Tantárgy azonosító adatok
1. A tárgy címe Kísérleti rendszerek valós idejű vezérlése és mérése LabVIEW FPGA használatával
2. A tárgy angol címe Real-Time Control and Monitoring of Experimental Systems Using LabVIEW FPGA
3. Heti óraszámok (ea + gy + lab) és a félévvégi követelmény típusa 0 + 0 + 3 f Kredit 4
4. Ajánlott/kötelező előtanulmányi rend
vagy Tantárgy kód 1 Rövid cím 1 Tantárgy kód 2 Rövid cím 2 Tantárgy kód 3 Rövid cím 3
4.1 BMETE11AF39 Measurement Control Project Work in LabVIEW Environment
4.2
4.3
5. Kizáró tantárgyak
6. A tantárgy felelős tanszéke Fizika Tanszék
7. A tantárgy felelős oktatója Dr. Halbritter András Ernő beosztása egyetemi tanár
Akkreditációs adatok
8. Akkreditációra benyújtás időpontja 2024.12.20. Akkreditációs bizottság döntési időpontja 2024.12.23.
Tematika
9. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít
LabVIEW Core 2 level programming skills and basic experience with NI-DAQmx measurements. LabVIEW Core 2 szintű programozási ismeretek és alapvető tapasztalatok az NI-DAQmx mérésekkel kapcsolatban.
10. A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában (szak, kötelező, kötelezően választható, szabadon választható)
Optional subject for Physics bachelor, Physicist-engineer bachelor and Physicist master students. Upon individual request this course can be taken in the elective subjects on engineering block of the Physicist-engineer curriculum.
11. A tárgy részletes tematikája
The course aims to demonstrate the differences between measurement and regulation tasks executed in different control environments. The focus will be on FPGA and real-time operating- system-based control in comparison to traditional personal computer driven measurements. The class is held with a strong hands-on focus, attendees will be required to build a measurement or a robot control of their choice. 
 
Topics covered:
– Basics of real time control, explanation of the differences between personal computer controlled measurements, real time systems and FPGAs.
– FPGA and real-time coding in LabVIEW
– Measurement of response times in various control environments.
– Basics of stepper motor driving and motion monitoring with accelerometers, gyroscopes and ultrasonic distance detectors. Balancing with PI control. 
– Development of a control system  for a selected robot driving  or real-time measurement task. The required hardware is provided for a self-balancing robot, but any custom project ideas are welcome.
 
A kurzus célja, hogy bemutassa a különböző szabályozási környezetekben végrehajtott mérési és szabályozási feladatok közötti különbségeket. A hangsúly az FPGA és a valós idejű operációs rendszer alapú szabályozáson lesz, összehasonlítva a hagyományos személyi számítógéppel vezérelt mérésekkel. Az kurzust erősen gyakorlatias szemlélettel tartjuk, a résztvevőknek egy általuk választott mérést vagy robotvezérlést kell megépíteniük. 
 
A tárgyalt témakörök:
– Valós idejű vezérlés alapjai, a személyi számítógéppel vezérelt mérések illetve a valós idejű rendszerek és FPGA-k közötti különbségek.
– FPGA és valós idejű kódolás LabVIEW-ban.
– Válaszidők mérése különböző vezérlési környezetekben.
– Léptetőmotoros meghajtás és mozgásérzékelés alapjai gyorsulásmérőkkel, giroszkópokkal és ultrahangos távolságérzékelőkkel. Egyensúlyozás PI szabályozással. 
– Vezérlőrendszer fejlesztése egy kiválasztott robotvezérlési vagy valós idejű mérésvezérlési feladathoz. A szükséges hardvert egy egyensúlyozó robothoz biztosítjuk, de bármilyen egyedi projektötletet szívesen fogadunk.

 

12. Követelmények, az osztályzat (aláírás) kialakításának módja
szorgalmi
időszakban
A választott projektfeladat elkészítése és beadása vizsga-
időszakban
13. Pótlási lehetőségek
A TVSZ szerint
14. Konzultációs lehetőségek
Az oktatóval egyeztetve
15. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
Course handouts, National Instruments educational materials, Órai segédanyagok, National Instruments oktatási anyagok.
16. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva)
16.1 Kontakt óra
42
16.2 Félévközi felkészülés órákra
10
16.3 Felkészülés zárthelyire
0
16.4 Zárthelyik megírása
0
16.5 Házi feladat elkészítése
58
16.6 Kijelölt írásos tananyag elsajátítása (beszámoló)
10
16.7 Egyéb elfoglaltság
0
16.8 Vizsgafelkészülés
0
16.9 Összesen
120
17. Ellenőrző adat Kredit * 30
120
A tárgy tematikáját kidolgozta
18. Név beosztás Munkahely (tanszék, kutatóintézet, stb.)
Bükkfejes András
Principal Field Applications Engineer Field Applications Engineering Test & Measurement Group
Emerson NI
Dr. Halbritter András Ernő
egyetemi tanár
BME Fizika Tanszék
A tanszékvezető
19. Neve aláírása
Dr. Csonka Szabolcs