ESSF05Elektronikprojekt och hållbar utveckling

8 hp

Mikael Evander och Andreas Lenshof

Institutionen för Biomedicinsk TeknikLunds Universitet

mikael.evander@bme.lth.seandreas.lenshof@bme.lth.se

Status för E3 efter terminens slut

EPHU

• Obligatoriska kurserna avklarade

• Allmänbildningen för E-are klar

• Dags för fördjupning

- Specialisering, valfria kurser och exjobb

• Denna kurs är sista delen i grundblocket

Kursens mål

• Knyta samman E-kurser

• Ge kunskap kring miljöaspekter och hållbar utveckling

• Träna skriftlig och muntlig presentation

• Träna att arbeta i projektform

• Få praktiskt konstruera något elektrotekniskt

• Få insyn om produkters inverkan på miljö och samhälle

Kursens delmoment

• Föreläsningar om projektarbete

• Föreläsningar om hållbar utveckling

• Föreläsning om bibliotekskunskap och referenshantering

• Miljöuppgift (diskussionsseminarier och rapport)

• Elektronikuppgift (konstruktion och rapport)

Schemalagd tid

Dag Tid Sal Moment

19 januari

26 januari

13-15

10-12

MA:MA02

MA:MA02

Introduktion till projekt och miljödel.

Hållbar utveckling 1

2 februari

9 februari

23 februari

10-12

10-12

10-12

MA:MA02

MA:MA02

MA:MA02

Att arbeta i projekt del 1

Att arbeta i projekt del 2

Bibliotekskunskap & referenshantering

2 mars

24 mars

31 mars

10-12

13-15

13-15

MA:MA02

E:B

E:B

Hållbar utveckling 2

Hållbar utveckling 3

Hållbar utveckling 4

8 april

14 april

13-15

13-15

E:B

E:B

Hållbar utveckling 5

Hållbar utveckling 6

21 april

21 april

10-12

13-15

E:C

E:C

Seminarium med hälften av studenterna

Seminarium med hälften av studenterna

19 maj

19 maj

19 maj

08-10

10-12

13-15

E:1406

E:1406

E:1406

Redovisning 1 av elektronikprojekt

Redovisning 2 av elektronikprojekt

Redovisning 3 av elektronikprojekt

1 juni 14-17 Victoriastadion Tentamen i hållbar utveckling

Schemalagd tid

Kurslitteratur

Underlaget för den skriftliga tentamen utgörs både av föreläsningar och kurslitteraturen.

Läsanvisningar• Hela kapitel 1• kapitel 2.11 och 2.12• Kapitel 3.1, 3.2, 3.7 och 3.8• kapitlen 4, 5, 6, 7 och 8

Examination

• Godkänd tentamen

• Närvaro på projektmöten och redovisningar

• Godkänd miljöuppgift och seminarier

• Muntlig redovisning av elektronikprojekt

• Skriftlig rapport på elektronikprojekt

Feedback från fjolåret och nyheter i år

• Uppskattad kurs som känns relevant

• Koppling mellan elektronik- och miljöprojektet

– Jobbar kontinuerligt på att förbättra detta.

– Nästa år kommer kursen delas upp i två kurser

• Tydligare instruktioner om elektronikrapport

– Tidigare otydligt kring upplägg av tekniska rapporter

• Riktlinjer och återkoppling på muntliga presentationen av elektronikprojektet

• Omarbetad projektmetodikföreläsning

Hållbarutveckling för E-ingenjörer

MAX ÅHMAN - AVD. MILJÖ- OCH ENERGISYSTEM; LTH

Miljöuppgift + föreläsningar

1. Syfte att ge en 1:a inblick i begreppet hållbar

utveckling

2. Varför detta kan vara viktigt för framtida E-

ingenjörer ?

Workers bag tin ore, which can end up

in common electronic products like

cellphones and laptops, at Bisie mine in

DR Congo's North Kivu province.

The new blood diamonds?

Electronics makers are pressed to stop using 'conflict minerals' from mines controlled by armed

groups in DR Congo.

NEW YORK (Fortune) -- First there were "blood diamonds," the gems that fueled

conflict and human rights abuses in Liberia and Sierra Leone. Now concern is rising

about the minerals that go into common consumer electronics.

- Could that be a BloodBerry or a Conflict Cell in your pocket?

Femte kraftsamlingen: Kritiska metaller

Ett nytt ”Manhattan-projekt” ska tackla bristen på kritiska metaller. USA satsar motsvarande 830 miljoner kronor på att säkra tillgången av de strategiska råvarorna.

Publicerad 10 januari 2013 14:15

Metallen europium är en nyckelkomponent i lågenergilampor. Foto: Ames Laboratory/Trevor Riedemann

20 – 50 miljoner ton E-skrot/år Illegal export i form av ”2nd hand produkter”

Hållbarutveckling kommer att driva mycket av marknaden i framtiden

Föreläsning

19 januari Introduktion till projekt och miljödel.

26 Januari Seminarium + föreläsning: Hållbar Utveckling och E-ingenjören

2 Mars Avfall ; Eva Leire

24 Mars

31 Mars

8 April

Miljöverktyg ; Pål Börjesson

Hållbar utveckling ; Per Sveningsson

Energi och Klimat ; Max Åhman/Oscar Svensson14 April

21 April21 April

Hållbar utveckling hos företag ; Johan Holmqvist , Sony

Seminarium med hälften av studenterna (10.15 – 12.00)Seminarium med hälften av studenterna (13.15- 15.00)

1 Juni Tentamen i hållbar utveckling

Föreläsningarna

26 Januari Obligatoriskt inledningsseminarium

10 februari Förslag på uppgifter in till Max och Oscar

14 april Rapport till Max och Oscar

21 april Obligatoriskt slutseminarie, halva kursen

21 april Obligatoriskt- slutseminarie, halva kursen

Miljöuppgiften/rapporten (4-5 sidor brödtext)

Elektronikprojekt

• En konstruktionsuppgift per grupp

• Planera, bygg, testa, demonstrera och rapportera

• Viktiga datum:19 januari Beskrivning av projekt och gruppindelning

28 januari Önskemål om projekt till kursansvarig

6 februari Tilldelning av projekt och handledare

18 februari

26 februari

Projektplan in till kursansvarig

Lämna in kamratgranskad projektplan

17 april Kort statusrapport till handledare+kursansvarig

v20 Avstämning med handledare inför presentation

19 maj Muntlig redovisning i E:1406

25 maj Slutlig rapport till handledare

4 juni Rapport i retur

11 juni Korrigerad rapport till handledare

Elektronikprojekt - projektförslag

• Existerande förslag

– Optisk ljudöverföring

– Theremin

– Trådlöst sensornätverk

– NTP-styrd väggklocka

– Styrning av elektromagnet

– Svävande objekt

– Robottävling

– Kameraprojekt i samarbete med Axis

• Eget projekt

Theremin

• Ett beröringsfritt musikinstrument

– Skillnaden mellan två frekvenser utnyttjas

– En hand styr tonhöjd och en volym

https://www.youtube.com/watch?v=mW0B1sipLBI

Handledare: Lars Olsson, EIT

• Gånganalys för hästar

• Fyra eller fem trådlösa mätnoder (M)– Fästa på benskydden

• En centralenhet (C)

• Rörelsesensor i varje mätnod– accelerometer, gyro, kompass

• Batteridrivet system

• Synkronisering av noder

MC

M M

M

M

Trådlöst sensornätverk

Handledare: Christian Antfolk, BME

NTP-styrd väggklocka

Handledare: Jens A. Andersson, EIT

• Radiokontrollerad klocka synkas av en tidssignal (LW 77,5 kHz) från atomuret i Braunschweig

• Lyckas aldrig synka vid DST-övergångar (Daylight SavingTime)

• Klockan störd(?) av WLAN som stör ut längre och sällan förekommande meddelanden

• Server med exakt tid (ntp) finns tillgänglig

• Bygg väggklocka

– som synkar mot servern

– med ntp (network time protocol)

– över WLAN

– och har analog visning

Elektromagneter kan användas i timerstyrda dörrlås. Dels kan de användas för att hålla slutblecket i dörrkarmen öppet för dörrens låskolv och dels för att kunna hålla fast en uppställd dörren (se bild på ”hållmagnet” t.h.).

Det finns låssystem där man under den upplåsta tidsperioden låter båda dessa elektromagneter vara aktiva med onödiga värmeförluster som följd, fastän man bara skulle behöva ha en elektromagnet aktiv åt gången. (Varför??)

Antag att dörren är stängd men olåst. Hur ska man avgöra om någon vill sätta upp dörren (utan extra strömbrytare) och i så fall aktivera elektromagneten som ska hålla upp dörren? Hur mycket energi kan man spara på detta?

Anm. Ett ”dörrkarmlås med slutbleck” som det på bilden t.v. blir märkbart varmt då det är upplåst.

Projekthandledare: Bertil.Larsson@eit.lth.se Anders.Robertsson@control.lth.se

Styrning av elektromagnet

Genom att styra en elektromagnet kan man få ett föremål att sväva under magneten. Projektet täcker flera kurser i grundblocketoch innehåller flera svårighetsnivåer.

Implementera dels en analog och dels enmicroprocessor-baserad regulator för att få en permanentmagnet att sväva på önskad höjd.

Guy Marden’s Levitation kit

http://www.arttec.net/Levitation/index.html

Projekthandledare:

Bertil.Larsson@eit.lth.se Anders.Robertsson@control.lth.se

Svävande objekt

Robottävling

• Konstruera en arduinobaserad robot

– Grupper tävlar mot varandras robotar i en ”cup”

– Kombinera mjukvara, elektronik, mätteknik, sensorer och hårdvara för att maximera vinstchanser

• Handledare: Anders J. Johansson, EIT+ studenter från föregående år

Robottävling 2014

• Motion detection– Trigga kamerainspelning på detekterad rörelse

• Positionsfeedback med accelerometer– Flytta kamera baerad på accelerometer/gyroskopsignaler

• Solcell som UPS– Driva en nätverkskamera med solceller

• Digitalt brandlarm– Använda en mikrokontroller och gassensor för att detektera brand

• Impact detection– Mikrokontroller med sensorer som ska detektera t.ex. slag vid vandalism

Endast två av dessa projekt kommer genomföras i år

Projekt i samarbete med Axis

• Kom med eget förslag på elektronikprojekt!

• Exempel från förra året:

– Bluetoothstyrt cykellås

– Kaffebryggare

– Automatisk krukväxtvattnare

– Alkoholmätare

• Handledare: Beror på projektet

Eget förslag

• Projektbudget: ca 2000 kr

• Dyrare utrustning kan lånas från institutioner

– T. ex. spänningsaggregat, funktionsgenerator mm.

• Komponenter beställs via Mikael

– Beställning skickas varje tisdag kl 13

• Inköpt utrustning tillhör LTH och ska återlämnas efter avslutad kurs

– Vill man behålla något får man betala det själv

Elektronikprojekt - allmänt

Vad ska jag göra nu?

• Idag:

– Bilda grupper om ca 5 personer

– Samma grupper gäller för miljöuppgiften och elektronikprojektet

• Senast 28 januari:

– Skicka önskemål om projekt till kursansvariga

– Se till att ha med 1, 2 och 3-handsalternativ

• Den 6 februari:

– Få besked om projekttilldelning

Vad ska jag göra snart?

• 6/2 – 17/2

– Ta kontakt med er handledare och diskutera gemensamt igenom projektet

– Baserat på diskussioner inom gruppen och med handledare, skriv en projektplan

• 18/2

– Projektplan skickas in till kursansvariga som sedan fördelar dessa för kamratgranskning

• 26/2

– Kamratgranskad projektplan tillbaka till kursansvariga

Frågor?

• Kursansvarig

– Mikael Evander

• Mikael.Evander@bme.lth.se, Kontor: E:1334a

– Andreas Lenshof

• Andreas.Lenshof@bme.lth.se, Kontor: BMC D1320b

• Ansvarig för miljöuppgift och –föreläsningar

– Max Åhman

• Max.Ahman@miljo.lth.se

– Oscar Svensson

• Oscar.Svensson@miljo.lth.se