Menu
  • Link do mapy serwisu
  • Pl
  • Laboratorium Elektroniki Przemysłowej i Kompatybilności Elektromagnetycznej
  • Laboratorium Elektroniki Przemysłowej i Kompatybilności Elektromagnetycznej
 

Laboratorium Elektroniki Przemysłowej i Kompatybilności Elektromagnetycznej

W skład laboratorium wchodzą:

Laboratorium Elektroniki Przemysłowej i Kompatybilności Elektromagnetycznej w skład którego wchodzą:

  • Laboratorium Technik Radiowych  (pom. 311, C5 )
  • Laboratorium Kompatybilności Elektromagnetycznej i Systemów Zasilania (pom. 312,313- C5)

Część laboratoryjna do projektowania i uruchamiania systemów elektronicznych pozwoli zapoznać studentów z podstawowymi układami elektronicznymi oraz dynamicznymi zjawiskami zachodzącymi w układach energoelektronicznych jak i na magistralach komunikacyjnych. Ma to szczególne znaczenie gdyż ostatnio można zaobserwować dynamiczny rozwój cyfrowego sterowania systemami zasilania. Integracja wiedzy z zakresu energoelektroniki, mikroprocesorów, przetwarzania sygnałów i kompatybilności elektromagnetycznej staje się niezbędnym elementem zrozumienia najnowszych układów i systemów zasilania. Wzbogacenie laboratorium o możliwość montażu i testowania zaprojektowanej aparatury znacząco zwiększa potencjał dydaktyczny i przyswajanie wiedzy praktycznej. Wyposażenie laboratorium zarówno w sprzęt do montażu ręcznego jak i półautomatycznego zabezpieczy możliwość prototypowania układów elektronicznych jak i energoelektronicznych. Umożliwi to studentom zapoznanie się z podstawowymi technologiami montażu, niezbędnymi w pracy projektanta. Dodatkowe, wydzielone specjalistyczne stanowisko do badań uruchomieniowych związanych z kompatybilnością elektromagnetyczną pozwoli prowadzić bardziej zaawansowane prace badawcze na III stopniu kształcenia. 


LABORATORIUM TECHNIK RADIOWYCH 


Dr inż. Cezary Worek, C-5, 311


Laboratorium zajmie się badaniem i optymalizacją bezprzewodowych metod sterowania układami automatyki pracujących w środowisku o wysokim poziomie zaburzeń elektromagnetycznych. Zainstalowany sprzęt pozwoli badać zależności czasowo-częstotliwościowe w radiowych układach telekomunikacyjnych. Jest to szczególnie istotne w przypadku nowoczesnych rozwiązań transmisji danych, charakteryzujących się dynamiczną zmianą kanałów radiowych (systemy pracujące z rozpraszaniem widma). Stanowisko jest istotnym narzędziem dla badań nad technikami transmisji wykorzystującymi wielodostęp w dziedzinie czasu, który stanowi aktualny trend w rozwoju sieci bezprzewodowych, ze względu na deterministyczne gwarancje dot. jakości usług (Quality of Service). Stanowisko zostanie wykorzystane w pracach badawczych związanych z opracowaniem układów i protokołów transmisji radiowej, dedykowanych dla aplikacji kontrolno-sterujących w przemyśle. Duży nacisk zostanie położony na badania w dziedzinie konstrukcji i wykorzystania protokołów bezprzewodowej transmisji danych opartych m.in. o warstwę fizyczną i warstwę dostępu do medium zdefiniowaną w standardzie IEEE 802.15.4. Wyposażenie pozwoli na badania symulacyjne oraz weryfikację praktyczną powstających rozwiązań oraz opracowanie nowych deterministycznych lub quasi-deterministycznych protokołów radiowych. Aby rzetelnie móc ocenić środowisko elektromagnetyczne i zjawiska jakościowe i ilościowe występujące w środowisku przemysłowym potrzeba jest baza sprzętowa stanowiska do badania widma elektromagnetycznego w zakresie wysokich częstotliwości od 9kHz do 7.5GHz oraz diagnostykę urządzeń radiokomunikacyjnych in-situ w warunkach przemysłowych. Zapewni tym samym odpowiednie wsparcie dla końcowych etapów projektów R&D, związanych z eksperymentami na obiektach docelowych. Umożliwi również identyfikację rzeczywistych zagrożeń występujących w środowisku przemysłowym. Z kolei stanowisko do badania bateryjnych systemów zasilania wraz z odpowiednim oprogramowaniem analizującym pozwoli efektywnie rozwijać i testować oprogramowanie sterujące pracą węzłów sieci radiowej  oraz protokoły komunikacyjne dedykowane dla niskomocowych sieci kontrolno-pomiarowych.  Planowane jest również w laboratorium umiejscowionym w C5-311 rozwijanie zagadnień związanych z optymalizacją bezprzewodowych metod sterowania układami automatyki pracujących w środowisku o wysokim poziomie zaburzeń elektromagnetycznych.


 

 LABORATORIUM KOMPATYBILNOŚCI ELEKTROMAGNETYCZNEJ I    SYSTEMÓW ZASILANIA


Dr inż. Cezary Worek, C-5, 312,313

Laboratorium zajmie się badaniem i opracowywaniem sposobów i metod zwiększania odporności urządzeń na narażenia elektromagnetyczne jak i zmniejszanie emisji elektromagnetycznej, zarówno promieniowanej jak i przewodzonej. Ich ważnym elementem są badanie rozkładu elektromagnetycznych pól bliskich w zakresie od 10kHz do 3GHz występujących wokół urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Efektem tych badań będzie opracowanie metod optymalizacji konstrukcji urządzeń i elementów elektronicznych pod kątem zmniejszenia emisji pól magnetycznych i elektrycznych oraz oddziaływań pomiędzy wewnętrznymi elementami urządzenia (tzw. kompatybilność wewnętrzna). Najbardziej skomplikowaną i najbardziej kosztowną częścią badań EMC są badanie odporności i emisji promieniowanej urządzeń elektrycznych i elektronicznych które w pracowni będą przeprowadzane w zakresie od 200MHz do 6GHz gdyż wymagają kontrolowanego środowiska elektromagnetycznego takiego jak w komorze rewerberacyjnej.  Przeprowadzenie badań porównawczych odporności i emisji promieniowanej z wykorzystaniem komory rewerberacyjnej należy nadal do istotnych problemów badawczych. Celem badań będzie opracowanie metod optymalizacji konstrukcji urządzeń i elementów elektronicznych pod kątem zmniejszenia emisji pól elektromagnetycznych oraz ich oddziaływań na inne urządzenia.  Ze względu na powszechnie występujące zagrożenie związane z wyładowaniami elektrostatycznymi w pracowni planuje się budowę stanowiska do badania odporności układów oraz sprzętu elektronicznego na wyładowania ESD według normy PN-EN61000-4-2 wraz z identyfikacją źródeł uszkodzeń. Będzie ono służyło opracowaniu metod sprzętowych i programowych służących zwiększeniu odporności na wyładowania elektrostatyczne oraz opracowaniu przybliżonych metod badania odporności na zaburzenia elektromagnetyczne.

Laboratorium zajmie się również badaniem i opracowywaniem układów zasilających o wysokich parametrach użytkowych dedykowanych do układów sterowania pracujących w środowisku o wysokim poziomie zaburzeń elektromagnetycznych. Stanowisko do badanie odporności układów oraz sprzętu elektronicznego na zaburzenia w liniach zasilających stałoprądowych i sieciowych jednofazowych według norm EN 61000-4-4 (burst) i PN-EN 61000-4-5 (surge) pozwoli na opracowanie metod sprzętowych i programowych zwiększających odporności na wysokoczęstotliwościowe zaburzenia przewodzone w liniach zasilających i sygnałowych oraz na badanie systemów transmisji danych i opracowywanie algorytmów zwiększających odporności na stany przejściowe i udary prądowo-napięciowe. Dużym zagrożeniem dla poprawnego działania układów zasilających są zaburzenia niskoczęstotliowościowe w liniach zasilających. Stanowisko do ich badania pozwoli testowanie odporności układów oraz sprzętu elektronicznego na zaburzenia w liniach zasilających stałoprądowych i sieciowych jednofazowych według norm EN61000-4-13, EN 61000-4-14, EN61000-4-28, EN 61000-4-17, EN 61000-4-29 i badań wstępnych zgodnych z wymaganiami normy EN61000-4-11. Celem tych badań będzie opracowanie metod sprzętowych jak i opracowywanie algorytmów oraz oprogramowania zwiększających odporność na niskoczęstotliowościowe zaburzenia w liniach zasilających. Podstawowe pomiary elektryczne ale wykonywane w bardzo szerokim zakresie prądów (od pojedynczych uA do 500A), napięć (od miliwoltów do 5kV) i częstotliwości (od DC do 100MHz) pozwolą na badanie i  pomiary układów energoelektronicznych obejmując grupę urządzeń ultraniskomocowych zasilanych z energii szczątkowej (odpadowej) (Energy Harvesting, RFID) po rezonansowe układy przetwarzania energii o mocy powyżej 3kW. Docelowo stanowisko będzie również służyło do testowania i opracowywania nowatorskich układów zasilających o wysokich parametrach użytkowych takich jak niska emisja i  wysoka odporność na zaburzenia elektromagnetyczne, wysoka sprawność energetyczna, wysoki poziom izolacji napięciowej i niski poziom pojemności pasożytniczych. Wymienione parametry są szczególnie pożądane w układach pomiarowych, aparaturze naukowej i diagnostycznej oraz w obszarach o dużym narażeniu na warunki środowiskowe. 



  

Badania w dziedzinie radiokomunikacji w środowisku o podwyższonej poziomie emisji elektromagnetycznej. 

Powstanie laboratorium pozwoli podjąć skuteczne badania w dziedzinie układów radiowych i protokołów komunikacyjnych dostosowanych do aplikacji które muszą charakteryzować się wysoką niezawodnością. Tematyka ta jest aktualnie silnie rozwijana w wielu ośrodkach akademickich na świecie i jest ściśle powiązana z reorganizacją systemów produkcji i dystrybucji energii (ang. smart grid). Dodatkowo współcześnie widoczny jest wyraźny trend w kierunku tworzenia bezprzewodowych urządzeń, zwłaszcza małych kontrolno-sterujących bądź sensorowych modułów. Koncepcja koncepcji Internetu rzeczy (ang. Internet of Things - IoT) , wymaga również od tych urządzeń, połączenia z globalną siecią internetową. Często od nowych systemów bezprzewodowego monitoringu i kontroli wymaga się wysokiego stopnia determinizmu (tzw. hard real-time). Pociąga to za sobą konieczność zapewnienia wysokiej niezawodności transmisji radiowej w przestrzeniach o wysokim poziomie niepożądanych zaburzeń elektromagnetycznych (przewodzonych i promieniowanych). Z kolei trend do wykorzystywania scalonych, niskonapięciowych układów wysokiej częstotliwości jest sprzeczny z tak postawionymi założeniami. Z tego powodu jednym z kierunków badań prowadzonych w Katedrze Elektroniki AGH jest budowa efektywnych energetycznie układów radiokomunikacyjnych, charakteryzujących się wysoką selektywnością i odpornością intermodulacyjną przy zachowaniu wysokiej czułości i niskich napięć zasilających. Aby efektywnie wykorzystać możliwości sprzętu, niezbędne staje się opracowanie nowego typu protokołu komunikacyjnego. Aktualnie dostępne kierunki badań nad metodami transmisji w sieciach radiowych dążą do osiągnięcia minimalnych czasów propagacji i dużej przepustowości w sieciach o różnej topologii, przy wysokim stopniu determinizmu poprzez wykorzystanie efektywnych metod wielodostępu i algorytmów znajdowania trasy dla pakietów. Takie badania prowadzone są również w Katedrze Elektroniki, przy czym dodatkowy nacisk położony jest na efektywność energetyczną, pozwalającą stosować opracowywane rozwiązania również w aplikacjach zasilanych z ograniczonych źródeł energii (bateria, energia odnawialna i szczątkowa). Prowadzone w Katedrze Elektroniki AGH badania od wielu lat skupiają się na rozwijaniu cyfrowej, niskomocowej transmisji radiowej w przestrzeniach o wysokim poziomie niepożądanych zaburzeń elektromagnetycznych. Powstanie laboratorium pozwoli rozwinąć część badań związanych z budową odpornych i niezawodnych układów radiokomunikacyjnych oraz dopasowanych protokołów komunikacji charakteryzujących się wysokim stopniem determinizmu. 

Ze względu na swój uzupełniający charakter duża część prac badawczych realizowanych w pracowniach „Kompatybilności Elektromagnetycznej EMC” będzie realizowana jako podzadania większych projektów badawczych. Poza tym w pracowniach tych planuje się również prowadzić zajęcia na III stopniu kształcenia (studia doktoranckie) jak i na II stopniu kształcenia (studia magisterskie). Z kolei w pomieszczeniach C5-312/313 poza głównym nurtem związanym z kompatybilnością elektromagnetyczną planowane jest rozwijanie układów zasilających o wysokich parametrach użytkowych, m.in. nowoczesnych rezonansowych układów przetwarzania energii, wykorzystujących moje opatentowane, autorskie rozwiązania.

Użytkownicy laboratorium

dr inż. Cezary Worek
tel. 12 617 29 83;
tel. 601-91-29-38
e-mail: worek@agh.edu.pl 

Miejsce pracy:
WIEiT, Katedra Elektroniki, C-2, pok. 08, niski parter

Zatrudniony w Akademii Górniczo-Hutniczej na stanowisku adiunkta.
Kierownik Pracowni Bezprzewodowych Sieci Kontrolno-Sterujących (www.wsn.agh.edu.pl). Specjalizuje się w rezonansowych układach przetwarzania energii, przemysłowych układach pomiarowych, zagadnieniach kompatybilności elektromagnetycznej oraz układach radiokomunikacyjnych.

Kierownik i wykonawca szeregu prac badawczych i rozwojowych, w tym wielu projektów zakończonych wdrożeniem. Twórca lub współtwórca ponad 10 patentów z których większość znalazła przemysłowe zastosowanie.

Więcej informacji na stronie http://www.wsn.agh.edu.pl/?q=pl/cworek 


dr inż. Jacek Kołodziej

tel. 12 617 30 12
e-mail: jacek.kolodziej@agh.edu.pl 

Zatrudniony w Akademii Górniczo-Hutniczej na stanowisku adiunkta.

Specjalizuje się w projektowaniu układów elektronicznych, nierównomiernym przetwarzaniu analogowo-cyfrowym, inżynierii oprogramowania, synchronizacji w systemach rozproszonych (IoT) oraz transmisji danych. Jest członkiem zarządu Polskiej Sekcji IEEE (YP Chair) oraz stałym recenzentem WSEAS. Brał udział w kilku polskich i europejskich grantach badawczych, gdzie był osobiście odpowiedzialny za realizację procedur zarządzania.

 

mgr inż. Łukasz Krzak

tel: 12 617 29 83

e-mail: lukasz.krzak@agh.edu.pl

 


Zatrudniony w Akademii Górniczo-Hutniczej na stanowisku asystenta.
Specjalizuje się w zagadnieniach dot. niskomocowych bezprzewodowych sieci pomiarowych i sterujących, systemach wbudowanych i systemach radiowych. Wykonawca lub kierownik szeregu prac badawczych i rozwojowych, w tym wielu projektów zakończonych wdrożeniem.

All rights reserved © 2017 Akademia Górniczo-Hutnicza