Wprowadzenie do Mechatroniki - Kolokwium

Wprowadzenie do Mechatroniki

• Mechatronika to połączenie mechaniki i elektroniki z zastosowaniem systemów sterowania.
• Profil kompetencji mechatronika charakteryzuje się umiejętnościami zarówno w dziedzinie mechaniki, jak i informatyki, stawiając na szerokie postrzeganie problemu.
• Najważniejszą cechą urządzenia mechatronicznego jest złożoność i innowacyjność.
• Jedną z najważniejszych kompetencji mechatronika jest elektronika.

Pytania do Kolokwium - Jacek Reiner

• Kurs Wprowadzenie do Mechatroniki prowadzony jest przez prof. Jacka Reinera.
• Profil umiejętności mechatronika charakteryzuje się kompetencjami mechanika i informatyka.
• Mechatronika to połączenie mechaniki i elektroniki.
• Jednym z kluczowych zagadnień jest Internet Rzeczy (IoT: Internet of Things).
• Jednym z kluczowych zagadnień jest również Przemysł 4.0.
• Cechy mechatronicznego urządzenia: złożoność, innowacyjność, funkcjonalność.

Arduino

• Prąd maksymalny, który można obciążać wyjście Arduino, wynosi 40mA.
• Główny kod Arduino umieszczony jest w funkcji loop().
• Podłączanie włącznika, wykorzystując GPIO, wymaga rezystorów pull-up/pull-down dla zapewnienia bezpieczeństwa wejścia.
• Wybrane piny Arduino, oznaczone tyldą, to piny wyjścia generatora PWM.
• Programowanie Arduino korzysta z podstawowych komend takich jak pinMode(), digitalWrite(), delay().

Roboty Serwisowe

• Roboty kuchenne mogą wykonywać czynności takie jak krojenie, mieszanie, a funkcja sterylizacji UV jest typowa dla robotów.
• Kluczowe cechy, to adaptacyjność do różnych powierzchni, zdalne sterowanie, funkcja autodiagnostyki i możliwość ładowania.
• Roboty sprzątające wykorzystują sensory takie jak skanowanie ultradźwiękowe i LIDAR do nawigacji.

MTR Soft Skills

• Stephen Convey's "sharpening the saw" concept relates to continuous development of skills.
• PMBoK is a project management framework, with Earned Value Management being one of its components.
• Walt Disney's strategy focused on teamwork, adaptability of roles and quality.
• Eisenhower Matrix (or quadrant) prioritizes tasks.
• Important qualities for communication include empathetic listening and building trust.
• Important characteristics of independence include trust in one's own abilities, taking responsibility, and not expecting outside intervention.

Sygnały i Komunikacja

• Błąd kwantyzacji dla przetwornika 8-bitowego w zakresie -20°C do +80°C wynosi +/-0.128.
• Częstotliwość próbkowania dla sygnału akustycznego musi być odpowiednio wysoka (np. 20kHz) aby uniknąć aliasingu.
• Oscyloskop mierzy parametry amplitudowe i częstotliwościowe sygnału.
• Przebieg sygnału na oscyloskopie ulega rozciągnięciu, jeśli podstawę czasu zmniejszy się.

Sygnały

• Urządzenia takie jak kontaktron mogą wykorzystywać metody, takie jak transmisja cyfrowa (np., w opisie sygnału).

Aktualności

• Aktuatory z pamięcią kształtu wymagają wysokiego napięcia.
• Falowniki (inverter) wykorzystywane są w systemach fotowoltaicznych.
• Jednym z kluczowych parametrów dla silników krokowych jest rozdzielczość.

Sterowanie

• Regulator dwupołożeniowy (ON-OFF) charakteryzuje się stałym czasem na załączenie i wyłączenie.
• Przerwania (Interrupts) w mikrokontrolerach obsługują zadania asynchroniczne.
• System Czasu Rzeczywistego (real-time) musi dbać o właściwy czas reakcji.

CAx

• Plik zawierający model bryłowy dla drukarki 3D nazywa się STL.
• Proces rozwoju produktu obejmuje etapy od koncepcji do prototypu.
• Obliczenia symboliczne można przeprowadzać wykorzystując oprogramowanie takie jak Mathematica lub Matlab.

BioSystemy

• Spektroskopia może służyć do oceny parametrów gleby takich jak poziom soli.
• Technologia LIDAR oraz elektromagnetyczne mapowanie gleby i radiometria gamma można stosować do mapowania gleby.
• Laserowy niszczenie chwastów może uszkadzać liście roślin w celu zniszczenia.

UAV w rolnictwie

• UAV (drony) mogą być wykorzystane do precyzyjnego oprysku pól.
• UAV'y mogą być wykorzystane do automatycznego zbierania plonów.
• Kolejną zaletą użytkowania UAV w rolnictwie jest, fakt iż mogą być wykorzystane do monitoringu na szeroką skalę.
• Do obliczenia NDVI potrzebne są dane reflektancji w paśmie ultrafioletowym, podczerwonym, a także widzialnym.

Industry 4.0/5.0

• Big Data w przemyśle 4.0/5.0, jest wykorzystywane do analizy przewidywalnych problemów, oraz do monitorowania jakości w czasie rzeczywistym.
• Kluczowym aspektem jest integracja urządzeń z chmurą pozwalająca na zdalne sterowanie oraz komunikację w obrębie jednej fabryki.
• Sztuczna inteligencja (AI) jest stosowana w przemyśle 4.0/5.0 do automatycznej analizy danych.

Uczenie maszynowe

• Uczenie nadzorowane i nienadzorowane różnią się sposobami wykorzystania danych.
• Nadzorowane uczenie maszynowe używane jest do predykcji.
• Overfitting to sytuacja, w której model uczenia maszynowego zbyt dobrze dopasowuje się do danych treningowych.
• Algorytmy regresji i sieci neuronowe są kluczowe dla uczenia maszynowego głębokiego (Deep Learning).
• Pozytywne aspekty AI obejmują szybkość przetwarzania i działania, a negatywne to możliwość błędu w danych, oraz konieczność dużej ilości danych.
• W kontekście analizy danych, czynniki takie jak jakość danych oraz czas reakcji są ważne.

PLC, CNC, RC

• Sterowanie kinematyczne to sposób sterowania ruchem lub położeniem robota.
• PLC wykorzystywane są w przemyśle do sterowania procesami.
• PLC mogą używać wielu różnych standardów programowania.