Konstruiranje elektronskih naprav

Visokošolski učitelji: Jankovec Marko
Število kreditnih točk: 6
Semester izvajanja: zimski
Koda predmeta: 64253



Opis predmeta

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

  • Ni posebnih pogojev.

Vsebina:

  • Uvod v načrtovanje novih naprav, razvojni cikel izdelkov, faze razvoja trga. Strategije načrtovanja izdelka, časovni in finančni načrt. Električne, mehanske, termične in oblikovne zahteve izdelka. Ekonomski vidiki razvoja, gradnje, vzdrževanja in razgradnje elektronskih naprav.
  • Zakonske omejitve elektronskih izdelkov. Sistem standardizacije, evropski harmonizirani standardi. CE znak. Svetovni regulatorji kvalitete in varnosti izdelkov. Varnostne in EMC direktive in standardi.
  • Osnove EMC, načini sklapljanja motenj, bližnje in daljne elektromagnetno polje, sofazni in diferencialni signali, meritve EMC.
  • Pasivne in aktivne elektronske komponente, integrirana vezja. Oblike komponent in oznake. Napajalni viri. Standardne napajalne napetosti in logični nivoji. Usmerniki, stabilizatorji in reference. Baterije in akumulatorji. Električne povezave, priključki, kabli, tipi in oznake. Osnove zanesljivosti elektronskih naprav in sistemov, vplivi okolja, analiza obremenitve elementov, podatkovne baze.
  • Tehnologije tiskanih vezij, materiali, izvedbe in proizvodnja. Načrtovanje tiskanih vezij, orodja in pristopi. Strategije postavitve in povezovanja komponent. Tehnike načrtovanja za EMC, izločanje in filtriranje motenj. Blokiranje napajanja. Povezovanje mas in napajanja. Izločanje motenj na signalnih in napajalnih linijah in priključkih. Masne površine. Večslojna tiskana vezja.
  • Tehnike in komponente za zaščito pred elektrostatičnimi izpraznitvami in prenapetostjo. Integriteta signalov. Prenosne linije in zaključitve. Presluh med linijami.
  • Priprava načrta in datotek za serijsko proizvodnjo tiskanega vezja in strojnega polaganja z upoštevanjem omejitev tehnologij.
  • Ohišja naprav. Standardi, oblike, združljivost ohišij. Upravljanje s toploto. Hladilna telesa in materiali. Tehnologije in postopki za oblikovanje ohišij.
  • Oklopi in ozemljitve naprav in kablov.

Cilji in kompetence:

Teoretična in praktična znanja, ki so potrebna za načrtovanje in gradnjo elektronskih naprav v skladu z veljavnimi predpisi in standardi. Študentje bodo pridobili naslednje kompetence:

  • Obvladovanje procesa načrtovanja elektronskih naprav.
  • Zmožnost izbire primernih komponent in tehnologij za realizacijo naprave.
  • Načrtovanje in gradnja elektronske naprave v skladu z veljavnimi direktivami in standardi.
  • Praktična znanja načrtovanja tiskanega vezja naprave z uporabo Altium Designer-ja oz. sorodnega programa za načrtovanje.

Predvideni študijski rezultati:

Znanje in razumevanje:

  • Študent pridobi znanja za gradnjo elektronske naprave, ki je predvidena za serijsko proizvodnjo.

Uporaba:

  • Povsod, kjer se srečamo z realizacijo kompletne naprave z mehanskimi in napajalnimi podsklopi.

Refleksija:

  • Soočanje z načrtovanjem za proizvodnjo in interdisciplinarnimi področji: strojništvom, oblikovanjem, financami, itd.
  • Prenosljive spretnosti:
  • Razumevanje postopkov, ki vplivajo na izdelavo in končni izgled naprave ter upoštevanje omejitev pri načrtovanju.

Metode poučevanja in učenja:

Predavanja, laboratorijske vaje, projektno delo.





Gradiva

  1. Henry W. Ott, Electromagnetic Compatibility Engineering, Wiley-Interscience, ISBN 978-0-470-18930-6, New York, 2009.
  2. Howard W. Johnson, Martin Graham, High-Speed Digital Design, A Handbook of Black Magic, Prentice Hall PTR, New Jersey
  3. Lee. W. Ritchey, Right the first time, Speeding edge, ISBN-0-9741936-0-7, 2003
  4. Mark I. Montrose, Printed Circuit Board Design Techniques for EMC Compliance, Wiley-Interscience IEEE, ISBN 0-7803-5376-5, New York, 2000.
  5. Mark I. Montrose, EMC and the Printed Circuit Board – Design, Theory and -Layout Made Simple, Wiley-Interscience IEEE, ISBN 0-7803-4703-N, New York, 1996.
  6. Tim Williams, EMC for Product Designers, Third edition, ISBN 0 7506 4930 5, 2001.



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
  • 2 letnik - 2. stopnja - Napredni elektroenergetski sistemi