Fundamentals of Smart Systems

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Fundamentals of Smart Systems

Fundamentals of Smart Systems

Tantárgykód

BMEVIEEMA04

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	2	1	0
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	kapcsolt	—

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

vizsga

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

DR. Szabó Péter Gábor

beosztás: egyetemi docens

elérhetőség: szabo.peter@vik.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Elektronikus Eszközök Tanszéke

Kar

Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Tantárgy weboldala

—

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

Előadástémák:

Okosrendszerek, kiberfizikai rendszerek és az IoT eszközök koncepciójának áttekintése
Integrált okosrendszerek és azok építőelemei
Mobil telefon, mint okos eszköz. Okostelefonok hierarhiája.
MEMS érzékelők és beavatkozók az okos eszközökben.
Okosrendszer gyártástechnológiájának áttekintése
Integrált elektronika és mikro-elektromechanikai eszközök (MEMS) gyártástechnológiája
Integrált okosrendszerek tokozása
Mikromechanika, elektro-mechanikus csatolás
Tipikus elektro-mechanikus mikrorendszerek analízise – mikrotükör, fésűs-meghajtó, giroszkópok
Termikus mikrorendszerek, elektro-termikus csatolás
BioMEMS: Mikrofluidika alapjai: laminar áramlás, keveredés, fókuszálás. Transzport jelenségek: konvektív és conduktív tömegáramlás, diffúzió a mikrofluidikában. Droplet mikrofluidika: alapok és alkalmazások. Áramlási térkép, tipikus többfázisú áramlási régiók. Hőátadás Taylor áramlásokban, keveredés mikrodropletekben, kompatk modellezés kétfázisú áramlásoknál, droplet manipuláció, EWOD
Lab-on-a-Chip eszközök: Point-of-Care. LoC platformok és PoC koncepció: esettanulmányok. Minta felhasználás, mintakezelés, átbocsájtás, érzékenység, felbontás.
Fizikai módszerek: válogatási és számolási problémák: hidrodinamikai fókuszálás, optikai számlálási módszerek, szóródási hisztogramábrák, fluoreszkáló cellák válogatása, impedancia módszerek, Coulter számláló.
Bioszenzorok LoC eszközökben: fizikai, elektrokémiai, elektromos, és optikai módszerek. DNS manipulációs technikák: adattárolás DNS-ekben, polimeráz láncreakciók (PCR), következő generációs szekvenálás (NGS)

Laboratóriumi/tantermi gyakorlatok témái:

A tokon belül - Integrált elektronika, szenzorok és MEMS-ek vizsgálata (laboratóriumi demonstráció)
Tisztatéri látogatás. Darabolás, chipkötés és tokozás (laboratóriumi demonstráció)
Félvezetőtechnológia a sorozatgyártásban (videóvetítés és beszélgetés)
Számítógépes gyakorlat I.: heatuator MEMS működése, szimulációja és karakterizálása.
Számítógépes gyakorlat II.: MEMS-ek modellezése: kompakt modellezés, redukált rendű modellezés, multidomén modellezés
Alapvető mikrofluidikai effektusok (laboratóriumi demonstráció)
Alapvető BioMEMS effektusok (laboratóriumi demonstráció)

A tantárgy célkitűzése, hogy megismertesse a hallgatókat az Okosrendszerek, és ezekben leggyakrabban alkalmazott MEMS eszközök felépítésével, működésének fizikai hátterével és gyártástechnológájának alapjaival. Az elméleti ismereteket MEMS és bio-MEMS alkalmazási példákkal támasztjuk alá. A számítógépes laboratóriumi munka során modern okoseszközök szétszerelésével, vizsgálatával és mélyebb megértésével foglalkozunk.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

heti 2 óra előadás és (átlag) 1 óra (számítógép) laboratóriumban tartott gyakorlat

Tanulástámogató anyagok

Online források

Kötelező tananyag:; - Az előadók által rendszeresen frissített elektronikus anyagok alapján.; Kitekintés:; - ; G.; S. May, S. M. Sze: “Fundamentals of Semiconductor Fabrication”, Wiley, 2003.; ISBN: 0-471-23279-3; J.; S. Wilson: “Sensor Technology Handbook”, Elsevier-Newnes, 2005. ISBN:; 0-7506-7729-5; D.; K. Schröder: “Semiconductor Material and Device Characterization”,; Wiley-Interscience, 2006. ISBN: 978-0-471-73906-7; S.; M. Sze, Kwok K. Ng: “Physics of Semiconductor Devices”, Wiley-Interscience,; 2007; M.; Gad-el-Hak: “MEMS Design and Fabrication”, CRC Press, 2006. ISBN:; 978-0-8493-9138-5; R.; R. Tummala: “System on Package: Miniaturization of the Entire System”,; McGraw-Hill, 2008. ISBN: 9780071459068; H.; Geng: “Semiconductor Manufacturing Handbook”, McGraw-Hill, 2004.; J. A. Kubby: ”A Guide to Hands-on MEMS Design and; Prototyping”, Cambridge University Press, 2011. ISBN 978-0-521-88925-4; Brand, Fedder, Hierold, Korvink, Tabata: “System-level; Modeling of MEMS”, Wiley-VCH, 2013. ISBN 978-3-527-31903-9; H.-H. Lee: “Finite; Element Simulations with ANSYS Workbench 15”, SDC Publications, 2014. ISBN: 978-1585039074; S. D.; Senturia: “Microsystem Design”, Kluwer Academic Publishers, 2001. ISBN:; 0-7923-7246-8; M. W.; Collins, C. S. Konig: “Micro and Nano Flow Systems for Bioanalysis”, Springer; New York, 2012.; D. Issadore,; R. M. Westervelt: “Point-of-Care Diagnostics on a Chip”, Springer New York,; 2013; G. Evtugyn:; “Biosensors: Essentials”, Springer New York, 2014.

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

Fizika, mikroelektronika, elektronikai technológia

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

Fizika, mikroelektronika, elektronikai technológia

Általános szabályok

Követelmények: A félév során 1 db. nagyzárthelyit íratunk a 9. héten. Az aláírás megszerzéséhez ennek legalább elégséges szintű teljesítése szükséges. A vizsgaidőszakban: írásbeli és szóbeli vizsga A tárgyból elővizsgát tartunk a félévközi zárthelyin jó illetve jeles érdemjegyet elérteknek. Pótlási lehetőségek: A ZH a szorgalmi időszakban egyszer pótolható. Pót-pót ZH főszabály szerint nincs

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak

Nincs megadva.

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.