Tillämpad Mekatronik
Applied Mechatronics

EIEN45F, 10 högskolepoäng

Gäller från och med: Höstterminen 2021
Beslutad av: Professor Thomas Johansson
Datum för fastställande: 2021-06-24

Allmänna uppgifter

Avdelning: Industriell elektroteknik och automation
Kurstyp: Gemensam kurs, avancerad nivå och forskarnivå
Kursen ges även på avancerad nivå med kurskod: EIEN45
Undervisningsspråk: Engelska, svenska

Syfte

Utvecklingen av dagens och morgondagens produkter kräver, allt oftare, en optimerad kombination av elektromekaniska lösningar och inbäddade system (integrerad elektronik och programvara). Syftet med kursen är att studenten ska använda kunskapen och färdigheterna från tidigare kurser och självständigt identifiera lösningar för komplexa mekatroniska uppgifter. Kursen består av två delar. Den första är utvecklingen av ett koncept, baserat på tekniska specifikationer som härrör från ett verkligt industriellt problem (konceptet kommer att implementeras i en fungerande industriell prototyp i en annan valfri kurs). Denna konceptutveckling utförs av ett "Mechatronics" -team med blandad kompetens som täcker alla relevanta områden, inklusive minst en elektroteknikstudent och en maskinteknikstudent. Den andra delen av kursen består av en individuell uppgift att konstruera ett komplett mekatroniskt system för att styra en likströmsmotor från en PC, inklusive kommunikation med datorn, design och montering av nödvändiga kretskort, programmering av mikrokontroller, sensorteknik och automatisk kontrollstrategier. Systemet är byggt i ett labb öppet dygnet runt där samarbete uppmuntras, även om den slutliga redovisningen sker på individuell basis. Kursen syftar till att ge djupare kompetens / detaljerad kunskap inom specifika områden som maskinteknik (inklusive mekanisk design, materialval och maskindelar), elektromekanisk energiomvandling, elektronik och programvara, förståelse för problemen och möjligheterna i angränsande discipliner (andra än dina egna) - vad som kan och inte kan uppnås och vilken typ av expertis som krävs beroende på det aktuella problemet, förmåga att samarbeta både inom en viss disciplin och tvärvetenskaplig, inklusive kunskap om industriell produktutvecklingsmetodik (från kravbild till koncept, med tanke på hela produktens livscykel), insiktsfull respekt för vad som krävs för att åstadkomma ett robust fungerande system, inklusive såväl detaljutformning av nyckelkomponenter som övergripande systemaspekter.

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

• känna till de olika faserna i ett produktutvecklingsprojekt samt kunna principerna för utvecklingsmetodik för mekatroniska produktutvecklingsprojekt, maskiner och elektronik,
• kunna förstå principerna för realtidsprogrammering och kommunikation i integrerade styr- och reglersystem,
• ha insikt om mekatronikens grundläggande principer och metoder, inklusive kunnande om hur datateknik, elektroteknik och mekanik kan kombineras för att konstruera fungerande och effektiva produkter.

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

• kunna använda gängse metoder för produktutveckling i samverkan med andra studenter,
• kunna göra bedömningar av realtidskrav rörande integrerade styr- och reglersystem,
• kunna göra en specifikation av lämpliga material, tillverkningsteknik, styr- och reglerelektronik, kraftelektroniska och elektromekaniska energiomvandlare för en given applikation,
• kunna från grunden utforma och bygga ett komplett mekatroniskt system med givna komponenter, datablad och egen informationssökning,
• självständigt kunna redogöra för struktur och delfunktioner i ett komplext egenbyggt mekatroniskt system både avseende hårdvara och mjukvara,
• kunna systematiskt felsöka det egna konstruerade systemet och dess delar, samt med självständigt arbete kunna identiefiera fel och reparera detsamma till ett fungerande system.

Värderingsförmåga och förhållningssätt

För godkänd kurs skall doktoranden

• ha insikt och omdöme att respektera och efterfråga de många olika kompetenser som är förutsättningen för ett mekatroniskt konstruktionsarbete,
• ha självförtroende att kunna felsöka och idriftsätta ett mekatroniskt system.

Kursinnehåll

Inledande introduktion till de andra programmens/deltagarnas förkunskaper, såsom realtidsprogrammering (för EFMNPi) och produktutvecklingsprocessen (för DEFNPi), följt av fördjupningar av det samlade innehållet:Utvecklingsmetodik och projektplanering. Praktisk styr- och reglerteknik. Analog elektronik. Simulering av elektronik och mekanik. Felsökning. Störningar, skydd och säkerhet. Miljövänlig elektronisk prototyputveckling. Mikroprocessorer och programmering av inbyggda system. Gränssnitt till PC. Drivrutiner. Datorkommunikation. Sensorer. Ställdon. Elektromekanisk energiomvandling. Mekanisk prototyputveckling. Sökning/tolkning av teknisk dokumentation.

Kurslitteratur

Litteratur ingår i kurssatsen av verktyg och material som tillhandahålls av institutionen.

Kursens undervisningsformer

Undervisningsformer: Föreläsningar, projekt

Kursens examination

Examinationsformer: Muntlig tentamen, skriftlig rapport, inlämningsuppgifter. Bedömning och examination sker i två moment, dels i grupp och dels individuellt: För gruppmomentet gäller godkända inlämningsuppgifter, godkänd skriftlig rapport och muntlig presentation av en industriell principkonstruktion. För det individuella momentet gäller godkänd projektuppgift där examinationen består i att studenten redogjort för funktionen av det egenkonstruerade mekatroniska systemet i vilket läraren sedan introducerat ett antal fel som felsökts och reparerats av studenten. För godkänt betyg (G) i kursen gäller att båda momenten är godkända.
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator:

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: Godkänd grundkurs inom programmering och elektronik/elektroteknik.

Kurstillfällesinformation

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvarig: Fran Marquez <fran.marquez@iea.lth.se>
Hemsida: http://www.iea.lth.se/