Introduksjon til mekatronikk

Emnet inneholder følgende tema:

• Mikrokontrollere med komponenter og arkitektur .
• Grunnleggende digitalteknikk, logikk, kombinatorikk og tallsystemer.
• Grunnleggende elektronikk.
• Grunnleggende måleteknikk, signalbehandling og statistikk.
• Grunnleggende imperativ (prosedyrebasert) programmering.
• Grunnleggende prosjekt- og laboratoriearbeid med vekt på beste praksis.

Kunnskap

• Kandidaten kjenner til bruk av mikrokontrollere som sentral enhet innen IoT og automasjon og kan beskrive typiske komponenter og arkitektur, bruksområder, fordeler og begrensninger.
• Kandidaten kan gjøre rede for grunnleggende teori, metoder og sammenhenger innen digitalteknikk, logikk, kombinatorikk og tallsystemer.
• Kandidaten må vite forskjellen på veksel- og likestrøm, og kunne beskrive kvalitativt og kvantitativt grunnleggende aspekter innen elektronikk, som elektroniske komponenter (f.eks. leder, motstand, kondensator, spole, transistor, diode), omformere, energikilder, kretser, sensorer (f.eks. temperatur-, lys- eller lydsensor), og aktuatorer (f.eks. DC-motor og steppermotor).
• Kandidaten kan belyse bruksområder, fordeler og begrensninger ved grunnleggende metoder innen måleteknikk og signalbehandling, herunder målefeil, støy, sampling, samplingsteoremet og aliasing.
• Kandidaten kan forklare det imperative programmeringsparadigmet og grunnleggende programmeringskonsepter, og foreta en enkel sammenlikning med andre paradigmer (f.eks. objektorientert eller funksjonell programmering).

Ferdigheter

• Kandidaten kan omforme analoge og digitale signaler, konvertere mellom ulike tallsystemer, og benytte og analysere logiske og kombinatoriske kretser.
• Kandidaten kan lese og forstå kretsdiagrammer og koblingsskjema, herunder koble opp kretser etter spesifikasjoner, og analysere dem ved bruk av Ohms lov og Kirchhoffs lover.
• Kandidaten kan utføre målinger med multimeter, oscilloskop, og sensorer; foreta enkel signalbehandling og -analyse (f.eks. sampling, filtrering, tidsforløp) og enkel statistikk (f.eks. gjennomsnitt, standardavvik, histogram); og styre steppermotorer eller styre turtall på DC-motorer ved hjelp av H-bro og pulsbreddemodulert utgang.
• Kandidaten kan implementere imperative dataprogrammer som benytter datatyper, kontrollstrukturer, løkker, funksjoner, tilstandsmaskiner og biblioteker; analysere programflyt; samt skrive programmer som er lette å lese, utvide, vedlikeholde, og er godt dokumenterte.
• Kandidaten kan designe og konstruere enkle kyberfysiske systemer bestående av mikrokontrollere, sensorer, aktuatorer, kretser og komponenter.

Generell kompetanse

• Kandidaten kan benytte tverrfaglig kunnskap til å designe enkle systemer av programvare, maskinvare og elektronikk som til sammen utfører en ønsket oppgave.
• Kandidaten kan utføre enkel testing og feilsøking i sammensatte systemer.
• Kandidaten har et bevisst forhold til sikkerhet under laboratoriearbeid og kan håndtere komponenter og laboratorieutstyr på en trygg måte.

Emnet benytter hovedsaklig en blanding av forelesninger, øvingstimer og praktisk rettet laboratoriearbeid/prosjektarbeid som læringsformer. Det benyttes en konstruktivistisk tilnærming til læring, med stort fokus på problemløsing og praktisk anvendelse av teori.