Karta przedmiotu

Podstawy mechatroniki

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia:

2025/2026

Nazwa jednostki prowadzącej studia:

Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Nazwa kierunku studiów:

Inżynieria wzornictwa przemysłowego

Obszar kształcenia:

nauki ścisłe/techniczne

Profil studiów:

ogólnoakademicki

Poziom studiów:

pierwszego stopnia

Forma studiów:

stacjonarne

Specjalności na kierunku:

A - Modelowanie i projektowanie wspomagane komputerowo, B - Projektowanie wzornicze

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:

inżynier

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:

Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki

Kod zajęć:

15718

Status zajęć:

obowiązkowy dla programu A - Modelowanie i projektowanie wspomagane komputerowo, B - Projektowanie wzornicze

Układ zajęć w planie studiów:

sem: 2 / W30 P15 / 3 ECTS / Z

Język wykładowy:

polski

Imię i nazwisko koordynatora:

dr inż. Paweł Penar

Terminy konsultacji koordynatora:

Konsultacje w roku akad. 2023/24 (sem. letni): poniedziałek 10.30- 12.00, czwartek 14.00 - 15.30

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia:
Moduł kształcenia obejmuje zagadnienia ogólnej budowy, działania i wykorzystania urządzeń tworzących struktury układów mechatronicznych. Prezentowane zagadnienia stanowią połączenie inżynierii mechanicznej, elektrycznej, komputerowej, automatyki i robotyki, służą rozwijaniu umiejętności z zakresu projektowania i wytwarzania nowoczesnych urządzeń. W ramach zajęć studenci zapoznają się z elementami typu aktory, sensory oraz oprogramowanie, które są podstawowymi składnikami współczesnych urządzeń. Nabędą umiejętności w zakresie: analizy i syntezy, projektowania, badania, modelowania i optymalizacji systemów mechatronicznych.

Ogólne informacje o zajęciach:
Moduł kształcenia stanowi połączenie inżynierii mechanicznej, elektrycznej, komputerowej, automatyki i robotyki, służy rozwijaniu umiejętności z zakresu projektowania i wytwarzania nowoczesnych urządzeń. W ramach modułu prezentowane są nowoczesne narzędzia projektowania mechatronicznego powszechnie wykorzystywane w przemyśle.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1	J. Giergiel, T. Buratowski, K. Kurc	Podstawy robotyki i mechatroniki. Część 1 Wprowadzenie do robotyki	KRiDM AGH, Kraków.	2004
2	H. Bodo, W. Gerth, K. Popp	Mechatronika – komponenty, metody, przykłady	PWN, Warszawa.	2001
3	A. Morecki	Podstawy robotyki	WNT Warszawa .	1999
4	Giergiel J., Kurc K.	Podstawy robotyki i mechatroniki. Część 2 Wprowadzenie do mechatroniki	KRiDM AGH, Kraków.	2004

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
1	Giergiel J., Kurc K	Podstawy robotyki i mechatroniki. Część 2. Wprowadzenie do mechatroniki	KRiDM AGH, Kraków.	2004
2	Uhl T. (red.)	Wybrane problemy projektowania mechatronicznego	KRiDM AGH, Kraków.	1999

Literatura do samodzielnego studiowania
1	Miecielica M., Wiśniewski W	Komputerowe wspomaganie projektowania procesów technologicznych w praktyce	PWN-Mikom,Warszawa, ISBN 83-01-14604-4.	2005
2	Milella A., Di Paola D., Cicirelli G	Mechatronic Systems: Simulation Modeling and Control	Wyd. InTech 2010, Opublikowana On-line.	2010

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych

Wymagania formalne:
Student zarejestrowany na semestr 2

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Wiedza z zakresu podstaw informatyki.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
Umiejętność samokształcenia i obsługi sprzętu komputerowego.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Rozumienie potrzeb ciągłego dokształcania się.

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
MEK01	posiada pogłębioną wiedzę z zakresu mechatroniki	Wykład realizowany z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych, autorskich skryptów udostępnianych w sieci www. Projekty z prezentacją zaprojektowanego systemu mechatronicznego. Konsultacje	zaliczenie cz. pisemna, sprawozdanie z projektu	K-W01+	P6S-WG
MEK02	potrafi pozyskiwać informacje z literatury, posiada umiejętność samokształcenia się i rozumie potrzebę dokształcania się w zakresie mechatroniki.	Wykład realizowany z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych, autorskich skryptów udostępnianych w sieci www. Projekty z prezentacją zaprojektowanego systemu mechatronicznego. Konsultacje	zaliczenie cz. pisemna, sprawozdanie z projektu	K-U06+	P6S-UW
MEK03	posiada wiedzę na temat metod badawczych stosowanych w obszarze mechatroniki	Wykład realizowany z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych, autorskich skryptów udostępnianych w sieci www. Projekty z prezentacją zaprojektowanego systemu mechatronicznego. Konsultacje	zaliczenie cz. pisemna, sprawozdanie z projektu	K-W01+ K-W07+ K-K03+	P6S-KK P6S-WG P6S-WK
MEK04	posiada umiejętność w zakresie doboru i zastosowania metod badawczych stosowanych w obszarze mechatroniki	Wykład realizowany z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych, autorskich skryptów udostępnianych w sieci www. Projekty z prezentacją zaprojektowanego systemu mechatronicznego. Konsultacje	zaliczenie cz. pisemna, sprawozdanie z projektu	K-U09+	P6S-UW

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
2	TK01	Wprowadzenie: podstawowe pojęcia mechatroniki; tworzenie modeli i pojęcie funkcji w mechatronice; projektowanie systemów mechatronicznych.	W01-W04,P01-P02	MEK01 MEK02 MEK03
2	TK02	Porównanie projektowania konwencjonalnego oraz mechatronicznego; metodyka projektowania mechatronicznego; narzędzia komputerowe stosowane w projektowaniu mechatronicznym.	W05-W06, P02-P04	MEK01 MEK02
2	TK03	Modułowość urządzeń mechatronicznych; przykłady rozwiązań modułowych, metody szybkiego wytwarzania elementów urządzeń mechatronicznych.	W09-W10, P04	MEK01 MEK02
2	TK04	Aktoryka w mechatronice: podział aktorów (nastawników); miejsce aktora w systemie mechatronicznym; klasyfikacja nastawników; kryteria doboru nastawników; nastawniki elektryczne i ich podział; zalety i wady napędów elektrycznych w systemie mechatronicznym; przekaźniki jako elementy systemów mechatronicznych ich podział i zastosowanie.	W11-W14, P04-P05	MEK01 MEK02
2	TK05	Metody sterowania napędami elektrycznymi w systemach mechatronicznych; PWM; mostki H; przemienniki częstotliwości; zastosowanie i metody sterowania silnikami krokowymi w systemach mechatronicznych; serwomechanizmy i ich zastosowanie w mechatronice; układy elektroniczne stosowane w sterowania urządzeń mechatronicznych.	W15-W18, P05	MEK01 MEK02
2	TK06	Sensory (czujniki) i ich miejsce w systemach mechatronicznych; stopnie integracji sensorów; wymagania stawiane sensorom; cechy sensorów pożądane w systemach mechatronicznych; wielkości charakteryzujące sensory; błędy systemów sensorycznych; przegląd i charakterystyka sensorów drogi oraz kąta.	W19-W20, P06	MEK01 MEK02
2	TK07	Czujniki stykowe i ich zastosowania w systemach mechatronicznych; przykłady, charakterystyka, podział i interfejsy sensorów (czujników) zbliżeniowych; czujniki optyczne ich podział; zastosowania czujników optycznych w systemach mechatronicznych; przegląd parametrów czujników optycznych dostępnych na rynku.	W21-W22, P07	MEK01 MEK02
2	TK08	Czujniki pomiaru prędkości w systemach mechatronicznych, ich podział i przykłady zastosowań; czujniki pomiaru przyśpieszenia ich charakterystyka i zastosowania; czujniki żyroskopowe budowa i przykłady zastosowań; czujniki siły w systemach mechatronicznych, ich podział, charakterystyka i zastosowania.	W23-W24, P08	MEK01 MEK02
2	TK09	Oprogramowanie CAD i CAM w projektowaniu mechatronicznym; przegląd i charakterystyka oprogramowania wspomagającego projektowanie i wytwarzania elementów elektronicznych; oprogramowanie stosowane w technikach szybkiego prototypowania.	W25-W26, P09-P10	MEK01 MEK02
2	TK10	Oprogramowanie do sterowania i kontroli systemów mechatronicznych; systemy SCADA; przegląd i charakterystyka oprogramowania do symulacji systemów mechatronicznych.	W29-W30, P11-P15	MEK01 MEK02
2	TK11	Projekt systemu mechatronicznego zawierającego elementy mechaniczne, elektroniczne oraz programowanie. W ramach projektu ma być wykonany model CAD zaprojektowanego systemu, dobrane aktory oraz zaproponowane metody ich sterowania. Zamodelowane oraz odpowiednio dobrane maja być układy sensoryczne. Należy zaproponować rozwiązania dotyczące oprogramowania sterującego oraz metod wytwarzania komponentów systemu.	P01-P15	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 2)	Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Projekt/Seminarium (sem. 2)	Przygotowanie do zajęć projektowych/seminaryjnych: 2.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem..	Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu: 2.00 godz./sem. Przygotowanie do prezentacji: 2.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 2)		Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 2)	Przygotowanie do zaliczenia: 2.00 godz./sem.	Zaliczenie pisemne: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Zaliczenie pisemne - weryfikacja modułowych efektów uczenia się MEK01-MEK04 na łącznym poziomie minimum 50% - ocena 3,0; ponad 70% - ocena 4,0; ponad 90% - ocena 5,0.
Projekt/Seminarium	Realizacja projektu - weryfikacja modułowych efektów uczenia się MEK01-MEK04 na łącznym poziomie minimum 50% - ocena 3,0; ponad 70% - ocena 4,0; ponad 90% - ocena 5,0.
Ocena końcowa	Pozytywna ocena końcowa jest wystawiana na podstawie pozytywnych ocen ze wszystkich form zajęć prowadzonych w ramach przedmiotu.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi tak

1	A. Gola; P. Penar; M. Szeremeta	Hardware-software compatibility in robotic cyber-physical systems – an application based approach	2025
2	D. Bielecki; P. Penar; P. Woźniak	RGB-Based Staircase Detection for Quadrupedal Robots: Implementation and Analysis	2025
3	P. Penar; M. Szeremeta; M. Szuster	Zastosowanie algorytmu SLAM w realizacji zadania typu \"podążaj do celu\"	2025
4	Z. Hendzel; P. Penar	Adaptive Controller Using Genetic Algorithm for Autonomous Wheeled Mobile Robot	2024
5	A. Burghardt; K. Kurc; M. Muszyńska; P. Obal; P. Penar; D. Szybicki	Development of a Dedicated Application for Robots to Communicate with a Laser Tracker	2022
6	Z. Hendzel; P. Penar	Experimental Verification of the Differential Games and H∞ Theory in Tracking Control of a Wheeled Mobile Robot	2022
7	Z. Hendzel; P. Penar	Biologically Inspired Neural Behavioral Control of the Wheeled Mobile Robot	2021
8	Z. Hendzel; P. Penar	Experimental verification of H∞ control with examples of the movement of a wheeled robot	2021
9	Z. Hendzel; P. Penar	Optimal Control of a Wheeled Robot	2020