Katedra mechatroniky a elektroniky

Katedra v rámci svojich oddelení vykonáva výskum a vývoj, podnikateľskú a expertnú činnosť hlavne v oblastiach elektroniky a výkonovej elektroniky, mechatroniky, autotroniky, riadiacich systémov, elektromobility a špeciálnej aplikovanej elektroniky pre biomedicínske účely. Odborná činnosť katedry je orientovaná na tvorbu a prevádzku kvalitných a spoľahlivých elektronických prvkov a systémov, aplikáciu mikropočítačov a digitálnych signálových procesorov pri návrh elektronických systémov, štúdium rekonfigurovateľných obvodov, diagnostiku a analýzu porúch s využitím obrazovej analýzy.

Medzi ťažiskové oblasti činnosti oddelenia elektroniky a výkonovej elektroniky patrí výskum a vývoj topológií výkonových polovodičových meničov ako aj optimalizácia ich obvodových komponentov z hľadiska dosahovania normatívnych hodnôt kvalitatívnych ukazovateľov – účinnosť a výkonová hustota. Špecializujeme sa pritom na vývoj perspektívnych meničových topológií s viac prvkovou rezonančnou sieťou v hlavnom obvode a multifunkčným výstupom ako aj na modulárne riešenia systémov napájania. V súvislosti s tým oddelenie elektroniky a výkonovej elektroniky dokáže zabezpečiť v rámci svojej výskumnej a expertnej činnosti vyšetrovanie statických a dynamických vlastností perspektívnych polovodičových štruktúr v rôznych komutačných režimoch a ich následnou optimalizáciou.

Oddelenie mechatroniky a autotroniky sa zaoberá problematikou riadenia všetkých typov motorových vozidiel s ICE, HEV, (B)EV, elektrického riadenia prenosu výkonu a pohybu vozidiel, riadením technologických procesov programovateľnými logickými automatmi PLC, vrátane priemyselnej informatiky, priemyselných a informačných sietí, výskumu a vývoja špeciálnych typov meničov a pohonov.

Oddelenie špeciálnej elektroniky sa zaoberá problematikou využitia virtuálnej inštrumentácie LabVIEW v procese zberu a spracovania dát, ako aj jej využitím v procese riadenia. K dispozícii je nielen softvérová platforma virtuálnej inštrumentácie, ale aj hardvérová platforma pre výučbu ako aj pre aplikácie reálneho času. Ďalšou oblasťou záujmu je analýza a syntéza číslicových obvodov. Praktické aplikácie sú ďalej vytvárané aj pre prácu s obrazom. Ide o aplikácie počítačového videnia využiteľné v oblasti mechatroniky. Aplikácie sú zamerané na rozpoznávanie objektov, tvarov a sémantický opis obrazu. Nezanedbateľnou oblasťou výskumnej činnosti oddelenia je spracovanie a analýza obrazových dát získaných zo zobrazovacích zariadení používaných v medicínskych aplikáciách. Veľkú skupinu dát tvoria údaje z vysokorýchlostnej kinematografie, pričom sa zameriavame na tvorbu algoritmov a aplikácií na vyhodnotenie relevantných údajov. Uvedený výskum je zameraný na vývoj aplikácií pre medicínske využitie či už v experimentálnej alebo aj v klinickej praxi o čom svedčí dlhoročná spolupráca s Jesseniovou lekárskou fakultou Univerzity Komenského.

Návrh elektronických systémov a zariadení na zákazku podľa špecifikácie cieľovej aplikácie (mikroelektronika, elektronika, výkonová elektronika – priemyselný a spotrebiteľský segment)

Popis služieb

  • Vytvorenie schém zapojení podľa požiadaviek na cieľovú aplikáciu a podľa nárokov na funcionalitu a komplexnosť
  • Realizácia návrhu došiek plošných spojov podľa priemyselných štandardov
  • Oživenie a verifikácia zapojení, laboratórne a funkčné testy zariadení v rozsahu od 0.1W – 15kW s možnosťou napájania 0VAC – 400VAC, resp. 0VDC – 1200VDC
  •  Revízia zariadení do 1000V AC/DC na pracovisku KME, prípadne u zákazníka

Diagnostika procesov / systémov pomocou vysokorýchlostného snimania obrazu

Popis služieb

  • Bezkontaktné merania pomocou vizuálnych systémov
  • Vysokorýchlostné snímanie dejov a procesov
  • Snímanie cez mikroskopiu
  • Stroboskopické meranie

Tvorba meracích systémov cez virtuálnu inštrumentáciu

Popis služieb

  • Návrh a tvorba meracích reťazcov na meranie elektrických i neelektrických veličín a obrazových signálov cez štandardné senzory
  • Návrh a tvorba obslužných virtuálnych inštrumentov a grafických rozhraní

Expertná a konzultačná činnost v oblasti elektronických systémov a v oblasti výkonovej a riadiacej elektroniky, elektronických súčiastok a prvkov, digitálnych signálových procesorov, mikrokontrolérov a ich aplikácie.

Popis služieb

  • Realizácia expertnej činnosti v oblasti analýzy stavu používaných riešení elektronických systémov
  • Simulačné analýzy komplexných elektronických zapojení, využívanie multifyzikálnych analýz a tvorba modelov na odhadovanie životnosti kritických prvkov zapojenia
  • Poskytovanie odborných konzultácií v oblasti elektromagnetickej kompatibility elektronických prvkov v definovaných rozsahoch (odolnosť, rušenie, bezpečnosť, atd...), verifikačné skúšky zapojení a poskytovanie optimalizačných postupov pre plnenie platnej legislatívy
  • Termovízne merania a analýzy systémov profesionálnymi termovíznymi systémami

3D skenovanie a zobrazovanie objektov

Popis služieb

  • Vytvorenie 3D skenov objektov za účelom diagnostiky a merania

Certifikovaná auditórska činnosť v oblasti energetickej hospodárnosti budov. Projekčná činnosť v oblasti energetických zariadení (elektro) budov.

Popis služieb

  • Realizácia auditov a certifikácia pre elektroinštalácie a osvetlenie administratívnych, spoločenských, priemyselných a obytných budov.
  • Realizácia expertnej činnosti v oblasti zvýšenia energetickej efektívnosti budov využitím obnoviteľných zdrojov elektrickej energie
  • Návrh a realizácia projektov silnoprúdovej elektroinštalácie a osvetlenia priemyselných prevádzok a budov.
  • Návrh projektov fotovoltických elektrárni do 10kWp/nad 10kWp inštalovaného výkonu.

Expertná činnosť v oblasti elektronických a riadiacich systémov automobilov so spaľovacím motorom a elektromobilov.

Popis služieb

  • Komplexná činnosť v oblasti diagnostiky a návrhu elektronických systémov vozidiel s benzínovým a naftovým motorom.
  • Diagnostika a návrh softvérových a hardvérových úprav riadiacich systémov vozidiel – chassis, safety, comfort, powertrain, infotainment.
  • Simulačné analýzy toku výkonu v elektrických vozidlách, návrh systémov balansovania článkov trakčných batérií.
  • Realizácia merania statických a dynamických parametrov trakčných batérií.

Zabezpečovanie uvedených služieb a činností sa realizuje v moderných laboratóriách katedry mechatroniky a elektroniky, ktoré sú vybavené špičkovou meracou a diagnostickou technikou:

  • systém Dspace pre návrh riadiacich algoritmov,
  • napájacie zdroje s DC a AC výstupom s precíznou reguláciou s rozsahom napájania do 20 kW,
  • logické analyzátory,
  • harmonické analyzátory,
  • výkonové analyzátory,
  • elektronické záťaže DC, elektronické záťaže AC,
  • moderné softvérové vybavenie pre návrh a optimalizáciu multifyzikálnych simulačných modelov
  • (COMSOL) a softvérové vybavenie pre viacúrovňové - simulácie systémov (PLECS, OrCAD, Matlab)
  • vývojové prostredie LabVIEW,
  • priemyselné počítače reálneho času na báze virtuálnej inštrumentácie cRIO s modulmi na meranie
  • elektrických aj neelektrických veličín,
  • hardvérové moduly virtuálnej inštrumentácie (MyDAQ) umožňujúce zber, spracovanie a prezentáciu dát,
  • vysokorýchlostné kamery Basler A504kc (500fps pri rozlíšení 1280x1024), Allied Vision Marlin
  • F-046 B (60 fps pri rozlíšení 720x576).

Katedra zabezpečuje rôzne školenia, kurzy, semináre a konzultačné činnosti na požiadanie priemyselných subjektov v oblasti silnoprúdovej elektrotechniky, výkonovej elektroniky, programovania a aplikovanej elektroniky v mechatronických a medicínskych systémov ako napr.:

  • návrh a konštrukcia výkonových polovodičových systémov pre rôzne spotrebiteľské a priemyselné aplikácie,
  • programovanie uP a DSP (Freescale, Texas Instruments, atd'.),
  • simulačná analýza elektronických systémov prostredníctvom multifyzikálnych simulačných modelov s vysokou rozlišovacou úrovňou,
  • preklady odborných štúdií a technických noriem,
  • riadiace systémy motorových vozidiel s ICE, hybridných HEV a elektrických (battery) BEV,
  • riadenie technologických procesov programovateľnými logickými automatmi PLC, vrátane priemyselnej informatiky - priemyselných a informačných sietí,
  • aktívne filtre so zameraním na elimináciu negatívnych vplyvov zariadení elektrickej trakcie a priemyselných komplexov s polovodičovými meničmi na elektroenergetickú sústavu,
  • návrh a implementácia riadiacich algoritmov na báze programovateľných logických polí FPGA
  • riadenie špeciálnych typov meničov a pohonov s dvojfázovými motormi pre čerpadlá s vysokým záberovým momentom,
  • tvorba virtuálnych meracích prístrojov na báze virtuálnej inštrumentácie,
  • návrh riadenia pre osvetľovacie systémy v špeciálnych aplikáciách (mikroskop, ....),
  • vývoj algoritmov pre potreby počítačového videnia,
  • vývoj aplikácií pre vysokorýchlostnú kinematografiu.

Žilinská univerzita,  Fakulta elektrotechniky a informačných technológií, Katedra mechatroniky a elektroniky,  Univerzitná 8215/1, 010 26 Žilina 

  •  GPS: 49.204119,18.754819
  •  +421 41 513 1601
  •  kme@fel.uniza.sk

Prihlásenie

Vstup len pre registrovaných.