Mikrosystémy - B2M34MST

Kredity 6
Semestry letní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2L
Anotace
Předmět se zabývá systémovou integrací uplatňovanou při návrhu digitálních a analogových systémů s uplatňováním systémového inženýrství, řeší propojení různých typů moderních elektronických systémů na čipu a externích. Ukazuje na nové možnosti realizace a aplikace integrovaných mikrosoučástí pracujících s různými fyzikálními a biochemickými principy a veličinami využívajícími především MEMS technologii, zvyšování spolehlivost se všemi jejími atributy. Předmět představuje moderní akční prvky mikroaktuátory, jejichž činnost je založena na základních fyzikálních a biochemických principech, včetně základních aplikací v mikromanipulaci, mikrorobotech, mikropohonech, mikrochirurgii, multimédiích, medicíně, průmyslu, řízení, automobilismu, apod. V předmětu jsou uvedeny principy dotykových displejů, mikrogenerátorů energie. Jsou zde zmíněny základní prvky využití nanotechnologií a nanoelektronických struktur, základní mikrosystémové technologie.
Výsledek studentské ankety předmětu je zde: Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A2M34MST
Cíle studia
Získání nových poznatků o současné a budoucím vývoji systémů na čipu, integraci na čipu elektrických a neelektrických akčních systémů, využití základních fyzikálních jevů pro aplikace v elektronice, optice, komunikacích, medicíně, ale i v letectví a kosmickém prostoru, v oblasti realizace miniaturních generátorů z oblasti obnovitelných zdrojů mimo fotovoltaiky.
Osnovy přednášek
1. Mikrosystém a mikrosystémové struktury, energetické domény, význam, interdisciplinarita, aplikace, systémová integrace digitálních a analogových systémů, multičipového uspořádání
2. Fyzikální jevy, metody návrhu, propojení systémů na čipu a externích, řízení procesu návrhu, komunikace a vyhodnocování, spolehlivost systémů a její zvyšování zejména integrací
3. Parametry mikroaktuátorů, scaling
4. Taktilní senzory a dotykové displeje, biometrické součásti, od grafitu ke grafenu
5. Základní mechanismy a struktury využívané v mikroaktuátorech
6. Elektrostatické lineární a rotační komponenty akčních členů - základní fyzikální principy činnosti a aplikace
7. Elektrostatické mikromanipulátory a mikromotory
8. Piezoelektrické mikroakční mechanismy, mikromotory a mikromanipulátory
9. Tepelný a magnetický princip - mikroakční mechanismy
10. Mechanické systémy pro mikroakční mechanismy
11. Chemické a biochemické principy - mikroakční mechanismy, inteligentní mikrosystémové struktury pro chemickou a biochemickou analýzu, Lab-on-Chip
12. RF MEMS a MOEMS struktury, konstrukce MEMS komponent a RF prvků (elektronické přepínače, filtry, optické přepínače, optická zrcátka, laditelné kapacity a další)
13. Mikrogenerátory elektrické energie typu Energy harvesting
14. Nanosystémy
Osnovy cvičení
1. Úvodní cvičení - bezpečnost, semestrální projekty, pokyny
2. Výběr semestrálního projektu / Přihlášení na exkurzi
3. Úvod do programu Coventor a Ansys
4. Simulace v Ansys
5. Simulace v Ansys
6. Simulace v Ansys / Příprava na exkurzi - Masarykova universita v Brně
7. Exkurze MU Brno, výroba v čistých prostorách
8. Simulace v Ansys
9. Laboratorní cvičení - výroba tenzometru na materiálové tiskárně
10. Měření parametrů vyrobených struktur
11. Měření úloh
12. Prezentace semestrálních projektů
13. Prezentace semestrálních projektů
14. Náhradní měření, zápočet
Literatura
[1] Husák,M.: Mikrosenzory a mikroaktuátory. Academia 2008
[2] Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997
[3] Tuller,H.L, Microactuators, Kluwer 1998
Požadavky
Žádná data.