BME VIK - Virtual Instrumentation, Testing and Validation

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Ender Ferenc,

4. A tantárgy előadója

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Ender Ferenc	Egyetemi docens	Elektronikus Eszközök Tsz.
Hantos Gusztáv	Egyetemi tanársegéd	Elektronikus Eszközök Tsz.

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Matematika, méréstechnika, programozás, elektronika

7. A tantárgy célkitűzése A kurzus célja a mérnökhallgatók bevezetése az integrált szemléletű hardver tervezésbe, mely magában foglalja a körültekintő alkatrészválasztást, áramkörtervezést és méretezést, tesztelést és validációt. A hallgatók korszerű műszerkezelési és mérésvezérlési alapismeretekre tesznek szert, amit a tanulmányaik és később ipari munkáik során alkalmazni tudnak, illetve ami lehetővé teszi automatizált tesztelő és validáló rendszerek megvalósítát. A körültekintő alkatrészválasztás, áramkörméretezés, a tesztelhetőségre való tervezés módszertanát gyakorlati példákon keresztül ismertetjük. A laborgyakorlatok során a hallgatók egy kiválasztott áramkör tervezési, magvalósítási és tesztelési lépésein, illetve a teszteléshez szükséges virtuális műszeres szoftverkörnyezet elkészítésén keresztül sajátítják el a tananyagot.

8. A tantárgy részletes tematikája 1. rész: Virtuális műszerezés

1. hét Adatgráf alapú programozás, LabVIEW alapok: objektumok, ciklusok, vezérlési szerkezetek (select, case), adattárolók (shift regiszterek)
2. hét Adatstruktúrák (tömbök, klaszterek, típusdefiníciók, egyedi vezérlők, tulajdonságok örökítése). Fájlkezelés, fájlformátumok (bináris és szöveges fájlok, XML)
3. hét Adatkezelés: adatmanipuláció, szűrés, rendezés. Adatmegjelenízés (chart, graph)
4. hét Állapotgépek. Lineáris és párhuzamos adattranszfer (lokális és globális változók, funkcionális globális változók)
5. hét Szinkronizált adattranszfer (Notifier és Queue struktúra, VI időzítés), eseményvezérelt programozás
6. hét VI tesztelés, VI validáció. VI tesztelhetőségre való tervezése. Validációs tervezési minták. Teszteredmények analízise. Folyamatmodell, tesztvégrehajtási protokoll, jelentéskészítés.
7. hét Mérésadatgyűjtés és kiértékelés, méréstervezés, DAQ architektúra. Hardware-in-the-Loop (HiL) megközelítés. Komponens és rendszer tervezés HiL megközelítésben.

1. zárthelyi
2. rész: Kiegészítő hardverek tervezése „okos rendszerekhez”

8. hét Tervezési segédlet diszkrét alkatészek alkalmazás specifikus kiválasztásához, a tesztelhetőségre tervezhetőség szempontjai: passzív/aktív alkatrészek (ellenállások, kondenzátorok, tekercsek, transzformátorok, diódák, tranzisztorok, kapcsolók, relék stb.)
9. hét Tápellátás alapok beágyazott rendszerekhez: lineáris és kapcsoló üzemű alapkapcsolások és csoportosításuk (Buck/Boost/Cuk/Charge-pump, Flyback/Forward konverterek)
10. hét Szenzorok “okos rendszerekhez” I.: kompakt áramköri megoldások szenzorokhoz, jelkondícionálás, kalibráló és korrekciós áramkörök, validáció, különböző alapkapcsolások leíró egyenlete.
11. hét Szenzorok “okos rendszerekhez” II.: bemutatása és csoportosítása valamennyi szenzor család legjellemzőbb típusainak, az alapkoncepciótól a megvalósított eszközök egyedi előnyei és hátrányainak megismerése (hő, nyomás, erő, gyorsulás, stb érzékelők).

3. rész: Projekttervezés (12. – 13. hét)
2. zárthelyi

Laborgyakorlatok

a)   VI tervezés LabVIEW rendszerben (1. – 8. hét)
b)   Áramköranalízis SPICE rendszerben: egyenáramú munkapont, idő és frekvenciatartománybeli analízis, tápegység analízis esettanulmányok (9. – 11. hét)
c)   Tesztelés és validáció HiL megközelízésben (12. – 13. hét)

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás (2 óra) és laborgyakorlat (2 óra) hetente.
A tárgy hallgatói számára 1 éves ingyenes LabVIEW oktatási licensz biztosított amely saját PC-re telepíthető

10. Követelmények

Jelenlét: TVSZ szerint laboron legalább 70% részvétel
Szintfelmérő értékelés

A 7. és 14. héten zárthelyi dologozat, ami a végső jegybe 50-50 %-ban számít be. Az aláírás megszerzéséhez mindkét ZH legalább elégséges osztályzata szükséges.

Részteljesítmény értékelés

Kisházifeladat, ami a végső jegybe nem számít be, de elfogadása az aláírás megszerzésének feltétele.

Megjegyzés: A tárgyat jeles eredménnyel teljesítő hallgatók jogosultak a tanszéken egyszeri alkalommal CLAD (Certified LabVIEW Associated Developer) minősítési vizsgát tenni. A vizsgát sikeresen teljesítők hivatalos CLAD minősítést kapnak.

11. Pótlási lehetőségek a) A házi feleladat késedelmes beadására van lehetőség a pótlási héten.
b) Minden sikertelen zárthelyi a pótlási időszakban egy alkalommal pótolható

12. Konzultációs lehetőségek Az előadók fogadási idejében, illetve igény szerint egyeztetett időpontban.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Kötelező irodalom:

Elektronikusan elérhető előadás fóliák

Ajánlott irodalom:

NI LabVIEW Core 1 és LabVIEW Core 2 kurzus jegyzet és feladatgyűjtemény
Ulrich Tietze, Christoph Schenk, Eberhard Gamm: "Electronic Circuits, Handbook for Design and Application" (ISBN: 9783540786559)

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	42
Készülés az előadásokra	14
Készülés gyakorlatokra	14
Felkészülés zárthelyikre	32
Házi feladat elkészítése	16
Önálló tananyag-feldolgozás	2
Vizsgafelkészülés	0
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Ender Ferenc	Egyetemi docens	Elektronikus Eszközök Tsz.
Hantos Gusztáv	Egyetemi tanársegéd	Elektronikus Eszközök Tsz.