Detail předmětu
Chytré technologie a materiály v mechatronice
FSI-RAE-A Ak. rok: 2025/2026 Zimní semestr
Předmět seznamuje studenty s moderními technologiemi a materiály, především alternativními možnostmi napájení moderních bezdrátových aplikací a využití těchto systémů a materiálů v konceptu Průmyslu 4.0. V rámci předmětu se studenti seznámí se základními principy a alternativami napájení a snímaní s využitím projevů okolní energie (Energy Harvesting). Jako energy harvesting zdroje jsou představeny solární, termoelektrické a elektromechanické generátory. Podstatná část předmětu se věnuje tzv. SMART materiálům, metamateriálům a jejich technickým aplikacím. Hlavní náplní předmětu je studium efektivní elektromechanické přeměny mechanické energie vibrací, rázů, deformace a lidského chování s využitím simulačního modelování „Energy Harvesting“ systémů.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Jazyk výuky
angličtina
Cíl
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-AIŘ-P: Aplikovaná informatika a řízení, magisterský navazující
obor ---: bez specializace, 5 kredity, volitelný
Program N-MET-P: Mechatronika, magisterský navazující
obor ---: bez specializace, 5 kredity, povinně volitelný
Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
obor BIO: Biomechanika, 5 kredity, povinně volitelný
Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
obor IME: Inženýrská mechanika, 5 kredity, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
13 hod., nepovinná
Osnova
1. Průmysl 4.0 a chytré technologie
2. Představení aplikací internetu věcí a „Energy Harvesting“ technologií
3. Fotovoltaické články
4. Termoelektrické generátory
5. Elektromechanická přeměna – základní principy
6. Elektromechanická přeměna – energetická analýza generování energie z vibrací
7. Energy harvesting generátor jako mechatronická soustava
8. Elektromagnetické zdroje energie
9. Chytré materiály a piezoelektrické zdroje energie
10. Chování piezoelektrických materiálů v technických soustavách
11. Akumulace energie, Elektronika – Power management
12. Využití "energy harvesting" technologií v technické praxi
13. MEMS
Laboratorní cvičení
26 hod., povinná
Osnova
1. Energetická analýza autonomní mechatronické soustavy
2. Modely solárních článků a termogenerátorů
3. Model termoelektrického modulu
4. Měření a analýza vibrací strojů z pohledu energy harvesting
5. Mechanická energie jako autonomní zdroj
6. Modely elektromagnetické přeměny
7. Modelování magnetického pole permanentních magnetů
8. Simulační model komplexního elektromagnetického generátoru
9. Měření energy harvesting generátoru
10. Modelování piezoelektrických elementů a základní analýzy
11. Modelování piezo-generátoru
12. Model výkonové elektroniky
13. Prezentace závěrečných prací studentů