Дизајн на електронски уреди

1.

Наслов на нaставниот предмет

ДИЗАЈН НА ЕЛЕКТРОНСКИ УРЕДИ

2.

Код

ФДЈ06

3.

Студиска програма

Применета физика и Наставна физика

4.

Организатор на студиската програма (единица, односно институт, катедра, оддел)

Институт за физика,

Природно-математички факултет, УКИМ

5.

Степен (прв, втор, трет циклус)

Прв циклус академски студии

6.

Академска година/семестар

III / 6

7.

Број на ЕКТС кредити

7

8.

Наставник

проф. д-р.  Атанас Танушевски

9.

Предуслови за запишување на предметот

Ислушан предметот Електроника

10.

Цели на предметната програма (компетенции):

Добивање на сознанија за конструкција на електронски уреди и нивна употреба. За таа цел, треба да се направи симулација на електрично коло со софтверот Tina Pro, којшто овозможува проектирање на колото и презентација на сигналот на виртуелен екран. Откако ќе проектира колото, треба сите елементи да се постават на каширан пертинакс, притоа водовите треба да се нацртат со помош на софтверот Express PCB. Изведбата може да биде на една страна или на двете страни на пертиинакс плочка со бакарна превлака. Водовите на колото треба да се пренесат на каширан пертинакс плочка со помош на фотолитографија. Затоа, се нанесува фоторезиствен слој врз плочката, којшто потоа се развива и се добиваат водовите на колото. Покрај тоа, ќе бидат опишани основите на изработка на полуспроводнички елементи, како што се отпорниици, кондензатори, диоди, транзистори и интегрални кола. Исто така, ќе биде опишана методата на лемење, како основна метода за пакување на соодветен електронски уред.

За напојување на електронските уреди неопходен е извор на напон, којшто е во склоп на уредот. Затоа, ке се конструра извор на напон според електронската шема, притоа ќе се направат теориски пресметки и ќе се направи трансформатор, стабилизатор на напон и каскаден напонски мултипликатор. Додека пак, теориски ќе се објасни  DC претворувач на напон, филтер и индуктор.

За да се изврши некое мерење неопходно е да имаме уред којшто некоја физичка величина ќе ја претвори во електричен сигнал. Затоа, детално ќе бидат теориски разгледани ваквите уреди, којшто уште се викаат и претворувачи. Во тој контекст, теориски ќе бидат опишани капацитивните, индуктивните, електромагнетни, отпорните, пиезоелектричните, претворувачи на база на Холовиот ефект, термодинамичките, фотонските, електроакустичните и електродинамичките претворувачи.

Акустиката како област од физиката е од интерес. Затоа, теориски ќе се разгледат аудио сигналите, уредите за нивно засилување и уредите за репродукција на звук.

Операционите засилувачи ќе се изучуваат со цел нивна примена во уредите којшто се употребуваат во физиката. Затоа, теориски ќе се разгледа  идеален операционен засилувач. Посебно, теориски ќе бидe разгледан операционен засилувач за изведба на суматор, интегратор, диференцијатор и осцилатор. Исто така, теориски ќе бидат разгледани операционите засилувачи и уредите за добивање на нелинеарни сигнали.

За формирање на некој уред којшто ќе служи како инструмент неопходни познавања од дигитална електроника.  За таа цел, теориски ќе се разгледаат основите на логичките кола и логички функции.

Покрај тоа, за конструкција на некој уред неопходно е засилување и трансформација на сигналот според нашите потреби. За таа цел, теориски ќе се разгледаат уредите за кондиционирање на сигналот, како и уредите за конверзија од дигитален во аналоген и од аналоген во дигитален сигнал. Потоа, теориски ќе се разгледаат инструментите како што се аналогни мултиметар, дигитален инструмент, осцилоскоп и компјутерски контролирани мерни инструменти.

Откако ќе се извршат мерења, тие се отчитуваат на екран или на инструмент со стрелка со соодветна скала.Затоа, теориски ќе се разгледаат уредите со дигитален екран и уредите со стрелка. Добиените мерења можат да се запишуваат рачно или да се процесуираат со помош на компјутер во соодветна табела. Исто така, представувањето на резултатите може да биде табеларно и графички, во зависност кој софтвер ќе се користи за нивна презентација.

Во физика е од исклучителна важност одредени мерења или постапки при мерењето да се извршуваат автоматски. За таа цел, теориски ќе се разгледуваат овие уреди и практично ќе се изработи уред за контрола на температурата на водена бања. 

11.

Содржина на предметната програма:

• Kонструкција на струјно коло: Симулација на електрично коло, PCB CAD софтверски пакет, Методи за конструкција на струјно коло, Фотолитографија, Изработка полуспроводнички елементи и интегрирани кола, Техника на лемење.
• Извори на напон: Трансформатор, Филтри на електричен напон, Стабилизатор и регулaтор на напонот, Каскаден напонски мултипликатор направен со полуспроводнички диоди и кондензатори, DC претворувач на напон, Дизајн на индуктор, Различни видови на индуктори.
• Електрични претворувачи: Класификација на претворувачи, Капацитивни претворувачи, Индуктивни претворувачи, Електромагнетни претворувачи, Отпорни претворувачи, Пиезоелектрични претворувачи, Претворувачи на база на Холовиот ефект, Термодинамични претворувачи, Фотонски претворувчи, Електроакустични претворувачи, Електродинамички претворувачи.
• Аудио-фреквентни сигнали и репродукција: Аудио засилувачи, Изобличување на сигналот, Негативна повратна врска кај аудио засилувачи, Извори на звучен сигнал.
• Операциони засилувачи: Вовед во операциони засилувачи, Идеален операционен засилувач, Модел на реален операционен засилувач, Нелинеарни сигнали добиени со операциони засилувачи.
• Логички кола: Логички функции, Дигитални вредности на измерена величина, Логичко коло И, Логичко коло ИЛИ, Логички порти, Комбинациски логички кола, Флип-флоп, Мултиплексери, Кодер, Демултиплексери, Декодер.
• Основни принципи на инструментите за електрични мерења: Кондиционирање на сигнали, Дигитално-аналогна и аналогно-дигиталена конверзија, Аналогни мултиметри, Дигитални мултиметри, Осцилоскоп, Компјутерски контролирани мерни инструменти.
• Претставување на податоците на екран и нивно запишување: Прикажување на екран на измерените сигнали, Снимање на измерните податоци, Претставување на податоците.
• Автоматска контрола на процеси: Основи на автоматска контрола на процеси, Режими на контрола на процеси, Изведба на електричните кола за контролана процеси, Дигитални контролери на процеси.

12.

Методи на учење: Следење на настава и изработка на лабораториските вежби.

13.

Вкупен расположив фонд на време

7 ЕКТС x 30 = 210 часа

14.

Распределба на расположивото време

75 часа наставни активности и 135 часа други форми на активност

15.

Форми на наставните активности

15.1

Предавања-теоретска настава

30 часа

15.2

Вежби (лабораториски, аудиториски), семинари, тимска работа

45 часа

16.

Други форми на активности

16.1

Проектни задачи

45 часа

16.2

Самостојни задачи

30 часа

16.3

Домашно учење

60 часа

17.

Начин на оценување

17.1.

Тестови

80  бода

17.2.

Семинарска работа/проект (презентација:писмена и усна)

10  бода

17.3.

Активност и учество

10  бода

18.

Критериуми за оценување (бодови/оценка)

               до 49 бода

      5 (пет)        (F)                 

       од 50 до 60 бода

      6 (шест)     (E)

       од 61 до 70 бода

      7 (седум)   (D)

       од 71 до 80 бода

      8 (осум)     (C)

       од 81 до 90 бода

      9 (девет)    (B)

       од 91 до 100 бода

    10 (десет)    (A)

19.

Услови за потпис и полагање на завршен испит

Изработка на лабораториски вежби

20.

Јазик на кој се изведува наставата

Македонски јазик

21

Метод на следење на квалитетот на наставата

2 колоквиуми, семинарска рабта

22.

Литература

            Задолжителна литература

22.1

Ред.број

Автор

Наслов

Издавач

Година

1.

Jacob Millman & Christos C Halkias

Integrated Electronics: Analog and Digital Circuits and Systems

Tata McGraw-Hill

2002

2.

М. Ристов, М. Митрески,

Апарати и инструменти (практикум)

ПМФ, Скопје,

1996

3.

William C. Dunn,

Introduction to Instrumentation, Sensors, And Process Control

Artech House Inc.,

2006

22.2

Дополнителна литература

Ред.број

Автор

Наслов

Издавач

Година

1.

Owen Bishop

Electronics: A First Course, Second Edition

Newnes

2011