Logo UAB
2020/2021

Aplicacions Multidisciplinàries I

Codi: 102729 Crèdits: 6
Titulació Tipus Curs Semestre
2500895 Enginyeria Electrònica de Telecomunicació OT 4 0
La metodologia docent i l'avaluació proposades a la guia poden experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.

Professor/a de contacte

Nom:
Núria Barniol Beumala
Correu electrònic:
Nuria.Barniol@uab.cat

Utilització d'idiomes a l'assignatura

Llengua vehicular majoritària:
català (cat)
Grup íntegre en anglès:
No
Grup íntegre en català:
Sí
Grup íntegre en espanyol:
No

Equip docent

Gabriel Abadal Berini
Núria Barniol Beumala

Prerequisits

Es recomana haver assolit les competències de les assignatures dels cursos anteriors

Objectius

L'objectiu genèric de l'assignatura és aplicar l'electrónica com a a tecnologia de suport en altres camps i activitats i no només a l'àmbit de les Tecnologies de la Informació i les Comunicacions.

Es pretén que l’alumne conegui i profunditzi en el disseny, la fabricació i la caracterització de micro i nanosistemes com a sensors i actuadors per aplicacions en diferents àrees (sensors/actuadors físics, químics i biològics).

 

Els objectius concrets seràn:

1) Conèixer i analitzar els diferents tipus d’elements microelectromecànics i nanoelectromecànics (materials, principis de transducció, estructures bàsiques, tècniques d’actuació i detecció)

2) Conèixer les tècniques de simulació-modelització, disseny-fabricació i caracterització per als micro-nanosistemes.

3) Conèixer els diferents camps d’aplicació dels MEMS/NEMS i estudiar-ne exemples concrets

4) Aplicar els conceptes d’electrònica per dissenyar nous dispositius i sistemes basats en micro i nanosistemes.

Competències

  • Actitud personal
  • Analitzar i valorar l'impacte social i mediambiental de les solucions tècniques
  • Aplicar l'electrònica com a tecnologia de suport en altres camps i activitats, i no només en l'àmbit de les Tecnologies de la Informació i les Comunicacions.
  • Aplicar la legislació necessària durant el desenvolupament de la professió d'enginyer tècnic de telecomunicació i utilitzar les especificacions, els reglaments i les normes de compliment obligatori
  • Comunicació
  • Enfocar el disseny d'aplicacions i productes electrònics d'una manera sistèmica.
  • Hàbits de pensament
  • Hàbits de treball personal
  • Treball en equip
  • Treballar en un grup multidisciplinari i en un entorn multilingüe, i comunicar, tant per escrit com oralment, coneixements, procediments, resultats i idees relacionats amb les telecomunicacions i l'electrònica
  • Ètica i professionalitat

Resultats d'aprenentatge

  1. Adaptar-se a entorns multidisciplinaris i internacionals.
  2. Adaptar-se a situacions imprevistes.
  3. Aplicar l'electrònica al control de sistemes de transformació energètica, especialment en el camp de les energies renovables.
  4. Assumir i respectar el rol dels diversos membres de l'equip, així com els diferents nivells de dependència de l'equip.
  5. Assumir la responsabilitat social, ètica, professional i legal, si escau, que es derivi de la pràctica de l'exercici professional.
  6. Comunicar eficientment, oralment i per escrit, coneixements, resultats i habilitats, tant en entorns professionals com davant de públics no experts.
  7. Concebre i dissenyar sistemes bioelectrònics en un entorn de cooperació multidisciplinària.
  8. Concebre i dissenyar sistemes micro-nano//electromecànics
  9. Desenvolupar el pensament sistèmic.
  10. Estimar el possible impacte econòmic i social d'un sistema electrònic.
  11. Exposar de manera concisa tant en espanyol, català i anglès el procés de disseny d'un sistema electrònic des del seu plantejament fins als resultats i implementació.
  12. Generar propostes innovadores i competitives en l'activitat professional.
  13. Gestionar la informació incorporant de manera crítica les innovacions del propi camp professional, i analitzar les tendències de futur.
  14. Identificar la legislació aplicable en el desenvolupament d'un sistema electrònic d'aplicació específica
  15. Identificar les causes d'impacte mediambiental d'un sistema electrònic d'aplicació específica.
  16. Identificar, gestionar i resoldre conflictes.
  17. Plantejar a nivell sistèmic el procés de disseny d'un sistema electrònic d'aplicació específica.
  18. Prendre decisions pròpies.
  19. Respectar la diversitat i la pluralitat d'idees, persones i situacions.
  20. Treballar cooperativament.
  21. Treballar en entorns complexos o incerts i amb recursos limitats.
  22. Utilitzar l'anglès com l'idioma de comunicació i de relació professional de referència.

Continguts

 

PART I. Tecnologies de recol·lecció d'energia (2/3 assignatura)

1. Introducció a les tecnologies de recol·lecció d’energia i als conceptes d'"ultralow power consumption" (ULP), "Zeropower", "wireless sensor network" (WSN).

2. Introducció als diferents tipus de recol·lectors en funció de les diferents fonts d’energia.

3. Introducció als recol·lectors d’energia mecànica. Bloc mecànic: cantilever ressonant. Bloc transductor: element piezoelèctric. Model SPICE.

4. Disseny i simulació d'un recol·lector d'energia mecànica (LABORATORI)

5. Implementació i caracterització d'un recol·lector d'energia mecànica (LABORATORI)

 

Part II: Sistemes microelectromecànics en dispositius portables (1/3 assignatura)

1. Introducció als sistemes microelectromecànics (MEMS): classificació i descripció.

2. MEMS als dispositius mòbils: tipologies i tendències de mercat.

3. Casos concrets: sensors inercials (acceleròmetres), sensors biomètrics (reconeixement d'empremtes dactilars) i RF MEMS.

 

 

Metodologia

En aquesta assignatura del grau, es desenvoluparan sensors i actuadors emfatitzant sobretot aquelles aplicacions més multidisciplinars, donant una visió diferent a la vista fins ara pels estudiants. La metodologia estarà basada en l’aprenentatge a partir de projectes, així se’ls proposarà als estudiants una determinada problemática (cas específic) que hauran d’anar resolent al llarg del curs.

Per aconseguir els objectius les activitats formatives inclouen:

Classes teòriques. Explicació per part del professor dels conceptes bàsics en funció del cas específic a resoldre

Seminaris: discussió i anàlisi d’aspectes a resoldre i plantejats en funció del cas específic.

Classes de pràctiques. Realització de pràctiques en el laboratori específic en funció del cas a resoldre. Part d’aquestes practiques inclouran l'ús d'eines de simulació

 

 

 

Activitats formatives

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Tipus: Dirigides      
Classes de teoria 20 0,8 3, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 15, 17, 22
Pràctiques de laboratori 12 0,48 2, 3, 4, 7, 8, 9, 16, 17, 18, 20, 21, 22
Seminaris 15 0,6 1, 2, 4, 6, 9, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22
Tipus: Autònomes      
Estudi per a l'assimilació de conceptes 44 1,76 3, 7, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 17, 18, 22
Preparació i redacció dels treballs 44 1,76 2, 4, 6, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 22

Avaluació

L'avaluació de l'assignatura tindrà 4 apartats diferenciats:

a) 1 prova escrita parcial de l’assignatura (25%), i amb qualificació per sobre de 4 per fer mitjana amb la resta de qualificacions. Aquest proves es podrà recuperar a l’examen final de recuperació de l’assignatura, requerint un 4 per fer mitjana.

b) Presentació oral d'un dels casos treballats. Activitat obligatòria i no recuperable (30%).

c) Assistència, participació activa a les sessions de laboratori i resposta de test al final de cada sessió. Activitat obligatòria i no recuperable (15%)

d) Informe escrit del treball desenvolupat al laboratori valorant-ne especialment la interpretació i discussió dels resultats en comparació amb els esperats teòricament i/o simulats (30%). Aquest treball és obligatori i recuperable. Per recuperar/millorar nota de l'informe escrit de laboratori es fixarà un segon termini (anunciat a l'Aula Moodle de l'assignatura) per revisar i donar resposta a les correccions que el professor hagi fet sobre la primera versió dels treballs originals.

La qualificació "No avaluable" només es concedirà si l’estudiant no participa en cap activitat amb avaluació (assistència a les sessions de laboratori, exposició oral, exàmens).



Activitats d'avaluació

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Informe escrit laboratori 30% 6 0,24 3, 6, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 17, 18
Presentació oral o per escrit d'un dels casos treballats 30% 4 0,16 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22
Proves escrites parcials 25% 4 0,16 3, 6, 8, 10, 11, 13, 14, 15, 17, 18
Pràctiques de laboratori 15% 1 0,04 1, 3, 4, 5, 8, 9, 12, 13, 16, 17, 18, 19, 20, 21

Bibliografia

 

Fundamentals of Microfabrication. The Science of Miniaturization (2nd edition). M.J. Madou. CRC Press, (2002).

 Microsystems Design, . S.D. Senturia. Kluwer Academic Publishers (2001).

 Sensors. Vol.7. . W. Göpel, J. Hesse, J.N. Zemel. Wiley-VCH.

 Mechanical Sensors- Sensors (Update). Vol.4. H. Baltes, W. Göpel, J. Hesse. Wiley-VCH

 Practical MEMS. Ville Kaajakari. Small Gear Publishing. ISBN: 978-0-9822991-0-4 (2009)

Resonant MEMS, O.Brand, I.Dufour, S,M.Heinrich, F.Josse, Wiley-VCH, AMN collection, (2015)