Elektronika és méréstechnika

A tárgy keretében a hallgatók hat, jól strukturált projekten keresztül sajátítják el az "Elektronika és Mérési Technológia" tantárgy anyagát. Minden projekt elején egy bevezető előadás keretében ismerkednek meg az alapfogalmakkal, amelyek a konkrét projekthez kapcsolódnak. A bevezetőt követően egy laboratóriumi gyakorlat keretében a hallgatók megvalósítanak egy eszközt, melyhez vagy az Arduino vagy a Raspberry Pi platformot használják. Minden projekt egy záró előadással fejeződik be, ahol mélyebb ismereteket sajátítanak el és kitekintést tesznek az ipari, valamint kutatás-fejlesztési területekre az adott projekt témájához kapcsolódóan. A félév során az alábbi hat projekt kerül bemutatásra.

1. Hőmérsékletmérés. A hallgatók egy hőmérő eszközt hoznak létre, mely egy ellenálláshőmérő segítségével méri a hőmérsékletet és kijelzi egy LCD panelen. Ennek keretében a következő témakörökkel ismerkednek meg: mérési rendszer, Arduino keretrendszer, mikrokontroller programozása, LCD kijelző adatkapcsolata, ellenállás, hőmérsékletmérés technikái és az ezekkel kapcsolatos matematikai modellezés.

2. Távolságmérés. A projekt során az ultrahangos távolságmérő segítségével távolságot mérnek, melyet egy LCD panelen jelenítenek meg. Ezzel párhuzamosan egy buzzer segítségével akusztikus visszajelzést is adnak a mérésről.

3. Optikai Elválasztás Szimulációja. A mérési elrendezés két részből áll, egy fényt kibocsátó és egy fényt érzékelő részből. A szimulációval olyan biológiai folyamatokat modelleznek, mint a citofluorimetriás mérés vagy a DNS szekvencia-analízis. A téma kivitelezéséhez olyan alapismeretek szükségesek, mint az RGB LED-ek működése, időfelbontású fényérzékelés és a színes LED-ekkel való munka.

4. Érzékelő Panelek. Több különböző hardver platformon bemutatják az érzékelő panelek használatát:

Raspberry PI + Sense Hat bővítő panel, mely tartalmazza az RGB LED mátrix kijelzőt, gyorsulásmérőt, magnetométert és további érzékelőket.

Arduino UNO platformok két különböző érzékelő panellel, melyek különböző visszajelzőkkel és érzékelőkkel vannak felszerelve. Az érzékelők programozása Python és C nyelveken keresztül történik.

5. Jelszintű Műveletek. A hallgatók jelgenerátorral, oszcilloszkóppal és műveleti-erősítővel ismerkednek meg, melyek segítségével jelerősítési, jel invertálási és jel differenciálási, valamint integrálási feladatokat oldanak meg.

6. Adatátviteli Rendszerek. A hallgatók két, egymással kommunikáló rendszert hoznak létre, melyek közötti kommunikáció vezetékes vagy vezeték nélküli formában történik. A projekt során soros, párhuzamos, LAN, IR, WLAN és GSM adatátviteli módokkal ismerkednek meg.

A fenti projektek során a hallgatók nem csak elméleti tudást szereznek, hanem gyakorlati készségeiket is fejlesztik, melyek a jövőbeli munkaerőpiaci kihívásokra is felkészítik őket.