VIK Wiki - Felhasználó közreműködései [hu]

Beágyazott és ambiens rendszerek - 2014.06.05. vizsga

2014-06-05T23:49:25Z

Wico: Új oldal, tartalma: „__NOTOC__ {{Vissza|Beágyazott és ambiens rendszerek}} A 2014.06.05. vizsga feladatai. ==1. feladat== ''' 4 nyúlásmérő bélyegből álló távoli hídkapcsolást…”

__NOTOC__
{{Vissza|Beágyazott és ambiens rendszerek}}

A 2014.06.05. vizsga feladatai.

==1. feladat==
'''
4 nyúlásmérő bélyegből álló távoli hídkapcsolást áramgenerátorosan szeretnénk táplálni. Rajzolja le a referenciafeszültséggel és ''sense'' ellenállással megvalósított kapcsolást!
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
[[Fájl:Bambi_Vizsga_20140605_áramgenhíd.png]]
}}

==2. feladat==
'''
Hogyan valósítható meg FPGA-ban tetszőleges 5 változós logikai függvény LUT4 és multiplexerek segítségével?
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
[[Fájl:Bambi_Vizsga_20140529_LUT5.png]]
}}

==3. feladat==
'''
Írjon 4 jellemzőt, ami alkalmassá teszi a hagyományos DSP-ket (NEM javított hagyományos DSP, NEM VLIW, hanem hagyományos DSP) a FIR szűrés alapművelete, a konvolúció gyors elvégzésére, és nem jellemző a mikrokontrollerekre!
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
cirkuláris puffer <br\>
MAC: multiply and accumulate
?
}}

==4. feladat==
'''
Rajzolja fel egy 12 bites pipeline subranging ADC blokkvázlatát! Karikázza be a pipeline-hoz szükséges elemeket (és csak azokat)!
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
[[Fájl:Bambi_Vizsga_20140605_pipesubadc.png]]
Bekarikázandó: második '''S/H''' és '''buffer'''
}}

==5. feladat==
'''
Rajzolja fel az R-2R létra alapú, referenciafeszülség felhasználásával áram kimenetet előállító DA átalakítót!
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
[[Fájl:Bambi_Vizsga_20140605_R-2R-fesz-áram.png]]
}}

==6. feladat==
'''
Hogyan valósítana meg digitális potenciométert string típusú DA átalakítóval? Rajzolja fel! Minimum hány ellenállásra van szükség, ha 0,2%-os felbontást szeretnénk?
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
[[Fájl:Bambi_Vizsga_20140605_feszkimstringdac.png]]
 
0,2% pontosság eléréséhez (a teljes skálát 500 egyenlő részre osztjuk) 9 bitre van szükségünk. Ehhez <math>2^9</math> ellenállás kell.
}}

==7. feladat==
'''
Rajzolja le a lineáris interpoláló szűrő átviteli függvényét a 0..fs,új tartományban. Az interpolálás aránya K=4. Adja meg az átvitelt fs,új/4K, fs,új/2K, fs,új/K és fs,új-fs,új/4K frekvenciákon!
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
[[File:Bambi_Vizsga_20140605_interpol.png]]
 
Az adott frekvenciákon az átvitel rendre: K, 0, 0, K
}}

==8. feladat==
'''
Egy lineárfázisú FIR aluláteresztő szűrőt milyen paraméterekkel specifikálna? Rajzolja le, jelölje a nevezetes pontokat és nevezze meg a paramétereket.
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
[[File:Bambi_Vizsga_20140605_aász.png]]
 
A1: minimális erősítés áteresztéskor <br\>
A2: maximális erősítés elnyomáskor <br\>
f1,f2: a letörésnek ezen frekvenciák között kell megtörténnie <br\>
ha f<f1 akkor A>A1 és ha f>f2 akkor A<A2 <br\>
Az átvitelnek felső korlátot definiálni csak elnyomáskor szabad! (magasabb fokú szűrők túllövése miatt)
}}

==9. feladat==
'''
A NiCD, LiMetal, ólom akkumulátorok közül melyekre jellemző?
* memóriaeffektus
* legnagyobb kisütőáram (csak 1 db)
* legnagyobb cellafeszültség(csak 1 db)
* legkisebb önkisülés (csak 1 db)
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
* memóriaeffektus - NiCd
* legnagyobb kisütőáram (csak 1 db) -
* legnagyobb cellafeszültség(csak 1 db) - LiMetal
* legkisebb önkisülés (csak 1 db) - LiMetal
}}

==10. feladat==
'''
Hogyan működik a FlexRay protokollban az átmeneti zavarok kiszűrésére alkalmazott többségi szavazásos mintavételezési rendszer?
'''
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
[[File:Bambi_Vizsga_20140605_flexrayszavaz.png]]
 
Bitidőn belül minden node többször mintavételezi RxD-t. A legutolsó 5 mintát felhasználva többségi szavazással dönti el az eredményt. A vevő a bitidő közepén lévő szavazott értéket fogadja el bit logikai értéknek.
}}

{{Lábléc - Beágyazott és irányító rendszerek szakirány}}

Fájl:Bambi Vizsga 20140605 interpol.png

2014-06-05T23:45:24Z

Wico: MsUpload

MsUpload

Fájl:Bambi Vizsga 20140605 flexrayszavaz.png

2014-06-05T23:13:39Z

Wico: MsUpload

MsUpload

Fájl:Bambi Vizsga 20140605 aász.png

2014-06-05T23:05:51Z

Wico: MsUpload

MsUpload

Fájl:Bambi Vizsga 20140605 feszkimstringdac.png

2014-06-05T22:42:16Z

Wico: MsUpload

MsUpload

Fájl:Bambi Vizsga 20140605 pipesubadc.png

2014-06-05T22:19:45Z

Wico: MsUpload

MsUpload

Fájl:Bambi Vizsga 20140605 áramgenhíd.png

2014-06-05T21:56:47Z

Wico: MsUpload

MsUpload

Fájl:Bambi Vizsga 20140605 R-2R-fesz-áram.png

2014-06-05T21:52:39Z

Wico: MsUpload

MsUpload

Beágyazott és ambiens rendszerek

2014-06-05T21:12:06Z

Wico: /* Zárthelyik, vizsgák */

{{Tantárgy
| név = Beágyazott és ambiens rendszerek
| tárgykód = VIMIA347
| szak = villany szak
| kredit = 4
| félév = 6
| kereszt = nincs
| tanszék = MIT
| labor =
| kiszh = nincs
| nagyzh = 1 db
| hf = 1 db
| vizsga = írásbeli
| levlista =
| tad = https://www.vik.bme.hu/kepzes/targyak/VIMIA347/
| tárgyhonlap = http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimia347
}}

A tantárgy egy konkrét alkalmazás architektúrájának és működésének részletes elemzésén keresztül ismerteti a beágyazott rendszerek főbb tulajdonságait, technológiai és alkalmazási jellemzőit, és egyidejűleg példát mutat az emberi (pl. otthoni vagy munkahelyi) környezet részévé váló, elsősorban az életvitel és az életminőség szolgálatában álló beágyazott alkalmazásra, egy úgynevezett ambiens rendszerre.

{{Vissza|BSC Beágyazott és irányító rendszerek szakirány}}

__TOC__

== Követelmények ==

*'''NagyZH:''' A szorgalmi időszakban 1 nagyzárthelyit kell legalább elégségesre teljesíteni. Két pótlási lehetőség van.
*'''Házi feladat:''' A félév során 1 házi feladatot kell legalább elfogadható szintűre megcsinálni.
*'''Vizsga:''' A tárgy írásbeli vizsgával zárul.

== Segédanyagok ==
* Jegyzetpályázatra badandó jegyzet darabjai
Kérem aki hibát talál bármelyikben, vagy érdemi észrevétele van az szóljon jegyzet írójának.
:*1.óra: [[Media:bambi_jegyzet_2014.02.10._01.pdf|Bevezetés, rendszer ismertetés]]
:*2.óra: [[Media:bambi_jegyzet_2014.02.13._02.pdf|Rezisztív érzékelős kapcsolások]]
:*3.óra:
:*4.óra:
:*5.óra: [[Media:bambi_jegyzet_2014.02.24._05.pdf|Mitmót szoftverek rendszere, telepítése (,virtualizálás)]]
:*6.óra:
* Hivatalos jegyzetek elérhetőek a [http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimia347/jegyzet tanszéki honlapon].
* 2011 tavaszán kézzel írt [[Media:Bambi_jegyzet.pdf‎|jegyzet]].
* 2014 tavaszán kézzel írt [[Media:Bambi_jegyzet_2014_ZHig.pdf‎|jegyzet a ZH-ig bezárólag]]
* Egy régebbi tételkidolgozás [[Media:Bambi_tételkidolgozás1.PDF‎|első]] és [[Media:Bambi_tételkidolgozás2.PDF|második]] fele.
* [[Media:Bambi_házifeladat_minta.pdf‎|Házi feladat minta]]
* [[Media:Bambi_kérdések.pdf|Régi ZH/vizsga kérdések]] és a hozzájuk tartozó [[Media:Bambi_kérdések_meogldásai.PDF‎|megoldások]] -Utóbbi pdf-hez megjegyzés: Dabóczi Tanár Úr szerint helytelen megoldás a 40bites regiszter használata és lebegőpontos számítás egy órajel alatt érv a 2. kérdés megoldásánál. -A 7. feladatban, az f egyenesen a 3fs/2 hibásan van odaírva. Ott 3fs/4-nek kéne lennie, ahogy mellette is taglalja. -A 2. feladat megoldásához hozzáfűzendő, hogy a DSP alapértelmezésben fix pontos, és nem lebegőpontos.

== Zárthelyik, vizsgák ==

*[[Media:Bambi_2009tavasz_ZH.PDF|2009 tavaszi ZH]]
*[[Media:Bambi_2012tavasz_ZH.PDF‎|2012 tavaszi ZH]]
*[[Media:bambi_zh_2014.PDF|2014 tavaszi ZH]]
*[[Media:bambi_pótzh_2014.PDF|2014 tavaszi pótZH]]

*[[Media:Bambi_2010tavasz_vizsga.PDF|2010 tavaszi vizsga]]
*[[Beágyazott és ambiens rendszerek - 2014.05.29. vizsga|2014 tavasz 1. vizsga]]
*[[Beágyazott és ambiens rendszerek - 2014.06.05. vizsga|2014 tavasz 2. vizsga]]

{{Lábléc - Beágyazott és irányító rendszerek szakirány}}

Elektromágneses terek alapjai - Szóbeli feladatok

2014-01-09T16:56:15Z

Wico:

{{Vissza|Elektromágneses terek alapjai}}

Itt gyűjtjük a szóbeli vizsgán kapott feladatokat. A bennük szereplő számadatok nem túl lényegesek, a feladattípusokat próbáljuk összegyűjteni. '''Kérlek bővítsétek a szóbelin ténylegesen kapott feladatokkal, amennyiben időtök engedi, részletesebb megoldásokkal.'''
{{noautonum}}
=== 42. Feladat: Áramsűrűség ===
Stacionárius áramlási térben az áramsűrűség <math> J = e_z 5 {kA \over m^2} </math>. Mekkra a z-tengellyel 60°-os szöget bezáró <math> A=80 cm^2 </math> felületen átfolyó áram?
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
A <math> J </math> áramsűrűség megadja a rá merőleges, egységnyi felületen átfolyó áram nagyságát. A <math> J </math> áramsűrűség z irányú, nekünk a felületre normális komponensével kell számolnunk.

<math>I = \int_A J dA</math>, esetünkben <math> I = J * A * \sin60° </math>
}}

=== 50. Feladat: Két áramjárta vezető ===
Két egymással párhuzamos végtelen hosszú vezető egymástól 4 m távolságban. Az egyiken 2 A, a másikon 3 A folyik. Mekkora erő hat az egyik vezeték 1 m-es szakaszára?
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=
Az egyikre ható erő egyenlő a másikra ható erővel (Newton erő-ellenerő törvénye). A megoldáshoz az Ampere-féle gerjesztési törvényre, és a Lorentz-erőre van szükség.

<math>\oint H ds = \int J dA = I</math>, ahol a H-t egy kör vonalán integráljuk, aminek a középpontját merőlegesen döfi át a vezeték, csak az egyik áram egy át rajta, a másik pont nem.

<math>H_1 2 d \pi = I_1 \rightarrow H_1 = \frac{I_1}{2 d \pi}</math>

<math>F = q (v \times B ) = I (l \times B)</math>, ahol I a konstans áramerősség, l pedig a vezetéken folyó áram irányának vektora, hossza a megadott 1 m. Derékszöget zárnak be a vektorok, így egyszerű szorzás lesz.

Tudjuk még, hogy <math>B = \mu_0 H</math> vákuumban.

Innen a megoldás:

<math>F_{12} = I_2 l B_1 = I_2 l \mu_0 H_1 = \frac{\mu_0 l I_1 I_2}{2 d \pi} = \frac{4 \pi 10^{-7} \cdot 1 \cdot 2 \cdot 3}{2 \cdot 4 \cdot \pi} = 3 \cdot 10^{-7} N</math>

Fordított indexeléssel ugyanez jönne ki a másikra is. Jobbkéz-szabályból következik, hogy ha azonos irányba folyik az áram, akkor vonzzák egymást, ha ellentétes irányba, taszítják. Szóbelin még érdemes megemlíteni, hogy ez a jelenség adja az Ampere mértékegység definícióját, 1 m hosszú szakasz, 1 m távolság, 1-1 A áramerősség esetén az erő:

<math>F = 2 \cdot 10^{-7} N</math>
}}

=== 58. Feladat: Toroid tekercs ===
Hányszorosára változik egy L önindukciós együtthatóval rendelkező I1=2A árammal átjárt toroid belsejében a mágneses fluxus, ha az áramerősséget nagyon lassan I2=5A-re növeljük? Hányszorosára változik a tekercs mágneses mezejében tárolt energia?
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=Mivel az áram nagyon lassan változik, így a kezdő és végállapotot vehetjük két egymástól független stacioner állapotú esetnek.

Egy bármilyen tekercs fluxusa az <math>\Psi=L*I</math> képletből számolható. Ez alapján a toroid fluxusváltozása: <math>\frac{\Psi_2}{\Psi_1}=\frac{L*I_2}{L*I_1}=\frac{I_2}{I_1}=2.5</math>

Egy bármilyen tekercs energiája számolható a <math>W=\frac{1}{2}*L*I^2</math> képlet alapján. Tehát a toroid energiaváltozása: <math>\frac{W_2}{W_1}=\frac{\frac{1}{2}*L*I_2^2}{\frac{1}{2}*L*I_1^2}=\frac{I_2^2}{I_1^2}=2.5^2=6.25</math>
}}

=== 81. Feladat: Távvezeték megadott feszültségű pontjának meghatározása ===
Adott egy végtelen hosszú távvezeték, melynek paraméterei az alábbiak: R'=20 mOhm/m és G'=5 uS/m. Egy U0 egyenfeszültségű feszültség forrást kapcsolunk rá. Határozza meg azt a z távolságot, ahol a feszültség U0/2 lesz!
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=Első körben meg kell határoznunk, hogy mennyi a távvezeték csillapítása (alfa), feltéve hogy omega=0, mivel egyenfeszültséggel gerjesztjük a távvezetéket:

<math>\alpha=Re\left\{ \gamma \right\}=Re\left\{ \sqrt{(R'+j\omega L')(G'+j\omega C')} \right\}=Re\left\{ \sqrt{R'*G'} \right\}=\sqrt{R'*G'}=\sqrt{0.02*5*10^{-6}}=3.16*10^{-4}{1\over m}</math>

Most meg kell határoznunk, hogy a távvezeték mely "z" távolságú pontjára csillapodik a a feszültség amplitúdója az eredeti érték felére:

<math>U_0*e^{-\alpha*z}={U_0 \over 2}</math>

<math>e^{-\alpha*z}=0.5</math>

<math>-\alpha*z=\ln 0.5 \longrightarrow z=-{\ln 0.5 \over \alpha}=-{\ln 0.5 \over 3.16*10^{-4}}=2.192 km</math>
}}

=== 86. Feladat: Ideális távvezeték, számítás lánckarakterisztikával ===
Adott egy ideális távvezeték, hullámimpedanciája <math>500\Omega</math>, hossza <math>\frac{\lambda}{8}</math>. A távvezeték végén adott az áram és a feszültség komplex amplitúdója: 2A illetve 500V. Határozzuk meg a feszültség komplex amplitúdóját a távvezeték elején.
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg= <math>\beta = \frac{2* \pi}{\lambda} </math> így <math>(\beta l)=\frac{2 \pi}{\lambda}\frac{\lambda}{ 8} = \frac{\pi}{4}</math>. Miután ez van, felírjuk az ideális távvezeték lánckarakterisztikájának első egyenletét: <math>U_1 = cos (\beta l)*U_2 + j * sin(\beta l) * Z_0 * I_2</math>, és ebbe behelyettesítve megkapjuk a megoldást. }}

=== 94. Feladat: Zárt vezetőkeretben indukált áram ===

Egy <math>R=5 \Omega</math> ellenállású zárt vezetőkeret fluxusa <math>\phi(t)=30*sin(\omega t) mVs</math>, ahol <math>\omega=1 {krad \over s}</math>. Mekkora a keretben folyó áram effektív értéke?
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=Az indukálási törvény alapján: <math>u_i=-{d\phi(t) \over dt}=-\omega*30*cos(\omega t)</math>. Behelyettesítve a körfrekvencia értékét: <math>u_i=-30*cos(\omega t) V</math>. Innen a feszültség effektív értéke <math>U_{eff}={30 \over \sqrt 2} V</math>, az áram effektív értéke pedig <math> I_{eff}={U_{eff} \over R}={6 \over \sqrt 2} A</math>.
}}

=== 98. Feladat: Zárt vezetőhurokban indukált feszültség ===
Az xy síkon helyezkedik el egy 3m sugarú kör alakú zárt "l" görbe. A mágneses indukció a térben homogén, z irányú komponense 40 ms idő alatt 0,8T értékről lineárisan zérusra csökken. Mekkora feszültség indukálódik eközben a "l" görbe mentén?
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=Az indukálási törvény alapján: <math>u_i=-{d\phi(t) \over dt}=-A*{ dB(t) \over dt}=-r^2\pi*{ \bigtriangleup B\over \bigtriangleup t}=-r^2\pi*{B_2-B_1\over\bigtriangleup t}=- 3^2\pi*{0-0.8\over0.04}=565.5 V </math>
}}

=== 107. Feladat: Hengeres vezetőben disszipált hőteljesítmény ===
Egy 1.5 mm^2 keresztmetszetű, 3 m hosszú hengeres vezetőben 10 A amplitúdójú 50 Hz-es szinuszos áram folyik. A behatolási mélység delta=9.7 mm, a fajlagos vezetőképesség pedig szigma=3.7*10^7 S/m. Mennyi a vezetőben disszipált hőteljesítmény?
{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg=A vezető sugara: <math>r=\sqrt{{1.5\over\pi}}=0.691mm<<\delta</math>

Mivel a vezető sugara jóval kisebb mint a behatolási mélység, így a vezető vehető egy sima "l" hosszúságú, "A" keresztmetszetű és "szigma" fajlagos vezetőképességű vezetékdarabnak.

<math>R={1 \over \sigma}*{l \over A}={1 \over 3.7*10^{7}}*{3 \over 1.5*10^{-6}}=54m\Omega</math>

A vezetékben disszipálódó hőteljesítmény (vigyázat csúcsérték van megadva és nem effektív):

<math>P={1\over2}*R*I^2={1\over2}*0.054*10^2=2.7W</math>

}}

=== 149. Feladat: Koaxiális kábelben áramló teljesítmény ===

Koaxiális kábelben egyenáram folyik, a dielektrikumban kialakuló elektromos és mágneses térerősség hengerkoordináta-rendszerben leírva a következő:<br\><math>E(r)=\frac{U_0}{r}*\vec{e_r}</math> (ahol <math>\vec{e_r}</math> a radiális irányú egységvektor),
<br\><math>H(r)=\frac{I_0}{r}*\vec{e_\varphi}</math> (ahol <math>\vec{e_\varphi}</math> a fi irányú egységvektor).<br\>
Milyen irányú és mekkora az áramló hatásos teljesítmény? A belső ér sugara r1, a külső vezető belső sugara r2, a vezetők ideálisak, a kábel tengelye a z irányú.

{{Rejtett
|mutatott='''Megoldás'''
|szöveg= A Poynting-vektor kifejezése: <math>S=E \times H \Rightarrow S(r)=E(r)*H(r)*\vec{e_z}</math> (ahol <math>\vec{e_z}</math> a z irányú egységvektor). <br\>Innen a teljesítmény: <math>P=\int_{r_1}^{r_2} \int_0^{2\pi} \frac{U_0 I_0}{r^2} \mathrm{d}\varphi \mathrm{d}r=2\pi U_0 I_0(\frac{1}{r_1}-\frac{1}{r_2})=2\pi U_0 I_0 \frac{r_2-r_1}{r_1 r_2}</math>
}}

[[Kategória:Villanyalap]]