Aplicacions Multidisciplinàries I
Codi: 102729 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| 2500895 Enginyeria Electrònica de Telecomunicació | OT | 4 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Núria Barniol Beumala
- Correu electrònic:
- nuria.barniol@uab.cat
Equip docent
- Gabriel Abadal Berini
- Núria Barniol Beumala
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
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
- Adaptar-se a entorns multidisciplinaris i internacionals.
- Adaptar-se a situacions imprevistes.
- Aplicar l'electrònica al control de sistemes de transformació energètica, especialment en el camp de les energies renovables.
- Assumir i respectar el rol dels diversos membres de l'equip, així com els diferents nivells de dependència de l'equip.
- Assumir la responsabilitat social, ètica, professional i legal, si escau, que es derivi de la pràctica de l'exercici professional.
- Comunicar eficientment, oralment i per escrit, coneixements, resultats i habilitats, tant en entorns professionals com davant de públics no experts.
- Concebre i dissenyar sistemes bioelectrònics en un entorn de cooperació multidisciplinària.
- Concebre i dissenyar sistemes micro-nano//electromecànics
- Desenvolupar el pensament sistèmic.
- Estimar el possible impacte econòmic i social d'un sistema electrònic.
- 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.
- Generar propostes innovadores i competitives en l'activitat professional.
- Gestionar la informació incorporant de manera crítica les innovacions del propi camp professional, i analitzar les tendències de futur.
- Identificar la legislació aplicable en el desenvolupament d'un sistema electrònic d'aplicació específica
- Identificar les causes d'impacte mediambiental d'un sistema electrònic d'aplicació específica.
- Identificar, gestionar i resoldre conflictes.
- Plantejar a nivell sistèmic el procés de disseny d'un sistema electrònic d'aplicació específica.
- Prendre decisions pròpies.
- Respectar la diversitat i la pluralitat d'idees, persones i situacions.
- Treballar cooperativament.
- Treballar en entorns complexos o incerts i amb recursos limitats.
- 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.
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes de teoria | 20 | 0,8 | 3, 6, 7, 8, 11, 9, 12, 15, 13, 17, 22 |
| Pràctiques de laboratori | 12 | 0,48 | 2, 3, 4, 7, 8, 9, 16, 18, 17, 22, 20, 21 |
| Seminaris | 15 | 0,6 | 1, 2, 4, 6, 11, 9, 12, 14, 16, 18, 13, 17, 19, 22, 20, 21 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi per a l'assimilació de conceptes | 44 | 1,76 | 3, 7, 8, 9, 10, 14, 15, 18, 13, 17, 22 |
| Preparació i redacció dels treballs | 44 | 1,76 | 2, 4, 6, 8, 11, 9, 10, 14, 15, 16, 18, 13, 17, 22, 20 |
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
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Informe escrit laboratori | 30% | 6 | 0,24 | 3, 6, 8, 11, 10, 12, 14, 15, 18, 17 |
| Participació Activa Pràctiques de laboratori | 10% | 1 | 0,04 | 1, 3, 4, 5, 8, 9, 12, 16, 18, 13, 17, 19, 20, 21 |
| Presentació oral o per escrit d'un dels casos treballats | 35% | 4 | 0,16 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 13, 17, 19, 22, 20 |
| Proves escrites parcials | 25% | 4 | 0,16 | 3, 6, 8, 11, 10, 14, 15, 18, 13, 17 |
L'avaluació de l'assignatura tindrà 3 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 o per escrit d'un dels casos treballats. Activitat obligatòria i no recuperable (35%).
c) Les pràctiques, que són d'assistència obligatòria, tindran un pes final del 40%. L'avaluació de les mateixes es farà amb 2 qualificacions:
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).
Per obtenir una qualificació de Matrícula d’Honor (que es pot donar al 5% del nombred’alumnes matriculats), caldrà tenir notes per sobre de 9 a tots els apartats o bé amb un promig final superior a 9.2
Bibliografia
Antony, Aldrin, P. P. Subha, and M. K. Jayaraj, eds. Energy Harvesting and Storage : Fundamentals and Materials / Edited by M. K. Jayaraj, Aldrin Antony, and P. P. Subha. Gateway East, Singapore: Springer, 2022. Print. ebook i online.
Erturk, Alper, and D. J Inman. Piezoelectric Energy Harvesting Alper Erturk, Daniel J. Inman. 1st ed. Chichester: Wiley, 2011. Print. ebook i online.
Sensors, Actuators and their interfaces: a multidisciplinary introduction. Ida, N. 978-1-61353-006-1 (2020), eBook
Analysis and design principles of MEMS devices. Minhang, Bao. ISBN: 978-0-444-51616-9, (2005), eBook
Understanding MEMS : Principles and Applications, Luis Castañer, Willey, ISBN: 978-1-119-05542-6 (2015), eBook -MEMS Mechanical Sensors (Artech House microelectromechanical systems (MEMS) series), Steve Beeby et al. ISBN: 978-1-58053-536-6 (2004), eBook
Practical MEMS. Ville Kaajakari. Small Gear Publishing. ISBN: 978-0-9822991-0-4 (2009)
Microsystems Design. S.D. Senturia. Kluwer Academic Publishers (2001).
Fundamentals of Microfabrication. The Science of Miniaturization (2nd edition). M.J. Madou. CRC Press, (2002).
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
Resonant MEMS, O.Brand, I.Dufour, S,M.Heinrich, F.Josse, Wiley-VCH, AMN collection, (2015)
Programari
Pspice versió student
Llista d'idiomes
| Nom | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 321 | Català | primer quadrimestre | matí-mixt |
| (PLAB) Pràctiques de laboratori | 321 | Català | primer quadrimestre | matí-mixt |
| (TE) Teoria | 321 | Català | primer quadrimestre | matí-mixt |