Проектування та конструювання пристроїв та систем управління (2 курс ком)

Метою навчальної дисципліни є ознайомити студентів із сутністю автоматизованого проектування пристроїв та систем управління, а також показати основні принципи конструювання даних елементів. Навчити структурно і логічно мислити при проектуванні систем управління, а саме передбачати функціональні особливості системи, в залежності від конкретних завдань; навчити розумінню принципів проектуванню та конструюванню пристроїв і систем управління в технічній галузі; навчити практичним навичкам ефективного використання сучасних систем проектування в задачах розробки електричних принципових схем, які використовуються при побудові автоматизованих систем керування технологічними процесами; навчити практичним навичкам ефективного використання середовищами програмування для контролерів і комп’ютерів.

Завданнями вивчення навчальної дисципліни є формування загального розуміння про проектування та конструювання пристроїв та систем управління за допомогою різних програмних продуктів, а саме вміння майбутнього фахівця ефективно використовувати сучасні програмні продукти на етапах розробки конструкторських рішень, розробки електричних схем та на етапі створення та налаштування програмного забезпечення для розробленої системи управління чи пристрою.

Знання математичних основ проектування та моделювання систем, уміння щодо застосування методів аналізу на базі логічного умовиводу та системного підходу. Знання та уміння щодо методів та засобів мережної передачі даних, організаційних архітектур, мережних протоколів, мережних апаратних засобів, програмного забезпечення для конфігурації та аналізу роботи мереж передачі даних

Змістовий модуль 1. Основи проектування систем управління та конструювання пристроїв Тема 1. Сутність предмету “Проектування та конструювання пристроїв та систем управління”. Поняття “проектування” та “конструювання”. Сутність проектування на різних його етапах. Поняття технічної системи як об’єкту проектування. Основні визначення поняття “проектування” та “конструювання”. Практичне застосування в сфері технологічного виробництва. Тема 2. Поняття технічної системи як об’єкту проектування. Класифікація технічних систем. Означення технічної системи та опис її складових. Визначення об’єкту проектування на технологічному виробництві. Класифікація технічних систем. Тема 3. Загальні відомості про види сигналів. ШІМ. Види сигналів: аналогові, цифрові та бінарні. Теоретичні відомості та практичне застосування. Визначення поняття “ШІМ”, основні теоретичні відомості та практичне застосування. Тема 4. Ознайомлення з датчиками. Класифікація датчиків та їх практичне використання в системах управління. Види датчиків та їх класифікація за різними критеріями та параметрами (аналогові та цифрові). Практичне застосування датчиків в системах управління на технологічному виробництві. Змістовий модуль 2. Напівпровідники. Мікропроцесорна техніка Тема 5. Напівпровідникова техніка, практичне застосування в сучасних системах управління. Поняття “напівпровідник”, види напівпровідників та матеріали з яких вони виготовляються. Основні теоретичні відомості про напівпровідники та практичне застосування на сучасному виробництві. Тема 6. Хронологія розвитку мікропроцесорної техніки. Архітектури сучасних мікропроцесорів. Історія розвитку мікропроцесорної техніки та застосування в різних сферах життя. Ознайомлення з поняттям “архітектура” мікропроцесора. Види архітектур мікропроцесорної техніки. Тема 7. Ознайомлення з мікроконтролерами Atmega. Ознайомлення з мікроконтролерами модельного ряду Atmega. Технічні відомості, особливості роботи та підключення. Тема 8. Загальні відомості про мікроконтролери Arduino. Підключення до ПК та налаштування контролерів сімейства Arduino. Загальні відомості про мікроконтролери Arduino. Робота з контролерами Arduino UNO, Arduino Mega. Підключення до ПК та налаштування контролерів сімейства Arduino. Змістовий модуль 3. Електричні кола в системах управління Тема 9. Загальні відомості електричні кола постійного та змінного струму. Ознайомлення з базовими елементами електричних кіл. Види електричних кіл (кола постійного та змінного струму). Загальні відомості про базові елементи електричних кіл постійного струму та електричних кіл змінного струму. Тема 10. Класифікація двигунів змінного струму. Ознайомлення з асинхронними та синхронними двигунами. Види двигунів змінного струму, теоретичні відомості та практичне застосування на технологічному виробництві. Типи підключень двигуна та особливості запуску і роботи. Тема 11. Ознайомлення з кроковими двигунами, сервоприводами, колекторними та безколекторними двигунами. Теоретичні відомості про двигуни постійного струму. Класифікація двигунів постійного струму. Види керування двигунами та практична реалізація. Тема 12. Ознайомлення з елементами автоматики, їх класифікація та практичне застосування. Теоретичні відомості про основні елементи автоматики. Класифікація пристроїв автоматики за призначенням. Приклади використання типових елементів автоматики на технологічному виробництві та у техніці. Змістовий модуль 4. Програмування систем управління на основі контролерів Тема 13. Ознайомлення з основними мовами програмування контролерів. Види основних мов програмування, теоретичні відомості, відмітності та сучасне використання в техніці. Основні типові компоненти мов програмування. Тема 14. Програмування в спеціалізованих програмних середовищах. Програмний продукт Arduino IDE. Види основних програмних середовищах. Особливості налаштування та роботи в програмному продукті Arduino IDE. Тема 15. Робота з бібліотеками. Підключення існуючих бібліотек, пошук необхідних елементів в бібліотеці. Особливості роботи з бібліотеками, налаштування та підключення бібліотек до робочої програми. Робота з пошуком елементів бібліотек. Тема 16. Узагальнення вивченого матеріалу. Узагальнення вивченого матеріалу та розбір можливого застосування отриманих знань та навичок на практиці.

60 балів за виконання лабораторних робіт та МКР. 40 балів - результати написання езаменаційної роботи.