Diplomska in magistrska dela
Tabelni nastavljalec registrovZ uvajanjem novih evropskih zakonov o naprednih asistenčnih sistemih za vožnjo v avtomobilih postajajo slikovni senzorski sistemi (kamere) obvezna oprema vsakega avtomobila. Podjetja in razvojne ustanove vlagajo vedno več virov v razvoj in proizvodnjo novih kamer, ki vsebujejo vedno bolj natančne slikovne senzorje in kompleksne digitalne sisteme za obdelavo signalov. Digitalna obdelava signalov v senzorjih je sestavljena iz številnih algoritmov, ki jih je potrebno pravilno nastaviti za optimalno delovanje senzorja in posledično varno vožnjo. Zasnujte tabelni nastavljalec registrov (TNR) za prilagoditev slikovnih senzorjev na odstopanja pri njihovi izdelavi. Zaradi proizvodnih odstopanj je potrebno vsak senzor posebej kalibrirati med procesom izdelave, pri čemer predstavlja vsaka milisekunda postopka kalibracije nezanemarljv strošek proizvajalca. Predstavite razvoj TNR, ki upravlja z vrednostmi nastavitvenih registrov na podlagi vnaprej definiranih ukazov v obliki tabel. TNR naj bo implementiran v strojni opremi izdelanih slikovnih senzorjev in uporabljen pri kalibriraciji med procesom njihove izdelave. V sodelovanju s podjetjem ON Semiconductor Adria d.o.o. | Matej Kus |
Vhodni atenuator in izhodni ojačevalnik za merilno ploščo STEMlabProgramirljiva merilna plošča STEMlab vsebuje hitre analogne vhode in izhode. Programska oprema omogoča dvokanalni zajem, prikaz, analizo in generiranje signalov v širokem frekvenčnem razponu. Razvijte vhodni atenuator in izhodni ojačevalnik za povečanje napetostnega razpona analognih signalov na plošči STEMlab. Predlagajte vezja s podobnimi vhodnimi specifikacijami kot osciloskopi. Naredite teoretično analizo, simulacije vezij in preizkus izdelanih prototipov. | Marko Puklavec |
- 2023
Simulacija stikalnega pretvornika napetosti z regulatorjemPreučite zgradbo in delovanje stikalnih pretvornikov za zniževanje napetosti in regulatorjev. Naredite model pretvornika v orodjih Matlab in Simulink. Pretvorniku dodajte model regulatorja PID, določite njegove parametre in prikažite delovanje sistema na simulaciji. Predstavite možnosti izvedbe reguliranega pretvornika z analognimi in digitalnimi vezji. | Elvis Preskar |
Uporaba igre za odkrivanje elektrotehniških pojavovPoznavanje elektrotehnike je pomembno, saj nam koristi pri mnogih področjih vsakdanjega življenja. Dnevno se kot uporabniki srečujemo s številnimi napravami, ki za svoje delovanje izkoriščajo osnovne elektrotehniške in fizikalne pojave. Namen diplomskega dela je, da te pojave predstavi laični javnosti na varen, dostopen, igriv in domiseln način. Zasnujte in izdelajte napravo, ki bo uporabnika spodbudila k samostojnemu raziskovanju električnih pojavov. Naprava naj bo razdeljena na več sklopov, v katerih se uporabnik spozna s principi upornosti, kapacitivnosti, induktivnosti in elektromagnetike. Pri zasnovi in izdelavi izdelka bodite pozorni, da bo uporabniška izkušnja zabavna in prijetna, uporabniku pa naj poleg niza izzivov določi tudi cilj, ki ga mora doseči. | Ažbe Kavčič |
Visokonivojska sinteza vezij za obdelavo video signala na programirljivih napravahPreučite algoritme obdelave digitalnih slik, ki so primerni za obdelavo video signala v programirljivem vezju. Napišite kodo in preizkusite delovanje v programskem jeziku C++, nato pa zasnujte komponente digitalnega vezja z orodjem za visokonivojsko sintezo vezij. Preučite programirljive digitalne sisteme Zynq proizvajalca Xilinx in izdelajte sistem za obdelavo in prikaz video slike. Demonstrirajte delovanje algoritmov obdelave slik na razvojni plošči. | Tilen Babnik |
Implementacija nizko-kompleksnega algoritma za brezizgubno kompresijo slik na FPGAIndustrijske kamere za nadzor kakovosti izdelkov z visoko ločljivostjo generirajo veliko količino podatkov, kar predstavlja težavo pri prenosu in shranjevanju. Brezigubna kompresija slike zmanjša količino podatkov in omogoča rekonstrukcijo slik brez napak. Preučite algoritme za brezizgubno kompresijo digitalnih slik, ki iz podatkov odstranijo barvno in prostorsko redundanco. Razvijte algoritem za kompresijo slikovnih podatkov iz barvnega senzorja v Bayerjvem vzorcu. Uporabite Goulomb-Rice kodiranje z dinamično spremenljivim parametrom. Raziščite vpliv parametra na kompresijsko razmerje in poiščite njegovo idealno vrednost. Algoritem pretvorite v obliko, primerno za vzporedno implementacijo na vezju FPGA. S simulacijo potrdite pravilnost modela vezja v jeziku VHDL. Somentor: dr. Aleš Gorkič, v sodelovanju s podjetjem Optomotive d.o.o. | Žan Regoršek |
Načrtovanje digitalnih vezij z visokonivojsko sintezoVisokonivojska sinteza digitalnih vezij se uporablja za učinkovito načrtovanje kompleksnih digitalnih vezij, ki jih opišemo s funkcijo v programskem jeziku. Preučite sintezno orodje Vivado HLS proizvajalca AMD-Xilinx. Razvijte vezje za zaznavanje robov na digitalnih slikah in grafično enoto preprostega osciloskopa. Delovanje vezij preverite z demonstracijskimi projekti na razvojnih ploščah. Ocenite zahtevnost načrtovanja vezij in zanesljivost podatkov v poročilih orodja za visokonivojsko sintezo. | Andraž Šuligoj |
Blokovni diagram za digitalno obdelavo signalov na razvojni plošči STEMlabSTEMlab je merilna plošča podjetja Red Pitaya, na kateri lahko razvijamo strojne in programske komponente za digitalno obdelavo signalov. Za strojne komponente v programirljivem vezju FPGA je na voljo nekaj odprtokodnih projektov, ki so opisani v jeziku Verilog. Projekte prevajamo z orodjem Vivado, v katerem je povezava na procesor narejena z blokovnim diagramom. Preuredite projekt Classic tako, da bodo vse glavne komponente povezane z blokovnim diagramom. Demonstrirajte uporabo projekta v učne namene za razvoj in preizkušanje lastnih komponent digitalne obdelave signalov na plošči STEMlab. | Jernej Goropečnik |
Sistem za avtomatski optični pregled tiskanih vezijIzdelava tiskanih vezij vključuje polaganje in spajkanje elektronskih komponent, ki je avtomatizirano tudi za manjše količine prototipnih vezij. Sistem za avtomatski optični pregled tiskanih vezij omogoča kontrolo procesa z uporabo kamere in računalniškega vida. Razvijte poceni sistem za avtomatski optični pregled tiskanih vezij s platformo Raspberry Pi, video kamero in osvetlitveno enoto. Napišite programsko opremo za zaznavanje robov tiskanega vezja in položaja komponent na vezju. Sistem naj bo sposoben zaznati napake pri postavitvi površinsko montiranih uporov, tuljav in kondenzatorjev. | Aljaž Zadravec |
Regulacijska elektronika za grelnik katalizatorjaGrelnik katalizatorja dizelskih pogonov, ki je nameščen v izpušnem sistemu, omogoča zmanjšanje škodljivih izpustov. Razvijte elektronsko vezje za regulacijo in nadzor grelnika katalizatorja lahkih dostavnih vozil. Regulator naj bo z vmesnikom CAN povezan z računalnikom v vozilu. Za izhodišče uporabite prototip regulatorja manjše moči, ki ga ustrezno nadgradite. Izdelajte tiskano vezje, opravite meritve in testiranje novega prototipa. V sodelovanju s podjetjem Hidria - Advancetec | Tilen Tinta |
Ocenjevanje zmogljivosti akumulatorjev za uporabo v letalih na električni pogonDanes je letenje z letali vse bolj dostopno, razširjenost letalskega prometa pa zaradi emisij ogljikovega dioksida in hrupa negativno vpliva na okolje. Tako kot ostale panoge, se posledično tudi letalstvo intenzivno usmerja k trajnostnemu delovanju. Eno izmed možnih rešitev predstavlja razvoj in uporaba električnih letal, pri katerih električni motorji za svoje delovanje porabljajo energijo, shranjeno v akumulatorjih. Opišite zgradbo in delovanje litij-ionskih baterij. Predstavite postopek karakterizacije litij-ionskih baterij in zasnovo simulacijskega modela baterije. Izvedite meritve baterij pri različnih pogojih polnjenja in praznjenja, in določite parametre modela. Predlagani model baterije ovrednotite eksperimentalno z meritvami. Analizirajte tudi vpliv starosti litij-ionskih baterij in določite stanje iztrošenosti akumulatorja. V sodelovanju s podjetjem Pipistrel Vertical Solutions, d.o.o. | Gabrijel Juriševič |
Sistem HILSimulacija HIL (angl. Hardware In the Loop) je tehnika, ki jo uporabljamo v fazi razvoja za zanesljivo ovrednotenje delovanja kompleksnih vgrajenih sistemov. Glavni namen simulacije HIL je časovno-dinamična emulacija različnih senzorjev in aktuatorjev, ki so priklopljeni na testirano napravo oziroma sistem. Simulator HIL prek meritev električnih veličin spremlja, kako se testirana naprava odziva in na podlagi tehničnih zahtev ugotavlja pravilnost delovanja. V primeru napačnega odzivanja je potrebno ugotovljene pomanjkljivosti odpraviti v naslednji iteraciji razvoja. Simulacije HIL so še posebej pomembne v avtomobilski in letalski industriji, kjer je človeška varnost odvisna od zanesljivosti posameznih vgrajenih sistemov. Zasnujte in izdelajte sistem HIL, ki bo podpiral statično in dinamično preverjanje delovanja. Sistem HIL naj vsebuje vhodno-izhodne enote, ki bodo omogočale merjenje električne napetosti in toka, zaznavanje digitalnih nivojev električne napetosti, merjenje frekvence in delovnega cikla signala, simulacijo električnega bremena, aktuatorja, senzorja, stikala in tipk, prekinjene povezave, kratkega stika in močnostnega električnega stikala. Uporabite razvojno ploščo STM32 Nucleo-F334R8, na kateri se nahaja mikrokrmilnik STM32F334R8 proizvajalca ST. Kot grafični uporabniški vmesnik uporabite preprost alfanumerični prikazovalnik LCD, ki ga lahko uporabnik upravlja s štirimi tipkami. Načrtajte in izdelajte tiskano vezje, napišite programsko kodo in preverite delovanje izdelanega sistema HIL. V sodelovanju s podjetjem HELLA Saturnus Slovenija, d.o.o. | Tadej Bonin |
Elektronski modul za dvožično napajanje in komunikacijo s senzorjiV svetu avtomatizacije in robotike igrajo senzorji ključno vlogo pri zbiranju informacij o trenutnem stanju v okolju in procesih, kar omogoča boljšo odzivnost in zmogljivost sistemov. Zaradi same kompleksnosti robotskih sklepov in osi narašča potreba po enostavnih in zanesljivih povezavah med njimi. Glede na to, da za delovanje senzorjev in komunikacijo z njimi tipično potrebujemo večje število vodnikov, se na trgu pojavljajo rešitve, ki zmanjšajo skupno število vodnikov na le dva. Preglejte trenutno stanje na tržišču in zasnujte elektronski modul za dvožično napajanje in komunikacijo s senzorji. Uporabite 8-bitni mikrokrmilnik EFM8BB52 proizvajalca Silicon Labs. Opišite potek razvoja modula in izbor posameznih komponent. Pri opisu se osredotočite na delovanje in izvedbo napajanja in komunikacije. Preizkusite delovanje elektronskega modula in kritično ovrednotite njegovo funkcionalnost. V sodelovanju s podjetjem RLS Merilna tehnika, d.o.o. | Jakob Rupar |
Zasnova in izdelava elektronskega vezja za digitalno komunikacijo z brezpilotnim letalnikomTehnološki napredek je pustil svoj odtis tudi pri razvoju in uporabi brezpilotnih zračnih plovil, kjer se prepletajo znanja številnih znanstvenih in strokovnih ved. Na komercialnem področju je njihova uporaba najbolj razširjena pri medijski produkciji, pripravi ter posodabljanju zemljevidov in geodetskih načrtov, za ogled pridelkov na kmetijskih površinah, uporabljajo pa se tudi že za dostavo pošiljk. Brezpilotni letalnik je najpogosteje voden avtomatsko z avtopilotom, možno pa je tudi ročno vodenje prek zemeljske upravljalne postaje, ki je z letalom povezana prek namenske komunikacijske povezave. Zasnujte in izdelajte elektronsko vezja za digitalno komunikacijo, ki bo vgrajeno v manjši brezpilotni letalnik. Za komunikacijo z letalnikom uporabite digitalni radijski modul proizvajalca Microhard. Opišite uporabljene elektronske komponente ter zasnovo in izdelavo elektronskega vezja. Predstavite teoretične izračune in s testnimi poleti izvedite meritve kakovosti komunikacije med letalnikom in zemeljsko upravljalno postajo v odvisnosti od njune razdalje. V sodelovanju s podjetjem C-Astral, d.o.o. | Alen Novak |
Zasnova in izdelava elektronskega sistema za krmiljenje enosmernih motorjevAvtomobilska industrija ima pomembno vlogo pri razvoju svetovnega gospodarstva. Je pomembna samostojna gospodarska panoga, ki zaposluje milijone ljudi po svetu. Zaradi najnovejših tehnoloških rešitev, ki zagotavljajo bolj ekonomičen, okolju prijazen in varen prevoz, ter multiplikativnih učinkov, ki jih panoga prinaša, se morajo podjetja neprestano prilagajati in slediti trendom. Zasnujte in izdelajte modularni elektronski sistem, ki bo lahko sledil novim standardom v avtomobilski industriji. Elektronski sistem naj bo sestavljen iz več manjših podsistemov. Opišite delovanje uporabljenih komponent, izvedite simulacijo v okolju LTSpice, načrtajte in izdelajte tiskano vezje v okolju Altium Designer in napišite programsko opremo v programu STM32CubeMX za mikrokrmilnik iz družine STM32G4 proizvajalca ST. Preizkusite delovanje izdelanega elektronskega sistema pri krmiljenju enosmernih motorjev za aplikacije v avtomobilski industriji. V sodelovanju s podjetjem Iskra Mehanizmi, d.o.o. | Andraž Šifrer |
Razvoj stikalnega pretvornika navzdol za uporabo v avtomobilski industrijiAvtomobilska industrija ima zelo stroge zahteve glede elektromagnetnega sevanja, ki ga lahko generirajo elektronska vezja. Limitne vrednosti so določene s standardi in normativi, produkti pa morajo izpolnjevati tudi kupčeve zahteve. Raziščite možne rešitve za razvoj in izdelavo stikalnega pretvornika navzdol za uporabo v avtomobilski industriji. Stikalni pretvorniki so lahko zelo problematični z vidika elektromagnetnega sevanja, saj pri njihovem delovanju prihaja do hitrih sprememb toka in napetosti, kar lahko inducira močna elektromagnetna polja. Zasnujte in izdelajte več verzij stikalnega pretvornika navzdol. Načrtana in izdelana vezja evalvirajte v laboratoriju EMC. Izmerite elektromagnetno sevanje in kritično ovrednotite izdelana elektronska vezja stikalnega pretvornika navzdol. V sodelovanju s podjetjem HELLA Saturnus Slovenija, d.o.o. | Luka Mlakar |
Zasnova in izdelava matične plošče avtomatske testne naprave za krmilnik motorjaZasnujte in izdelajte matično ploščo za testno napravo, ki bo avtomatizirala testiranje krmilnika motorja, ki se je do sedaj izvajalo ročno. Namen matične plošče je združiti vse potrebne merilne inštrumente, napajalnike in signale iz krmilnika motorja. Glavna naloga matične plošče je avtomatsko preklapljanje faznih signalov za krmiljenje med motorji, ki jih krmilnik motorja podpira. Kot glavni komponenti pri izdelavi matične plošče uporabite računalnik na eni plošči Raspberry Pi RPI4-MODBP-4GB in 32-bitni mikrokrmilnik STM32G0B1KET6N proizvajalca ST. Načrtajte in izdelajte tiskano vezje, napišite programsko kodo in preverite delovanje izdelane testne naprave. V sodelovanju s podjetjem RLS Merilna tehnika, d.o.o. | Matej Mohorčič |
Sistem za zajem podatkov z vezjem FPGASistematično zbiranje podatkov z različnih merilnih in senzorskih sistemov je pomembno za analizo, nadzor, nadaljnjo obdelavo, izboljšave in ugotavljanje morebitnih napak pri delovanju merjenca. Vmesnik med merilnim sistemom in uporabnikom imenujemo sistem za zbiranje podatkov (angl. Data Acquisition System, DAQ). Cilj magistrskega dela je programirati vezje FPGA na že izdelanem tiskanem vezju z namenom zbiranja podatkov o delovanju vodikovih gorivnih celic. Zasnujte program za vezje FPGA proizvajalca Lattice za hkraten zajem 9 fizikalnih količin, krmiljenje pretvornikov AD in shranjevanje pridobljenih podatkov v digitalni obliki. Napišite tudi program za prenos in shranjevanje podatkov na osebnem računalniku prek povezave USB. Program za vezje FPGA napišite modularno v jeziku Verilog. Delovanje sistema za zbiranje podatkov preverite s testnimi signali različnih oblik in frekvenc. V sodelovanju z Inštitutom Jožef Stefan. | Žan Gorenc |
Elektronski sistem za zaznavanje ovirDanes se ljudje na počitnice odpravljajo z vse večjimi vozili in z veliko prtljage. Na cestah opazimo vozila s strešnimi kovčki in kolesi na strešnih nosilcih. V povezavi s tem prihaja tudi do številnih nezgod z večjo premoženjsko škodo. Njihov najpogostejši vzrok je, da vozniki enostavno pozabijo, kaj prevažajo na strehi vozila in se posledično zaletijo v nizko oviro. Zasnujte in izdelajte elektronski sistem za zaznavanje ovir nad vozilom. Naprava naj voznika v potniški kabini opozarja z opozorilnimi zvočnimi signali. Opišite zasnovo vezja, uporabljene komponente, elektronski sistem in programsko kodo, ki ste jo napisali. Delovanje sistema preverite v resničnem okolju. | Jošt Duša |
Sistem za razpoznavo registrskih tablic na platformi Raspberry PiNa javnih parkiriščih se vse pogosteje uporabljajo sistemi za razpoznavo registrskih tablic, kjer namesto klasičnega odpiranja parkirnih zapornic z lističem raje identificiramo avtomobile prek njihovih registrskih tablic. Z namenom širše uporabe v domačem okolju, raziščite možnost poenostavitve in posledično pocenitve tovrstnih sistemov. Zasnujte in izdelajte elektronski sistem za razpoznavo avtomobilskih registrskih tablic, ki temelji na platformi Raspberry Pi 4. Za zaznavo lokacije registrskih tablic na slikah avtomobilov uporabite model nevronskih mrež SSD MobileNet V2 FPNLite 320x320, za katerega izdelajte lastno učno množico in ga naučite razpoznavati slovenske registrske tablice. Obrezano sliko, ki vsebuje samo registrsko tablico, s postopki obdelave slik obdelajte in pripravite za postopek optičnega razpoznavanja znakov, ki je izveden s pomočjo knjižnice Pytesseract. Predstavite rezultate delovanja elektronskega sistema in možnost integracije na obstoječemu sistemu dvoriščnih vrat. | Jure Rebernik |
Zasnova in izvedba komunikacije M-Bus pri vhodno-izhodnem modulu pametnih števcevElektronske števce, ki omogočajo komunikacijo med števcem in distributerjem na daljavo ter posledično samodejno odčitavanje, imenujemo pametni števci. Ti števci dandanes niso več uporabljeni samo za merjenje električne energije, ampak postajajo osrednja naprava za zajem in pošiljanje podatkov tudi z drugih merilnih naprav. Takšen števec mora podpirati različne komunikacijske tehnologije. Zasnujte in izdelajte komunikacijski del vhodno-izhodnega modula pametnih števcev družine IE.x. Uporabite standardno žično komunikacijo M-Bus (Meter-Bus), ki jo določa evropski standard EN 13757-2. Opišite komunikacijo M-Bus, načrtovanje in izvedbo stikalnega regulatorja, in sprejemnega ter oddajnega dela komunikacije. Načrtajte tiskano vezje in predstavite rezultate delovanja. V sodelovanju s podjetjem Iskraemeco, d.d. | Miha Skalar |
Zasnova in izvedba elektronskega sistema za krmiljenje ventilatorjev ogrevalne tehnikeZasnujte in izdelajte elektronski sistem, ki bo vgrajen v napravo za preizkušanje in merjenje karakteristik ventilatorjev. Glavni del sistema predstavlja mikrokrmilnik, ki krmili ostale komponente sistema in omogoča komunikacijo s krmilnim sistemom proizvajalca Siemens. Sistem naj poleg avtomatskega krmiljenja omogoča tudi ročno nastavitev vseh parametrov. Pri zasnovi sistema bodite pozorni na nizko ceno izdelave, visoko hitrost in zanesljivost delovanja, sporočanje napak prek komunikacije RS-232 in možnost krmiljenja vseh ventilatorjev prek enega priključka. V sodelovanju s podjetjem ebm-papst Slovenija, d.o.o. | Gregor Lekšan |
- 2022
Razvoj enostavnega krmilnika za polnjenje električnih avtomobilovRazvijte preprosto polnilnico za električna vozila. Opišite izbiro standarda, po katerem bo narejena, priključek za polnjenje vozila, kontrolno logiko ter ostale elemente, ki so potrebni za izdelavo polnilnice. Pravilno delovanje krmilnika potrdite s simulacijami v okolju SPICE in CubeIDE, izdelajte prototip krmilnika in ga testirajte tako s standardnim testerjem kot tudi pri polnjenju električnega vozila. | Matej Blagšič |
Elektronsko vezje za analizo delovanja pulzno krmiljenih svetlobnih virovPri načrtovanju vezij z uporabo optoelektronskih detektorjev svetlobe se je potrebno zavedati omejitev že v samem detektorju, ki nam velikokrat predstavlja največjo omejitev pri hitrosti in integriteti signala. Pri visokofrekvenčnih signalih in višjih ojačanjih je potrebno z dodatnimi pristopi pohitriti in stabilizirati signal ter znižati šum in neželeni napetostni odmik. Za analizo svetlobnih signalov s pomočjo različnih izboljšav načrtajte in izdelajte hitri nizkocenovni ojačevalnik signala z nastavljivim ojačanjem in prožilnikom, ki ga enostavno priključite na osciloskop. V sodelovanju s podjetjem HELLA Saturnus Slovenija, d.o.o. | Maxi Žugelj |
Ojačevalnik za kontrolo tokovnih kleščTokovne klešče so merilna naprava, ki nam omogoča merjenje električnega toka brez prekinitve tokokroga. Meritev je brezstična, saj s kleščami, ki imajo jedro sestavljeno iz dveh polkrogov, obkrožimo vodnik. Zasnujte in izdelajte ojačevalnik za ugotavljanje pravilnosti delovanja tokovnih klešč. Ojačevalnik mora biti enostaven za uporabo in ob tem izpolnjevati zahteve po natančnosti in linearnosti ojačanja. Opišite celoten postopek zasnove in izdelave ojačevalnika. Delovanje ojačevalnika preverite s testnimi meritvami v kalibracijskem laboratoriju. V sodelovanju s podjetjem Metrel, d.o.o. | Andraž Petkovšek |
Pomnilniški vmesnik za pomnilnik DDR3 SDRAM v vezju FPGA Xilinx serije 7Zaradi visokih kapacitet pomnilnika, hitrega prenosa podatkov in nizke cene se danes v računalniških sistemih uporabljajo predvsem pomnilniki, ki temeljijo na tehnologiji DDR SDRAM. Ti pomnilniki so največkrat osnovni gradnik tudi pri vgrajenih sistemih, ki so zasnovani okrog programirljivih vezij FPGA. Za pravilno komunikacijo med vezjem FPGA in pomnilnikom DDR SDRAM je potreben ustrezen pomnilniški vmesnik. V jeziku HDL zasnujte in izdelajte pomnilniški vmesnik za pomnilnik DDR3 SDRAM na vezju FPGA Xilinx serije 7. Opišite zgradbo in delovanje pomnilnika DDR3 SDRAM in programirljivega vezja FPGA Xilinx serije 7. Podrobneje predstavite zasnovo pomnilniškega vmesnika, njegovo izvedbo in testiranje na razvojni plošči Arty S7-50 proizvajalca Digilent s programirljivim vezjem FPGA Xilinx Spartan 7 in pomnilnikom x16 DDR3L SDRAM kapacitete 2 Gbita. Somentor: as. mag. Damjan Zadnik | Jari Beguš |
Programska rešitev za projektno vodenjeProces vodenja projektov v industriji izvajamo učinkovito z namenskimi računalniškimi orodji. Izbiramo lahko med splošnimi rešitvami in programsko opremo, ki je prilagojena podjetju. Preučite proces vodenja projektov v izbranem podjetju in razvijte programsko rešitev za projektno vodenje v obliki spletne aplikacije. Poiščite najprimernejše programske rešitve za podporo v vseh fazah razvoja projekta. Naredite podatkovno bazo in uporabniške vmesnike ter preizkusite programsko rešitev v praksi. V sodelovanju s podjetjem Lipro d.o.o., Dekani | Vid Miklavčič |
Integracija naprav v distribuiran krmilni sistem linearnega pospeševalnikaPospeševalniki delcev so zapleteni elektronski sistemi, sestavljeni iz podsistemov, ki skrbijo za vir in pospeševanje delcev, krmiljenje magnetov in diagnostiko. Krmilni sistem pospeševalnikov temelji na odprtokodni programski opremi za eksperimentalno fiziko in industrijske krmilne sisteme imenovani EPICS. Preučite programsko opremo EPICS in naredite integracijo naprav za merjenje temperature, moči snopa pospešenih delcev in krmiljenje klistrona v krmilni sistem pospeševalnika. Naredite zasnovo integracije glede na uporabniške zahteve ter razvijte aplikacije in grafične vmesnike za operaterje. Preizkusite programsko opremo na simulatorjih in pravih napravah. V sodelovanju s podjetjem CosyLab d.d., Ljubljana | Gašper Trebše |
Demonstracijski generator zvočnih signalov na merilni plošči STEMlabPreučite delovanje in uporabo merilne plošče STEMlab s programirljivim vezjem na kateri lahko razvijamo strojne in programske komponente za digitalno obdelavo signalov. Predstavite možnosti uporabe merilne plošče z zvočnim vmesnikom za preizkušanje algoritmov digitalnega generiranja in obdelave zvoka. Naredite elektronsko vezje vmesnika za eksperimentiranje z zvočnimi signali. Uporabite digitalni generator tonov in razvijte demonstracijsko programsko opremo, ki bere serijsko tipkovnico in nastavlja generator. | Tilen Rozman |
Razvoj polnilnih celic za integrirana vezjaV postopku načrtovanja integriranih vezij uporabljamo celice iz knjižnice za izbrano tehnologijo. Med postavljenimi celicami nastanejo prazni prostori, ki jih lahko zapolnijo celice z rezervnimi komponentami. Razvijte polnilne celice v tehnologiji 180 nm proizvajalca TSMC. Celice naj sestavljajo tranzistorji, kot rezervne komponente in kondenzatorji za zmanjševanje šuma v vezju. Naredite simulacijo in parametrizacijo izdelanih celic. V sodelovanju s podjetjem Renishaw tehnični inženiring, d.o.o. | Viktorija Jankulovska |
Analogno-digitalna razširitvena plošča za programirljiva vezjaV programirljivem vezju lahko implementiramo algoritme za obdelavo digitalnih signalov, za analogne signale pa potrebujemo vmesnik z ustreznimi pretvorniki. Preučite periferne komponente razvojnih plošč z vezjem FPGA in razširitvene priključke. Preglejte analogno-digitalne in digitalno-analogne pretvornike z zaporednim vmesnikom za obdelavo signalov s frekvencami do 1 MHz. Narišite shemo razširitvene plošče s priključkom PMOD, naredite tiskano vezje in v jeziku VHDL razvijte logiko za demonstracijo delovanja. | Rok Bunderšek |
Modeliranje in simulacija aktivne CMOS sklopljene tuljaveIzdelajte model aktivne sklopljene tuljave izdelane v CMOS tehnologiji. Tuljava naj bo primerna za uporabo v vezavi dušilke za filtriranje simetričnih motenj na diferencialnih komunikacijskih linijah. Analizirajte osnovne vezave planarnih tuljav ter aktivnih integriranih tuljav. Izberite ustrezen CMOS ojačevalnik in izdelajte model, ki bo uporaben za simulacije v programskem paketu Cadence. V sodelovanju s podjetjem Renishaw tehnični inženiring, d.o.o. | Nejc Klanjšček |
Programski vmesnik za zajem parametrov mobilnega omrežjaIzdelajte programski vmesnik, ki bo omogočal pregled in nadzor nad parametri mobilnih omrežij, nastavitvami usmernikov ipd. Namenjen naj bo usmerniku FritzBox na strojni opremi Raspberry Pi in vizualizacijski platformi Grafana. Grafični vmesnik naj bo enostaven in naj operaterju omogoča hiter vpogled v parametre, kar bo pohitrilo pomoč uporabnikom. V sodelovanju s podjetjem INTERNET INSTITUTE, d.o.o. | Rok Ušaj |
Ocena kota prihoda signala z uporabo tehnologije Bluetooth Low Energy in poljem antenRazvijte sistem za zaznavo kota prihoda objekta na osnovi BLE tehnologije. Sprejemnik naj ima polje anten razporejenih na ustreznem tiskanem vezju, ki vsebuje tudi vse potrebne elektronske elemente. Upoštevajte zakasnitve poti signalov iz posameznih anten ter vpliv vmesnih elektronskih elementov. Za obdelavo prejetih signalov uporabite ustrezen mikroprocesor, ki vsebuje BLE modul z možnostjo zaznave kota prihoda. Za določitev kota razvijte algoritem v programskem jeziku C. Izvedite meritve sistema ter ocenite točnost zaznanega kota. V sodelovanju z inštitutom Jožef Stefan | Aleš Simončič |
Rekonstrukcija pristajalno - napajalne ploščadi za kvadkopterjeNa podlagi že obstoječih ploščadi za brezpilotne letalnike - kvadkopterje, načrtajte shemo in sestavite izpopolnjeno pristajalno-napajalno ploščad. Izberite primerne elektronske elemente, narišite električno shemo ter napišite računalniški program za uporabo in nadzor ploščadi. Vse sestavne dele ločeno testirajte, prav tako tudi celoto. Izpostavite glavne prednosti rekonstrukcije. V sodelovanju s podjetjem Dat Con, d.o.o. | Ian Marcel Pečar |
Zasnova primerjalnika CMOS z avtomatsko kalibracijoPrimerjalnik je pomembna komponenta v vseh vrstah analogno-digitalnih pretvornikov. Ničelna napetost, ki je posledica toleranc pri procesu izdelave, in šum primerjalnika povzročata napake pri pretvorbah. Zasnujte, simulirajte in karakterizirajte vezje primerjalnika CMOS z avtomatsko kalibracijo za uporabo v analogno-digitalnem pretvorniku. V sodelovanju s podjetjem Renishaw tehnični inženiring, d.o.o. | Viljem Toškan |
Koncepti digitalnih filtrov za merjenje napetosti celic avtomobilskih baterijVeliko povpraševanje po električnih vozilih zahteva hitro načrtovanje in razvoj varnostnih meril, ki se uporabljajo pri razvoju njihovih komponent. Ena izmed takšnih funkcij, ki izboljšuje varnost električnega vozila, je merjenje napetosti z uporabo analogno-digitalnega pretvornika Delta-Sigma. Da bi se odčitki podatkov pravilno odzvali na dejansko stanje baterijskih celic, je potrebno določiti ustrezno metodo filtriranja signalov. V primeru, da zunanje filtriranje ni mogoče, obstaja alternativa, kjer se motnje zmanjšajo v fazi naknadne obdelave. Ker je sistem opredeljen kot digitalni sistem, je mogoče uporabiti bodisi izvedbo s končnim impulznim odzivom (FIR) ali neskončnim impulznim odzivom (IIR). Razvijte program, ki simulira obe metodi digitalnega filtriranja v fazi naknadne obdelave analogno-digitalnega pretvornika Delta-Sigma. Za izračune uporabite programsko in računalniško okolje MATLAB in program Simulink za izdelavo analogno-digitalnega pretvornika Delta-Sigma. Konstruirajte poenostavljen model s pomočjo MATLAB skripte, če v primeru modela Simulink ni mogoč zadosten čas izvedbe modela. Z grafičnim uporabniškim vmesnikom ustvarite delujočo aplikacijo, ki bo omogočala visoko mero konfiguracije modela. V sodelovanju s podjetjem Infineon Technologies Austria AG, Somentor: Christian Heiling | Luka Gačnik |
Izdelava signalnega generatorja na osnovi mikrokrmilnika STM32G061Zasnujte in izdelajte nizkocenovni signalni generator na osnovi mikrokrmilnika STM32G061 proizvajalca STMicroelectronics. Kot signalni generator uporabite digitalno-analogni pretvornik, integriran v mikrokrmilnik. Generator upravljajte s 3,5 palčnim ekranom na dotik, kjer lahko izbirate funkcije in nastavljate njihove parametre. Vezje naj vključuje rele, ki omogoča postavitev izhoda na visoko impedančno stanje. | Luka Kavčič |
Razvoj elektromotornega pogona za ventileZasnujte in izdelajte elektronski sistem elektromotornega pogona za ventile, kjer je potrebno na eni tiskanini združiti dvotočkovni in tritočkovni način krmiljenja, uporabiti koračni motor in optično zaznavo lege. Predstavite elemente prenapetostne zaščite, ki jih je zaradi varnosti potrebno uporabiti. Opišite napajalni sistem in koračni motor, ki poleg mikroprocesorja predstavljata ključen del elektromotornega pogona. Osredotočite se na razvoj elektromotornega pogona, kjer je potrebno na osnovi dosedanjih rešitev zasnovati in izdelati elektronski sistem na tiskanem vezju. Izvedite testne meritve in kritično ovrednotite delovanje sistema. V sodelovanje s podjetjem Danfoss Trata, d.o.o. | Žan Resnik |
Emulator in servisna aplikacija za programirljivi logični krmilnikProgramirljivi logični krmilniki (PLK) so industrijski računalniki, ki so vgrajeni v stroje, proizvodne linije in robotske naprave. Pri razvoju naprav z elektromotornim pogonom, kot so potniške stopnice, uporabljajo podjetja krmilnike različnih proizvajalcev in generacij. Naredite emulator perifernih enot za lažje uvajanje nove generacije PLK v proizvodni proces. Emulator projektirajte tako, da bo vseboval zadostno število vhodov in izhodov tudi za največje naprave v katere bo vgrajen nov PLK. Delovanje emulatorja preverite s testnim programom in diagnostičnim orodjem. Razvijte servisno aplikacijo, ki omogoča upravljanje potniške stopnice z mobilnim telefonom. V sodelovanje s podjetjem Tips, d.o.o. | Aleksander Hictaler |
Znakovni terminal za mikroprocesorje v vezju FPGAZnakovni terminal prikazuje izhod iz mikroprocesorskih naprav v obliki besedila. Terminal je fizična naprava ali pa v obliki računalniškega programa. Mikroprocesorje vsebujejo tudi sodobna programirljiva vezja FPGA, v katerih razvijamo lastne digitalne vmesnike. V jeziku VHDL zasnujte vmesnik, ki deluje kot znakovni terminal z izhodom za računalniški monitor. Vmesnik naj sprejema znakovne kode, jih pretvarja v grafično obliko in prenese na monitor s priključkom VGA. Dodajte tudi dekodiranje ubežnih sekvenc za nastavitev prikaza. Delovanje terminala preizkusite s simulacijo in implementacijo na razvojnih ploščah z vezjem FPGA. | Metod Langus |
Razvoj in detekcija pametne QR kodeRazvijte pametno QR kodo, ki ji poleg osnovne informacije o izdelku dodate novo informacijo o temperaturnem parametru izdelka. Temperaturno območje, kjer se je izdelek gibal, naj bo zaznano preko spremembe odtenka določene barve. Razvijte tudi bralnik QR kode, ki bo QR kodo prebral, ugotovil, za kateri izdelek gre, ter podal informacijo o barvi. Informacija naj bo prikazana na zaslonu bralnika, prav tako pa naj se prenese v podatkovno bazo, kjer se lahko nadalje uporabi.
V sodelovanju s podjetjem MyCol, d.o.o | Rok Hrovat |
Razvoj aplikacije za izračun zanesljivosti elektronskih vezijRazvijte računalniško aplikacijo, ki na podlagi vnosa elektronskih komponent, njihovih lastnosti in njihove izpostavljenosti stresnim parametrom, izračuna pričakovano življenjsko dobo vezja ter ugotovi, kateri je najbolj kritičen element v vezju. Model izračuna naj ustreza standardu IEC 61709. Delovanje izračuna naj se predstavi na vsaj enem realnem elektronskem vezju. V sodelovanju s podjetjem MAHLE Electric Drives Slovenija, d.o.o. | Jan Kerševan |
Implementacija procesorja RISC V na programirljivem vezjuOdprta arhitektura procesorjev RISC V je zelo zanimiva za izdelavo novih mikrokrmilnikov in tudi za uporabo v programirljivih vezjih. Na spletu obstaja veliko izvedb in prosto dostopnih modelov procesorja, ki so prilagojeni za vključitev v digitalni sistem na programirljivem vezju. Preučite procesorje RISC V in poiščite model procesorja v jeziku VHDL ali Verilog. Procesorju dodajte periferne enote in ga preizkusite na eni izmed razvojnih plošč s programirljivim vezjem FPGA. | Matej Poljanšek |
Vmesnik za videokamero na razvojni plošči MiniZedRazvojna plošča MiniZed vsebuje sistem na integriranem vezju s procesorjem ter programirljivo logiko za izvedbo vmesnikov in vezij za obdelavo hitrih signalov. Preučite uporabo razvojne plošče MiniZed za zajem in obdelavo video signala. Uporabite slikovni senzor OV7670 z vzporednim video vmesnikom in zaporednim vmesnikom za nastavljanje registrov. Priklopite senzor na razvojno ploščo in razvijte digitalni sistem za prenos video signala na monitor. Uporabite procesor za nastavljanje načina delovanja kamere. V jeziku VHDL opišite digitalno vezje za zajem, obdelavo in prikaz slike na monitorju z vmesnikom VGA. Preizkusite delovanje na razvojni plošči. | Jurij Starman |
Zasnova in izdelava modula za generiranje napetostnih rampZasnujte in izdelajte razširitveni modul za razvojno ploščo STM32 Nucleo-64, katerega namen je generiranje napetostnih ramp glede na parametre, določene s strani uporabnika. Generiranje napetostnih ramp služi kot simulacija vklopnih testov za merilnike pomika. Modul naj bo sestavljen iz močnostnega operacijskega ojačevalnika, izhodnih priključkov, čipa za merjenje toka in DC-pretvornika. Delovanje modula preizkusite v resničnem okolju. V sodelovanje s podjetjem RLS Merilna tehnika, d.o.o. | Žiga Gazvoda |
Zasnova in izvedba emulatorja namenskega integriranega vezja MISZaradi velikega naraščanja avtomatizacije in robotike na skoraj vseh področjih industrije, je v velikem porastu tudi povpraševanje po robustnih in kakovostnih senzorjih. Med najpomembnejše senzorje spadajo senzorji pomika in zasuka. Vezje MIS temelji na Hallovih senzorjih, ki podatke o namagnetenosti obroča pretvarjajo v napetost, kar se pretvori v podatek o poziciji. Ker na delovanje vezja MIS vplivajo številni dejavniki, razvijte emulator, ki emulira njegovo delovanje. Emulator realizirajte na razvojni plošči Red Pitaya. Izvedite digitalno logiko v FPGA-delu in programsko kodo v procesorskem delu programirljivega vezja Zynq 7010 proizvajalca Xilinx. Delovanje emulatorja preverite v razvojnem okolju in kritično ocenite njegovo delovanje. V sodelovanje s podjetjem RLS Merilna tehnika, d.o.o. | Matija Hrušovar |
Razvoj krmilne elektronike testne gredi električnih pogonovLetalska panoga ima pomembno vlogo pri razvoju svetovnega gospodarstva. Zaradi najnovejših tehnoloških rešitev, ki zagotavljajo bolj ekonomičen, okolju prijazen in varen letalski promet, ter multiplikativnih učinkov, ki jih panoga prinaša, je stalno pod drobnogledom javnosti. Nove tehnologije ponujajo letala, ki so veliko ugodnejša kot v preteklosti, obenem pa omogočajo enako ali višjo stopnjo varnosti. Primer takih letal so tudi električna letala, ki se vedno pogosteje uporabljajo v splošnem letalstvu. Opišite postopek izdelave elektronike, ki se uporablja na testni gredi električnih pogonov za certificirana električna letala Pipistrel Velis Electro. Elektronski sistem naj samostojno in za operaterja varno krmili testno gred električnih pogonov. Opišite posamezne dele vezja, njihove lastnosti in princip delovanja. Napišite programsko kodo za mikrokrmilnik in izdelajte elektronski sistem na tiskanem vezju. V sodelovanju s podjetjem Pipistrel Vertical Solutions, d.o.o. | Tilen Čeh |
Centralni sistem za upravljanje testnih baterij za električne pogone v letalskih aplikacijahLetalska panoga je ena izmed najbolj razvitih gospodarskih panog na svetu, saj postaja letenje vse bolj dostopno. V zadnjih nekaj desetletjih se je letalski promet močno povečal in posledično se je povečal tudi vpliv letalskega prometa na okolje zaradi emisij CO2 in hrupa. Tako kot ostale panoge, je tudi letalstvo danes vse bolj usmerjeno k trajnostnemu razvoju in delovanju. Eno izmed možnih rešitev nudi razvoj in uporaba električnih letal, pri katerih električni motorji za svoje delovanje porabljajo energijo, shranjeno v baterijskih modulih. Zasnujte in izdelajte krmilno elektroniko večjega baterijskega modula. Predstavite celoten baterijski modul in blokovno shemo glavnih delov tiskanega vezja. Opišite uporabljene komunikacijske protokole s poudarkom na komunikacijskem protokolu CAN in delovanje napetostnih pretvornikov s poudarkom na stikalnih napetostnih pretvornikih navzdol. Predstavite posamezne dele načrtovanega tiskanega vezja z vsemi pripadajočimi vezalnimi shemami in izvedbo tiskanega vezja v ciljni sistem. V sodelovanju s podjetjem Pipistrel Vertical Solutions, d.o.o. | Andraž Brožič |
- 2021
Zasnova in izvedba elektronskega sistema za upravljanje električne samokolniceOb vse večjem prizadevanju Evropske unije za zmanjšanje ogljikovih emisij in po izdanih smernicah za razvoj elektromobilnosti v Sloveniji, se čedalje več vozil ter pripomočkov usmerja v električni pogon, kar počasi, a vztrajno spreminja naš vsakdanji način dela in prevoza. Zasnujte in izdelajte elektronski sistem za vodenje in upravljanje električne samokolnice. Jedro elektronskega sistema predstavlja mikrokrmilnik, ki komunicira in upravlja z ostalimi moduli vezja. Izvedite meritve in preverite delovanje električne samokolnice v resničnih razmerah na terenu. | Mitja Sitar |
Razvoj naprave za preverjanje komunikacije in napajanja med električnim števcem in komunikacijskim modulomV procesu razvoja novih naprav je ključno hitro in enostavno testiranje njihovih sklopov. V podjetju se je pojavila potreba po namenski napravi za lažje testiranje komunikacije med električnim števcem in njegovim komunikacijskim modulom. Zasnujte in izdelajte elektronsko napravo za testiranje. Opišite razvoj naprave s poudarkom na zasnovi, izbiri komponent, programski opremi, izdelavi in preizkušanju naprave. Naprava, ki jo lahko krmilite preko mikroračunalnika Raspberry Pi ali osebnega računalnika, naj omogoča spremljanje ali spreminjanje komunikacije UART, spremljanje vrednosti napetosti in tokov, nastavljanje in spremljanje krmilnih signalov, in programiranje električnega števca. Opišite tudi programsko kodo, napisano v programskih jezikih Python in C, ki je ste jo uporabili za testiranje naprave. V sodelovanju s podjetjem Iskraemeco, d.d. | Matej Langus |
Prilagoditveno tiskano vezje za testiranje elektronskih sistemovZasnujte in izdelajte prilagoditveno tiskano vezje za testiranje kompleksnih elektronskih sistemov. Predstavite zasnovo tiskanega vezja, ki bo ustrezalo podanim zahtevam. Preverite delovanje tiskanega vezja in kritično analizirajte rezultate meritev. V sodelovanju s podjetjem iSYSTEM Labs, d.o.o. | Ciril Šivic |
Mozaičenje vgradnih ekranovPredstavite koncept prikazovanja večje slike, kjer posamezni ekrani prikazujejo del slike. Tak sistem je tudi v avli Fakultete za elektrotehniko UL, kjer 9 ekranov prikazuje eno večjo sliko. Manjši vgradni ekrani imajo različno ločljivost, zaradi česar ne moremo uporabiti komercialnih izdelkov, ki so pogosto namenjeni prikazu v standardni ločljivosti. Zasnujte in izdelajte sistem za mozaičenje vgradnih ekranov. Pri izvedbi uporabite razvojno ploščo Arty A7-35T s programirljivim vezjem iz družine Artix-7 proizvajalca Xilinx. Delovanje preverite na prototipnem sistemu, ki ga sestavljajo računalnik Aurora, razvojna plošča FPGA, tiskani vezji za vhodne in izhodne podatke, in dva ekrana na dotik. | Domen Gregorin |
Razvoj in izvedba komunikacijskega vmesnika med vodilom RS-485 in brezžično tehnologijo BluetoothV pametnem števcu električne energije je poleg merilnega in procesorskega dela pomemben tudi komunikacijski del, ki omogoča števcu konfiguracijo funkcionalnosti ter komunikacijo prek različnih komunikacijskih tehnologij. Pri razvojnem testiranju števca pogosto uporabljamo optično komunikacijo ali vodilo RS-485, kjer pa smo omejeni s postavitvijo sonde ali dolžino kabla. Zasnujte in izdelajte komunikacijski vmesnik med vodilom RS-485 in brezžično tehnologijo Bluetooth z namenom lažjega testiranja električnih števcev. Z izdelanim vmesnikom bo lahko električni števec oddaljen dlje od računalnika ali pa bo v fazi testiranja lahko zaprt v temperaturni komori. Uporabite mikrokrmilnik proizvajalca Nordic Semiconductor. Izberite in impedančno prilagodite anteno, narišite in izdelajte tiskano vezje, in predstavite rezultate delovanja vmesnika. V sodelovanju s podjetjem Iskraemeco, d.d. | Krištof Frelih |
Produkcijsko testiranje namenskega digitalnega integriranega vezjaTestiranje je eden najpomembnejših korakov pri izdelavi elektronskih vezij in sistemov. Kakršnakoli odstopanja pri tem koraku lahko privedejo do posledic, ki v najmanj blagi obliki zmanjšujejo ugled podjetja in zaupanje kupcev. Zasnujte in izdelajte elektronski sistem za velikoserijsko testiranje namenskega digitalnega integriranega vezja, ki bo z veliko zanesljivostjo odkrival morebitne napake pri njegovi izdelavi. Opišite po meri izdelano strojno in programsko opremo za izvajanje testa. Priložite tudi tehniško dokumentacijo strojne in programske opreme, in dokumentacijo testnega postopka. V sodelovanje s podjetjem Renishaw, d.o.o | Jan Pogačar |
Razširitveno vezje za razvojno ploščo MiniZedRazvojna plošča MiniZed je programirljiva platforma za prototipno izvedbo digitalnih sistemov. Vsebuje programirljivo vezje Xilinx Zynq in manjše število perifernih enot. Z dodatnimi perifernimi enotami omogočimo več načinov uporabe razvojne plošče v študijskem procesu. Razvijte razširitveno vezje s tipkami, stikali, svetlečimi diodami, zvočnikom in vmesnikom za računalniški monitor. Naredite strojne in programske komponente digitalnega sistema za demonstracijo delovanja razvojne plošče z razširitvenim vezjem. | Tomaž Hegedič |
- 2020
Avtomobilski sistemi AUTOSAR in njihovo razhroščevanjePreučite uporabo in razhroščevanje avtomobilskih vgrajenih sistemov z odprto programsko arhitekturo AUTOSAR. Preverite možnosti zajemanja podatkov za analizo delovanja opazovanih gradnikov sistema. Na demonstracijskem sistemu praktično preizkusite različne tehnike snemanja delovanja gradnikov in jih ovrednotite. Predstavite možnosti razširitve osnovnega sistema z dodajanjem gradnikov in povezavo dveh sistemov po omrežju CAN. V sodelovanje s podjetjem iSystem Labs, d.o.o | David Urh |
Zajem signalov z radiofrekvenčnim sistemom na integriranem vezjuRadiofrekvenčni sistemi na integriranem vezju (RFSoC) so namenjeni razvoju naprav za obdelavo signalov pri visokih frekvencah. Preučite RFSoC proizvajalca Xilinx, ki vsebuje hitre analogno-digitalne in digitalno-analogne pretvornike ter programirljivo logiko za obdelavo signalov. Razvijte testni digitalni sistem za zajem večjega bloka podatkov v pomnilnik programirljivega vezja in prenos na osebni računalnik. Delovanje sistema preizkusite na razvojni plošči Xilinx ZCU111. V sodelovanje s podjetjem Instrumentation Technologies, d.d. | Gregor Gobec |
Obdelava meritev detektorja žarka v sistemu za dostavo doze pri terapiji z delciPreučite delovanje detektorja žarka v sistemu za dostavo doze pri zdravljenju raka s hitrimi nabitimi delci. Razvijte digitalni sistem za izračun karakteristike žarka delcev in dostavljene doze na podlagi odčitkov detektorja. Naredite model logike za obdelavo podatkov v jeziku VHDL. Predstavite zgradbo logike, zahteve za posamezne module ter rezultate implementacije in preizkusov s testnimi strukturami. V sodelovanje z Inštitutom Jožef Stefan | Martin Davorin Kržišnik |
Pospeševanje množenja matrik z vezjem FPGA in razvojnim okoljem VitisZasnujte in izdelajte operacijo množenja matrik v vezju FPGA na razširitveni kartici PCI-e s programskim okoljem Vitis Unified Software Platform. S primerjavo zmogljivosti realiziranega sistema in obstoječih rešitev ovrednotite uporabnost programskega okolja za to aplikacijo. Izvedba sistema temelji na 16-bitni aritmetiki s fiksno vejico in podpira množenje matrik različnih velikosti vsaj do 1024 × 1024. Vhodni podatki operacije lahko vključujejo več parov matrik, katerih elementi so v pomnilniku zapisani v vrstnem redu vrstic in stolpcev. Izhodni podatki so zmnožki parov matrik in so zapisani v enakem vrstnem redu. V sodelovanje z Inštitutom Jožef Stefan, somentor doc. dr. Anton Biasizzo | Miloš Ljubotina |
Sistem za spremljanje okoljaZasnujte in izdelajte sistem za spremljanje okolja v laboratoriju podjetja Renishaw. Sistem izdelajte z merilnimi enotami, ki vsebujejo modul Wi-Fi in potrebne senzorje. Merilne enote zbirajo podatke in jih pošiljajo modulu Raspberry Pi za obdelavo in shranjevanje v bazo podatkov. Komunikacijo med merilnimi enotami in Raspberry Pi vzpostavite s protokolom MQTT. Grafični vmesnik sistema realizirajte z lokalno spletno stranjo na Raspberry Pi. Za programiranje uporabite programski jezik Python. V sodelovanje s podjetjem Renishaw, d.o.o. | Mirnesa Kovačević |
Optimizacija prenosov podatkov v bliskovni pomnilnik vgrajenih napravVgrajene mikroprocesorske naprave uporabljajo bliskovni pomnilnik za shranjevanje programske opreme in podatkov. Preučite delovanje programskega monitorja za upravljanje z osnovnimi operacijami bliskovnih pomnilnikov, ki je del razvojnega orodja winIDEA proizvajalca iSystem Labs. Izmerite čas zapisovanja podatkov v bliskovni pomnilnik pri različnih nastavitvah monitorja za nekaj izbranih mikrokrmilnikov. Razvijte programsko orodje, ki bo na podlagi meritev določilo optimalne nastavitve prenosa podatkov. V sodelovanje s podjetjem iSystem Labs, d.o.o | Matic Bolčina |
- 2019
Prototip scintilacijskega detektorja za merjenje uhajanja pri izolirani perfuziji udovRazvijte prototip prenosnega scintilacijskega detektorja za merjenje uhajanja radioaktivne snovi med postopkom zdravljenja rakavih obolenj. Naprava naj deluje kot prenosni spektrometer z možnostjo prikaza meritev na računalniku. Naredite analogni del s fotopomnoževalko, vezjem za zajem ter obdelavo impulzov in digitalni del naprave, ki iz vhodnih podatkov izračuna histogram in ga prenese na osebni računalnik. Zajem in sprotno obdelavo podatkov naredite na razvojni plošči Red Pitaya. V sodelovanje z Inštitutom Jožef Stefan | Domen Cvenkel |
Cevovod za obdelavo barvnih slik na hitri kameri z vezjem FPGARazvijte strojna jedra digitalnega vezja za obdelavo podatkov iz slikovnega senzorja na hitri kameri z vezjem FPGA. Jedra naj bodo povezana v cevovod za sprotno obdelavo slikovnih točk. Opisana naj bodo v obliki generičnih komponent v jeziku VHDL, ki se prilagodijo izbranemu monokromatskemu ali barvnemu senzorju. Obdelava zajema odpravljanje mrtvih točk, odpravljanje vzorcev in vinjetiranja na sliki, nastavljanje kontrasta in rekonstrukcijo barv. Vezja implementirajte na programirljivem vezju Zynq Ultrascale+. Predstavite doseženo hitrost obdelave in porabo virov. V sodelovanje s podjetjem Optomotive, d.o.o. | Bojan Faletič |
Zaporedno-vzporedni vmesnik med video kamero in razvojno ploščo FPGARazvijte vmesnik za priključitev digitalne kamere na razvojno ploščo s programirljivim vezjem FPGA. Vezje naj omogoča povezavo cenenih digitalnih kamer na programirljive razvojne plošče proizvajalca Digilent s priključki PMOD. Vmesnik naj pretvarja slikovne podatke iz kamere, ki prihajajo po zaporednem protokolu CSI, v vzporedne podatke in krmilne signale. Na vezju naj bo mikrokrmilnik za nastavljanje registrov kamere in parametrov pretvorbe. Naredite preizkusno vezje za zajem video podatkov in prikazovanje slike na računalniškem monitorju. | Marko Hudomalj |
Načrtovanje pametnega usmerjevalnika za komunikacijski protokol SpaceWireSpaceWire je komunikacijski protokol, ki se uporablja za prenos informacij med merilnimi in drugimi enotami satelita, kot so na primer senzorji z visoko hitrostjo prenosa podatkov, procesne, spominske in telemetrične podenote. Najbolj pogosto uporablja protokol SpaceWire Evropska vesoljska agencija pri izdelavi vesoljskih plovil. Protokol SpaceWire omogoča medsebojno komunikacijo enot s hitrostjo podatkov do 400 Mbps. Komercialni usmerjevalniki SpaceWire povežejo med seboj več satelitskih podsistemov in omogočajo komunikacijo med katerima koli dvema podsistemoma. Hkratno pošiljanje dveh podatkovnih paketov na isto destinacijo ni podprto. Zasnujte in izdelajte pametni usmerjevalnik za komunikacijski protokol SpaceWire, ki je primeren za izvedbo z vezji FPGA. Zasnujte prioritetno razvrščanje paketov v izogib izgubi podatkov v primeru, ko dve enoti hkrati pošiljata podatke. Zasnujte podporo za pošiljanje paketov, kar omogoča komunikacijo ena-na-več. Pripravite testno okolje za namen ovrednotenja tipičnih parametrov in različnih funkcij usmerjevalnika. V sodelovanju s TU München, somentor dr. Markus Plattner | Gašper Škvarč Božič |
Vmesnik za analizo in diagnozo analognih inkrementalnih dajalnikov pomika in zasukaRedna verifikacija delovanja dajalnikov položaja in hitro odkrivanje morebitnih napak sta izredno pomembni. Zasnujte in izdelajte elektronski sistem za analizo in diagnozo analognih inkrementalnih dajalnikov položaja in zasuka. Predstavite zahteve delovanja, zasnovo vezja, potek simulacije, izdelavo tiskanega vezja in programski del. Z meritvijo različnih parametrov primerjajte kakovost izdelanega vmesnika s konkurenčnim. V sodelovanje s podjetjem RLS Merilna tehnika, d.o.o. | Timotej Derstvenšek |
Preizkušanje delovanja operacijske lučiPredstavite delovanje operacijske luči in testne postopke v skladu z medicinskim standardom. Opišite zahtevane meritve, njihovo izvedbo in dobljene rezultate. Osredotočite se na električne preizkuse, ki jih zahteva osnovni medicinski standard. V sodelovanje s podjetjem SIQ, Slovenski inštitut za kakovost in meroslovje. |
Urban Kraševec |
Vhodno-izhodna krmilniška karticaKrmilniki in krmilniške kartice so ključni gradniki avtomatiziranih proizvodnih linij. Razvijte vhodno-izhodno kartico za branje analognih in digitalnih senzorjev, kodirnikov položaja ter nastavljanje analognih in digitalnih izhodov. Kartica naj vsebuje vmesnike RS232, RS485 in Ethernet za povezavo z zunanjim krmilnikom. Določite elemente in razvijte tiskano vezje, ki naj bo prilagojeno za vgradnjo na letev DIN. Izdelajte prototipno kartico in predstavite rezultate preizkušanja posameznih sklopov. V sodelovanje s podjetjem Hidria, d.o.o. |
Jaka Koren |
Sistem senzorjev za nadzor hlajenja škarij za rezanje materiala na proizvodni linijiZasnujte in izdelajte sistem senzorjev za nadzor hlajenja škarij za rezanje materiala na proizvodni liniji. Osredotočite se na nadzor delovanja vodne črpalke in njene funkcije hlajenja škarij za rezanje vročega jekla s pomočjo merjenja tlaka, temperature in vodnega pretoka. Pri izvedbi upoštevajte pojav kavitacije. Izdelajte tudi uporabniški vmesnik za operatorsko sobo in predstavite rezultate delovanja sistema. V sodelovanje s podjetjem SIJ Acroni. | Matic Jovan |
Razvoj mikrokrmilnika v vezju FPGAMikrokrmilnik je mikroračunalnik na integriranem vezju, ki je sestavni del vgrajenih elektronskih naprav. Za izdelavo lastnega mikrokrmilnika lahko uporabimo programirljivo vezje FPGA. Razvoj mikrokrmilnika obsega določitev njegovih lastnosti in ukazov, načrtovanje vezja in izdelavo programske podpore. Razvijte 8-bitni mikrokrmilnik v jeziku VHDL in ga preizkusite na razvojni plošči z vezjem FPGA. Naredite prevajalnik za zbirni jezik. Predstavite postopek razvoja mikrokrmilnika in primerjavo z obstoječimi napravami. | Adam Hrastnik |
Zasnova in izdelava svetila RGB LEDZasnujte in izdelajte svetilo RGB LED. Pri zasnovi se osredotočite na čim manjšo velikost elektronskega vezja. Opišite glavne uporabljene komponente, postopek zasnove elektronskega vezja in celotne izdelave svetila. Delovanje svetila preizkusite pri različnih pogojih delovanja. | Tadej Žavbi |
- 2018
Strojna izvedba konvolucijske nevronske mreže na programirljivem vezjuKonvolucijske nevronske mreže so vrsta umetnih nevronskih mrež, ki se uporablja za analizo digitalnih slik na področju strojnega učenja. Računanje odziva mreže zahteva veliko računskih operacij in je pogojeno z zmogljivo računalniško strojno opremo ali namenskimi vezji. Preučite možnosti strojne izvedbe konvolucijske nevronske mreže na programirljivem vezju. Z vezjem Zynq-7000 naredite strojno izvedbo algoritma YOLO za prepoznavanje in lokalizacijo predmetov na slikah. Uporabite programsko opremo za visokonivojsko sintezo in optimizacijo vezja iz opisa v jeziku C++. Preverite delovanje na razvojni plošči ZedBoard in primerjajte čas izvajanja algoritma s programsko izvedbo na tem vezju. | Domen Ipavec |
Zasnova in izdelava modula M-BusZasnujte in izdelajte modul M-Bus, ki je del komunikacijskega modula za pametne števce električne energije. Opišite protokol za daljinsko zajemanje podatkov (M-Bus), zahteve delovanja modula ter njegov napetostni in tokovni del. Za uporabljen mikrokrmilnik ATtiny10 napišite programsko kodo in načrtajte tiskano vezje. Preizkusite delovanje modula in predstavite rezultate testiranja. V sodelovanju s podjetjem Iskraemeco, d.d. | Miha Skalar |
Detektor kovin z mikrokrmilnikomNa osnovi mikrokrmilnika Atmega 324 PA iz družine AVR zasnujte in izdelajte detektor kovin. Detektor naj deluje z zaporednim vzbujanjem iskalne tuljave ter merjenjem prejetega odziva. S pomočjo zaslona LCD in štirih tipk spreminjajte parametre delovanja detektorja. Opišite programsko opremo in strojno delovanje detektorja kovin. | Marjan Dolinšek |
Generično vzporedno in sekvenčno digitalno sito na merilni napravi STEMlabNaredite digitalno sito na programirljivem vezju merilne naprave STEMlab. Preučite možne izvedbe digitalnega sita vrste FIR na vezju FPGA in določite zgradbo, ki bo najbolje izkoristila razpoložljivo strojno opremo in lastnosti merilne naprave. Digitalno sito naj omogoča vzporedno obdelavo signalov pri najvišji frekvenci in sekvenčno obdelavo v primeru, ko je vzorčevalna frekvenca nižja od sistemske. Naredite opis sita v jeziku VHDL in ga vključite v sistem na merilni napravi. Razvijte programsko opremo za nastavitev sita ter predstavite rezultate simulacij in meritev. | Jernej Kokalj |
Večkanalni signalni generator na merilni napravi STEMlabPreučite strojno in programsko opremo generatorja signalov na merilni napravi STEMlab, ki vsebuje programirljivi sistem na integriranem vezju. Naredite nadgradnjo obstoječega dvokanalnega generatorja v jeziku System Verilog. Razvijte logiko signalnega generatorja z več izhodnimi kanali in modul za izbiro aritmetičnih operacij med izhodi. Posodobite sistemsko programsko opremo, da bo omogočala nastavitev parametrov generatorja s programskim vmesnikom API in oddaljen dostop s strežnikom SCIPI. | Matija Mavsar |
Razvoj senzorja za zaznavanje in karakterizacijo udarov strelZasnujte in izdelajte elektronski sistem za zaznavanje in karakterizacijo udarov strel v vetrne elektrarne. Opišite napredni števec udarov strel, ki vzorči celoten potek tokovnega udara, ga karakterizira in pošlje podatke v nadzorni sistem. Zaradi kratkotrajnosti pojava udara strele uporabite programirljivo logično vezje za zapisovanje in branje podatkov, in mikrokrmilnik za njihovo obdelovo. V sodelovanju s podjetjem Raycap (Iskra Zaščite), d. o. o. | Matic Jezeršek |
Razhroščevalna enota za učni mikroprocesorNaredite razhroščevalno enoto za majhen učni mikroprocesor na razvojni plošči DE0-Nano s programirljivim vezjem FPGA. Razhroščevalno okolje naj bo sestavljeno iz nove komponente digitalnega sistema v vezju FPGA in zunanjega vmesnika s serijsko povezavo. Logika razhroščevalne enote naj omogoča ustavitev procesorja, koračno izvajanje ukazov in opazovanje stanja. Razvijte in preizkusite enoto s simulacijo v jeziku VHDL ter predstavite delovanje z demonstracijskim projektom na razvojnem sistemu. | Peter Tuhtar |
Prenašanje podatkov z nizkimi zakasnitvami v dogodkovno gnanem časovnem sistemuPreučite delovanje linearnih pospeševalnikov delcev z vidika uporabe pri protonski terapiji. Raziščite možnost uporabe dogodkovno gnanega časovnega sistema za hitro ponastavitev naprav v velikih distribuiranih sistemih, kot so pospeševalniki delcev. Nadgradite obstoječi časovni sistem na vezjih FPGA z možnostjo dvosmernega prenosa uporabniških podatkov po omrežju z nizkimi zakasnitvami. Predstavite izvedbo nadgradnje in rezultate prvih meritev. | Benjamin Ocepek |
(c) LNIV 2022