22438 Rapid prototyping af analoge DC sensorsystemer

2023/2024

Studerende på 1. sem. på Medicin og Teknologi har første prioritet. Studerende på andre retninger er meget velkomne i det omfang, der er plads.
Kursusinformation
Rapid Prototyping of analogue DC Sensor Systems
Dansk
5
Bachelor
Kurset udbydes som enkeltfag
E5A (ons 8-12)
Lab-øvelser gennemføres individuelt på et af fire tidspunkter onsdage kl. 8 - 10, 10 - 12, 13 - 15 og 15 - 17.
Campus Lyngby
Forelæsninger, regneopgaver, kredsløbsimulering, lab-øvelser, quizzer.
13-uger
E5A, F4A, Reeksamen i modul F4A
Skriftlig eksamen og bedømmelse af øvelse(r)
I det samlede bedømmelsesgrundlag indgår den skriftlige eksamen med 70%, quizzer med 10% og labøvelser med 20%.
Skriftlig eksamen: 4 timer
Alle hjælpemidler er tilladt :

Kun adgang til eksamensnetværk.

7-trins skala , intern bedømmelse
22433
315022243222433224373100131003346003460162422627326277062771
Minimum 10 Maksimum: 120
Kaj-Åge Henneberg , Lyngby Campus, Bygning 349, Tlf. (+45) 4525 3905 , khen@dtu.dk
22 Institut for Sundhedsteknologi
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Kurset introducerer den studerende til analoge elektriske kredsløb med det formål at opbygge prototyper af DC målesystemer. Elektrisk kredsløbsteori bruges til at designe forstærkere, der kan forstærke svage sensorsignaler.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • forklare og anvende Ohm's lov og Kirchhoff's love til at opstille ligninger for spændinger og strømme i et elektrisk kredsløb.
  • forklare de grundlæggende principper i elinstallationer, redegøre for risici ved at bruge og omgås elektriske installationer og apparatur, beregne strømstyrker gennem kroppen ved typiske elulykker og redegøre for menneskekroppens reaktion ved forskellige strømstyrker.
  • anvende knudepunktsanalyse, maskeanalyse og superpositionsmetoden til at opstille ligninger for spændinger og strømme i et kredsløb.
  • anvende begreber som spændingsdelere og strømdelere til at effektivisere kredsløbsanalyser.
  • kombinere lineære ligningssæt og beregne knudepunktspændinger, grenstrømme og maskestrømme i passive resistive netværk og i resistive netværk med operationsforstærkere.
  • anvende begreberne for den ideelle operationsforstærker til at udlede systemligninger for inverterende, ikke-inverterende og summerende forstærkerkredsløb.
  • forklare principperne for termistor-, tryk- og lyssensorer og inkludere disse sensorer i et sensorkredsløb.
  • beregne komponentværdier for et forstærkerkredsløb således at sensors spændingsinterval afbildes til et spændingsinterval, der er optimalt for digitalisering.
  • betjene multimetre og oscilloskop, bruge KiCad og VeeCAD til kredsløbssimulering og komponentplacering på breadboard og veroboard, og bruge Maple til løsning af lineære ligningssystemer.
  • montere kredsløb på breadboard og på print ud fra et kredsløbsdiagram og validere montagen ved systematisk afsøgning for kortslutninger og dårlige/manglende forbindelser.
  • udtænke og opstille en testopstilling med forhåndenværende måleinstrumenter og gennemføre målinger til validering af dueligheden af et elektrisk kredsløb.
  • efterleve reglerne for deltagelse i laboratorieøvelser, herunder at møde til tiden, vise hensyn til medstuderende, undgå at ødelægge udstyr og komponenter og rydde arbejdspladsen op efter endt øvelse.
Kursusindhold
Elsikkerhed: Elinstallation, teknologier til beskyttelse mod fejlstrømme og lækstrømme, menneskekroppens elektriske modstand med og uden sikkerhedshandsker og sikkerhedssko, menneskets reaktion ved forskellige strømstyrker.
Sensorteknologier: Termistorer, tryksensorer og lysfølsomme modstande.
Analoge elektriske kredsløb: Kirchhoffs love for elektriske kredsløb, komponenter i serie og parallel, den ideelle operationsforstærker, spændingsfølgere, inverterende og ikke-inverterende forstærkerkredsløb. DC-kredsløb.
Værktøjer til kredsløbsdesign: Fumlebræt, veroboard, multimeter, funktionsgenerator, oscilloskop. KiCad til simulering af elektriske kredsløb og VeeCAD til design af komponentplacering på fumlebræt og veroboard.
Bemærkninger
Kurset er et obligatoriske kursus for bacheloruddannelsen Medicin og Teknologi.
Sidst opdateret
30. juni, 2023