστηριακού μέρους του μαθήματος:
– Γραπτή ή/και προφορική αξιολόγηση κατά τη διάρκεια εκτέλεσης της κάθε εργαστηριακής άσκησης (20%)
– Ενδιάμεση εξέταση στο μέσο του εξαμήνου (20%)
– Τελική εξέταση στο τέλος του εξαμήνου (60%)
ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
- Robert Munnig Schmidt, Georg Schitter, Jan van Eijk, The Design of High Performance Mecha- tronics. High-Tech Functionality by Multidisciplinary System Integration, Delft University Press
- Nesculescu D., “Μηχατρονική”, Εκδόσεις Τζιόλα, 2011 ISBN: 978-960-418-280-0 (Κωδικός Εύδοξου : 18548929)
- D.M. Auslander and C.J. Kempf (μετάφραση: H. Tanner), «Μηχατρονική: Προσαρμοστικά μηχανικών συστημάτων», Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Ε.Μ.Π, Αθήνα 1998. (Κωδικός Εύδοξου : 25897)
- Σ. Αλατσαθιανός “Εισαγωγή στη ΜΗΧΑΤΡΟΝΙΚΗ και στα ενσωματωμένα συστήματα” ISBN: 978-960-92596-2-0 (Κωδικός Εύδοξου : 8297)
- Felix Hüning, EMBEDDED DESIGN FOR IOT WITH RENESAS SYNERGY , 2018
- Richard Oed, BASICS OF THE RENESAS SYNERGY PLATFORM, 2018
- Tammy Noergaard, Embedded Systems Architecture, A Comprehensive Guide for Engineers and Programmers, Elsevier 2013
- E. A. Lee and S. A. Seshia, Introduction to Embedded Systems – A Cyber-Physical Systems Ap- proach, Second Edition, MIT Press, 2017.
- Peter Marwedel, Embedded System Design,Embedded Systems, Foundations of Cyber-Physical Systems and the Internet of Things, Springer 2018.