Digitale og analoge systemer i samspil med omverdenen

2020/2021

Forudsætninger/Anbefalede forudsætninger for at deltage i modulet

Modulet bygger videre på viden opnået på uddannelsens 1.-4. semester

Modulets indhold, forløb og pædagogik

Formål:

Elektroniske systemer eksisterer aldrig blot i et vakuum; for at kunne siges at være brugbare er de nødt til at interagere med deres omgivelser på en eller anden måde. Dette sker oftest ved at systemet modtager analoge eller digitale signaler gennem sensorer eller fra andre elektroniske systemer. Systemet transformerer dernæst signalerne til diskret data, der efterfølgende enten processeres af systemet selv eller sendes videre et andet system, fx en fjerntliggende computer, der så processerer det. I sidste ende reagerer systemet, som et resultat af signalbehandlingen, ved at generere et nyt analogt signal via en aktuator. Eksempler på dette kunne være styrestrømme sendt til en elektrisk motor eller talesignaler fra en mobiltelefon.

Formålet med dette projektmodul er at bygge videre på og udvide de kompetencer de studerende har opnået inden for digitale og analoge elektroniske systemer på de foregående semestre samt sikre at de studerende kan anvende disse kompetencer i en kompleks virkelighed. Helt specifikt er målet at de studerende opnår en forståelse for hvordan computere interagerer med hinanden og deres omgivelser via forskellige sensorer og aktuatorer. Yderligere skal de opnå forståelse for modellering og kontrol af fysiske systemer, digital signalbehandling og kommunikation mellem systemer.

Ved at gennemføre dette projektmodul er de studerende i stand til at analysere, designe og implementere systemer der involverer både computere og fysiske elementer.

Læringsmål

Viden

  • Kunne forstå digitale og analoge overføringsfunktioner beskrevet via hhv. z-operatoren og Laplace-operatoren, herunder elementer som poler, nulpunkter, analoge og digitale implementeringer, overføringsfunktionsmatricer etc.
  • kunne linearisere ikke-lineære systemmodeller med henblik på at approksimere dem med lineære modeller.
  • kunne forstå realtidsaspekter i forhold til digitale systemer der kommunikerer med andre analoge og/eller digitale systemer.
  • Have kendskab til forskellige metoder til at designe analoge og digitale filtre.
  • Have viden om teorier og metoder til spektralestimering.
  • Have viden om OSI netværksmodellen.
  • Have grundlæggende viden om trådløs kommunikation. 
  • Have viden om protokoller i forskellige lag i systemer der kommunikerer med andre systemer.
  • Have omfattende viden om moderne projektledelsesværktøjer.

Færdigheder

  • Kunne anvende metoder til at modellere fysiske systemer, herunder elektriske, elektromekaniske, termiske og hydrodynamiske systemer, på et niveau hvor modellerne kan bruges i designet af elektroniske systemer der interagerer med deres omgivelser.
  • Kunne anvende Fouriertransformationen til at analysere digitale signaler.
  • Kunne forstå behandling og udveksling af analoge og digitale signaler mellem (del-)systemer, herunder frekvensresponser, fase- og gainkarakteristikker, sampling, analog og digital filtrering etc.
  • Kunne anvende metoder til at konstruere distribuerede systemer ved brug af kommunikationshardware, multi-programming og basale netværksprotokoller.
  • Kunne anvende relevante softwareværktøjer til at simulere ovenstående systemer.
  • Kunne reflektere over egne erfaringer med projektarbejde ved brug af relevante analyseværktøjer.
  • Kunne arbejde med et projekt baseret på bevidste valg af projektledelsesværktøjer.
  • Kunne identificere indbyrdes afhængigheder mellem forskellige opgaver i projektet.

Kompetencer

  • Kunne konstruere systemer der består af et eller flere computerbaserede systemer indlejret i fysiske omgivelser, der involverer transformation mellem analoge og digitale signaler således at en a priori defineret opførsel af systemet bliver opnået.
  • Kunne anvende feedback til at reducere påvirkningen af forstyrrelser, usikkerheder etc. samt kunne opstille krav til en ønsket systemrespons for lineære systemer og opnå denne.
  • Kunne opstille krav til realtidskommunikation mellem computersystemer og implementere dette.
  • Kunne reflektere over egen brug af PBL-værktøjer i ens studier og over hvordan disse værktøjer aktivt kan benyttes i fremtiden. 
  • Kunne foretage en kritisk evaluering af relevansen af indsamlet viden i relation til projektarbejde, herunder vurdering af egnetheden af valgte modeller, teorier og metoder.

Undervisningsform

Projektarbejde suppleret med studiekredse, forelæsninger, o.l.

Eksamen

Prøver

Prøvens navnDigitale og analoge systemer i samspil med omverdenen
Prøveform
Mundtlig pba. projekt
ECTS15
Bedømmelsesform7-trins-skala
CensurEkstern prøve
VurderingskriterierVurderingskriterierne er angivet i Universitetets eksamensordning

Fakta om modulet

Engelsk titelDigital and Analog Systems Interacting with the Surrounding
ModulkodeESNEITB5P4
ModultypeProjekt
Varighed1 semester
SemesterEfterår
ECTS15
UndervisningssprogDansk
TompladsJa
UndervisningsstedCampus Aalborg
Modulansvarlig

Organisation

StudienævnStudienævn for Elektronik og IT
InstitutInstitut for Elektroniske Systemer
FakultetDet Tekniske Fakultet for IT og Design