Detail předmětu

Počítače v experimentu

FSI-TPE Ak. rok: 2027/2028 Zimní semestr

Hlavní důraz je kladen na hardwarové problémy spojené s použitím počítače jako řídicího prvku experimentální sestavy, na A/D a D/A převodníky, normalizovaná rozhraní a sběrnice (GPIB, USB, RS-232, Ethernet) a na programovou podporu v prostředí LabVIEW. Výuka kombinuje úvodní praktická cvičení v laboratoři se samostatným řešením projektů a závěrečnými prezentacemi.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

2

Garant předmětu

Ing. Zdeněk Nováček, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství

Vstupní znalosti

Základní znalost číselných soustav (dekadická, binární, hexadecimální). Základy programování v libovolném programovacím jazyce (např. C, Python) a základní přehled o technických prostředcích počítače. Předmět nevyžaduje formální prerekvizity.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Způsob zakončení: Klasifikovaný zápočet (získání kreditů na základě splnění průběžných a závěrečných podmínek).

Kritéria hodnocení:

  • Hodnocený protokol (laboratorní úloha): 25 % celkové známky.
  • Průběžný test (teoretické a praktické ověření znalostí): 25 % celkové známky.
  • Samostatný projekt a závěrečná prezentace: 50 % celkové známky.

Způsob náhrady zmeškané výuky stanoví vyučující (zpravidla formou náhradního měření).

Učební cíle

Seznámit studenty se základy automatizovaného měření s počítačovou podporou.

Naučit studenty připojovat měřicí přístroje k počítači přes standardní rozhraní a ovládat je pomocí programovacích nástrojů (LabVIEW).

Získat praktické dovednosti v oblasti zpracování signálů (zvuková karta, měřicí moduly NI), návrhu virtuálních přístrojů a řešení komplexního samostatného projektu.

Studijní opory

Autorské prezentace předávané studentům během výuky.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, magisterský navazující, povinný

Program N-PMO-P: Přesná mechanika a optika, magisterský navazující, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Osnova


  • Týdny 1–4: Obecné principy počítačem řízeného experimentu, architektura měřicích sestav. Hardwarové prostředky: A/D a D/A převodníky, čítače, časovače, digitální I/O. Komunikační sběrnice a rozhraní (RS-232, USB, GPIB, Ethernet).

  • Týdny 5–7: Rozšířené teoretické aspekty zpracování signálů, měřicí karty a komunikační protokoly v praxi. Zadání samostatných projektů.

  • Týdny 8–10: Individuální konzultace k průběhu řešení samostatných projektů (bez standardních přednášek).

  • Týdny 11–12: Závěrečné prezentace a vzájemná obhajoba řešených projektů studentů (nahrazující tradiční přednáškový blok).

Cvičení s počítačovou podporou

13 hod., povinná

Osnova



  • Týdny 1–4: Úvod do prostředí LabVIEW. Praktická cvičení: programování rozhraní, základy práce s měřicími kartami a digitálními obvody.




  • Týdny 5–7: Samostatné laboratorní úlohy s průběžným hodnocením:





  1. Spektrální analýza zvukového signálu.

  2. Měření voltampérové charakteristiky fotodiody

  3. Práce s digitálními signály a I/O porty.



  • Průběžné hodnocení (protokol a test).


  • Týdny 8–10: Samostatná praktická práce studentů na vybraných projektech v laboratoři (např. tenzometrická váha, PID regulace, analýza obrazu, měření rezonancí, komunikace s přístroji).




  • Týdny 11–12: Dokončení měření, příprava výstupů a prezentace výsledků projektů.