Načrtovanje elektro-mehanskih izdelkov

Visokošolski učitelji: Kamnik Roman

Visokošolski učitelji: , Mihelj Matjaž
Sodelavci: Podobnik Janez
Število kreditnih točk: 6
Semester izvajanja: zimski
Koda predmeta: 64251



Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

  • Vpis v letnik študija, poznavanje matematike, fizike, osnov računalništva, osnov električnih vezij.

Vsebina:

Povezava električnih in mehanskih sklopov, načrtovanje, prototipiranje, integracija mehanskih in električnih sistemov; Tehniška dokumentacija: prostorske projekcije, prerezi, šrafure, kotiranje, označevanje površin, tolerance, spoji, ležaji; Načrtovanje mehanizmov: koncept CAD načrtovanja mehanskih sklopov (potek), načrtovanje posameznega elementa, integracija posameznih elementov – definicija prostostnih stopenj med elementi, omejitve gibanja prostostnih stopenj; Simulacije mehanizmov: parametriranje, statika, kinematika, dinamika in animacija; Izdelava prototipov mehanskih sistemov: sestavna risba, rezkanje, struženje, 3d printanje; Načrtovanje električnih vezij 1: komponente, funkcionalne, termične, vibracijske, EMI/EMC zahteve, ozemljevanja, analogni/digitalni signali, načrtovanje sheme, elementa, oblike tiskanine, razporeditve na vezju, povezovanje PCB; Izdelava prototipov električnih sistemov: rezkanje, jedkanje; Tehnike: montaže elementov, tehnologije spajkanja, varnost, ESD zaščita; Integracija mehanskih in električnih sklopov: montaža, električne povezave.

Cilji in kompetence:

Predmet seznanja študenta z računalniško podprtim načrtovanjem objektov, konstrukcijsko in prostorsko sintezo ter animacijo in načrtovanjem električnih vezij. Cilj je tudi obvladovanje zahtevnejših programskih sklopov, uporabljenih na konkretni primerih.

Predvideni študijski rezultati:

  • Znanje pojmov načrtovalskih tehnik, zmožnost samostojnega praktičnega dela.
  • Reševanje konkretnih problemov, samostojno koncipiranje rešitev, iskanje povezav s prakso.
  • Občutek za načtovanje mehanskih in električnih sistemov v praksi.
  • Spretnosti zasnove, reševanja in izvedbe problemov, kritična analiza, sinteza, poznavanje računalniških orodij.

Metode poučevanja in učenja:

Multimedijsko podprta predavanja, projektno delo, laboratorijske vaje, simulacije. Kombinacija skupnega in individulanega dela ob vodstvu pedagogov, izmenjava mnenj.

PDF predstavitev

Konstruiranje izdelkov

  • Načrtovanje mehanizmov : Skica in geometrijski model

Skica

Model

  • Načrtovanje mehanizmov : Mehanskih sestav

Sestav

  • Načrtovanje mehanizmov : Dinamične simulacije (definicije prostostnih stopenj, sile in navori, gibanje)

Simulacija

  • Načrtovanje mehanizmov : Analiza trdnosti (materiali, določevanje sil, podpor, nastavljanje parametrov) in lastnih frekvence

Analiza

  • Načrtovanje mehanizmov : Izdelava prototipov
  • Načrtovanje električnih vezij: komponente (ohišja), materiali za tiskana vezja in njihove lastnosti, termične lastnosti, EMI/EMC zahteve

Elementi

  • Načrtovanje električnih vezij: tehnike spajkanja, napake, testiranja

Spajkanje

  • Načrtovanje električnih vezij: Lastnosti prevodnikov na tiskanem vezju

Nacrtovanje vezij

  • Načrtovanje električnih vezij: Koncepti ozemljevanja, šum

PCB

  • Načrtovanje električnih vezij: načrtovanje sheme (trace routing, bypassing/decoupling)

Analiza

  • Načrtovanje električnih vezij: razporeditve na vezju, povezovanje PCB

PCB 3D

  • Integracija mehanskih in električnih sklopov: montaža, električne povezave

Integracija

Cilj vaj je, da se študentje seznanijo z procesom načrtovanja in izdelave mehanskega in elektronskega dela prototipa ali končnega izdelka. Študentje si v začetku vaj izberejo projekt, ki ga tekom vaj razvijajo do končnega rezultata. Podobno kot predavanja, bodo tudi vaje potekale v dveh sklopih:

  • Načrtovanje mehanizmov
  • Načrtovanje električnih vezij

Pri načrtovanju mehanizmov bodo študentje lahko načrtali mehanski del prototipa v okolju Autodesk Inventor, ki je namenjen za načrtovanje mehanskih izdelkov.

Pri načrtovanju električnih vezij pa bodo študentje načrtali elektronski del prototipa v okolju Altium Designer, ki je namenjen za načrtovanje elektronskih vezij.

Vaje

Primeri projektov 1

Primeri projektov 2





Gradiva

  1. J.D. Bethune: Engineering Design Graphics with Autodesk® Inventor®2011, 2011
  2. W. Younis: Up and Running with Autodesk Inventor Simulation 2011, 2010
  3. C. Waguespack, T. Tremblay: Mastering Autodesk Inventor and Autodesk Inventor LT 2011, Sybex 2010
  4. P. Wilson, The Circuit Designer's Companion, Newnes, 2012.
  5. C. Coombs, Printed Circuits Handbook, McGraw-Hill Professional, 2007.



Študiji na katerih se predmet izvaja

  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Elektronika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Elektroenergetika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Biomedicinska tehnika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Avtomatika in informatika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Mehatronika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Robotika
  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Informacijsko komunikacijske tehnologije