Výučba a vývoj metodiky pre použitie mikrokontrolérov v automatizácii s využitím praktických príkladov a laboratórnych cvičení pre študentov technických odborov

Basic informations

Thematic area: komisia č. 3 pre obsahovú integráciu a diverzifikáciu vysokoškolského štúdia

Project name (Slovak): Výučba a vývoj metodiky pre použitie mikrokontrolérov v automatizácii s využitím praktických príkladov a laboratórnych cvičení pre študentov technických odborov

Project name (English): Teaching and development of methodology for the use of microcontrollers in automation using practical examples and laboratory exercises for engineering students

Start of project: 2024

End of project: 2026

Condition of project: Financovaný/riešený

Project number: 024STU-4/2024

Project leader: doc. Ing. Juraj Ďuďák, PhD.

University: Slovenská technická univerzita v Bratislave

Department: Materiálovotechnologická fakulta so sídlom v Trnave

Project annotation in Slovak language

Projekt je zameraný na budovanie laboratória pre mikrokontroléry a vytvorenie študijných podkladov pre výučbu predmetu "Mikrokontroléry pre použitie v priemysle" zameraného za návrh a implementáciu elementárnych modulov na báze aktuálne používaných mikrokotnrolérov na Materiálovotechnologickej faukte STU v Trnave v študijnom zameraní "Automatizácia a informatizácia procesov v priemysle" (AIPP) v II stupni vysokoškolského štúdia.

Pripravovaný predmet poskytuje študentom základy návrhu a realizáciu embedded zariadení založeným na moderných mikrokontroléroch pre použitie v oblasti Industry 4.0 a sieťach Internet of Things. Kurz pozostáva z nevyhnutných teoretických základov fungovania mikrokontrolérov, komunikačných rozhraní, štandardných i špeciálnych senzorov, spôsobov nízkoúrovňovej komunikácie, vzájomnej komunikácia viacerých modulov a návrhu riešení na princípe využitia operačného systému reálneho času (RTOS).

Obsah predmetu bude primárne zameraný na integráciu senzorov fyzikálnych veličín a aktuálne používaných mikrokontrolérov do funkčných celkov so zameraním na použitie týchto modulov v prostredí priemyselných sietí a komunikačných protokolov používaných v Industry 4.0 a taktiež v prostredí sietí typu IoT. Dôraz bude kladený na základné parametre vývoja ako sú minimalizácia spotreby a výpočtového času, best-practices pri tvorbe bezporuchového firmvéru z pohľadu celkovej implementácie riešenia a implementáciu zabezpečenej komunikácie na najnižšej úrovni komunikácie.

Predmet nadväzuje na už existujúce predmety Programovacie jazyky (programovanie v jazyku C), Základy automatizovaného riadenia (základné algoritmy s spôsoby riadenia procesov), Elektrotechnika a elektronika (základné elektrické zapojenia, elektronické obvody) a Technické prostriedky automatizovaného riadenia (komunikačné rozhrania, spracovanie dát).

Obsah predmetu bude taktiež tvoriť základ pre riešenie nových bakalárskych a diplomových prác, nakoľko možnosti aplikácie mikrokontrolérov v oblasti automatizácie je veľmi široká.

Project annotation in English language

The project is focused on building a microcontroller laboratory and creation of course materials for teaching the subject "Microcontrollers for use in industry" focused on the design and implementation of elementary modules based on currently used microcontrollers at the Faculty of Materials Science STU in Trnava in the study field "Automation and Informatization of Processes in Industry" (AIPP) in the second level of university study.

The course provides students with the basics of design and implementation of embedded devices based on modern microcontrollers for use in Industry 4.0 and Internet of Things networks. The course consists of the necessary theoretical foundations of microcontrollers, communication interfaces, standard and special sensors, methods of low-level communication, mutual communication of several modules and design solutions based on the principle of using a real-time operating system (RTOS).

The content of the course will be primarily focused on the integration of sensors of physical quantities and currently used microcontrollers into functional units with a focus on the use of these modules in the environment of industrial networks and communication protocols used in Industry 4.0 and also in the environment of IoT networks. Emphasis will be placed on the basic parameters of development such as minimization of consumption and computing time, best-practices in creating trouble-free firmware in terms of the overall implementation of the solution and the implementation of secure communication at the lowest level of communication.

The course builds on existing courses Programming languages ​​(programming in C language), Fundamentals of automated control (basic algorithms with process control methods), Electrical engineering and electronics (basic electrical connections, electronic circuits) and Technical means of automated control (communication interfaces, data processing). The content of the course will also form the basis for the solution of new bachelor's and master's theses, as the possibilities of application of microcontrollers in the field of automation are rather wide.

Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA

	Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA	Capital expenditures in €
Drawn in year 2024	13 178,00	0,00