Mekatronik Enstrümantasyon (MECE 403) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Kredi AKTS Saati Mekatronik Enstrümantasyon MECE 403 Güz 1 0 4 3 5 Ön Koşul Ders(ler)i MECE 302 Mekatronik Bileşenler MECE 308 Mikrodenetleyiciler Dersin Dili Dersin Türü Dersin Seviyesi Ders Verilme Şekli Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri İngilizce Zorunlu Bölüm Dersleri Lisans Yüz Yüze Anlatım, Proje Tasarımı/Yönetimi Dersin Koordinatörü
Dersin Öğretmen(ler)i Dersin Asistanı Dersin Amacı Dersin Eğitim Çıktıları Bu ders mekatronik sistemleri tanıtmayı amaçlamaktadır. Farklı mekatronik sistemler analiz edilecek. Veri edinme kavramı çalışılacak. Kontrol sistemlerin hızlı prototiplendirmesi ve bilgisayar tabanlı gerçek zaman kontrolü tartışılacak. Öğrenciler, veri edinme, sinyaller, sinyal iyileştirme, eyleyiciler ve sürme karakteristikleri, matematiksel modelleme, kontrolcü tasarımı, kontrol sistemlerinin hızlı prototiplendirmesi ve bilgisayar tabanlı kontrol öğrenecekler. Öğrenciler sistem mühendisliği çerçevesinde karmaşık problemlere yaklaşabilecek. Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler; Sistem yaklaşımı mühendislikte önemli bir konudur. Pek çok mekatronik mühendisi sanayide sistem mühendisi olarak çalışır. Buyüzden tüm mekatronik mühendisliği branşındakiler sistem yaklaşımı biçiminde karmaşık problemlerin üstesinden gelebilmelidir. Sistemleri altsistemlere ayrıştırabilmeli, altsistemler arasındaki ilişkileri ifade edebilmeli ve bu altsistemler arasındaki ortak problemleri çözebilmelidir. Ayrıca kontrol sistemlerinin hızlı prototipilerini yapabilmelidirler. Bu ders bu problemlere farklı çözümler göstermeyi amaçlamaktadır.
Dersin İçeriği Algılayıcılar. Sinyal çeşitleri. Sinyal karakteristikleri. Örnekleme ve niceleme. Örtüşme. A/D dönüşümü. Eyleyiciler. Sürme karakteristikleri. D/A dönüşümü. Darbe genişlik ayarlama. Güç yükselticileri. Çeşitli sistemlerin matematiksel modellenmesi. Kontrolcü tasarımı. Klasik kontrolcüler. Kontrol problemlerine durum-uzay yaklaşımı. Durum-uzay kontrolcü tasarımı. Parametre ve durum tahmini. Bilgisayar tabanlı veri edinim devre kartı. Kontrol sistemlerinin hızlı prototiplenmesi. Döngüde yazılım ve döngüde donanım sistemleri. Bilgisayar tabanlı kontrol sistemleri. Kontrolcü donanımı. Çeşitli gömülü kontrolcüler. Haberleşme sistemleri. Sistem entegrasyonu. Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları HaftaKonular Ön Hazırlık 1 Algılayıcılar. Sinyal çeşitleri. Sinyal karakteristikleri. Sinyal iyileştirme. 2 Örnekleme ve niceleme. Örtüşme. A/D dönüşümü 3 Eyleyiciler. Sürme karakteristikleri. D/A dönüşümü. Analog güç yükselticileri. Darbe genişlik ayarlama sinyalleri. Güç yükselticileri anahtarlama. 4 Çeşitli sistemlerin matematiksel modeli. Mekanik sistemler. Akışkan sistemler. Elektriksel sistemler. Matlab Simmekanik. 5 Kontrolcü tasarımı. Klasik kontrolcüler. PID kontrolcü tasarımı.
6 Kontrol problemlerine durum-uzay yaklaşımı. Durum-uzay kontrolcü tasarımı. 7 Durum-uzay kontrolcü tasarımı. 8 Parametre ve durum tahmini. 9 PC Kontrol tabanlı veri edinim devre kartı. Kontrol sistemlerinin hızlı prototiplenmesi. Döngüde yazılım ve döngüde donanım sistemleri 10 Bilgisayar tabanlı kontrol sistemleri. Matlab Simulink. Realtime Workshop. RTW Windows Target. 11 Kontrolcü donanımı. Çeşitli farklı gömülü kontrolcüler. Mikroişlemciler. Mikrokontrolcüler. 12 Dijital sinyal işleyiciler. Alanda programlanabilir kapı dizileri. Kontrolcü yazılımı. Gerçek zamanlı işletim sistemleri. Yüksek seviyeli programlama dilleri. 13 Haberleşme sistemleri. Asenkron seri haberleşme. RS-232. Senkron seri haberleşme. I2C/SPI. Paralel haberleşme. Bilgisayar centronics port. Evrensel seri veriyolu. 14 IrDA. Bluetooth. CAN veriyolu. TCP/IP-UDP. Wi-Fi (IEEE802.11b) 15 Problem saati 16 Genel Sınav Kaynaklar
Ders Kitabı: 1. Robert B Northrop, Introduction to Instrumentation and Measurements (2nd Edition), CRC Press, ISBN: 978-0-8493-3773-4 Değerlendirme Sistemi Çalışmalar Sayı Katkı Payı Devam/Katılım - - Laboratuar 10 20 Uygulama - - Alan Çalışması - - Derse Özgü Staj - - Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği - - Ödevler - - Sunum - - Projeler - - Seminer - - Ara Sınavlar/Ara Juri 2 40 Genel Sınav/Final Juri 1 40 Toplam 13 100 Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 60 40
Toplam 100 Ders Kategorisi Temel Meslek Dersleri Uzmanlık/Alan Dersleri Destek Dersleri İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri Aktarılabilir Beceri Dersleri Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi # Program Yeterlilikleri / Çıktıları Katkı Düzeyi 1 2 3 4 5 1 Matematik, fen bilimleri ve mekatronik mühendisliği ile ilgili konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri mühendislik problemlerini modelleme ve çözme için uygulayabilme becerisi.
2 Karmaşık mekatronik mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. 3 Karmaşık bir mekatronik mühendisliği sistemini, sürecini, cihazını veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi; mekatronik mühendisliği kapsamında mühendislik yaratıcılığı yöntemlerini etkin bir şekilde uygulayabilme becerisi. (Gerçekçi kısıtlar ve koşullar tasarımın niteliğine göre, ekonomi, çevre sorunları, sürdürülebilirlik, üretilebilirlik, etik, sağlık, güvenlik, sosyal ve politik sorunlar gibi ögeleri içerirler.) 4 Mekatronik mühendisliği ve robot teknolojisi uygulamaları için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim ve iletişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi. 5 Mekatronik mühendisliği ve robot teknolojisi problemlerinin incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi. 6 Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi; mekatronik mühendisliğinin yakın etkileşim içinde olduğu makina, elektrik/elektronik ve bilgisayar mühendislikleri ile, mekatronik mühendisliğinin uygulama alanı içinde diğer mühendislik ve bilim dalları veya çalışma alanları ile etkin iletişim kurabilme becerisi, farklı disiplinlerde çalışabilme becerisi. 7 Türkçe ve İngilizce sözlü, yazılı ve teknik resim kullanarak etkin iletişim kurma, yaratıcı ve özgün kavram ve fikirleri ifade edebilme becerisi.
8 Mekatronik mühendisliğinin uygulama çeşitliliğinin gerektirdiği şekilde değişik konularda bilgiye erişim, eleştirel bakış, yorumlama ve bilgiyi geliştirme becerisi; yaşam boyu öğrenme sonucu gelişme ve sürekli yenileme gerekliliği bilinci; bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme; girişimcilik, yenilikçilik ve sürdürebilir kalkınma hakkında farkındalık ve kendini sürekli yenileme becerisi. 9 Mesleki ve etik sorumluluk bilincine sahip olma, bu konuda iletişim araçlarını kullanarak meslek bilincini geliştirme ve mesleğin gelişimine katkıda bulunma yetkinliği. 10 Proje yönetimi ile risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi ve sorumluluğu altında çalışanların bir proje çerçevesinde gelişimlerine yönelik etkinlikleri planlayabilme, yönetebilme ve liderlik yetkinliği. 11 Mekatronik mühendisliği uygulamalarının evrensel, toplumsal ve bireysel boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ile kültürel değerler ve çağın sorunları hakkında bilgi; bu konularda mühendislik bilinci; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık. 12 Mekatronik mühendisliği konularında, sorunları tanımlayabilme, analiz edebilme, kaynak araştırması yapabilme, veritabanları ve diğer bilgi kaynaklarını kullanarak yaptığı araştırmalara ve kanıtlara dayalı çözüm önerileri geliştirebilme ve sorunlara ilişkin çözüm önerilerini nicel ve nitel olarak aktarabilme yetkinliği. 13 Yaşadığı çevreye duyarlı ve toplumsal sorumluluk bilincine sahip, sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısıyla inceleyen, geliştiren ve gerektiğinde değiştirebilen, toplum içinde bir birey olma ve topluma yönelik proje düzenleme, geliştirebilme ve uygulayabilme yetkinliği.
ECTS/İş Yükü Tablosu Aktiviteler Sayı Süresi (Saat) Toplam İş Yükü Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) Laboratuar Uygulama Derse Özgü Staj Alan Çalışması Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi Sunum/Seminer Hazırlama 14 2 28 Projeler 14 3 42 Ödevler Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi 2 40 80 1 20 20 Toplam İş Yükü 170