Στόχος Μαθήματος

Οι βασικοί στόχοι του μαθήματος είναι:

• Η μελέτη και εκτεταμένη κατανόηση των σχεδιαστικών στόχων υλοποίησης ψηφιακών συστημάτων σε υλικό (FPGAs, ASICs, ASIPs) αναφορικά με την ταχύτητα, κατανάλωση ενέργειας, επιφάνεια που καταλαμβάνουν, κλπ.
• Η μελέτη, εκτεταμένη κατανόηση και μετέπειτα εφαρμογή στην πράξη της ροής σχεδιασμού και υλοποίησης συστημάτων υλικού καθώς και μελέτη και συγκριτική αποτίμηση των διαφορετικών εναλλακτικών αρχιτεκτονικών υλοποίησης τους.
• Η σε βάθος κατανόηση των διαφορετικών στρατηγικών/μεθοδολογιών για τη σχεδίαση σχεδιασμών σε υλικό.
• Η μελέτη και εφαρμογή κατάλληλων τεχνικών βελτιστοποίησης ψηφιακών σχεδιασμών όπως: παραλληλισμός, διοχέτευση και αλγοριθμικό ξεδίπλωμα, σε επίπεδο συστήματος, αλγορίθμου καθώς και  κυκλώματος για βέλτιστες υλοποιήσεις ψηφιακών σχεδιασμών 
• αναφορικά με τον  εκάστοτε περιοριστικό σχεδιαστικό παράγοντα (υψηλή ταχύτητα, χαμηλή κατανάλωση, μικρή επιφάνεια).
• Ο καθορισμός λειτουργικών προδιαγραφών και η επιβεβαίωση της ορθής λειτουργίας συστημάτων.
• Η ανάπτυξη ψηφιακών συστημάτων με χρήση της γλώσσας περιγραφής υλικού VHDL.
• Η απόκτηση σχεδιαστικής εμπειρίας μέσω της κατ' οίκον "εργαστηριακής εκπαίδευσης" (με παροχή κατάλληλων εργαλείων σύνθεσης και εξομοίωσης σχεδιασμώv) μέσα από εβδομαδιαίες mini εργασίες στα παραπάνω θέματα.
• Η εισαγωγή στις βασικές έννοιες ελέγχου και ελεγξιμότητας ορθής λειτουργίας ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ICs, στην αποτίμηση γραμμών παραγωγής IC (yield), στα οικονομικά του ελέγχου ICs κ.α.
• Η μοντελοποίηση και ανίχνευση σφαλμάτων και εισαγωγή στον σχεδιασμό για ελεγξιμότητα ICs.
• Η εισαγωγή στους εξομοιωτές σφαλμάτων, στην δημιουργία και εφαρμογή διανυσμάτων ελέγχου και σε τεχνικές ελέγχου κυκλωμάτων.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής:

• Θα έχει κατανοήσει σε λεπτομέρεια τις εναλλακτικές αρχιτεκτονικές υλοποίησης ψηφιακών συστημάτων και τη θεωρία που απαιτείται για τη σχεδίαση ψηφιακών κυκλωμάτων υψηλής ταχύτητας, χαμηλής κατανάλωσης και μικρής επιφάνειας ολοκλήρωσης
• Θα έχει κατανοήσει τις διάφορες στρατηγικές σχεδιασμού συστημάτων ώστε να επιλέγει την καταλληλότερη ανάλογα με τις ανάγκες του αλγορίθμου ή της εφαρμογής που θέλει να υλοποιήσει σε υλικό
• Θα μπορεί να επιλέγει μεταξύ διαφορετικών υλοποιήσεων ή να εφαρμόζει κατάλληλες τεχνικές βελτιστοποίησης για τη σχεδίαση υψηλής ταχύτητας ή χαμηλής κατανάλωσης ή μικρής επιφάνειας υπο-κυκλωμάτων ανάλογα με τους σχεδιαστικούς περιορισμούς της αλγοριθμικής εφαρμογής
• Θα μπορεί να εφαρμόζει τεχνικές βελτιστοποιησης σε όλα τα επίπεδα της σχεδιαστικής ροής (συστήματος, αλγορίθμου, καταχωρητή, κυκλώματος) για την αποδοτική υλοποίηση αλγορίθμων σε σχεδιασμούς υλικού
• Θα γνωρίζει σε βάθος τις μεθόδους και τεχνικές που απαιτούνται για την επιβεβαίωση της ορθής λειτουργίας VLSI κυκλωμάτων και συστημάτων
• Θα έχει αποκτήσει σχεδιαστική εμπειρία στα παραπάνω θέματα μέσω των κατ' οίκον εβδομαδιαίων mini εργαστηριακών ασκήσεων
• Θα έχει αποκτήσει εκτενή εμπειρία μέσω των εβδομαδιαίων mini εργαστηριακών ασκήσεων στο σχεδιασμό και υλοποίηση ψηφιακών συστημάτων σε υλικό με τη γλώσσα περιγραφής υλικού VHDL  
• Θα έχει κατανοήσει την βασική ανάγκη του ελέγχου ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και την ανάγκη για σχεδιασμό τους για αυξημένη ελεγξιμότητα  αναφορικά και με οικονομικές παραμέτρους του σχεδιασμού και υλοποίησης ολοκληρωμένων κυκλωμάτων
• Θα εχει αποκτήσει γνώση για τον τρόπο ανίχνευσης και μοντελοποίησης σε λογικό επίπεδο των σφαλμάτων σε ολοκληρωμένα κυκλώματα
• Θα εχει αποκτήσει εμπειρία στην δημιουργία και εφαρμογή διανυσμάτων έλεγχου καθώς και σε τεχνικές ελέγχου για έλεγχο ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.  

Προαπαιτούμενα

EEN 212 και EEN 314 ή CEI 122  και CEI 323

Περιεχόμενο Μαθήματος

Εισαγωγικές  αλλά και προχωρημένες τεχνικές ανάπτυξης, σχεδιασμού και ελέγχου ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Τεχνικές βελτιστοποίησης ψηφιακών σχεδιασμών ως προς διάφορες παραμέτρους των σχεδιαζόμενων συστημάτων καθώς και εφαρμοσμένες πρακτικές επαλήθευσης των σχεδιασμών αυτών. Αναλυτική προσέγγιση της ροής σχεδιασμού, των επιπέδων σχεδιασμού και υλοποιήσεων ψηφιακών συστημάτων, Top/Down και Bottom/Up προσέγγιση με παραδείγματα, Θέματα χρονισμού και βελτιστοποίησης του. Σχεδίαση συστημάτων με pipeline για υψηλή απόδοση. Σχεδίαση συστημάτων με παραλληλισμό για χαμηλή κατανάλωση. Σχεδιασμοί με Pipeline, Αλγοριθμικό ξεδίπλωμα, και παράλληλη επεξεργασία για χαμηλή κατανάλωση. Υλοποίηση Testbenches για εξομοίωση συστημάτων. Προβλήματα σχεδίασης σε σύγχρονες τεχνολογίες μικρότερες των 90nm. Σχεδιασμός ψηφιακών συστημάτων με γλώσσα περιγραφής υλικού VHDL. Περιπτωσιολογική εκτενής ανάλυση και βελτιστοποιημένος επανασχεδιασμός  υλοποίησης σε υλικό κρυπτογραφικού αλγορίθμου: περίπτωση συνάρτησης κατακερματισμού SHA-1 με  pipelined σχεδιασμό. Εισαγωγή στον έλεγχο ορθής λειτουργίας. Μοντελοποίηση και ανίχνευση σφαλμάτων. Μοντέλα απλών και πολλαπλών σφαλμάτων. Κάλυψη σφαλμάτων. Σφάλματα γεφύρωσης. Λογική εξομοίωση και εξομοίωση σφαλμάτων. Σειριακοί, Παράλληλοι, Επαγωγικοί και Σύνδρομοι εξομοιωτές σφαλμάτων. Δημιουργία και εφαρμογή διανυσμάτων ελέγχου. Αλγεβρικές και αλγοριθμικές μέθοδοι εξαγωγής διανυσμάτων ελέγχου. Τεχνικές σχεδιασμού για ελεγξιμότητα. Σημεία παρατήρησης και ελέγχου. Ψευδό-εξαντλητικός έλεγχος. Scan-path τεχνική για έλεγχο ακολουθιακών κυκλωμάτων.

Στόχοι Μαθήματος

Σκοπός του μαθήματος Προχωρημένα Μαθηματικά Ι είναι η εξοικείωση των φοιτητών με τις βασικές έννοιες του απειροστικού και ολοκληρωτικού λογισμού πραγματικών συναρτήσεων μιας μεταβλητής και η εφαρμογή τους σε προβλήματα της επιστήμης του μηχανικού.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Το μάθημα αποσκοπεί στην οικοδόμηση του γενικού υπόβαθρου των φοιτητών ώστε αυτοί στη συνέχεια να μπορέσουν να εμβαθύνουν στα θέματα της επιστήμης του μηχανικού.

Περιεχόμενο Μαθήματος

1.Συναρτήσεις μιας μεταβλητής: Εισαγωγικές έννοιες Σύνολα, Διαστήματα,  Ένωση και τομή συνόλων. Ορισμός συνάρτησης. Πεδίο ορισμού και πεδίο τιμών. Γραφική παράσταση συνάρτησης. Πράξεις πραγματικών συναρτήσεων. Σύνθεση πραγματικών συναρτήσεων και πεδίο ορισμού. Σύνθετες συναρτήσεις.  Αντίστροφές συναρτήσεις και πεδίο ορισμού.

2.Όρια: Ορισμός. Πλευρικά όρια. Βασικά θεωρήματα. Άπειρα όρια. Όρια συνάρτησης όταν το χ τείνει στο +∞ . Όρια βασικών συναρτήσεων. Ιδιότητες

3. Συνέχεια συναρτήσεων: Ορισμός. Συνέχεια συνάρτησης σε ανοιχτό και κλειστό διάστημα. Είδη ασυνέχειας. Ιδιότητες και θεωρήματα συνεχών συναρτήσεων. Όριο και Συνέχεια σύνθεσης συναρτήσεων.

4. Παραγώγιση: Ορισμός. Παραγώγου. Παράγωγοι Βασικών συναρτήσεων. Βασικοί Κανόνες Παραγώγισης. Παράγωγος Σύνθετης Συνάρτησης. Παράγωγοι Πεπλεγμένων Συναρτήσεων. Παράγωγος συναρτήσεων σε παραμετρική μορφή.

5.  Εφαρμογές Παραγώγισης : Μονοτονία  Συναρτήσεως. Τοπικά Ακρότατα. Απόλυτα ακρότατα. Κυρτές και Κοίλες Συναρτήσεις. Σημεία Καμπής. Κανόνες de l'Hospital.

6.  Ολοκληρώματα : Αόριστο ολοκλήρωμα. Βασικοί τύποι ολοκληρωμάτων. Ιδιότητες του Αορίστου ολοκληρώματος. Τεχνικές ολοκλήρωσης: Μέθοδος της αντικατάστασης. Ολοκλήρωση ρητών συναρτήσεων - Mερικά κλάσματα. Ολοκλήρωση κατά παράγοντες

7. Ορισμένο ολοκλήρωμα και εφαρμογές : Υπολογισμοί εμβαδών. Υπολογισμοί όγκων εκ περιστροφής.

8. Μιγαδικοί αριθμοί: Ορισμοί. Σχεδιάγραμμα του Argand. Πράξεις Μιγαδικών αριθμών σε Καρτεσιανή μορφή, Πολική και Εκθετική μορφή. Μετατροπή μιγαδικών αριθμών από μια μορφή σε άλλη. Αλγεβρικές πράξεις μιγαδικών αριθμών.

9. Διαφορικές Εξισώσεις 1ης Τάξης: Εξισώσεις Χωριζόμενων     Μεταβλητών.  Ομογενείς Διαφορικές Εξισώσεις.  Ακριβείς Διαφορικές Εξισώσεις. Γραμμικές Διαφορικές Εξισώσεις

10. Η έννοια της σειράς. Σύγκλιση σειράς. Κριτήρια Σύγκλισης . Δυναμοσειρές. Σειρές Taylor.  Σύγκλιση Δειναμοσειρών. Παραγώγιση και Ολοκλήρωση Δειναμοσειρών.

Στόχος Μαθήματος

Η κατανόηση της σημασίας και του ρόλου που διαδραματίζουν ο Απειροστικός Λογισμός και οι Διαφορικές Εξισώσεις σε όλες τις Επιστήμες και ειδικότερα στην Ηλεκτρολογική Μηχανική, τη Μηχανική Η/Υ και την Επιστήμη της Πληροφορική, καθώς και η ευχερής εκμάθηση των διάφορων τεχνικών επίλυσης τους.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Αναμένεται ότι ο φοιτητής θα είναι σε θέση να:

1. κατανοεί πλήρως το θεωρητικό υπόβαθρο,
2. μεταφράζει σε μαθηματικούς όρους τους συσχετισμούς των διάφορων ποσοτήτων που μεταβάλλονται σε κάθε πρόβλημα,
3. κατασκευάζει την αντίστοιχη Διαφορική Εξίσωση που το διέπει,
4. διερευνά την πραγματική σημασία της λύσης,
5. καθορίζει αν είναι αποδεκτή με βάση τους θεμελιώδεις νόμους της Φυσικής,
6. ορίζει συναρτήσεις πολλών μεταβλητών, να τις παριστάνει γραφικά, να υπολογίζει τα όρια τους και να καθορίζει αν είναι συνεχείς,
7. υπολογίζει μερικές παραγώγους συναρτήσεων πολλών μεταβλητών, και να τις εφαρμόζει για να επιλύει προβλήματα μεγιστοποίησης και ελαχιστοποίησης,
8. υπολογίζει πολλαπλά ολοκληρώματα και να τα χρησιμοποιεί για την εύρεση εμβαδών και όγκων, τον υπολογισμό μέσης τιμής, την εύρεση ροπών, βαρύκεντρου και επιφανειακών εμβαδών.

Στόχος Μαθήματος

H διδασκαλία του μαθήματος αυτού έχει σαν στόχο, οι φοιτητές να αποκτήσουν την ικανότητα και εμπειρία στην ανάλυση κυκλωμάτων στο ευρύτερο πλαίσιο της ηλεκτρολογίας.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην καλύτερη κατανόηση και εμπέδωση από πλευράς των φοιτητών εννοιών που σχετίζονται με τα μεταβατικά φαινόμενα, και τα κυκλώματα RC, RL, RLC, καθώς και στις μεθόδους ανάλυσής τους.

Περιεχόμενο

Το μάθημα βασίζεται στις βασικές έννοιες των κυκλωματικών στοιχείων των απλών γραμμικών κυκλωμάτων και στις μεθόδους ανάλυσής τους που  προσφέρονται στο προαπαιτούμενο μάθημα.

Καλύπτονται οι εξής ενότητες-κεφάλαια:

1. Μετασχηματισμός Laplace, συναρτήσεις μεταφοράς
2. Κυκλώματα πρώτης και δεύτερης τάξης (RL, RC, και RLC) και ανάλυση στο πεδίο του χρόνου
3. Ανάλυση κυκλωμάτων - πεδίο μιγαδικής συχνότητας
4. Ταλαντωτές και συντονισμένα κυκλώματα
5. Χρονική απόκριση κυκλωμάτων
6. Μεταβατικά φαινόμενα
7. Δίθυρα στοιχεία και εξαρτημένες πηγές
8. Τελεστικοί ενισχυτές

Στόχοι Μαθήματος

Θα βοηθήσει τους Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς να κατανοήσουν τις βασικές αρχές διοίκησης επιχειρήσεων όπως μοντέρνες μεθόδους διοίκησης, ηγετικότατα, οργάνωση εργασίας, ομαδική εργασία, διαχείριση και συστήματα ποιότητας, αξιοποίηση ανθρώπινου δυναμικού.

Επιπρόσθετα και κύριος σκοπός του μαθήματος είναι να εφοδιάσει τους φοιτητές με γνώση για την διάρθρωση, διεργασίες και οικονομική διαχείριση των επιχειρηματικών οργανισμών καθώς επίσης και την ορθολογιστική αντίληψη του οικονομικού και κοινωνικού περιβάλλοντος στο οποίον δραστηριοποιούνται αυτές οι επιχειρήσεις.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με την επιτυχή συμπλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι ικανοί να:

1. Κατανοούν τις βασικές αρχές Διοίκησης, Οικονομίας και του ρόλου του Μηχανικού. Ανακαλούν την κύρια ορολόγια, νοήματα και θεωρήσεις του οικονομικού και κοινωνικού επιχειρηματικού περιβάλλοντος εργασίας, των κύριων επιστημονικών θεωριών διοίκησης, τη διοίκηση ανθρώπινου δυναμικού, ομαδικής εργασίας, ηγετικότητας, και τη διαχείριση των οικονομικών της επιχείρησης. 2. Να γνωρίζουν τι είναι τυποποίηση, πιστοποίηση, οδηγίες της ΕΕ  και τη σημασία των προτύπων στη Μηχανική. 3. Εντοπίζουν τις κύριες δραστηριότητες και τι τις επηρεάζει, τις επιλογές που διαθέτουν και να μπορούν να ερμηνεύουν πώς αυτές μπορούν να επηρεάσουν στην αποδοτικότητα  και αποτελεσματικότητα των επιχειρήσεων. Μελέτη και κατανόηση των βασικών οικονομικών χαρακτηριστικών μιας επένδυσης και η εκμάθηση μεθόδων αξιολόγησης επενδύσεων. 4. Να συζητούν, χρησιμοποιώντας την κατάλληλη ωρολόγια και λεξιλόγιο, θέματα που αφορούν την διοίκηση, οικονομική διαχείριση και επιχειρηματική συμπεριφορά σε οργανισμούς μηχανικής. 5. Διακρίνουν τα διαφορετικά στιλ οικονομικής διοίκησης και να αναγνωρίζουν πως θα συνεισφέρουν θετικά σε αποτελεσματική διοίκηση. 6. Να δίνουν αποτελεσματικές εισηγήσεις στην επίλυση συγκεκριμένων διοικητικών, οικονομικών και επιχειρηματικών προβλημάτων λαμβάνοντας υπόψη τις απαιτήσεις τις βιωσιμότητας και εταιρικής ευθύνης. 7. Να είναι σε θέση να κατανοούν και  διαχειρίζονται απλά οικονομικά θέματα και υπολογισμούς.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Προέλευση και ανάπτυξη της μοντέρνας διοίκησης και της μοντέρνας επιχειρηματικής οργάνωσης, Διοίκηση Ολικής Ποιότητας, Τυποποίηση και πιστοποίηση, Ηγετικότητα, Διοίκηση οικονομίας, Επιχειρηματικό περιβάλλον, Επενδυτικά σχέδια και χρόνος, Βασικά χαρακτηριστικά επενδύσεων, Χρηματοδότηση, Μετοχικό κεφάλαιο , Αποθεματικά κεφάλαια, Επιχειρηματικά Venture capital, Εξωτερική και ξένη χρηματοδότηση, Αναδοχή εμπορευμάτικών απαιτήσεων FACTORING, Forfaiting, Παραχώρηση – Franchising, Σχέση χρηματορροής – χρόνου και ισοδυναμία, Εφαρμογές σχέσεων χρηματορροών και χρόνου, Αλλαγές τιμών πληθωρισμός, Risk Management, Επιχειρηματική και εταιρική ευθύνη, Φορολογικά θέματα.

Στόχος Μαθήματος

Οι στόχοι αυτού του μαθήματος είναι:

• Στόχος αυτού του μαθήματος είναι η αναλυτική μελέτη και κατανόηση των βασικών αρχών που αφορούν την ψηφιακή λογική.
• Η μελέτη και κατανόηση των αρχών λειτουργίας των Ψηφιακών συστημάτων και κυκλωμάτων, των παραμέτρων τους, τον σχεδιαστικών περιορισμών τους και των τεχνολογιών υλοποίησης και σχεδίασης τους.
• H αναλυτική μελέτη και λεπτομερής κατανόηση των αρχών που διέπουν τον σχεδιασμό κυκλωμάτων συνδυαστικής και ακολουθιακής λογικής καθώς και ο βέλτιστος σχεδιασμός τους και οι διάφορες παράμετροι υλοποίησης τους. 
• Η κατανόηση  των συσκευών προγραμματιζόμενης λογικής με έμφαση στα FPGAs
• H ανάλυση και σχεδίαση απαριθμητών (σύγχρονων και ασύγχρονων) και καταχωρητών.
• H αναλυτική μελέτη και λεπτομερής κατανόηση του τρόπου σχεδιασμού Διαγραμμάτων Καταστάσεων και υλοποίησης των αντιστοίχων Μηχανών Καταστάσεων FSM.
• H αναλυτική μελέτη και  λεπτομερής κατανόηση της λειτουργίας των βασικών τύπων μνήμης RAM (SRAM,DRAM) και ROM. 
• Να παρέχει στους φοιτητές τα θεμέλια για πιο προηγμένα μαθήματα υλικού.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στο τέλος αυτού του μαθήματος οι φοιτητές θα έχουν κατανοήσει τις βασικές αρχής της ψηφιακής λογικής (Δυαδικό σύστημα, Άλγεβρα Boole, Λογικές πύλες κ.α), και των βασικών χαρακτηριστικών της Ψηφιακής τεχνολογίας (κυκλώματα, Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων (ICs) κα.)

Επιπλέον θα έχουν κατανοήσει τις βασικές αρχές, παραμέτρους και περιορισμούς της σχεδίασης αλλά και της υλοποίησης ψηφιακών συστημάτων και κυκλωμάτων καθώς και τον τρόπο αποτίμησης και σύγκρισης των διάφορων σχεδιασμών και υλοποιήσεων.

Επίσης οι φοιτητές θα έχουν αποκτήσει τις απαραίτητες γνώσεις για την ανάλυση, σχεδίαση και βελτιστοποίηση ψηφιακών συστημάτων έχοντας εντρυφήσει στον σχεδιασμό συνδυαστικών και ακολουθιακών κυκλωμάτων αλλά και στον σχεδιασμό Μηχανών Καταστάσεων FSM.

Επιπλέον θα έχουν κατανοήσει τις βασικές αρχές των διαφόρων συσκευών προγραμματιζόμενης λογικής και κυρίως των FPGA.

Επιπρόσθετα θα είναι ικανοί να σχεδιάζουν μετρητές και καταχωρητές ανάλογα με τις ανάγκες των εφαρμογών. Τέλος θα γνωρίζουν τη λειτουργία των βασικών τύπων ημιαγωγικών μνημών (RAMs, ROMs) και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Εισαγωγή: Ψηφιακά κυκλώματα, Αριθμητικά Συστήματα: Δεκαδικά, Δυαδικά, Δεκαεξαδικά, Αριθμητικές πράξεις, Θετικοί και Αρνητικοί αριθμοί, Άλγεβρα Boole: Πράξεις, νόμοι και κανόνες, απλοποιήσεις, κανονικές μορφές, πίνακες αληθείας, Πίνακες Karnaugh.Λογικές πύλες: TTL, Τεχνολογία Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων. Συνδυαστική Λογική Ανάλυσης: Σχεδιασμός κυκλωμάτων, Σχεδιασμός με την χρήση Ηλεκτρονικού Υπολογιστή (CAD). Βασικές πράξεις (functions) Συνδυαστικής Λογικής: Πρόσθεση, Αφαίρεση, Πολυπλέκτες, Κωδικοποιητές, Αποκωδικοποιητές και άλλα κυκλώματα. Κυκλώματα Προγραμματιζόμενης Λογικής: ROMs, PLAs, PALs, CPLDs, FPGAs. Κυκλώματα Ακολουθιακής Λογικής: Μανδαλωτές, Flip Flops, εφαρμογές. Σχεδιασμός μηχανών καταστάσεων (Finite State Machines): Κυκλώματα Mealy και Moore. Καταχωρητές: Μεταφορά καταχωρητών, απαριθμητές, εφαρμογές. Μνήμες: SRAMs, DRAMs, Flash, Επέκταση μνήμης.

Στόχος Μαθήματος

Οι στόχοι αυτού του μαθήματος είναι:

• Nα αποκτήσουν οι φοιτητές εργαστηριακή hands-on εμπειρία στον σχεδιασμό ψηφιακών κυκλωμάτων και στην χρήση έτοιμων Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων (ICs) τόσο σε εκπαιδευτικά boards όσο και με CAD εργαλεία σε FPGAs.
• Nα αποκτήσουν οι φοιτητές πρακτική γνώση και να εξασκηθούν στην χρήση των απαραίτητων σχεδιαστικών προσεγγίσεων για τον σχεδιασμό συστημάτων όπως η επαναχρησιμοποίηση, η ιεραρχική σχεδίαση, επίπεδα αφαιρετικότητας κ.α.
• Nα αποκτήσουν οι φοιτητές πρακτική γνώση και να εξασκηθούν στις τεχνικές ελέγχου ορθής λειτουργίας και αποσφαλμάτωσης κατά την φάση σχεδιασμού (simulation).
• Η μελέτη και κατανόηση των αρχών λειτουργίας των Ψηφιακών συστημάτων και κυκλωμάτων, των παραμέτρων τους, τον σχεδιαστικών περιορισμών τους και των τεχνολογιών υλοποίησης και σχεδίασης τους, καθώς και του τρόπου διασύνδεσης τους.
• Η χρήση και κατανόηση της δομής και του τρόπου λειτουργίας και αξιοποίηση των συσκευών FPGA, η σχηματική περιγραφή κυκλωμάτων συνδυαστικής και ακολουθιακής καθώς και η εισαγωγή στην περιγραφή ψηφιακών κυκλωμάτων και συστημάτων με γλώσσες περιγραφής υλικού (HDLs)
• H υλοποίηση τόσο σε εκπαιδευτικά boards όσο και με CAD εργαλεία σε FPGAs με ταυτόχρονη κατανόηση των αρχών που διέπουν τον σχεδιασμό κυκλωμάτων συνδυαστικής και ακολουθιακής λογικής καθώς και ο βέλτιστος σχεδιασμός τους και οι διάφορες παράμετροι υλοποίησης τους.
• H ανάλυση, σχεδίαση και υλοποίηση απαριθμητών (σύγχρονων και ασύγχρονων) τόσο σε εκπαιδευτικά boards όσο και με CAD εργαλεία σε FPGAs.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στο τέλος αυτού του μαθήματος οι φοιτητές θα  έχουν μάθει:

-Να υλοποιούν κυκλώματα συνδυαστικής και ακολουθιακής λογικής τόσο σε CAD εργαλεία (λογισμικό ALTERA QUARTUS II)  με τελική υλοποίηση σε FPGAs όσο και σε εκπαιδευτικά boards.

-Να χρησιμοποιούν το λογισμικό ALTERA QUARTUS II για τον σχεδιασμό, την εξομοίωση της λειτουργίας των ψηφιακών κυκλωμάτων καθώς και για την τελική υλοποίηση των σχεδιασμών τους σε FPGA.

-Να χρησιμοποιούν άριστα τον εργαστηριακό εξοπλισμό για τους πειραματικούς σχεδιασμούς τους ήτοι τα breadboards, ICs, γεννήτριες συχνοτήτων, πολύμετρα, ψηφιακούς παλμογράφους κλπ.

-Να χρησιμοποιούν σχεδιαστικές τεχνικές για την αποδοτική υλοποίηση μεγάλων σχεδιασμών με διαχείριση της πολυπλοκότητας των σχεδιασμών και αποτίμηση των πλεονεκτημάτων/μειονεκτημάτων κάθε σχεδιαστικής προσέγγισης.

Να κάνουν αποδοτικά έλεγχο ορθής λειτουργίας (simulation) και αποσφαλμάτωση των σχεδιασμών τους κατά την φάση σχεδιασμού.

-Να υλοποιούν εξειδικευμένους (ad-hoc) απαριθμητές (σύγχρονους και ασύγχρονους) τόσο σε FPGAs όσο και σε εκπαιδευτικά boards, σύμφωνα με τις ανάγκες των εφαρμογών τους.

-Να σχεδιάζουν βασικά ψηφιακά κυκλώματα χρησιμοποιώντας γλώσσα  περιγραφής υλικού (VHDL) και να υλοποιούν σε FPGAs.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Επεξήγηση εξοπλισμού, εξοικείωση με τις βασικές λογικές πύλες και σχεδιασμός και υλοποίηση κυκλωμάτων και εφαρμογών συνδυαστικής λογικής, με την χρήση ολοκληρωμένων SSI και MSI κυκλωμάτων σε breadboard. Εξοικείωση με Flip Flops: S-R flip flop, D flip flop και J-K flıp flop.Λειτουργίες Preset και Clear. Υλοποίηση απλών κυκλωμάτων και εφαρμογών. Σχεδιασμός και Υλοποίηση κυκλωμάτων ακολουθιακής λογικής, με την χρήση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων SSI και MSI σε εκπαιδευτικά breadboard: Καταχωρητές, Σύγχρονοι και Ασύγχρονοι απαριθμητές. Εισαγωγή στο πρόγραμμα σχεδιασμού ALTERA Quartus II, στις προγραμματιζόμενες συσκευές και στην υλοποίηση ψηφιακών κυκλωμάτων μέσω προγραμματισμού FPGA board. Σχεδιασμός και υλοποίηση σε FPGA συνδυαστικών κυκλωμάτων: Αθροιστών, Συγκριτή, Πολυπλεκτών, Αποκωδικοποιητών, Κωδικοποιητών κ.α. Ιεραρχική σχεδίαση και αλυσιδωτή (cascade) σύνδεση. Σχεδιασμός και υλοποίηση σε FPGA  ψηφιακών κυκλωμάτων ακολουθιακής λογικής: S-R flıp flop, D flıp flop και J-K flıp flop, κυκλωμάτων ασύγχρονων και σύγχρονων απαριθμητών. Ιεραρχική σχεδίαση και υλοποίηση στο FPGA board Αριθμητικής και Λογικής Μονάδας (ALU). Εισαγωγή στις γλώσσες προγραμματισμού υλικού HDL. Σχεδιασμός και υλοποίηση κυκλωμάτων συνδυαστικής και ακολουθιακής λογικής με VHDL. Ιεραρχική σχεδίαση με χρήση HDL και υλοποίηση στο FPGA board Αριθμητικής και Λογικής Μονάδας (ALU). Μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα των επιπέδων αφαιρετικότητας (levels of abstraction) στον σχεδιασμό μέσω σύγκρισης των δύο υλοποιήσεων ALU εξοπλισμού.

Προαπαιτούμενα

EEN_212 (Ψηφιακά Συστήματα)

Στόχος Μαθήματος

Να αφομοιώσουν οι φοιτητές τις απαραίτητες θεωρητικές γνώσεις και πρακτικές γνώσεις γύρω από τις διάφορες φάσεις στη σχεδίαση και υλοποίηση ψηφιακών ολοκληρωμένων συστημάτων με υψηλές απαιτήσεις απόδοσης με εργαλεία αυτοματοποίησης της σχεδίασης και γλώσσες περιγραφής υλικού, μέσω ενός συνδυασμού διαλέξεων, ασκήσεων και εργαστηρίων.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση ολοκληρωμένων γνώσεων γύρω από την ανάλυση, προδιαγραφή, λειτουργία, σχεδίαση και υλοποίηση ψηφιακών ολοκληρωμένων συστημάτων πολύ μεγάλης ολοκλήρωσης (Very Large Scale Integration – VLSI) με υψηλές απαιτήσεις απόδοσης, με εργαλεία αυτοματοποίησης της σχεδίασης και γλώσσες περιγραφής υλικού. Επιπλέον προσφέρει μια εισαγωγική επανάληψη στις βασικές έννοιες ψηφιακής λογικής.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Το μάθημα βασίζεται στα βασικά στοιχεία της σχεδίασης λογικών κυκλωμάτων που προσφέρονται στο προαπαιτούμενο μάθημα και έχει ως κύριους στόχους:

• την εισαγωγή στη σχεδίαση συνδυαστικών και ακολουθιακών ψηφιακών κυκλωμάτων
• τη χρήση της γλώσσας περιγραφής υλικού Verilog για την μοντελοποίηση και την εξομοίωσή τους καθώς και την υλοποίηση τους
• την υλοποίηση ψηφιακών συστημάτων σε προγραμματιζόμενες λογικές διατάξεις (CPLDs και FPGAs)
• την μελέτη των διαφορετικών τύπων μνήμης, οι οποίες χρησιμοποιούνται στα υπολογιστικά συστήματα
• την απόκτηση εμπειρίας στον πλήρη κύκλο της διαδικασίας σχεδιασμού, εξομοίωσης και υλοποίησης ψηφιακών συστημάτων με χρήση σύγχρονων εργαλείων σε υπολογιστή μέσω των εργαστηριακών ασκήσεων

Καλύπτονται οι εξής ενότητες-κεφάλαια:

1. Λογικές πύλες, στοιχεία μνήμης, συνδυαστική λογική (*)
2. Διεπίπεδη/πολυεπίπεδη υλοποιήση λογικών συναρτήσεων, Συνδυαστικά κυκλώματα (πολυπλέκτες, κωδικοποιητές, απο κωδικοποιητές),  αριθμητικά συνδυαστικά κυκλώματα (γρήγοροι αθροιστές, πολλαπλασιαστές, διαιρέτες, ολισθητές) (*)
3. Ακολουθιακή λογική (καταχωρητές, μανδαλωτές) (*)
4. Ακολουθιακά κυκλώματα (μετρητές, καταχωρητές ολίσθησης,  καταχωρητές παράλληλης φόρτωσης) (*)
5. Μηχανές Πεπερασμένων καταστάσεων (Finite State Machines – FSMs).
6. Γλώσσα Verilog (βασικά, συμπεριφορικό, επίπεδο μεταφοράς καταχωρητών, δομικό στυλ κώδικα)
7. Αναπαράσταση συνδυαστικών κυκλωμάτων σε Verilog
8. Αναπαράσταση ακολουθιακών κυκλωμάτων σε Verilog  
9. Προχωρημένη Λογική Σχεδίαση
10. Σχεδίαση ψηφιακών κυκλωμάτων με εισαγωγή σχηματικού (*)
11. Ροή σχεδίασης FPGA/ASIC
12. Εργαλεία Αυτοματοποίησης της Σχεδίασης
13. Προσομοίωση και επαλήθευση λογικών κυκλωμάτων (Verilog testbenches)
14. Λογική Σύνθεση συνδυαστικών και ακολουθιακών κυκλωμάτων
15. Τοποθέτηση και Δρομολόγηση
16. Μοντέλα σφαλμάτων
17. Μοντέλα BJT και ΜOSFET ως διακόπτες
18. Υλοποίηση CMOS, VLSI layout, stick diagrams
19. Επαναπροσδιοριζόμενες αρχιτεκτονικές, τεχνολογία FPGA.
20. Τεχνολογίες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων
21. Ρολόγια, καθυστερήσεις, δίκτυα διανομής, συγχρονισμός, προβλήματα μεταστάθειας (metastability issues)
22. Μνήμες SRAM, DRAM, Δίαυλοι (busses)
23. Διασωλήνωση, παραλληλισμός, αύξηση απόδοσης

Στόχοι Μαθήματος

Κατανόηση των κύριων κατηγοριών  ιατρικής απεικόνισης όπως υπερηχογραφία, μαγνητική τομογραφία, ακτίνες Χ, CT, SPECT, και PET.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Βασικές γνώσεις για κύριες κατηγορίες ιατρικής απεικόνισης.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Το μάθημα εξετάζει τις φυσικές αρχές των κύριων τύπων ιατρικής απεικόνισης όπως υπερηχογραφία, μαγνητική τομογραφία. Στην υπερηχογραφία έμφαση θα δοθεί σε είδος απεικόνισης (Α-mode, B-mode, Μ-mode), αλληλοεπίδραση με ιστούς (εξασθένηση),  Σχεδιασμός μετατροπέα, Υπερηχογράφος. Στην μαγνητική τομογραφία έμφαση θα δοθεί στις βασικές λειτουργίες μαγνητικού τομογράφου. Ακτίνες Χ, Κατασκευή σωλήνα ακτινών Χ, Αλληλοεπίδραση ακτινών Χ με ιστούς, Αξονική τομογραφία, SPECT,PET.

Στόχοι Μαθήματος

Κατανόηση των βασικών εννοιών του ηλεκτρομαγνητισμού

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Βασικές γνώσεις για τον ηλεκτρομαγνητισμό και δυνατότητα εφαρμογής σε άλλα πεδία.

 
Περιεχόμενο Μαθήματος

Vector analysis, Electric charges, Electric field intensity, Potential, Dielectrics, Capacitance, Poisson’s and Laplace's equations, Steady magnetic fields, Forces in steady magnetic fields, Magnetic circuits, Time - varying fields and Maxwell's Equations, Plane waves.

Στόχοι Μαθήματος

Εισαγωγή στα αναλογικά και ψηφιακά συστήματα τηλεπικοινωνίας.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Βασικές γνώσεις για τα συστήματα τηλεπικοινωνίας.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Σήματα και χώρος σημάτων: ανάλυση και μετάδοση σημάτων. Διαμόρφωση και αποδιαμόρφωση πλάτους (AM) και συχνότητας (FM). Δειγματοληψία και μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό. Αρχές μετάδοσης ψηφιακών δεδομένων. Εισαγωγή στη θεωρία της πληροφορίας και την κωδικοποίηση.

Στόχος Μαθήματος

Να αφομοιώσουν οι φοιτητές τις απαραίτητες θεωρητικές γνώσεις και πρακτικές γνώσεις γύρω από τις διάφορες φάσεις στη ψηφιακή επεξεργασία μονοδιάστατων και δισδιάστατων ψηφιακών σημάτων.  Σχεδίαση και ανάλυση ψηφιακών συστημάτων και  εφαρμογή/υλοποίηση τους χρησιμοποιώντας προγραμματισμό. Το μάθημα προσφέρεται μέσω ενός συνδυασμού διαλέξεων, ασκήσεων και προγραμματιστικών εργαστηρίων.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση ολοκληρωμένων γνώσεων γύρω από την ανάλυση, τις προδιάγραφες, λειτουργία, σχεδίαση, ανάλυση και προγραμματιστική  υλοποίηση ψηφιακών συστημάτων. Επίσης προσφέρονται γνώσεις σε  συστήματα διακριτού χρόνου και ιδιότητες, συνεχής και  διακριτός μετασχηματισμός Fourier και εφαρμογές. Εισαγωγή στον σχεδιασμό ψηφιακών φίλτρων πεπερασμένης και απείρου (FIR και IIR) κρουστικής αποκρίσεως.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Το μάθημα βασίζεται στα βασικά στοιχεία της ανάλυσης και επεξεργασία ψηφιακών σημάτων και συστημάτων, που προσφέρονται στο προαπαιτούμενο μάθημα, και έχει ως κύριους στόχους:

• Την επανάληψη σημάτων, συστημάτων, δειγματοληψία ημιτονοειδών. Aliansing and folding . Θεώρημα δειγματοληψίας.
• Συστήματα διακριτού χρόνου και ιδιότητες. Κρουστική απόκριση. Συνέλιξη. Εφαρμογή σε περιβάλλον MATLAB.
• Σειρές, μετασχηματισμός Fourier και ιδιότητες. Απόκριση συχνότητας συστήματος. Συστήματα πεπερασμένης και άπειρης κρουστικής απόκρισης (FIR, IIR). Εφαρμογή σε περιβάλλον MATLAB.
• Απόκριση συχνότητας συστημάτων FIR και IIR. Γραμμική φάση.
• Δειγματοληψία στο πεδίο της συχνότητας. Διακριτός μετασχηματισμός Fourier. Εφαρμογή σε περιβάλλον MATLAB.
• Ιδιότητες και εφαρμογές διακριτού μετασχηματισμού Fourier. Ανάλυση φάσματος σήματος. Κυκλική συνέλιξη.
• Εισαγωγή στα ψηφιακά φίλτρα. Σχεδιασμός FIR φίλτρων με χρήση παραθύρων. Εφαρμογή σε περιβάλλον MATLAB.
• Σχεδιασμός FIR φίλτρων με δειγματοληψία στο πεδίο της συχνότητας.
• Μετασχηματισμός Ζ. Εφαρμογή σε περιβάλλον MATLAB.
• Σχεδιασμός IIR φίλτρων.
• Υλοποίηση συστημάτων διακριτού χρόνου.

Καλύπτονται οι εξής ενότητες-κεφάλαια:

1. Δειγματοληψία ημιτονοειδών. Θεώρημα δειγματοληψίας.
2. Συστήματα διακριτού χρόνου και ιδιότητες.
3. Σειρές και μετασχηματισμός Fourier και ιδιότητες. Συστήματα πεπερασμένης και άπειρης κρουστικής απόκρισης (FIR, IIR).
4. Δειγματοληψία στο πεδίο της συχνότητας. Διακριτός μετασχηματισμός Fourier. Κυκλική συνέλιξη.
5. Εισαγωγή στα ψηφιακά φίλτρα. Σχεδιασμός FIR φίλτρων με χρήση παραθύρων και με δειγματοληψία στο πεδίο της συχνότητας.
6. Μετασχηματισμός Ζ.
7. Σχεδιασμός IIR φίλτρων.

Στόχος Μαθήματος

Αντικείμενο του πρώτου μέρους του εργαστηριακού μαθήματος είναι η γνωριμία του σπουδαστή με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των προβλημάτων αυτομάτου ελέγχου μέσω μια σειράς πειραματικών ασκήσεων.

Μέσω των εργαστηριακών ασκήσεων οι φοιτητές θα μελετήσουν στην πράξη μεταξύ άλλων, μαθηματικά μοντέλα φυσικών συστημάτων, συναρτήσεις μεταφοράς, εξισώσεις κατάστασης, συναρτησιακά δομικά διαγράμματα, ιδιότητες συστημάτων ελέγχου με ανάδραση, ανάλυση μεταβατικής απόκρισης, ευστάθεια, μεθόδους σχεδιασμού συστημάτων ελέγχου, τόπος των ριζών και απόκριση συχνότητας.

Το εργαστήριο διαθέτει μια βασική υποδομή από δώδεκα (έξι ζευγάρια) ηλεκτρομηχανικών διατάξεων (ανάστροφο εκκρεμές, σύστημα ευθύγραμμων μαζών, γυροσκόπιο, σύστημα μαγνητικής ανύψωσης, σερβομηχανισμό) για την ανάλυση και σύνθεση συστημάτων αυτομάτου ελέγχου γραμμικών και μη.

Αντικείμενο του δεύτερου μισού του εργαστηρίου είναι η εκτέλεση διαφόρων πειραμάτων και εργαστηριακών ασκήσεων από τον χώρο των τηλεπικοινωνιών. Πιο συγκεκριμένα στα πλαίσια αυτού του εργαστηρίου, αρχικά οι σπουδαστές θα πραγματοποιήσουν εισαγωγικά πειράματα αναλογικών τηλεπικοινωνιών και κατόπιν θα εντρυφήσουν σε πειράματα σχετιζόμενα με AM μετάδοση (AM Transmission), AM λήψη (AM Reception) και Διαμόρφωση/Αποδιαμόρφωση γωνίας (Angle Modulation and Demodulation).

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στο τέλος του πρώτου μισό του μαθήματος οι φοιτητές θα έχουν εφαρμόσει τις βασικές αρχές της θεωρίας αυτομάτου ελέγχου και θα έχουν κατανοήσει τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των προβλημάτων αυτής μέσω μια σειράς πειραματικών ασκήσεων που διαθέτει το εργαστήριο.

Ακολούθως στο δεύτερο μισό θα έχουν εφαρμόσει τις βασικές θεωρητικές αρχές των αναλογικών τηλεπικοινωνιών και θα μπορούν να χρησιμοποιήσουν τον εργαστηριακό εξοπλισμό για να πραγματοποιήσουν στην πράξη, αναλογική μετάδοση και λήψη σημάτων (AM, FM και PM) καθώς και να κάνουν μετρήσεις τάσης και ισχύος στα σήματα αυτά αποτιμώντας την ποιότητα μετάδοσης και τις απώλειες ισχύος.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Εισαγωγή στον εργαστηριακό εξοπλισμό διεξαγωγής πειραμάτων αυτομάτου ελέγχου. Εργαστηριακές ασκήσεις: Έλεγχος ανάστροφου εκκρεμούς, Έλεγχος ευθύγραμμων μαζών, Έλεγχος γυροσκοπίου, Σύστημα μαγνητικής ανύψωσης, Έλεγχος συστήματος σερβομηχανισμού, Έλεγχος Ροπής.

Εισαγωγή στον εργαστηριακό εξοπλισμό διεξαγωγής και πραγματοποίησης μετρήσεων για τα πειράματα τηλεπικοινωνιών, Εισαγωγικό εργαστήριο και μετρήσεις σε πειράματα αναλογικών τηλεπικοινωνιών, Εργαστηριακή άσκηση  Διαμόρφωσης/ Αποδιαμόρφωσης  Πλατους ΑΜ (Amplitude Modulation and Demodulation),  Εργαστηριακή άσκηση  AM μετάδοσης σήματος (AM Transmission), Εργαστηριακή άσκηση AM λήψης σήματος (AM Reception), Εργαστηριακή άσκηση  Διαμόρφωσης/Αποδιαμόρφωσης γωνίας (Angle Modulation and Demodulation), Διαμόρφωσης/ Αποδιαμόρφωσης συχνότητας FM (Frequency Modulation), Διαμόρφωσης/ Αποδιαμόρφωσης φάσης PM (Phase Modulation).

Προαπαιτούμενα

EEN_311 Συστήματα Ελέγχου

Στόχος Μαθήματος

Το μάθημα «Συστήματα Ισχύος I» αποτελεί το βασικό εισαγωγικό μάθημα στις έννοιες, τη δομή και τα χαρακτηριστικά των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην ανάπτυξη των βασικών ικανοτήτων που απαιτούνται για την ανάλυση συστημάτων ηλεκτρικής ισχύος, στην λεπτομερή μελέτη των βασικών αρχών και εννοιών συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, στην κατανόηση των λειτουργικών χαρακτηριστικών και ανάλυση/μοντελλοποίηση των βασικών δομικών στοιχείων ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Συγκεκριμένα,  γίνεται μελέτη των μετασχηματιστών ισχύος, των γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, εισαγωγή στην ανάλυση ροής φορτίου όπως επίσης και αναφορά σε εισαγωγικές έννοιες διασυνδεδεμένων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, έτσι ώστε ο φοιτητής να αποκτήσει μία συνολική αντίληψη των διαδικασιών και μεθοδολογιών επίλυσης κυκλωμάτων ηλεκτρικής ενέργειας Επιπρόσθετα, βασικός στόχος του μαθήματος αποτελεί η κατανόηση της σημασίας και του ρόλου των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας στη σύγχρονη κοινωνία και οικονομία.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

• Έχει κατανόηση των βασικών και σημαντικών χαρακτηριστικών των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, την σύνδεση τους με τη γενικότερη παραγωγή, μεταφορά και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας.
• Έχει γνώση των μαθηματικών μοντέλων, ισοδύναμων κυκλωμάτων, εργαλείων και τεχνικών επίλυσης κυκλωμάτων ηλεκτρικής ενέργειας και ροής φορτίου.
• Αναλύει και υπολογίζει τα βασικά στοιχεία και παραμέτρους ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Το μάθημα περιλαμβάνει τα ακόλουθα:

• Εισαγωγή στα συστήματα ηλεκτρικής ισχύος: Συγκρότηση, δομικά στοιχεία, αρχές λειτουργίας λειτουργικά χαρακτηριστικά των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, ιστορική εξέλιξη των συστημάτων ισχύος, τεχνολογίες παραγωγής/μεταφοράς/διαμονής ηλεκτρικής ενέργειας, δομή αγοράς ηλεκτρισμού, το ηλεκτρικό σύστημα της Κύπρου.
• Ανάλυση και μοντέλα των βασικών δομικών στοιχείων των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας.
• Σημερινές και μελλοντικές τάσεις, εξέλιξη τεχνολογιών, χαρακτηριστικά σύγχρονων γεννητριών και ισοδύναμα κυκλώματα, χαρακτηριστικά μετασχηματιστών ισχύος και ισοδύναμα κυκλώματα, το ανά μονάδα σύστημα (pu) και επίλυση κυκλωμάτων στο ανά μονάδα σύστημα.
• Βασικές έννοιες εναλλασσόμενων κυκλωμάτων: Διανυσματική παράσταση μεγεθών, Αντίσταση – Αγωγιμότητα, Τάση και ρεύμα σε 1-Φ και 3-Φ κυκλώματα. Ισχύς σε 1-Φ και 3-Φ κυκλώματα.
• Θεμελιώδεις έννοιες των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Δυναμικά στοιχεία, κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος και φασικά διανύσματα, έννοιες της πραγματικής ισχύος, άεργου ισχύος και μιγαδικής ισχύος, βασική ανάλυση κυκλωμάτων εναλλασσόμενου, τριφασικά κυκλώματα.
• Σχεδιασμός και χαρακτηριστικά γραμμών μεταφοράς και ισοδύναμα κυκλώματα μικρού, μεσαίου και μεγάλου μήκους, τεχνικές επαγωγικής και χωρητικής αντιστάθμισης γραμμών μεταφοράς, ανάλυση της κανονικής κατάστασης λειτουργίας των ισοζυγισμένων τριφασικών συστημάτων ισχύος.
• Παράθεση εισαγωγικών εννοιών και επεξήγηση του τρόπου λειτουργίας των διασυνδεδεμένων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας.
• Ανάλυση ροής φορτίου και εφαρμογή των μεθόδων Gauss-Seidel, Gauss και Newton – Raphson για την επίλυση των εξισώσεων ροής φορτίου

Καλύπτονται οι εξής ενότητες-κεφάλαια:

• Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ) -Συγκρότηση/Δομή/Απαιτήσεις/Χαρακτηριστικά/Στοιχεία/Προστασία/ Λειτουργία  – Συστήμα Παραγωγής/Μεταφοράς/ Διανομής
• Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Ηλεκτρικής Ενέργειας - Ιστορική Αναδρομή/ Εξέλιξη τεχνολογιών
• Βασική θεωρία των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας - Βασικές έννοιες/ Φασικά Διανύσματα/Ισχύς σε Εναλλασσόμενα Μονοφασικά/Τριφασικά Κυκλώματα
• Μετασχηματιστές Ισχύος - Αρχή Λειτουργίας/Μοντελοποίηση/Ισοδύναμα Κυκλώματα/Παραδείγματα
• Ανά Μονάδα Σύστημα / Per Unit Σύστημα (pu) – Μονοφασικά/Τριφασικά Συστήματα/Ισοδύναμα Κυκλώματα Στοιχείων/Παραδείγματα
• Συνδεσμολογίες Τυλιγμάτων Τριφασικών Μετασχηματιστών
• Εναέριες Γραμμές Μεταφοράς – Εισαγωγή/Τύποι/Παράμετροι/Μοντέλα
• Εναέριες Γραμμές Μεταφοράς – Αυτεπαγωγή/Παραδείγματα
• Εναέριες Γραμμές Μεταφοράς – Χωρητικότητα/Παραδείγματα
• Εναέριες Γραμμές Μεταφοράς – Μόνιμη Κατάσταση Λειτουργίας
• Εναέριες Γραμμές Μεταφοράς Μικρού/Μεσαίου/Μεγάλου Μήκους/Μοντέλα/Υπερβολικές Εξισώσεις/Παραδείγματα
• Ανάλυση Ροής Φορτίων – Εισαγωγή/Μεταβλητές Συστήματος/

Προαπαιτούμενα

ΕΕΝ_452 

Στόχος Μαθήματος

• Να καταλαβαίνει ο φοιτητής την λειτουργία και χαρακτηριστικά των μετατροπέων ισχύος για συνγκεκριμένες  εφαρμογές
• Nα αναλύει ο φοιτητής πλήρως τα βασικά κυκλώματα ηλεκτρονικών ισχύος
• Να μπορεί να καταλάβει και ετοιμάζει προδιαγραφές (specifications).
• Να σχεδιάζει σε επίπεδο συστήματος συγκροτήματα  που περιλαμβάνουν ηλεκρονικά ισχύος.
• Να σχεδιάζει σε επίπεδο κυκλώματος μετατροπείς ισχύος
• Να γνωρισει και εκτιμησει τις νεες τασεις στα ηλεκτρονικα ισχυος

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση ολοκληρωμένων γνώσεων γύρω από την ανάλυση, προδιαγραφή, λειτουργία, σχεδίαση και υλοποίηση Φωτοβολταϊκών συστημάτων. Γνώση λειτουργίας Ανεμογεννητριών και των βασικών παραμέτρων επιλογής  χώρου.

Ικανότητα να παρακολουθήσουν τις εξελίξεις στον τομέα τους. 

Προαπαιτούμενα 

ΕΕΝ 312 Ηλεκτρονική ΙΙ

Περιεχόμενο Μαθήματος

Ημιαγωγοί Διακόπτες Ισχύος

Ιδανικός διακόπτης ισχύος. Κατασκευή, λειτουργία και Διακοπτικά χαρακτηριστικά, καθυστέρηση μετάβασης απο κατασταση αποκοπής στην κατάσταση αγωγήμωτητας και ανάποδα των ημιαγωγών: Δίοδος Ανόρθωσης, Thyristor ,Τρανζίστορ Επαφής,  Τρανζίστορ MOSFET ισχύος, IGBT  και άλλα. Απώλειες ισχύος λογω χρονικών καθυστερήσεων.

Τοπολογία και Λειτουργία Μετατροπέων

Πέντε  βασικά κυκλωμάτα Ηλεκτρονικών ισχύος (AC/DC, DC/DC, DC/AC, AC/AC και Ενεργά Φίλτρα): Λειτουργία με αναφορά στα modes και στις σχέσεις τάσεων  εισόδου –εξόδου και duty-cycle των ημιαγωγών. Παραγωγή και περιγραφή σχετικών κυματομορφών τάσεων και ρεύματος.

Ανάλυση (και προσομοίωση PSICE/PSIM) των Κυκλωμάτων Ηλεκτρονικών Ισχύος

Σχέσεις τάσης και έντασης σε όλα τα σημεία των πέντε βασικών κυκλωμάτων στην Μόνιμη Απόκριση (Fourier – Διακοπτική Συνάρτηση). Εξαγωγή αρμονικών εισόδου - εξόδου και μέσης τιμής εξόδου. Μεταβατική Απόκριση (προσομοίωση) 

Ποιότητα εξόδου/εισόδου   (mains pollution): Υπολογισμός Συντελεστή Ισχύος, Συντελεστή Παραμόρφωσης, THD, Δημιουργία Φάσματος Συχνοτήτων εισόδου-εξόδου.

Εφαρμογές

Περιορισμένη παρουσίαση εφαρμογών σε Φωτοβολταϊκά και συστήματα ανεμογεννητριών,  FACTS

Νέες Τάσεις:

Περιγραφικά οι νέες τάσεις και νέα συστήματα στα Ηλεκτρονικά Ισχύος

Στόχος Μαθήματος

Να αφομοιώσουν οι φοιτητές τις απαραίτητες θεωρητικές γνώσεις και πρακτικές γνώσεις γύρω από τις διάφορες φάσεις στη σχεδίαση και υλοποίηση ψηφιακών ολοκληρωμένων συστημάτων με υψηλές απαιτήσεις απόδοσης με εργαλεία αυτοματοποίησης της σχεδίασης και γλώσσες περιγραφής υλικού, μέσω ενός συνδυασμού διαλέξεων, ασκήσεων και εργαστηρίων.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση ολοκληρωμένων γνώσεων γύρω από τα βασικά επεξεργασίας εικόνας, ανάλυση, συμπίεση, μεταφορά και κατάτμηση,  δισδιάστατου και πολυδιάστατου ψηφιακού σήματος (εικόνας και βίντεο).  Σχεδίαση και ανάλυση ψηφιακών φίλτρων για εικόνα.

Προαπαιτούμενα

ΕΕΝ318 – Ψηφιακή επεξεργασία σημάτων

Περιεχόμενο Μαθήματος

Το μάθημα βασίζεται στα βασικά στοιχεία της επεξεργασίας και ανάλυσης ψηφιακών σημάτων που προσφέρονται στο προαπαιτούμενο μάθημα και έχει ως κύριους στόχους:

• την εισαγωγή στα βασικά της θεωρίας και μεθόδων της ψηφιακής επεξεργασίας 1-διάστατου και 2-διάστατου σήματος (εικόνας και βίντεο)
• τη χρήση προγραμματισμού σε περιβάλουν MATLAB για υλοποίηση και σχεδίαση ολοκληρωμένων συστημάτων για ανάλυση εικόνας.
• την απόκτηση εμπειρίας στον πλήρη κύκλο της διαδικασίας επεξεργασίας και ανάλυσης ψηφιακών συστημάτων ανάλυσης εικόνας  με χρήση υπολογιστή μέσω των εργαστηριακών ασκήσεων
• Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι σπουδαστές αναμένεται να έχουν καλή γνώση 2-διάστατου σήματος, των βασικών εννοιών και περιοχών εφαρμογής της ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας, να κατανοούν τη λειτουργία των βασικών πολυμεσικών προτύπων κωδικοποίησης εικόνας και να είναι σε θέση να χρησιμοποιήσουν την προγραμματιστική τους εμπειρία για την ανάπτυξη προγραμμάτων επεξεργασίας εικόνας και βίντεο. Επίσης να είναι σε θέση να χρησιμοποιήσουν αλγόριθμους επεξεργασίας εικόνας και κατάλληλες τεχνικές για να επιλύσουν συγκεκριμένα προβλήματα.

Καλύπτονται οι εξής ενότητες-κεφάλαια:

1. Εισαγωγή μαθήματος:  Ανάκτηση, αποθήκευση, μεταφορά, επεξεργασία εικόνας. Γεωμετρία απεικόνισης εικόνας
2. Δυαδική Επεξεργασία Εικόνας
3. Ιστόγραμμα Εικόνας και Λειτουργίες Σημείου
4. Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier Εικόνας
5. Γραμμικό Φιλτράρισμα Εικόνων και Μετασχηματισμοί εικόνας,
6. Μη Γραμμικό Φιλτράρισμα Εικόνων
7. Συμπίεση Εικόνας , JPEG, PACS: Κωδικοποίηση εικόνας, πρότυπα συμπίεσης (MP3, JPEG, JPEG2000 κλπ.)
8. Ανάλυση Εικόνας Ι: Επανόρθωση και κατάτμηση εικόνας, ανίχνευση ακμών.
9. Ανάλυση Εικόνας ΙΙ και εισαγωγή στην Ψηφιακή Επεξεργασία Βίντεο

Στόχος Μαθήματος

Να αφομοιώσουν οι φοιτητές τις απαραίτητες θεωρητικές γνώσεις γύρω από τις δυο βασικές τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που αφορούν Φωτοβολταϊκά και Ανεμογεννήτριες.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση ολοκληρωμένων γνώσεων γύρω από την ανάλυση, προδιαγραφή, λειτουργία, σχεδίαση και υλοποίηση συστημάτων Φωτοβολταϊκών και Ανεμογεννήτριών.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Φωτοβολταικοί  Ηλεκτροπαραγωγοί  Σταθμοί και  Εγκαταστάσειs

Μετατροπή Ηλεκτρικής Ενέργειας σε Ηλεκτρική- το φωτοβολταϊκό φαινόμενο, Φωτο-βολταϊκά  Πλαίσια, ηλεκτρικά χαρακτηριστικά,  Φωτο-βολταϊκή  Συστοιχεία, Φωτοβολταικά Πάρκα , ηλεκτρονικες διατάξεις  και MPPT.

Αιολικά  Πάρκα και Εγκαταστάσεις

Αιολική Ισχύς, ανεμογεννήτριες, τύποι, εξαγωγή μέγιστης ισχύος, ηλεκτρονικές διατάξεις  και MPPT.

Ηλεκτρικές Μηχανές

Ηλεκτρικές  Μηχανές Εναλλασσομένου Ρεύματος 

Παραγωγή Εναλλασσόμενης Ημιτονοειδούς  Τάσης

Σύγχρονες Γεννήτριες-Κατασκευαστικά Στοιχεία

Αρχή λειτουργίας- Σύγχρονη Ταχύτητα

Επαγώγιμη Τάση- Ισχύς Εξόδου

Ισοδύναμα Κυκλώματα

Παράμετροι Σύγχρονης Γεννήτριας

Αυτόνομη Λειτουργία Σύγχρονης Γεννήτριας

Μέγιστη Ισχύς

Λειτουργία Γεννήτριας Συνδεδεμένης σε Άπειρο Ζυγό

Παράλληλες Γεννήτριες- Επιμερισμός Φορτίου Ρύθμιση Επαγομένης Τάσης και Ισχύος

Ηλιακή ενέργεια – γενικά χαρακτηριστικά

Ήλιο-θερμικοί Ηλεκτροπαραγωγοί  Σταθμοί – είδη συστημάτων, απλοί θερμοδυναμικοί κύκλοι (Σ. Καλογήρου)

Αποθήκευση Ενέργειας:

Ηλεκτρικοί Συσσωρευτές,  Υπερπυκνώτές (Supercapacitors),  Σφόνδυλοι (Flywheel),  Πεπιεσμένα αέρια (pneumatic)   Υδροηλεκτρικά συστήματα.

Στόχος Μαθήματος

Πρώτη εισαγωγή στο τεχνολογικό πεδίο των ασυρμάτων επικοινωνιών

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Βασικές γνώσεις για το τεχνολογικό πεδίο των ασυρμάτων επικοινωνιών.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Οι ασύρματες επικοινωνίες είναι από τα πλέον γοργά αναπτυσσόμενα τεχνολογικά πεδία. Μία σειρά από συστήματα ασυρμάτων επικοινωνιών, με πιο χαρακτηριστικό παράδειγμα την κυψελοειδές τηλεφωνία, έχουν ήδη καθοριστική επίδραση στην σημερινή κοινωνία. Στο προσεχές μέλλον καινούργια συστήματα, όπως για παράδειγμα τα ασύρματα αδόμητα δίκτυα, τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων και το Ίντερνετ των πραγμάτων, αναμένεται να αλλάξουν την καθημερινότητά μας. Το μάθημα αποτελεί μια πρώτη εισαγωγή στο τεχνολογικό πεδίο των ασυρμάτων επικοινωνιών. Καλύπτεται ένα μεγάλο εύρος θεμάτων, όπως οι βασικές αρχές, ο σχεδιασμός και η ανάλυση της απόδοσης της κυψελοειδές τηλεφωνίας, η μοντελοποίηση της ραδιομετάδοσης στο ασύρματο κανάλι και θέματα πολυπλεξίας (FDMA, TDMA, CDMA). Η έμφαση θα δοθεί όχι τόσο σε περιγραφή των διάφορων τεχνολογιών, αλλά σε βασικές αρχές, που αναμένεται να ισχύουν και στο (σχετικά) μακρινό μέλλον.

Multi-rate ψηφιακή επεξεργασία σημάτων, Μέθοδος ελαχίστων τετραγώνων για μοντελοποίηση συστημάτων και σχεδιασμό φίλτρων, Forward and backward linear prediction, μοντελοποίηση AR, MA και ARMA, αντίστροφα συστήματα και deconvolution, Φίλτρα Weiner/

Στόχος Μαθήματος

Κατανόηση θεωρίας και κανονισμών / νομοθεσίας που διέπουν τις ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση απαιτούμενων γνώσεων και δεξιοτήτων για τον σχεδιασμό των κτιρίων των υπηρεσιών με έμφαση στην δημιουργία βιώσιμων και κατάλληλων σχετικών λύσεων.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Βασικές πληροφορίες για τη μελέτη και τον σχεδιασμό Ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, Θεμελιώσεις σχεδιασμού ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, Διαδικασία Σχεδιασμού Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων, Βιομηχανικές εγκαταστάσεις, Εισαγωγή στις βασικές αρχές μελέτης και σχεδίασης ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων με Η/Υ, Αντικεραυνική προστασία, Φωτοτεχνία.

Στόχος Μαθήματος

Σχεδιασμός και ανάλυση της απόδοσης των μοντέρνων ψηφιακών συστημάτων τηλεπικοινωνίας

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Βασικές γνώσεις για το σχεδιασμό και την ανάλυση της απόδοσης των μοντέρνων ψηφιακών συστημάτων τηλεπικοινωνίας.

Προαπαιτούμενα

Προπτυχιακά μαθήματα σε συστήματα τηλεπικοινωνίας, σήματα και συστήματα, και πιθανότητες

Περιεχόμενο Μαθήματος

Το μάθημα καλύπτει το σχεδιασμό και την ανάλυση της απόδοσης των μοντέρνων ψηφιακών συστημάτων τηλεπικοινωνίας.  Έμφαση θα δοθεί  στα θεμελιώδη όρια που υπάρχουν στη μετάδοση ψηφιακών πληροφοριών λόγω θορύβου. Θα μελετηθούν επίσης τα ακόλουθα θέματα: Βέλτιστη ανίχνευση σήματος και βέλτιστοι ανιχνευτές σε κανάλια AWGN, κωδικοποίηση πηγής και χωρητικότητα καναλιού, κωδικοί διόρθωσης σφαλμάτων

Στόχος Μαθήματος

Το μάθημα έχει σκοπό την περαιτέρω εμβάθυνση στο πεδίο των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας όσο αφορά τον έλεγχο, επίβλεψη, και λειτουργία. Αποτελεί συνέχεια του μαθήματος «Ανάλυση Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας». Το μάθημα είναι αφιερωμένο στις μεθόδους επισκόπησης του δικτύου και βέλτιστης λειτουργίας, λαμβάνοντας υπόψη οικονομοτεχνικές πτυχές.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

• Έχει κατανόηση των βασικών αρχών λειτουργίας και βελτιστοποίησης των μοντέρνων συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας.
• Έχει εξοικειωθεί με τις ευέλικτες και καινοτόμες λύσεις που αφορούν στην ενσωμάτωση των απρόβλεπτων και έντονα μεταβαλλόμενων πηγών στο ενεργειακό μείγμα.

Μπορεί να επιλύσει βασικά προβλήματα λειτουργίας και βελτιστοποίησης σε πραγματικά συστήματα.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Το μάθημα περιλαμβάνει τα ακόλουθα:

• Δομή συστημάτων διαχείρισης ηλεκτρικής ενέργειας και απόκτησης δεδομένων (αρχιτεκτονική συστημάτων, SCADA, RTU, PMU)
• Αξιοπιστία ηλεκτρικών συστημάτων (παράγοντες, επάρκεια, ασφάλεια, βλάβες
• Αυτόματος έλεγχος παραγωγής (AGC)
• Εισαγωγή στην εκτίμηση κατάστασης (μέθοδος ελάχιστων τετραγώνων, αξιοπιστία αποτελεσμάτων, παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο)
• Προγραμματισμός παραγωγής ισχύος (ανάγκη, παράγοντες, χρονικοί ορίζοντες προγραμματισμού, οικονομική κατανομή φορτίου, ένταξη μονάδων παραγωγής, βέλτιστη ροή φορτίου)
• Έξυπνα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας (νέες τάσεις, μικροδίκτυα, κατανεμημένη παραγωγή ενέργειας)

Στόχος Μαθήματος

Κατανόηση και ορισμός των ενσωματωμένων συστημάτων. Κατανόηση των προκλήσεων και των προβλημάτων στη σχεδίαση συστημάτων ενσωματωμένης υπολογιστικής. Ανάπτυξη μεθοδολογίας σχεδίασης ενσωματωμένων συστημάτων. Κατανόηση σχεδιασμού και λειτουργίας των ενσωματωμένων συστημάτων, σε επίπεδο λογισμικού - υλικού - αρχιτεκτονικής συστημάτων. Σχεδίαση με γλώσσες περιγραφής υλικού Verilog. Λογική Σύνθεση Υψηλού επιπέδου αφαίρεσης (HLS) και σχεδίαση με γλώσσα C. Μεθοδολογία  σχεδίασης συστημάτων FPGA. Τεχνολογία και αρχιτεκτονική μοντέρνων FPGA. Αρχιτεκτονική System-on-a-Chip. Ενσωματωμένο Linux για SoC. Συ-σχεδίαση υλικού/λογισμικού με παραδείγματα σε συμπαγή συστήματα ελέγχου, αυτοματισμού και ρομποτικής.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Να αφομοιώσουν οι φοιτητές τις απαραίτητες θεωρητικές γνώσεις και πρακτικές γνώσεις γύρω από τις διάφορες φάσεις στη σχεδίαση και υλοποίηση ενσωματωμένων συστημάτων με FPGA SoC, μέσω ενός συνδυασμού διαλέξεων, ασκήσεων και εργαστηρίων.

Προαπαιτούμενα

ΕΕΝ 314, CEI 122

Περιεχόμενο

Καλύπτονται οι εξής ενότητες-κεφάλαια:

Εισαγωγή στα Ενσωματωμένα Συστήματα

Μεθοδολογία σχεδίασης FPGA/ASIC

Εισαγωγή στις γλώσσες περιγραφής υλικού και τη Verilog

Εισαγωγή στη Λογική Σύνθεση Υψηλού επιπέδου αφαίρεσης (HLS) με C

Αρχιτεκτονική και τεχνολογία μοντέρνων FPGA και System-on-a-Chip (SoC)

Case study: Xilinx Zynq

Θέματα χρονισμού – Σύνθεση, τοποθέτηση και διαδρόμηση σε FPGAs

Μεθοδολογίες σχεδίασης

Προδιαγραφές, οργάνωση, ανάλυση απόδοσης, υλοποίηση, έλεγχος

Ενσωματωμένοι Επεξεργαστές

Case study : Επεξεργαστής ARM Cortex A9, Hardware και Software

Επικοινωνία σε Ενσωματωμένα συστήματα

Δίαυλοι (AMBA bus)

Σχεδίαση SoC

Καταμερισμός και συ-σχεδίαση υλικού/λογισμικού

Επαναχρησιμοποίηση συστημάτων (IP)

Διαδικασία και τεχνικές βελτιστοποίησης σε επίπεδο Υλικού και Λογισμικού

Ενσωματωμένο Linux για SoC

Case study: PetaLinux

Στόχος Μαθήματος

Να δώσει μια πλατιά γνώση ως προς βασικές έννοιες της Γραμμικής Άλγεβρας σε σχέση με πίνακες και επίλυση γραμμικών συστημάτων όπως επίσης και βασικής Μιγαδικής Ανάλυσης, οι οποίες μπορούν να καταστούν εργαλεία καλύτερης κατανόησης και επίλυσης σχετικών μηχανικών εφαρμογών.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση επιπλέον σημαντικού υπόβαθρου για χρήση σε εφαρμογές στη Μηχανική.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Άλγεβρα πινάκων: ορισμοί, ιδιότητες, ειδικοί πίνακες, Ορίζουσες, κανόνας του Sarrus, συμπαράγοντες, αναγωγή γραμμών, Αντίστροφος πίνακας, συστήματα εξισώσεων πινάκων, Συστήματα γραμμικών εξισώσεων, κανόνας του Cramer, αναγωγή Gauss, μέθοδος πινάκων, Διανύσματα: ορισμοί, πράξεις, ιδιότητες, Γραμμικοί χώροι: υπόχωροι, γραμμική ανεξαρτησία, βάση, βαθμός και μηδενικότητα, Γραμμικοί μετασχηματισμοί, Το πρόβλημα των ιδιοτιμών: ιδιοτιμές, ιδιοδιανύσματα, τετραγωνικές μορφές, Εφαρμογές γραμμικής άλγεβρας, Ανάλυση ιδιάζουσας τιμής, Μιγαδικοί αριθμοί: άλγεβρα, γεωμετρία, συστήματα συντεταγμένων, Μιγαδικές συναρτήσεις: ορισμοί, όρια, παραγώγιση, συναρτήσεις δυναμοσειράς, ολοκλήρωση, Περιγραμμικά ολοκληρώματα, ολοκληρωτικά υπόλοιπα.

Στόχος Μαθήματος

Να δώσει μια πλατιά γνώση σε Μηχανικούς ως προς βασικές έννοιες των σημάτων και των συστημάτων καθώς και συναρτώμενων μετασχηματισμών, οι οποίες μπορούν να καταστούν εργαλεία καλύτερης κατανόησης και επίλυσης σχετικών εφαρμογών.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση επιπλέον σημαντικού υπόβαθρου για χρήση σε εφαρμογές στη Μηχανική.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Εισαγωγή στα Σήματα, Εισαγωγή στα Συστήματα, Ανάπτυγμα και σειρές Fourier, Μετασχηματισμός Fourier και εφαρμογές, Ανάπτυγμα και μετασχηματισμός Fourier διακριτών σημάτων, Μετασχηματισμός Laplace και εφαρμογές, Μετασχηματισμός z.

Στόχος Μαθήματος

Το μάθημα παρέχει μια ευρεία και συστηματική εισαγωγή στις βασικές αρχές και τις προχωρημένες έννοιες της Θεωρίας Πιθανοτήτων και των τυχαίων διαδικασιών, με ιδιαίτερη έμφαση στα εργαλεία και τις εφαρμογές που είναι απαραίτητα στο κλάδο της Ηλεκτρολογικής Μη-χανικής και της Μηχανικής Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

• Κατανόηση και εφαρμογή εννοιών της Θεωρίας Πιθανοτήτων για την επίλυση πρακτικών και θεωρητικών προβλημάτων της μηχανικής
• Χρήση θεωρητικών εργαλείων για την εξερεύνηση των ιδιοτήτων των τυχαίων μεταβλητών
• Ανάλυση των τυχαίων διαδικασιών και εφαρμογή τους σε πολλούς διαφορετικούς τομείς όπως στην επεξεργασία σημάτων στα συστήματα επικοινωνίας, στη μελέτη της αξιοπιστίας συστημάτων, στον αυτόματο έλεγχο κ.τ.λ.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Οι θεματικές ενότητες που καλύπτονται είναι:

1. Βασικές έννοιες-αξιώματα πιθανοτήτων

Εισαγωγή, Δειγματικός χώρος, γεγονότα, Πράξεις με γεγονότα, Μαθηματική πιθανότητα, Αξιώματα πιθανοτήτων, Δεσμευμένη πιθανότητα, Ανεξαρτησία

2. Μονοδιάστατες Τυχαίες Μεταβλητές

Τυχαίες μεταβλητές, Συνάρτηση κατανομής, Διακριτές τυχαίες             μεταβλητές, Συνεχείς τυχαίες μεταβλητές, Συναρτήσεις τυχαίας        

μεταβλητής, Μέση τιμή, διασπορά

3. Σημαντικές Τυχαίες Μεταβλητές και οι ιδιότητες τους

Διακριτές κατανομές: Bernoulli, Διωνυμική, Poisson,      

Γεωμετρική, Υπεργεωμετρική

Συνεχείς κατανομές: Ομοιόμορφη, Κανονική, Εκθετική, Γάμμα

Κεντρικό Οριακό Θεώρημα

4. Πολυδιάστατες Τυχαίες Μεταβλητές

Διδιάστατες τυχαίες μεταβλητές, Συνδιασπορά και συντελεστής συσχέτισης

5. Πιθανότητες υπό προϋπόθεση και ανεξάρτητες τυχαίες μεταβλητές

6. Εισαγωγή στις στοχαστικές ανελίξεις 

Τυχαία σήματα, Συναρτήσεις μέσης τιμής συσχέτισης και

συμμεταβλητότητας. Aνέλιξη Poisson

7. Αυτοσυσχέτιση και φάσμα ισχύος 

Πυκνότητα φάσματος ισχύος. Στοχαστική ανέλιξη Gauss. Θόρυβος: Θόρυβος βολής, θερμικός θόρυβος, λευκός θόρυβος

8. Απόκριση γραμμικών συστημάτων σε στοχαστικές εισόδους

Στόχος Μαθήματος

Η κατανόηση της σημασίας και του ρόλου που διαδραματίζουν ο Απειροστικός Λογισμός και οι Διαφορικές Εξισώσεις σε όλες τις Επιστήμες και ειδικότερα στην Ηλεκτρολογική Μηχανική, τη Μηχανική Η/Υ και την Επιστήμη της Πληροφορική, καθώς και η ευχερής εκμάθηση των διάφορων τεχνικών επίλυσης τους.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Αναμένεται ότι ο φοιτητής θα είναι σε θέση να:

1. κατανοεί πλήρως το θεωρητικό υπόβαθρο,
2. μεταφράζει σε μαθηματικούς όρους τους συσχετισμούς των διάφορων ποσοτήτων που μεταβάλλονται σε κάθε πρόβλημα,
3. κατασκευάζει την αντίστοιχη Διαφορική Εξίσωση που το διέπει,
4. διερευνά την πραγματική σημασία της λύσης,
5. καθορίζει αν είναι αποδεκτή με βάση τους θεμελιώδεις νόμους της Φυσικής,
6. να επιτελεί διάφορες αλγεβρικές πράξεις μεταξύ διανυσμάτων (πρόσθεση, αφαίρεση, βαθμωτός πολλαπλασιασμός, εξωτερικό γινόμενο, μικτό γινόμενο),
7. υπολογίζει παραγώγους και ολοκληρώματα (επικαμπύλια και επιφανειακά) διανυσματικών συναρτήσεων,
8. λύνει προβλήματα (υπολογισμός εμβαδού, μηχανικού έργου, ροής) με φυσικές ποσότητες που αποτελούν διανύσματα

Προαπαιτούμενα

ΕΕΙ103 – Προχωρημένα Μαθηματικά II

Περιεχόμενο Μαθήματος

I. Διαφορικές Εξισώσεις:

1. Γραμμικά συστήματα ΔΕ και εκθετική πινάκων.
2. Μετασχηματισμός Laplace και εφαρμογές.
3. Σειρές Fourier. Μετασχηματισμός Fourier.
4. Μερικές διαφορικές εξισώσεις και εφαρμογές.

II. Απειροστικός Λογισμός:

1. Διανυσματικές συναρτήσεις.
2. Θέματα διανυσματικού λογισμού.

Στόχος Μαθήματος

The course covers the various imaging modalities (Ultrasound, MRI, X-rays, CT, SPECT and PET). It covers also various important topics in biomedical engineering (biomaterials, biosensors, medical devices, ECG, EEG, endoscopy etc)

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Εισαγωγή στις βασικές αρχές της βιοϊατρικής μηχανικής (απεικόνιση, υλικά, αισθητήρες κλπ.).

Περιεχόμενο Μαθήματος

Βασικές αρχές του υπερήχου και της λειτουργίας του κεντρικού νευρικού συστήματος. Εισαγωγή στην αναδυόμενη βιομηχανία ιατρικών συσκευών. Απεικόνιση υπερήχων, ακτινογραφίες, υπολογιστική τομογραφία (CT), μαγνητική τομογραφία, τομογραφία ποζιτρονίων (PET) και πρότυπο DICOM. Ο ρόλος του λέιζερ στη χειρουργική επέμβαση. Ενδοσκόπηση, τεχνικές και θεραπείες με τη βοήθεια της ενδοσκόπησης. Καρδιακές συσκευές (π.χ. βηματοδότης). Κατανόηση και ανάλυση του ηλεκτροκαρδιογραφήματος, του ηλεκτροεγκεφαλογράμματος και του ηλεκτρομυογραφήματος. Θεραπευτικοι υπέρηχοι. Ανατομία ανθρώπινου εγκεφάλου και καρδιάς και σχετικές συσκευές. Ακτινοθεραπεία  (γραμμικοί επιταχυντές). Διαδικασίες έγκρισης ιατροτεχνολογικών προϊόντων. Εισαγωγή στην τηλεματική, τηλεϊατρική και αναφορά σε τεχνολογίες και εφαρμογές. Βιοϋλικά και Βιοαισθητήρες. Εισαγωγή στην 3Δ εκτύπωση για Βιοϊατρικές εφαρμογές.

Introduction to the emerging medical devices industry. Ultrasound Imaging, X-rays, computed tomography tomography (CT), MRI, positron tomography (PET), and the DICOM standard. Medical robotics. Wearable devices. Role of laser in surgery. Endoscopy, techniques, and therapies with the help of endoscopy. Cardiac devices (e.g. pacemaker). Understanding and analysis of the electrocardiogram, electroencephogram and electromyogram. Ablation techniques (RF, laser, microwave, Therapeutic ultrasound etc). Radiotherapy (linear accelerators). Procedures for the approval of medical devices. Introduction to telemedicine. Biomaterials, and biosensors.Introduction to 3D printing for biomedical use.  

Στόχος Μαθήματος

Η προετοιμασία των φοιτητών για την κατανόηση βασικών γνώσεων που ισχύουν για όλα τα είδη των οργανισμών και τα πεδία εφαρμογής αυτών σε πιο εξειδικευμένο επίπεδο και η εξοικείωση των φοιτητών με το φαινόμενο της ζωής και τα βιολογικά προβλήματα.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση βασικών γνώσεων στις κυριότερες ενότητες των βιολογικών επιστημών με έμφαση στη δημιουργία πυρηνικών γνώσεων για μελλοντική μελέτη από τους φοιτητές βιολογικών θεμάτων με εφαρμογές στα γνωστικά τους αντικείμενα.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Καλύπτονται τα εξής κεφάλαια-ενότητες:

• Ξεκίνημα της ζωής, Χαρακτηριστικά της ζωής
• Χημεία της ζωής
• Ένζυμα και μεταβολισμός
• Κύτταρο
• Φωτοσύνθεση
• Κυτταρική αναπνοή
• Ιστοί και όργανα
• Έκφραση του γενετικού υλικού
• Κυτταρικός κύκλος  (Μίτωση – Μείωση)
• Ανάπτυξη και διαφοροποίηση
• Μολυσματικές ασθένειες
• Γενετικές ασθένειες
• Καρκίνος
• Γενετική - Ασκήσεις γενετικής
• Εξέλιξη και φυσική επιλογή
• Συνθετική Βιολογία

Στόχος Μαθήματος

Γενικός στόχος του μαθήματος είναι να καταστήσει τους φοιτητές ικανούς να επικοινωνούν στα Αγγλικά σε επίπεδο Β1-Β2 του Κοινού Ευρωπαϊκού Πλαισίου Αναφοράς (ΚΕΠΑ) για τις Γλώσσες, σε θέματα σχετικά με την κοινωνική και φοιτητική τους ζωή (πανεπιστήμιο, πρόγραμμα σπουδών, κλάδος σπουδών τους), καθώς και σε θέματα που αφορούν στη μελλοντική τους επαγγελματική σταδιοδρομία (επαγγέλματα του κλάδου, σύντομο βιογραφικό, κ.λπ.).  Η υποβοηθούμενη από τις νέες τεχνολογίες εκμάθηση της γλώσσας και του πολιτισμού γίνεται μέσα από επικοινωνιακές περιστάσεις οι οποίες αντλούνται από περιστάσεις αυθεντικής επικοινωνίας που πιθανόν να βρεθούν οι φοιτητές στη ζωή τους, κατά τη διάρκεια των σπουδών τους και της επαγγελματικής τους σταδιοδρομίας. Η απόκτηση γλωσσικής ικανότητας γίνεται μέσα από αντίστοιχα κειμενικά είδη, σενάρια, και ρόλους παραγωγής και κατανόησης προφορικού και γραπτού λόγου. Το πρόγραμμα βασίζεται σε σύγχρονες θεωρίες μάθησης όπως τον εποικοδομητισμό και τον κοινωνικό εποικοδομητισμό και μαθητοκεντρικές μεθόδους διδασκαλίας, και αναπτύσσει τόσο τις γλωσσικές δεξιότητες των φοιτητών όσο και μεταβιβάσιμες δεξιότητες του 21ου  αιώνα όπως επικοινωνία, χρήση των νέων τεχνολογιών πληροφόρησης και επικοινωνίας, συνεργασία, δημιουργικότητα και καινοτομία, κριτική σκέψη και διαπολιτισμική συνείδηση καθώς και δεξιότητες όπως την αυτόνομη και δια βίου μάθηση. Ειδικότερα σε σχέση με τη Δημόσια Επικοινωνία, το μάθημα στοχεύει να καταστήσει τους φοιτητές ικανούς στη διαχείριση αγγλόγλωσσης βιβλιογραφίας, όπως και στην κατανόηση και επεξεργασία υλικού συναφές με τις επιστημονικές κατευθύνσεις της δημοσιογραφίας, της πολιτικής επικοινωνίας και της ολοκληρωμένης επικοινωνίας μάρκετινγκ.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Μέχρι το τέλος του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση να:

Αντλούν επικοινωνιακές περιστάσεις, σενάρια και ρόλους, μέσα από αυθεντικές καταστάσεις της κοινωνικής και φοιτητικής τους ζωής (πανεπιστήμιο, οδηγίες για πρόσβαση σε κτήρια, κλάδος σπουδών τους), 

• καθώς και από θέματα που αφορούν την μελλοντική τους επαγγελματική σταδιοδρομία (χώρος εργασίας, επαγγέλματα του κλάδου, καθήκοντα).
• Επικοινωνούν με ικανοποιητική επάρκεια επιπέδου Β1-Β2 του ΚΕΠΑ για τις γλώσσες (παραγωγή και κατανόηση προφορικού και γραπτού λόγου) στα πιο πάνω θέματα, μέσα από αντίστοιχα και σχετικά κειμενικά είδη, σενάρια, και ρόλους.
• Κατανοούν αγγλόγλωσσα γραπτά κείμενα που αφορούν τους Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς , Ηλεκτρολογία, διάφορες καινούργιες τεχνολογίες και αρχίζουν να αναπτύσσουν την ικανότητα κριτικής ανάλυσης αυτών των κειμένων.
• Έχουν αναπτύξει ικανότητες προφορικής κατανόησης και επαρκούς παρακολούθησης αγγλόγλωσσων ομιλιών και σεμιναρίων από ξένους επισκέπτες στο Τμήμα.

Έχουν αναπτύξει επαρκείς ικανότητες ατομικής, ακαδημαϊκής έρευνας προς εκπλήρωση των σχετικών τους υποχρεώσεων στο πρόγραμμα σπουδών των Ηλεκτρολόγων Μηχανικών.

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Πτυχίο στους Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς– τι σημαίνει;
• Το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου – ταυτότητα.
• Λήψη σημειώσεων.
• Τύποι μάθησης
• Βιβλιογραφικές αναφορές, παραφράσεις, λογοκλοπή.
• Συγγραφή περίληψης
• Δεξιότητες χρήσης βιβλιοθήκης.
• Δεξιότητες χρήσης λεξικών (μονόγλωσσα, δίγλωσσα)
• Καριέρα στον Τομέα των Ηλεκτρολόγων Μηχανικών
• Εξοικείωση με κειμενικά είδη από τους Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς και Ηλεκτρολογία
• Ψηφιακές γνώσεις
• The Information age
• Graphical User Interfaces
• Πολυμέσα
• Δίκτια
• Το διαδίκτυο
• Συστήματα επικοινωνίας
• Ρομποτική

Στόχος Μαθήματος

Γενικός στόχος του δεύτερου μέρους του ειδικού μαθήματος για τους Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς  είναι να καταστήσει τους φοιτητές ικανούς να επικοινωνούν στα Αγγλικά σε επίπεδο Β1-Β2 του Κοινού Ευρωπαϊκού Πλαισίου Αναφοράς (ΚΕΠΑ) για τις Γλώσσες, σε θέματα σχετικά με την κοινωνική και φοιτητική τους ζωή (πανεπιστήμιο, πρόγραμμα σπουδών, κλάδος σπουδών τους), καθώς και σε θέματα που αφορούν στη μελλοντική τους επαγγελματική σταδιοδρομία (επαγγέλματα του κλάδου, σύντομο βιογραφικό, κ.λπ.).  Η υποβοηθούμενη από τις νέες τεχνολογίες εκμάθηση της γλώσσας και του πολιτισμού γίνεται μέσα από επικοινωνιακές περιστάσεις οι οποίες αντλούνται από περιστάσεις αυθεντικής επικοινωνίας που πιθανόν να βρεθούν οι φοιτητές στη ζωή τους, κατά τη διάρκεια των σπουδών τους και της επαγγελματικής τους σταδιοδρομίας. Η απόκτηση γλωσσικής ικανότητας γίνεται μέσα από αντίστοιχα κειμενικά είδη, σενάρια, και ρόλους παραγωγής και κατανόησης προφορικού και γραπτού λόγου. Το πρόγραμμα βασίζεται σε σύγχρονες θεωρίες μάθησης όπως τον εποικοδομητισμό και τον κοινωνικό εποικοδομητισμό και μαθητοκεντρικές μεθόδους διδασκαλίας, και αναπτύσσει τόσο τις γλωσσικές δεξιότητες των φοιτητών όσο και μεταβιβάσιμες δεξιότητες του 21ου  αιώνα όπως επικοινωνία, χρήση των νέων τεχνολογιών πληροφόρησης και επικοινωνίας, συνεργασία, δημιουργικότητα και καινοτομία, κριτική σκέψη και διαπολιτισμική συνείδηση καθώς και δεξιότητες όπως την αυτόνομη και δια βίου μάθηση. Ειδικότερα σε σχέση με τη Δημόσια Επικοινωνία, το μάθημα στοχεύει να καταστήσει τους φοιτητές ικανούς στη διαχείριση αγγλόγλωσσης βιβλιογραφίας, όπως και στην κατανόηση και επεξεργασία υλικού συναφές με τις επιστημονικές κατευθύνσεις της δημοσιογραφίας, της πολιτικής επικοινωνίας και της ολοκληρωμένης επικοινωνίας μάρκετινγκ.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Μέχρι το τέλος του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση να:

• Αντλούν επικοινωνιακές περιστάσεις, σενάρια και ρόλους, μέσα από αυθεντικές καταστάσεις της κοινωνικής και φοιτητικής τους ζωής (πανεπιστήμιο, οδηγίες για πρόσβαση σε κτήρια, κλάδος σπουδών τους), καθώς και από θέματα που αφορούν την μελλοντική τους επαγγελματική σταδιοδρομία (χώρος εργασίας, επαγγέλματα του κλάδου, καθήκοντα).
• Επικοινωνούν με ικανοποιητική επάρκεια επιπέδου Β1-Β2 του ΚΕΠΑ για τις γλώσσες (παραγωγή και κατανόηση προφορικού και γραπτού λόγου) στα πιο πάνω θέματα, μέσα από αντίστοιχα και σχετικά κειμενικά είδη, σενάρια, και ρόλους.
• Κατανοούν αγγλόγλωσσα γραπτά κείμενα που αφορούν τους Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς , Ηλεκτρολογία, διάφορες καινούργιες τεχνολογίες και αρχίζουν να αναπτύσσουν την ικανότητα κριτικής ανάλυσης αυτών των κειμένων.
• Έχουν αναπτύξει ικανότητες προφορικής κατανόησης και επαρκούς παρακολούθησης αγγλόγλωσσων ομιλιών και σεμιναρίων από ξένους επισκέπτες στο Τμήμα.
• Έχουν αναπτύξει επαρκείς ικανότητες ατομικής, ακαδημαϊκής έρευνας προς εκπλήρωση των σχετικών τους υποχρεώσεων στο πρόγραμμα σπουδών των Ηλεκτρολόγων Μηχανικών

Προαπαιτούμενα

LCE 113

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, μετάδοση και διανομή.
• Συστήματα επικοινωνιών.
• Επεξεργασία σήματος.
• Μικροηλεκτρονική.
• Εικονική πραγματικότητα.
• Εξοικείωση με κειμενικά είδη από τους Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς και Ηλεκτρολογία.
• Λήψη σημειώσεων.
• Βιβλιογραφικές αναφορές, παραφράσεις, λογοκλοπή.
• Συγγραφή περίληψης

Στόχος Μαθήματος

Να εκτελεστούν σειρά από πειραματικές μετρήσεις με βασικά όργανα σε κυκλώματα που περιλαμβάνουν τα παθητικά ηλεκτρικά στοιχεία. Να γίνουν μετρήσεις των διαφόρων ηλεκτρικών παραμέτρων σημάτων.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Πλήρης κατανόηση τεχνικών πειραματικής εφαρμογής για ηλεκτρικά κυκλώματα.

Περιεχόμενο Μαθήματος

ΟΡΓΑΝΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ: Amp -Volt - Gen – Osc., ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΩΜΙΚΩΝ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΩΝ, ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΩΝ ΣΕ ΣΕΙΡΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΑ, ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΩΝ, ΚΥΚΛΩΜΑ RC ΣΕ ΣΕΙΡΑ, ΚΥΚΛΩΜΑ RL ΣΕ ΣΕΙΡΑ, ΙΣΧΥΣ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ, ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ ΣΕΙΡΑΣ & ΠΑΡΑΛΛΗΛΟΣ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ, ΦΙΛΤΡΑ ΔΙΕΛΕΥΣΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 1ΗΣ ΤΑΞΗΣ-RC, ΦΙΛΤΡΟ ΔΙΕΛΕΥΣΗΣ ΧΑΜΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 2ΗΣ ΤΑΞΗΣ-LC, ΦΙΛΤΡΟ ΔΙΕΛΕΥΣΗΣ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 2ΗΣ ΤΑΞΗΣ-LC ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ

Στόχος Μαθήματος

Να εισάξει τον φοιτητή σε βασικές έννοιες της Οργάνωσης Ηλεκτρονικών Υπολογιστών.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Οι φοιτητές να γνωρίζουν σε βάθος τις βασικές γνώσεις οργάνωσης και δομής Η/Υ, δομής μικρό-επεξεργαστών και μνήμης Η/Υ, καθώς και να προσδιορίζουν μεθοδολογίες για βελτίωση απόδοσης επεξεργαστών.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Το μάθημα παρουσιάζει με λεπτομέρεια τη βασική δομή λειτουργίας των υπολογιστικών συστημάτων με έναν επεξεργαστή, και κάνει εισαγωγή στη μηχανική υπολογιστών. Παρουσιάζει τα βασικά δομικά στοιχεία ενός υπολογιστικού συστήματος: αριθμητικές και λογικές μονάδες, μονάδες ελέγχου (FSM-based), σύστημα μνήμης, σύστημα εισόδου/εξόδου, δίαυλος δεδομένων. Παρουσιάζει το δυαδικό αριθμητικό σύστημα, αριθμητικά συμπληρώματα του ένα και του δύο, αριθμητική κινούμενου σημείου, υπερχείλιση και υπορροή, πρόσθεση, αφαίρεση, διαίρεση και πολλαπλασιασμός. Παρουσίαση της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας RISC χρησιμοποιώντας σαν βάση την αρχιτεκτονική MIPS. Αρχιτεκτονική του Συνόλου Εντολών RISC (Instruction Set Architecture - ISA). Προγραμματισμός Assembly σε MIPS. Διασωλήνωση, έλεγχος δεδομένων και δομικοί κίνδυνοι. Χειρισμός διακοπών και εξαιρέσεων. RAM, οργάνωση κρυφής μνήμης (άμεση απεικόνιση και σύζευξη) και ιδεατή μνήμη. Μέτρηση απόδοσης και βελτιώσεις στην Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας, πρόβλεψη διακλάδωσης, αναδιοργάνωση εντολών συμβολικής γλώσσας Αssembly. Συστήματα αποθήκευσης όπως δίσκοι και οπτικά μέσα. Το μάθημα περιλαμβάνει εβδομαδιαίο εργαστήριο για πρακτική εξάσκηση στην γλώσσα Αssembly στην Αρχιτεκτονική του Συνόλου Εντολών MIPS.

Στόχος Μαθήματος

Να καταλαβαίνει ο φοιτητής την λειτουργία και χαρακτηριστικά των ημιαγωγών  για συνγκεκριμένες  εφαρμογές.

Να αναλύει ο φοιτητής πλήρως τα βασικά κυκλώματα με διόδους και τρανζίστορ.

Να καταλαβαίνει ο φοιτητής την λειτουργία και χαρακτηριστικά των τελεστικών ενισχυτών  για συγκεκριμένες  εφαρμογές.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση ολοκληρωμένων γνώσεων γύρω από την ανάλυση, λειτουργία, σχεδίαση και υλοποίηση κυκλωμάτων με διόδους, τρανζίστορ, τελεστικούς ενισχυτές.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Ηλεκτρονικά εξαρτήματα:  

Δίοδος Ανόρθωσης , Zener δίοδος

Thyristor 

Διπολικό Τρανσίστορ Επαφής

Τρανσίστορ FET

Κυκλώματα Πόλωσης

Ισοδύναμα κυκλώματα ασθενούς σήματος

Το τρανζίστορ σαν στοιχείο ηλεκτρικού κυκλώματος

(ι)  Το τρανζίστορ  σαν διακόπτης

Power ΜOSFET

IGBT

Εφαρμογές

 (ιι) Ενισχυτές σήματος:

         Πόλωσης, Ενίσχυσης, αντιστάσεις εισόδου-εξόδου,

Απόκριση συχνότητας-Bode Plot,

Σταθερότητα

Ενισχυτές ισχύος: Class A, Class B, Class AB  και  class D 

Τελεστικοί Ενισχυτές: 

Διαφορικός ενισχυτής, Εσωτερική δομή και χαρακτηριστικά λειτουργίας, Απλές Εφαρμογές.Συγκριτές: Λειτουργία, εφαρμογές 

Στόχος Μαθήματος

Να καταλαβαίνει ο φοιτητής την λειτουργία των συστημάτων ελέγχου που αναφέρονται στο Περιεχόμενο μαθήματος. Να κάνει τις μαθηματικές αναλύσεις των συστημάτων που αναφέρονται στο Περιεχόμενο μαθήματος.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση ολοκληρωμένων γνώσεων γύρω από την ανάλυση, μαθηματικό μοντελισμό και σχεδίαση των συστημάτων που αναφέρονται στο περιεχόμενο μαθήματος.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Μαθηματικός μοντελισμός δυναμικών συστημάτων, Μοντέλα καταστασεών, Γραμμικοποίηση μη γραμμικών συστημάτων, Συναρτήσεις μεταφοράς, Ευστάθεια γραμμικών συστημάτων, Παρατηρησιμότητα και ελεγξιμότητα, Διαγράμματα Bode, To Nyquist κριτήριο ευστάθειας, Σχεδιασμός αντισταθμιστή.

Στόχος Μαθήματος

Να καταλαβαίνει ο φοιτητής την λειτουργία των κυκλωμάτων που αναφέρονται στο Περιεχόμενο μαθήματος. Να κάνει τις μαθηματικές αναλύσεις των κυκλωμάτων που αναφέρονται στο Περιεχόμενο μαθήματος.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Απόκτηση ολοκληρωμένων γνώσεων γύρω από την ανάλυση, λειτουργία, σχεδίαση και υλοποίηση των κυκλωμάτων που αναφέρονται στο περιεχόμενο μαθήματος.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Συνολική απόκριση συχνότητας και διάγραμμα Bode Plot, Ενεργά Φίλτρα (active filters),             Ενισχυτές Ανάδρασης, Σταθερότητα ενισχυτών, Ημιτονοειδής Ταλαντωτές, Κυκλώματα Τροποποίησης σημάτων και Μετατροπής Πληροφορίας, Ηλεκτρονικά Ισχυρών σημάτων.

Στόχος Μαθήματος

Να εκτελεστούν σειρά από πειράματα με ηλεκτρονικά κυκλώματα, διόδους και ενισχυτές με τρανζίστορ και μετρήσεις των διαφόρων παραμέτρων ενισχυτών.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Πλήρης κατανόηση τεχνικών πειραματικής εφαρμογής για ηλεκτρικά κυκλώματα.

Περιεχόμενο Μαθήματος

ΗΜΙΑΝΟΡΘΩΣΗ & ΑΝΟΡΘΩΣΗ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΗΣ ΤΑΣΗΣ, ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΣΕ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΔΙΟΔΩΝ ZENER ΚΑΙ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΤΩΝ ΤΑΣΗΣ (REGULATORS) ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΗΓΗ ΤΑΣΗΣ AC ΜΕΧΡΙ DC ΕΞΟΔΟ, ΔΙΠΟΛΙΚΟ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΑΦΗΣ (BJT) – ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΚΟΙΝΟΥ  ΕΚΠΟΜΠΟΥ (CE) ΚΑΙ ΟΙ ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ, ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ ΜΕ ΣΗΜΑ ΕΙΣΟΔΟΥ AC, ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΓΕΦΥΡΑΣ WHEATSTONE ΚΑΙ Ο ΨΗΦΙΑΚΟΣ  ΠΑΛΜΟΓΡΑΦΟΣ, ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ PUSH-PULL, TO ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ JFET (Junction Field Effect Transistor), ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΣ ΑΝΟΡΘΩΤΗΣ ΠΥΡΙΤΙΟΥ(SCR) - ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ, Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ (OP-AMP) 1: ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ, Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ (OP-AMP) 2: ΑΠΛΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ (ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΚΑΙ ΑΘΡΟΙΣΗ), Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ (OP-AMP) 3: ΑΠΛΟΠΟΙΗΜΕΝΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ  ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ OP-AMP, ΤΑΝΑΝΤΩΤΗΣ WIEN-BRIDGE ΚΑΙ ΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΧΡΟΝΙΣΜΟΥ 555.

Στόχοι Μαθήματος

Εισαγωγή στους νόμους του Νεύτωνα. Εφαρμογή των νόμων τους Νεύτωνα και Ενεργειακών Μεθόδων. Το μάθημα επικεντρώνεται στην Νευτώνεια Μηχανική και την Θερμοδυναμική.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Εις βάθος γνώσεις στον Νευτώνεια Μηχανική και βασικές γνώσεις στην Θερμοδυναμικής.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Κινηματική, Νόμοι του Νεύτωνα, Έργο, ενέργεια, διατήρηση της ενέργειας.  Ορμή και κρούσεις. Περιστροφή στερεού σώματος, περιστρεφόμενα συστήματα αναφοράς. Κίνηση στερεού σώματος. Παγκόσμια έλξη.  Ταλαντώσεις. Μηχανική ρευστών. Κυματική κίνηση. Θερμοκρασία. Ιδανικά αέρια, Πρώτος θερμοδυναμικός νόμος, Κινητική θεωρία αερίων, Θερμικές μηχανές, Εντροπία, Δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος, Τρίτος θερμοδυναμικός νόμος.

Στόχος Μαθήματος

Το μάθημα της Εισαγωγής στον Υπολογισμό και Προγραμματισμό στοχεύει να εμπλουτίσει περεταίρω τις γνώσεις των φοιτητών στην οργάνωση υλικού ηλεκτρονικών υπολογιστών (μικρο-επεξεργαστές και δομές μνήμης) και υπολογισμού (μηχανές Turing, μηχανές πεπερασμένων καταστάσεων, κανονικές γλώσσες, γραμματικές άνευ πλαισίου). Εισαγωγή στον αρθρωτό προγραμματισμό. Παρουσίαση της διαδικασίας ανάπτυξης συναρτησιακού και διαδικαστικού λογισμικού και εισαγωγή των βασικών αρχών προγραμματισμού και σχεδίασης προγραμμάτων μέσω της γλώσσας C. Γενική παρουσίαση της γλώσσας C επικεντρώνοντας στους τύπους δεδομένων, τις δομές ελέγχου, τις επαναληπτικές δομές, τις συναρτήσεις, τους πίνακες, τις αλφαριθμητικές ακολουθίες, τους δείκτες και την αναδρομή. Το μάθημα περιλαμβάνει αριθμό προγραμματιστικών ασκήσεων και εργασία εξαμήνου.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο διδασκόμενος θα πρέπει:

• Να γνωρίζει την ιστορική επισκόπηση της εξέλιξης των ηλεκτρονικών υπολογιστών.
• Να γνωρίζει την οργάνωση υλικού ηλεκτρονικών υπολογιστών.
• Να γνωρίζει τις διάφορες μεθοδολογίες και τις διαφορές τους στον προγραμματισμό ως επίσης τις γενιές γλωσσών προγραμματισμού.
• Να είναι σε θέση να εφαρμόσει τη θεωρία για την επίλυση προβλημάτων γράφοντας προγράμματα σωστά, αποτελεσματικά και διατηρητέα.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Τα θέματα που θα εξεταστούν συμπεριλαμβάνουν: Αλγόριθμοι, εντολές της C όπως if, if/else, while, do/while, for κ.α. ως επίσης συναρτήσεις, διάφορες βιβλιοθήκες, αρχεία κεφαλίδας, τυχαίους αριθμούς, κλάσεις αποθήκευσης και κανόνες πεδίου εφαρμογής, αναδρομή, πίνακες και γραμματοσειρές, πολυδιάστατους πίνακες, δείκτες, μορφοποίηση εσόδων/εξόδων και επεξεργασία αρχείων.

Στόχος Μαθήματος

Το μάθημα αυτό στοχεύει να εμπλουτίσει περεταίρω τις γνώσεις των φοιτητών στον αντικειμενοστρεφή προγραμματισμό με την C++. Το μάθημα διδάσκει την C++ αρχίζοντας από απλές έννοιες όπως κλάσεις, αντικείμενα, κληρονομικότητα, κλάσεις ροής εισόδου / εξόδου, αναφορά στους τύπους της C++, δείκτες, struct, κλπ. Επίσης διδάσκονται οι έννοιες της πολυπλοκότητας και της υπερφόρτωσης τελεστών.

ΕΝΟΤΗΤΕΣ - ΚΕΦΑΛΑΙΑ:

Κλάσεις, παράγωγες κλάσεις, κλάσεις εισόδου/εξόδου, αφαιρετικές δομές, δείκτες, κληρονομικότητα, υπερφόρτωση τελεστών, πολυπλοκότητα.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο διδασκόμενος θα πρέπει:

• Να γνωρίζει την διαφορά ανάμεσα στον αντικειμενοστρεφή και δομημένο προγραμματισμό.
• Να γνωρίζει τις έννοιες όπως κλάσεις, αντικείμενα συναρτήσεις-μέλη και δεδομένα-μέλη.
• Να γνωρίζει τις διαφορές των προσδιοριστών πρόσβασης (public, private, protected) και τι είναι ο constructor και ο destructor.
• Να είναι σε θέση να γράφει τις κλάσεις σε διαφορετικό αρχείο να δημιουργεί project με διαχωρισμό των προγραμμάτων σε ιinterface, implementation και client για σκοπούς reusability.
• Να γνωρίζει τις έννοιες όπως encapsulation, inheritance, polymorphism και virtual methods.
• Να μπορεί να λύνει προβλήματα με τη χρήση εντολών ελέγχου, με δείκτες, με γραμματοσειρές, με αρχεία, πίνακες και διανύσματα και με συναρτήσεις.
• Να ξέρει να χρησιμοποιεί τις περισσότερες βιβλιοθήκες που διαθέτει η C++.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Τα θέματα που θα εξεταστούν συμπεριλαμβάνουν: Κλάσεις και όλες οι γενικές έννοιες του αντικειμενοστρεφή προγραμματισμού όπως  encapsulation, inheritance, polymorphism και virtual methods. Επίσης θα εξεταστούν όλες οι εντολές της C++, όπως εντολές ελέγχου, συναρτήσεις, διάφορες βιβλιοθήκες, τυχαίους αριθμούς, κλάσεις αποθήκευσης και κανόνες πεδίου εφαρμογής, αναδρομή, πίνακες και γραμματοσειρές, πολυδιάστατους πίνακες, δείκτες, μορφοποίηση εσόδων/εξόδων και επεξεργασία αρχείων.

Στόχοι Μαθήματος

Εισαγωγή στους βασικούς νόμους που διέπουν την Ηλεκτρική και Μαγνητική δύναμη. Το μάθημα επικεντρώνεται στις έννοιες του Ηλεκτρισμού, Μαγνητισμού, Ηλεκτρομαγνητισμού με στόχο τη κατανόηση της δημιουργίας και της επίδρασης των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και των σχετικών τους φαινομένων. Επιπρόσθετα παρέχει τα βασικά στοιχεία των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων εστιάζοντας την προσοχή των φοιτητών στην οπτική.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Εις βάθος γνώσεις στον ηλεκτρομαγνητισμό και στην οπτική.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Ηλεκτρομαγνητισμός και Οπτική. Ηλεκτρικά πεδία, ο νόμος του Coulomb, ο νόμος του Gauss. Ηλεκτρικό δυναμικό, πυκνωτές, διηλεκτρικά, ρεύμα και αντίσταση. Κυκλώματα με σταθερό ρεύμα. Μαγνητικά πεδία, πηγές μαγνητικών πεδίων. Οι νόμοι του Biot και Savart και του Ampere. Ο νόμος επαγωγής του Faraday. Επαγωγή, κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος. Εξισώσεις του Maxwell και ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Η φύση του φωτός και γεωμετρική οπτική. Φακοί και ανακλαστήρες. Συμβολή, περίθλαση και πόλωση του φωτός.

KCL and KVL μέθοδοι κόμβων και βρόγχων. Ιδανικές και μη-ιδανικές πηγές. Thevinin and Norton ισοδύναμα κυκλώματα. Θεώρημα μέγιστης μεταφοράς ισχύος. Μεταβατική ανάλυση κυκλωμάτων πρώτης και δεύτερης τάξεως. Απόκριση μηδενικής εισόδου και καταστάσεως. Ημιτονική μόνιμη κατάσταση και ισχύς. Συντονισμός. Ισορροπημένα τριφασικά συστήματα Εισαγωγή στον μετασχηματισμό Laplace.

Στόχοι Μαθήματος

Κατανόηση των βασικών αρχών της Κβαντομηχανικής. Γνώση εφαρμογών της Κβαντομηχανικής.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Βασικές γνώσεις Κβαντομηχανικής

Περιεχόμενο Μαθήματος

Βασικά στοιχεία από Ατομική Φυσική και οπτική, τα οποία μας οδήγησαν στο κατώφλι της Κβαντομηχανικής. Το πείραμα των δύο οπών.  Το παράδοξο της επίδρασης του παρατηρητή. Αρχή αβεβαιότητας Heisenberg.

Η εξίσωση Schrödinger και η κυματοσυνάρτηση. Στατιστική ερμηνεία, κανονικοποίηση κυματοσυνάρτησης. Στάσιμες καταστάσεις.   Τελεστές θέσης/ορμής και Χαμιλτονιανής.

Λύσεις της εξίσωσης Schrödinger για τα ακόλουθα μονοδιάστατα δυναμικά: Απειρόβαθο πηγάδι, Αρμονικός ταλαντωτής, Ελεύθερο σωματίδιο, Συνάρτηση δέλτα, Πεπερασμένο πηγάδι. Δέσμιες καταστάσεις και καταστάσεις σκέδασης. Συντελεστές διέλευσης και ανάκλασης. Φαινόμενο σήραγγος.  Το άτομο του υδρογόνου.

Ιδιοστροφορμή (spin). Κβαντικός υπολογιστής.

Στόχοι Μαθήματος

Να παρέχει τους φοιτητές μια πλήρη εμπειρία σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένης της ανάγκης να τεθούν οι σκοποί και οι στόχοι του σχεδιασμού, να ενσωματωθεί η γνώση, να εξασκηθεί η κρίση εφαρμοσμένης μηχανικής, να προγραμματίσει να συναντήσει έναν προϋπολογισμό και ένα χρονοδιάγραμμα, να ασκηθεί η ομαδική εργασία, και η γραπτή επικοινωνία.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Κατανόηση και επίτευξη των στόχων που τέθηκαν παραπάνω και δυνατότητα περαιτέρω αντίληψης εφαρμογών.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Οι σειρές μαθημάτων ενοποιημένου σχεδιασμού παρέχουν την ευκαιρία να εφαρμοστούν οι γνώσεις και δεξιότητες εφαρμοσμένης μηχανικής που έχουν συσσωρευθεί μέχρι τώρα και να μαθευτούν και νέα έννοιες στη διοίκηση εφαρμοσμένης μηχανικής. Μία εργασία σχεδιασμού συστήματος 

εφαρμοσμένης μηχανικής συμφωνείται από κοινού με  μία ομάδα φοιτητών και από τον επιβλέποντα καθηγητή. Η ομάδα μελετά το πρόβλημα, αναπτύσσει εναλλακτικές λύσεις σχεδίου και επιλέγει την ποιο υλοποιήσιμη λύση. Το πρωτότυπο του συστήματος ολοκληρώνεται μετά την απόκτηση όλων των αναγκαίων υλικών και ακολουθεί έλεγχος και διόρθωση τυχών σφαλμάτων. Μετά την ολοκλήρωση του συστήματος η ομάδα παρουσιάζει τον σχεδιασμό και το πρωτότυπο του συστήματος σε μια επιτροπή κριτών για  αξιολόγηση.

Αυτές οι σειρές μαθημάτων υποβάλλουν τους σπουδαστές σε ένα περιβάλλον εντελώς αντίθετο από την πλειοψηφία των μαθημάτων του προηγούμενου προγράμματος σπουδών τους. Αντιμετωπίζονται πτυχές του σχεδιασμού εφαρμοσμένης μηχανικής που δεν έχουν μέχρι τώρα αντιμετωπισθεί στις ακαδημαϊκές συζητήσεις στις τάξεις. Αντιμετωπίζεται υ ανάγκη να κατανεμηθούν  οι ευθύνες στα μέλη της ομάδας και να στηριχθεί η εκτέλεση απαραίτητης εργασίας για την επιτυχή ολοκλήρωση των στόχων ομάδων σε άλλα άτομα. Αυτές και άλλες πτυχές των αλληλεπιδράσεων μελών ομάδων θεωρούνται συχνά ως πολύτιμη εμπειρία που αποκτάται μέσω αυτής της σειράς μαθημάτων.

Η απαίτηση επιτυχίας ενός λειτουργούντος πρωτοτύπου προϋποθέτει την ανάγκη να προχωρήσει η ομάδα πέρα από την προσωρινή υλοποίηση ενός πρωτοτύπου κυκλώματος όπως γίνεται συνήθως στα προηγούμενα εργαστήρια ηλεκτρολογίας. Δεξιότητες απαραίτητες για τη συγκόλληση, την κατασκευή τυπωμένων κυκλωμάτων, και wire wrapping είναι μόνο μερικές από τις ανάγκες που χρειάζονται να  αντιμετωπισθούν για την κατασκευή του πρωτοτύπου συστήματος. Αυτές οι δεξιότητες μαζί με τη γνώση που απαιτείται για τον αποτελεσματικό προσδιορισμό και απόκτηση αναγκαίων υλικών μαθαίνονται ως ανάγκη για την επιτυχή ολοκλήρωση του συστήματος που θα σχεδιαστεί.

Στόχοι Μαθήματος

Να παρέχει τους φοιτητές μια πλήρη εμπειρία σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένης της ανάγκης να τεθούν οι σκοποί και οι στόχοι του σχεδιασμού, να ενσωματωθεί η γνώση, να εξασκηθεί η κρίση εφαρμοσμένης μηχανικής, να προγραμματίσει να συναντήσει έναν προϋπολογισμό και ένα χρονοδιάγραμμα, να ασκηθεί η ομαδική εργασία, και η γραπτή επικοινωνία.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Κατανόηση και επίτευξη των στόχων που τέθηκαν παραπάνω, ολοκλήρωση της εργασίας και δυνατότητα περαιτέρω αντίληψης εφαρμογών.

Προαπαιτούμενα

ΕΕΝ 411 Εργασία σχεδιασμού Ι

Περιεχόμενο Μαθήματος

Οι σειρές μαθημάτων ενοποιημένου σχεδιασμού παρέχουν την ευκαιρία να εφαρμοστούν οι γνώσεις και δεξιότητες εφαρμοσμένης μηχανικής που έχουν συσσωρευθεί μέχρι τώρα και να μαθευτούν και νέα έννοιες στη διοίκηση εφαρμοσμένης μηχανικής. Μία εργασία σχεδιασμού συστήματος εφαρμοσμένης μηχανικής συμφωνείται από κοινού με  μία ομάδα φοιτητών και από τον επιβλέποντα καθηγητή. Η ομάδα μελετά το πρόβλημα, αναπτύσσει εναλλακτικές λύσεις σχεδίου και επιλέγει την ποιο υλοποιήσιμη λύση. Το πρωτότυπο του συστήματος ολοκληρώνεται μετά την απόκτηση όλων των αναγκαίων υλικών και ακολουθεί έλεγχος και διόρθωση τυχών σφαλμάτων. Μετά την ολοκλήρωση του συστήματος η ομάδα παρουσιάζει τον σχεδιασμό και το πρωτότυπο του συστήματος σε μια επιτροπή κριτών για  αξιολόγηση.

Αυτές οι σειρές μαθημάτων υποβάλλουν τους σπουδαστές σε ένα περιβάλλον εντελώς αντίθετο από την πλειοψηφία των μαθημάτων του προηγούμενου προγράμματος σπουδών τους. Αντιμετωπίζονται πτυχές του σχεδιασμού εφαρμοσμένης μηχανικής που δεν έχουν μέχρι τώρα αντιμετωπισθεί στις ακαδημαϊκές συζητήσεις στις τάξεις. Αντιμετωπίζεται υ ανάγκη να κατανεμηθούν  οι ευθύνες στα μέλη της ομάδας και να στηριχθεί η εκτέλεση απαραίτητης εργασίας για την επιτυχή ολοκλήρωση των στόχων ομάδων σε άλλα άτομα. Αυτές και άλλες πτυχές των αλληλεπιδράσεων μελών ομάδων θεωρούνται συχνά ως πολύτιμη εμπειρία που αποκτάται μέσω αυτής της σειράς μαθημάτων.

Η απαίτηση επιτυχίας ενός λειτουργούντος πρωτοτύπου προϋποθέτει την ανάγκη να προχωρήσει η ομάδα πέρα από την προσωρινή υλοποίηση ενός πρωτοτύπου κυκλώματος όπως γίνεται συνήθως στα προηγούμενα εργαστήρια ηλεκτρολογίας. Δεξιότητες απαραίτητες για τη συγκόλληση, την κατασκευή τυπωμένων κυκλωμάτων, και wire wrapping είναι μόνο μερικές από τις ανάγκες που χρειάζονται να  αντιμετωπισθούν για την κατασκευή του πρωτοτύπου συστήματος. Αυτές οι δεξιότητες μαζί με τη γνώση που απαιτείται για τον αποτελεσματικό προσδιορισμό και απόκτηση αναγκαίων υλικών μαθαίνονται ως ανάγκη για την επιτυχή ολοκλήρωση του συστήματος που θα σχεδιαστεί.

Στόχοι Μαθήματος

Κατανόηση των βασικών εννοιών της φωτονικής.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Βασικές γνώσεις για τη φωτονική σε σχέση με την οπτική και δυνατότητα περαιτέρω αντίληψης εφαρμογών.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Introduction to Photonics and Optical Communication, nature of light and the production of EM radiation for photonics applications, optical waveguides, optical detectors and receivers, imparting information onto EM radiation & communication techniques, applications for light-wave systems.

Στόχοι Μαθήματος

Το μάθημα έχει σκοπό την περαιτέρω εμβάθυνση στο πεδίο των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας όσο αφορά την ασφαλή λειτουργία του συστήματος. Αποτελεί συνέχεια του μαθήματος «Εισαγωγή στα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας». Το μάθημα είναι αφιερωμένο στις υπολογιστικές μεθόδους ανάλυσης συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας σε συνθήκες σταθερής κατάστασης, κατά τη διάρκεια σφαλμάτων, και σε συμμετρικές ή ασύμμετρες συνθήκες λειτουργίας.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

• Έχει κατανόηση των βασικών μεθόδων ανάλυσης της λειτουργίας συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας σε συνθήκες σταθερής κατάστασης και κατά τη διάρκεια σφαλμάτων.

Έχει γνώση βασικών αρχών για την επιλογή προστασίας για τα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας

Προαπαιτούμενα

ΕΕΝ320 Συστήματα Ισχύος Ι

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Μοντελοποίηση συστήματος και βασικές συνιστώσες
• Μοντέλο σύνθετης αγωγιμότητας συστήματος
• Ανάλυση ροών φορτίου
• Ανάλυση συμμετρικών βραχυκυκλωμάτων (αναλυτικά, αρχή της υπέρθεσης, κλπ.)
• Ανάλυση ασύμμετρης λειτουργίας (συμμετρικές συνιστώσες και ακολουθιακά δίκτυα)
• Ανάλυση ασύμμετρων βραχυκυκλωμάτων