Aplicaciones Multidisciplinares I
Código: 102729 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| 2500895 Ingeniería Electrónica de Telecomunicación | OT | 4 |
Contacto
- Nombre:
- Núria Barniol Beumala
- Correo electrónico:
- nuria.barniol@uab.cat
Equipo docente
- Gabriel Abadal Berini
- Núria Barniol Beumala
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Objetivos y contextualización
El objetivo genérico de la asignatura es aplicar la electrónica como tecnología de soporte en otros campos y actividades y no sólo en el ámbito de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones.
Se pretende que el alumno conozca y profundice en el diseño, la fabricación y la caracterización de micro y nanosistemas como sensores y actuadores para aplicaciones en diferentes áreas (sensores / actuadores físicos, químicos y biológicos).
Los objetivos concretos serán:
1) Conocer y analizar los diferentes tipos de elementos microelectromecánicos y nanoelectromecánicos (materiales, principios de transducción, estructuras básicas, técnicas de actuación y detección)
2) Conocer las técnicas de simulación-modelización, diseño-fabricación y caracterización para los micro-nanosistemas.
3) Conocer los diferentes campos de aplicación de los MEMS / NEMS y estudiar ejemplos concretos
4) Aplicar los conceptos de electrónica para diseñar nuevos dispositivos y sistemas basados en micro y nanosistemas.
Competencias
- Actitud personal
- Analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas.
- Aplicar la electrónica como tecnología de soporte en otros campos y actividades, y no sólo en el ámbito de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones.
- Aplicar la legislación necesaria durante el desarrollo de la profesión de Ingeniero Técnico de Telecomunicación y manejar especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento.
- Comunicación
- Enfocar el diseño de aplicaciones y productos electrónicos de una manera sistémica.
- Hábitos de pensamiento
- Hábitos de trabajo personal
- Trabajar en un grupo multidisciplinar y en un entorno multilingüe, y comunicar, tanto por escrito como de forma oral, conocimientos, procedimientos, resultados e ideas relacionadas con las telecomunicaciones y la electrónica.
- Trabajo en equipo
- Ética y profesionalidad
Resultados de aprendizaje
- Adaptarse a situaciones imprevistas.
- Adaptarse entornos multidisciplinarios e internacionales.
- Aplicar la electrónica al control de sistemas de transformación energética, en especial en el campo de las energías renovables.
- Asumir la responsabilidad social, ética, profesional y legal, en su caso, que se derive de la práctica del ejercicio profesional.
- Asumir y respetar el rol de los diversos miembros del equipo, así como los distintos niveles de dependencia del mismo.
- Comunicar eficientemente de forma oral y/o escrita conocimientos, resultados y habilidades, tanto en entornos profesionales como ante públicos no expertos.
- Concebir y diseñar sistemas bioelectrónicos en un entorno de cooperación multidisciplinar.
- Concebir y diseñar sistemas micro-nano//electromecánicos
- Desarrollar el pensamiento sistémico.
- Estimar el posible impacto económico y social de un sistema electrónico.
- Exponer de manera concisa tanto en español, catalán e inglés el proceso de diseño de un sistema electrónico desde su planteamiento hasta los resultados e implementación.
- Generar propuestas innovadoras y competitivas en la actividad profesional.
- Gestionar la información incorporando de forma crítica las innovaciones del propio campo profesional, y analizar las tendencias de futuro.
- Identificar la legislación aplicable en el desarrollo de un sistema electrónico de aplicación específica.
- Identificar las causas de impacto medioambiental de un sistema electrónico de aplicación específica.
- Identificar, gestionar y resolver conflictos.
- Plantear a nivel sistémico el proceso de diseño de un sistema electrónico de aplicación específica.
- Respetar la diversidad y pluralidad de ideas, personas y situaciones.
- Tomar decisiones propias.
- Trabajar cooperativamente.
- Trabajar en entornos complejos o inciertos y con recursos limitados.
- Utilizar el inglés como idioma de comunicación y relación profesional de referencia.
Contenido
PARTE I. Tecnologías de recolección de energía (2/3 asignatura)
1. Introducción a las tecnologías de recolección de energía y los conceptos de "ultralow power consumption" (ULP), "Zeropower", "wireless sensor network" (WSN).
2. Introducción a los diferentes tipos de recolectores en función de las diferentes fuentes de energía.
3. Introducción a los recolectores de energía mecánica. Bloque mecánico: cantilever resonante. Bloque transductor: elemento piezoeléctrico. Modelo SPICE.
4. Diseño y simulación de un recolector de energía mecánica (LABORATORIO)
5. Implementación y caracterización de un recolector de energía mecánica (LABORATORIO)
Parte II: Sistemas microelectromecánicos en dispositivos portables (1/3 asignatura)
1. Introducción a los sistemas microelectromecánicos (MEMS): clasificación y descripción.
2. MEMS en los dispositivos móviles: tipologías y tendencias de mercado.
3. Casos concretos: sensores inerciales (acelerómetros), sensores biométricos (reconocimiento de huellas dactilares) y RF MEMS.
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases de teoria | 20 | 0,8 | 3, 6, 7, 8, 11, 9, 12, 15, 13, 17, 22 |
| Prácticas de laboratorio | 12 | 0,48 | 1, 3, 5, 7, 8, 9, 16, 19, 17, 22, 20, 21 |
| Seminarios | 15 | 0,6 | 2, 1, 5, 6, 11, 9, 12, 14, 16, 19, 13, 17, 18, 22, 20, 21 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Estudio para la asimilación de conceptos | 44 | 1,76 | 3, 7, 8, 9, 10, 14, 15, 19, 13, 17, 22 |
| Preparación y redacción de los trabajos | 44 | 1,76 | 1, 5, 6, 8, 11, 9, 10, 14, 15, 16, 19, 13, 17, 22, 20 |
En esta asignatura del grado, se desarrollarán sensores y actuadores enfatizando sobre todo aquellas
aplicaciones más multidisciplinares, dando una visión diferente a la vista hasta ahora por los estudiantes. la metodología
estará basada en el aprendizaje a partir de proyectos, así se les propondrá a los estudiantes una determinada
problemática (caso específico) que deberán ir resolviendo a lo largo del curso.
Para conseguir los objetivos las actividades formativas incluyen:
Clases teóricas. Explicación por parte del profesor de los conceptos básicos en función del caso específico a
resolver
Seminarios: discusión y análisis de aspectos a resolver y planteados en función del caso específico.
Clases de prácticas. Realización de prácticas en el laboratorio específico en función del caso a resolver. parte
de estas prácticas incluirán el uso de herramientas de simulación.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Informe escrito del laboratorio | 30% | 6 | 0,24 | 3, 6, 8, 11, 10, 12, 14, 15, 19, 17 |
| Participación Activa Prácticas de laboratorio | 10% | 1 | 0,04 | 2, 3, 5, 4, 8, 9, 12, 16, 19, 13, 17, 18, 20, 21 |
| Presentación oral o por escrito de uno de los casos trabajados | 35% | 4 | 0,16 | 2, 1, 3, 5, 4, 6, 7, 8, 11, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 19, 13, 17, 18, 22, 20 |
| Pruebas escritas parciales | 25% | 4 | 0,16 | 3, 6, 8, 11, 10, 14, 15, 19, 13, 17 |
a) 1 prueba escrita parcial de la asignatura (25%), y con calificación por encima de 4 para hacer media con el resto de calificaciones. Estas pruebas se podrán recuperar en el examen final de recuperación de la asignatura, requiriendo un 4 para hacer media.
b) Presentación oral o por escrito de uno de los casos trabajados. Actividad obligatoria y no recuperable (30%).
c) Las prácticas, que son de asistencia obligatoria, tendrán un peso final del 40%. La evaluación de las mismas se hará con 2 calificaciones:
Informe escrito del trabajo desarrollado en el laboratorio valorando especialmente su interpretación y discusión de los resultados en comparación con los esperados teóricamente y/o simulados (30%). Este trabajo es obligatorio y recuperable. Para recuperar/mejorar nota del informe escrito de laboratorio se fijará un segundo plazo (anunciado en el Aula Moodle de la asignatura) para revisar y dar respuesta a las correcciones que el profesor haya realizado sobre la primera versión de los trabajos originales.
Participación activa en las sesiones de laboratorio (con la posibilidad de examen oral o cuestionario en el laboratorio para valorar individualmente la participación), 10%.
La calificación "No evaluable" sólo se concederá si el estudiante no participa en ninguna actividad con evaluación (asistencia a las sesiones de laboratorio, exposición oral, exámenes).
Para obtener una calificación de Matrícula de Honor (que se puede dar al 5%del número de alumnos matriculados), será necesario tener notas por encima de 9 en todos los apartados o bien con un promedio final superior a 9.2
La calificación "No evaluable" sólo se concederá si el estudiante no participa en ninguna de las actividades evaluables (asistencia a las sesiones de laboratorio, exposición oral, exámenes).
Bibliografía
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)
Software
Pspice versión estudiante
Lista de idiomas
| Nombre | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (PAUL) Prácticas de aula | 321 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 321 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (TE) Teoría | 321 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |