Bilgi Paketi / Ders Kataloğu
| Mekatronik ve Robotik Mühendisliği (YL) (Tezsiz) (İngilizce) | |||||
| Yüksek Lisans | Programın Süresi: 1.5 | Kredi Sayısı: 90 | TYYÇ: 7. Düzey | QF-EHEA: 2. Düzey | EQF: 7. Düzey |
Ders Genel Tanıtım Bilgileri
| Yüksekokul/Myo/Fakülte/Enstitü | Lisansüstü Eğitim Enstitüsü | ||||
| Ders Kodu | MECH 532 | ||||
| Ders Adı İngilizce | Embedded Systems Hardware Design | ||||
| Ders Adı Türkçe | Gömülü Sistem Donanım Tasarımı | ||||
| Öğretim Dili | EN | ||||
| Ders Türü | Ters-Yüz Öğrenme | ||||
| Dersin Düzeyi | Seçiniz | ||||
| Dönem | Güz | ||||
| Haftalık İletişim Saatleri |
|
||||
| Tahmini Öğrenci İş Yükü | Dönem boyunca 189 saat | ||||
| Ders Kredileri | 7.5 AKTS | ||||
| Değerlendirme | Standart Harf Notu | ||||
| Ön Koşul | Yok | ||||
| Yan Koşul | Yok | ||||
| Beklenen Ön Bilgi | None | ||||
| Kayıt Kısıtlamaları | Only Graduate Students | ||||
| Genel Eğitim Hedefi | To learn and apply basic principles of Embedded Hardware Design for the development of low and high voltage electronic circuits incorporating microcontrollers, electric traction inverters, battery management systems (BMS) and power supply circuits (DCDC Converters) | ||||
| Ders Açıklaması | Otomotiv ve IoT endüstrisi, elektrikli güç aktarma organları, otonom araçlar ve kablosuz haberleşme alanındaki son gelişmelerle muazzam bir değişim geçirmiştir. Günümüzün araç tasarımlarının çoğu 150'ye kadar elektronik kontrol ünitesi (ECU) içermektedir. Bu dersin amacı, öğrencilere gömülü sistemler ve donanım tasarım temellerini tanıtmaktır. Kurs, otomotiv elektroniği (hibrit ve elektrikli araçlar), araç elektriği ve yazılım mimarilerindeki mevcut trendlerin kısa bir girişiyle başlayacaktır. ECU'lar, elektrikli çekiş inverterleri, DCDC dönüştürücüler, sensörler, SPI/I2C haberleşme arayüzleri, CAN/LIN iletişim ağları dahil olmak üzere donanım tasarım yöntemlerine kapsamlı bir genel bakış verilecektir. Ders, gereksinim mühendisliği, fonksiyonel güvenlik ve yazılım mimarilerinin temel prensipleri ile sonlandırılacaktır. |
Ders Öğrenme Çıktıları ve YeterliliklerBu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler:1) Explain the current trends and fundamental design steps in Embedded Hardware Design 2) Interpret state of the art electronic hardware systems and communication networks 3) Design electronic circuits in LTSpice simulation tool 4) Evaluate design test reports based on Monte-Carlo simulation results as proof of compliance with the design specifications 5) Apply simple sensor accuracy calculation methods in Matlab/Octave/Excel |
| Program Öğrenme Çıktıları/Ders Öğrenme Çıktıları | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1) Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, mekatronik mühendisliği ve robotik alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilir ve derinleştirebilir. | |||||
| 2) Mekatronik mühendisliği ve robotik konularında bilimsel araştırma yaparak derinlemesine ve genişlemesine kuramsal ve uygulamalı bilgilere sahiptir. | |||||
| 3) Mekatronik mühendisliğinde kullanılan analiz ve modelleme yöntemleri ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgiye sahiptir. | |||||
| 4) Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular, bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları çözümler ve yorumlar. | |||||
| 5) Mekatronik sistemlerin süreç ve sonuçlarını, o alandaki veya alan dışındaki ulusal ve uluslararası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarır. | |||||
| 6) Mekatronik ve robotik sistemlerin tasarlanması ve gerçeklenmesi aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir. | |||||
| 7) Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamaları hakkında farkındalığa sahip olduğunu inceler ve uygulamalarıyla gösterir. | |||||
| 8) Çok disiplinli takımlarda liderlik yapar, karmaşık durumlarda mekatronik ve robotik sistemlerin tasarlanması ve analizinde çözüm yaklaşımları geliştirir ve sorumluluk alır. | |||||
| 9) İngilizce dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurar. | |||||
| 10) Mekatronik ve robotik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını anlar. |
Program Sonuçları ve Yeterliliklerle İlişkisi
| N Yok | S Destekleyici | H Çok İlgili |
| Program Çıktıları ve Yeterlilikler | Düzey | Değerlendirme | |
| 1) | Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, mekatronik mühendisliği ve robotik alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilir ve derinleştirebilir. | H | |
| 2) | Mekatronik mühendisliği ve robotik konularında bilimsel araştırma yaparak derinlemesine ve genişlemesine kuramsal ve uygulamalı bilgilere sahiptir. | H | |
| 3) | Mekatronik mühendisliğinde kullanılan analiz ve modelleme yöntemleri ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgiye sahiptir. | H | |
| 4) | Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular, bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları çözümler ve yorumlar. | H | |
| 5) | Mekatronik sistemlerin süreç ve sonuçlarını, o alandaki veya alan dışındaki ulusal ve uluslararası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarır. | S | |
| 6) | Mekatronik ve robotik sistemlerin tasarlanması ve gerçeklenmesi aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir. | S | |
| 7) | Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamaları hakkında farkındalığa sahip olduğunu inceler ve uygulamalarıyla gösterir. | H | |
| 8) | Çok disiplinli takımlarda liderlik yapar, karmaşık durumlarda mekatronik ve robotik sistemlerin tasarlanması ve analizinde çözüm yaklaşımları geliştirir ve sorumluluk alır. | S | |
| 9) | İngilizce dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurar. | S | |
| 10) | Mekatronik ve robotik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını anlar. | H |
| Hazırlayan ve Tarih | UMUT BAŞARAN , |
| Ders Koordinatörü | TUBA AYHAN |
| Dönem | Güz |
| Dersi Veren(ler) |
Ders İçeriği
| Hafta | Konu |
| 1) | Introduction to Hardware Design in Embedded Systems |
| 2) | V-Cycle, Requirements Engineering, Simulation with LTSpice |
| 3) | Transistors: BJTs, MOSFETs (Si, SiC, GaN), IGBTs, Thermal Management |
| 4) | Transistors: BJTs, MOSFETs (Si, SiC, GaN), IGBTs, Thermal Management |
| 5) | Signal Conditioning Circuits: Op-Amps, Active Filters |
| 6) | Signal Conditioning Circuits: Op-Amps, Active Filters |
| 7) | Signal Conditioning Circuits: Comparators, ADCs, Isolators |
| 8) | Microcontrollers, Diodes: Zener, Schottky, TVS, ESD |
| 9) | Power Supply Circuits: LDOs |
| 10) | Power Supply Circuits: DCDC Controllers |
| 11) | Sensors: Current, Speed, Position and Temperature Sensors Actuators: Injectors, Relays |
| 12) | Electronic Control Units (ECU) |
| 13) | Gate Drivers/Inverters |
| 14) | Gate Drivers/Inverters |
| 15) | Final Examination Period |
| 16) | Final Examination Period |
| Gerekli/Tavsiye Edilen Okumalar | Understanding automotive electronics: an engineering perspective Ribbens, William B. Waltham, MA : Butterworth-Heinemann, 2013 | ||||||||||||||||||
| Öğretme Teknikleri | Flipped Classroom, lecturing, project-based learning, problem-based learning, laboratory work | ||||||||||||||||||
| Ödev ve Projeler | There will be 3 in term assignments and 1 final project. The assignments will be on i. simulation and analysis of hardware components like power supply circuits, microcontrollers, ADCs, signal conditioning circuits, ii. electrical architecture design, requirements engineering and tolerance analysis, iii. high and low power actuators (e.g. inverters), thermal management. The students can choose their final project topic. The final project topic is subject to approval from the course instructor. | ||||||||||||||||||
| Laboratuvar Çalışması | There will be three labs. Students use a variety of simulation methods in LTSpice (AC, DC, Transient, Monte-Carlo) to analyze the main hardware components like signal conditioning circuits, power supply circuits, microcontrollers, ADCs etc. Hardware test and debugging methods of an automotive ECU will be demonstrated. Students report their lab work. | ||||||||||||||||||
| Bilgisayar Kullanımı | LTSpice | ||||||||||||||||||
| Diğer Aktiviteler | |||||||||||||||||||
| Değerlendirme Yöntemleri |
|
||||||||||||||||||
| Ders Yönetimi |
|
||||||||||||||||||
AKTS Öğrenci İş Yükü Tahmini
| AKtivite | Hafta Sayısı | Saat | Hesaplama | ||||
| Yarıyıl Başına Hafta Sayısı | Etkinliğe Hazırlık | Etkinliğin Kendisinde Harcanan | Etkinlik Gereksinimlerini Tamamlama | ||||
| Ders Saati | 14 | 2 | 3 | 2 | 98 | ||
| Laboratuvar | 3 | 2 | 3 | 3 | 24 | ||
| Proje | 1 | 25 | 3 | 28 | |||
| Küçük Sınavlar | 3 | 7 | 21 | ||||
| Ara Sınavlar | 1 | 15 | 3 | 18 | |||
| Toplam İş Yükü | 189 | ||||||
| Toplam İş Yükü/25 | 7.6 | ||||||
| AKTS | 7.5 | ||||||