Электрондық және өлшеу техникасының негiздері

Сипаттама: «Электрондық және өлшеу техникасының негіздері» пәні робототехникада қолданылатын электрондық компоненттердің, схемалардың және өлшеу жүйелерінің жұмыс принциптерін зерттеуге бағытталған. Курс аналогтық және сандық электроника, электр тізбектері, датчиктер мен өлшеу құралдарының негіздерін, сондай-ақ олардың талдау және жобалау әдістерін қамтиды. Студенттер резисторлар, конденсаторлар, транзисторлар, микросхемалар мен сенсорлардың жұмыс принциптерін меңгереді, схемотехникалық есептеулер, өлшеулер және сигналдарды өңдеу негіздерін үйренеді. Практикалық бөлімге электрондық схемаларды жинау және тестілеу, датчиктер мен өлшеу құралдарымен жұмыс жасау, сондай-ақ робототехникалық жүйелерді басқару процестерін модельдеу кіреді.

Кредиттер саны: 6

Пререквизиты:

• Инженерлік білім беруге кіріспе
• Инженерлік білім беруге кіріспе

Пәннің еңбек сыйымдылығы:

Жұмыс түрлері	сағат
Дәрістер	30
Практикалық жұмыстар
Зертханалық жұмыстар	30
СӨЖО	30
СӨЖ	90
Қорытынды бақылау нысаны	емтихан
Қорытынды бақылауды жүргізу нысаны	Емтихан

Компонент: Таңдау бойынша компонент

Цикл: Базалық пәндер

Мақсат

• Студенттерге электрондық компоненттердің жұмыс принциптері, құрылымы және өлшеу техникасының құралдарын қолдану жөнінде базалық білім беру.
• Заманауи аспаптарды пайдалана отырып, электрлік және электрлік емес шамаларды өлшеу әдістерін меңгерту.
• Жай электрондық және өлшеу құрылғыларын талдау, жобалау және пайдалануға дағдыландыру.
• Автоматтандыру, ақпараттық-өлшеу жүйелері және инженерлік қолданбалар саласында алынған білімді қолдануға дайындық жасау.

Міндет

• Негізгі электрондық компоненттерді (резисторлар, конденсаторлар, диодтар, транзисторлар және т.б.) және олардың сипаттамаларын меңгеру.
• Электрондық схемалар мен құрылғылардың құрылу принциптері мен жұмыс істеу негіздерін оқып-үйрену.
• Электрлік және электрлік емес шамаларды өлшеу әдістерімен танысу.
• Өлшеу техникасының заманауи құралдарымен жұмыс істеуді үйрену.
• Қарапайым электрондық схемаларды талдау және есептеу бойынша практикалық дағдыларды қалыптастыру.
• Инженерлік және өндірістік міндеттерді шешуде алған білімді қолдану қабілетін дамыту.
• Электроника, автоматика және ақпараттық-өлшеу технологиялары саласындағы күрделі пәндерді меңгеруге дайындық жасау.

Оқыту нәтижесі: білу және түсіну

• Студенттерге биотехникалық жүйелердің негізгі тораптары мен элементтерінің құрылымы мен жұмыс істеу принциптері туралы жүйелі түсінік қалыптастыру.
• Техникалық құрылғылардың биологиялық нысандармен өзара әрекеттесуін зерттеу.
• Биотехникалық жүйелерді талдау, модельдеу және жобалау әдістерін меңгеру.
• Медицинада, биоинженерияда және басқа да салаларда биотехникалық элементтерді қолдану бойынша практикалық дағдыларды дамыту.

Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану

• аналогтық және сандық схемаларды талдау және жобалау үшін теориялық білімді қолдану;
• деректерді жинау және өңдеу үшін өлшеу құралдары мен сенсорлық жүйелерді пайдалану;
• электрондық схемаларды жинау, тестілеу және модельдеу бойынша зертханалық және практикалық тапсырмаларды орындау;
• энергия мен ресурстарды тиімді пайдалану бойынша инженерлік тапсырмаларды шешу;
• электрондық жүйелерді жобалау кезінде инновациялық тәсілдерді енгізу және қауіпсіздік пен экологиялық талаптарды ескеру;
• робототехникалық құрылғылармен жұмыс істеу барысында пәндер аралық білімді интеграциялау.

Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру

• электрондық схемаларды жобалаудың тиімділігін және дұрыстығын бағалау;
• өлшеу және модельдеу нәтижелерін талдау, қателер мен дәлсіздіктерді анықтау;
• компоненттер мен схемаларды таңдау кезінде негізделген инженерлік шешімдер қабылдау;
• әртүрлі сенсорлар мен өлшеу жүйелерін қолдану мүмкіндіктерін сыни бағалау;
• параметрлердің өзгеруі робототехникалық жүйелердің жұмысына қалай әсер ететінін болжау;
• электрондық құрылғыларды әзірлеу кезінде инновациялық, экологиялық және қауіпсіздік аспектілерін ескеру.

Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер

• техникалық ақпаратты және эксперимент нәтижелерін оқытушылар мен әріптестермен тиімді бөлісу;
• зертханалық және практикалық жұмыстар бойынша есептерді жазбаша және графикалық түрде рәсімдеу;
• электрондық схемалар мен робототехникалық жүйелер жобаларын семинарлар мен конференцияларда таныстыру және қорғау;
• топтық жұмысқа қатысу, инженерлік шешімдерді бірге әзірлеу және талқылау;
• кәсіби қоғамдастықпен қарым-қатынас жасау кезінде арнайы терминологияны пайдалану.

Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі

• электроника және өлшеу техникасы саласындағы жаңа теориялық және практикалық білімдерді өз бетінше меңгеру;
• білімді тереңдету үшін заманауи оқу ресурстарын, дерекқорларды және онлайн-платформаларды пайдалану;
• ақпаратты және эксперимент деректерін талдау кезінде сыни ойлауды дамыту;
• зертханалық және жобалық жұмыстарды қоса алғанда, өз оқу қызметін жоспарлау және ұйымдастыру;
• инженерлік тапсырмаларды оқып үйрену және шешу кезінде пәндер аралық тәсілдерді қолдану

Оқыту әдістері

арнайы бағдарламалық қамтамасыз етуді пайдалану: MATLAB, Python, SPICE, электрондық схемаларды модельдеу симуляторлары;

электрондық ғылыми және оқу дерекқорларымен жұмыс (IEEE Xplore, ScienceDirect, Springer, Google Scholar);

оқу және білімді бақылау үшін онлайн-платформалар (Moodle, Google Classroom);

электрондық схемаларды және өлшеу жүйелерін талдау және жобалау бойынша мини-жобаларды орындау;

нақты датчиктер, өлшеу құралдары және робототехникалық компоненттермен зертханалық жұмыстар;

эксперимент деректерін өңдеу және талдаумен зерттеу тапсырмалары;

Blended Learning – дәстүрлі сабақтар мен онлайн-ресурстарды біріктіру;

Flipped Classroom – теорияны өз бетінше үйрену және сабақта практикалық талқылау;

электроника, өлшеу техникасы, робототехника және автоматтандыру бойынша онлайн-курстар.

Білім алушының білімін бағалау

Оқытушы ағымдағы бақылау жұмыстарының барлық түрлерін жүргізеді және академиялық кезеңде екі рет білім алушылардың ағымдағы үлгеріміне тиісті баға береді. Ағымдағы бақылау нәтижелері бойынша 1 және 2 рейтинг қалыптастырылады. Білім алушының оқу жетістіктері 100 балдық шкала бойынша бағаланады, Р1 және Р2 қорытынды бағасы ағымдағы үлгерім бағасынан орташа арифметикалық ретінде шығарылады. Академиялық кезеңде білім алушының жұмысын бағалауды пән бойынша тапсырмаларды тапсыру кестесіне сәйкес оқытушы жүзеге асырады. Бақылау жүйесі жазбаша және ауызша, топтық және жеке формаларды біріктіре алады.

Кезең	Тапсырма түрі	Өлшем
1  рейтинг	Зертханалық жұмыс 1	0-100
	Зертханалық жұмыс 2
	Зертханалық жұмыс 3
	Зертханалық жұмыс 4
	Тест ШБ 1
2  рейтинг	Зертханалық жұмыс 5	0-100
	Зертханалық жұмыс 6
	Зертханалық жұмыс 7
	Зертханалық жұмыс 8
	Тест ШБ 2
Қорытынды бақылау	емтихан	0-100

Жұмыс түрлері бойынша оқыту нәтижелерін бағалау саясаты

Тапсырма түрі	90-100	70-89	50-69	0-49
	Өте жақсы	Жақсы	Қанағаттанарлық	Қанағаттанарлықсыз
Аудиториядағы белсенділік (талқылауларға қатысу, жауап беру, шағын тесттер). Практикалық\/зертханалық жұмыстар. Аралық тесттер. Рубеждік бақылау. Қорытынды емтихан немесе зачет.	«Өте жақсы» бағасы оқу материалын терең меңгерген, оны тәжірибеде қолдана білетін, ойлау дербестігін және жоғары деңгейдегі талдау қабілетін көрсеткен студентке қойылады. Студент барлық тапсырмаларды толық әрі қатесіз орындайды, бастамашылдық танытады, өз көзқарасын дәлелді қорғайды, шығармашылық тұрғыдан ойлайды және өз бетінше зерттеу жүргізуге қабілетті.	«Жақсы» бағасы оқу материалын берік меңгерген және оны қалыпты жағдайларда қолдана алатын студентке қойылады. Тақырыпты жалпы түсінуге кедергі келтірмейтін ұсақ қателіктер жіберілуі мүмкін. Студент талдау қабілетін көрсетеді, жауаптарын дәлелдейді, тапсырмалардың басым бөлігін өз бетінше орындайды, бірақ кейде түсіндіруді немесе оқытушының қосымша көмегін қажет етеді.	«Қанағаттанарлық» бағасы оқу материалының негізгі бөлігін меңгерген, бірақ білімдері жүйесіз және тәжірибеде қолдануда қиналатын студентке қойылады. Жауаптарында қателіктер мен толық емес тұстар кездеседі. Студент тапсырмаларды жартылай орындайды және үнемі түсіндіру мен оқытушының қолдауын қажет етеді.	«Қанағаттанарлықсыз» бағасы оқу материалын меңгермеген және қажетті білім мен дағдыларды көрсете алмаған студентке қойылады. Жауаптар жоқ немесе үстірт, жүйесіз болады. Тапсырмалар орындалмайды немесе елеулі қателіктермен орындалады, бұл оқу нәтижелеріне қойылатын ең төменгі талаптарға жетуге мүмкіндік бермейді.

Бағалау нысаны

Пән бойынша білім алушының білімін қорытынды бағалау 100 баллдық жүйе бойынша жүзеге асырылады және:

• Емтиханда алынған нәтиженің 40%;
• Ағымдағы үлгерімнің 60% - ы.

Қорытынды бағаны есептеу формуласы:

И= 0,6	Р1+Р2	+0,4Э
	2

 

мұндағы, Р1, Р2-тиісінше бірінші, екінші рейтингті бағалаудың сандық эквиваленттері;

Э - емтихандағы бағаның сандық баламасы.

Қортынды әріптік бағасы және оның балдық сандық эквиваленті:

Төрт балдық жүйе бойынша цифрлық баламаға сәйкес келетін білім алушылардың оқу жетістіктерін бағалаудың әріптік жүйесі:

Әріптік жүйе бойынша бағалар	Балдардың сандық эквиваленті	Балдар (%-тік құрамы)	Дәстүрлі жүйе бойынша бағалар
A	4.0	95-100	Өте жақсы
A-	3.67	90-94
B+	3.33	85-89	Жақсы
B	3.0	80-84
B-	2.67	75-79
C+	2.33	70-74
C	2.0	65-69	Қанағаттанарлық
C-	1.67	60-64
D+	1.33	55-59
D	1.0	50-54
FX	0.5	25-49	Қанағаттанарлықсыз
F	0	0-24

Дәріс сабақтарының тақырыптары

• Электрондық және өлшеу техникасына кіріспе
• Электрлік шамалар және электр тізбектерінің заңдары
• Электр тізбектерінің пассив элементтері
• Электр тізбектерінің актив элементтері
• Аналогтық электрониканың негіздері
• Цифрлық электрониканың негіздері
• Электрондық өлшеу құралдары
• Электр шамаларын өлшеу әдістері
• Физикалық шамалардың сенсорлары мен датчиктері
• Сигналдарды түрлендіргіштер: аналогтық және цифрлық
• Деректерді жинау және тіркеу жүйелері
• Өлшеу процестерін автоматтандыру
• Өлшеу деректерін өңдеу және визуализациялау
• Өлшеулердің сапасы және метрология негіздері
• Электрондық және өлшеу техникасындағы қазіргі трендтер

Негізгі әдебиет

• Кудрявцев В. Н., Сизов Ю. А. Электронные измерительные приборы и устройства. – СПб.: Питер, 2010.
• Панов М. И. Электроника и основы микроэлектроники. – М.: Академия, 2012.
• Гусев В. Г. Электронные устройства и измерительная техника. – М.: Юрайт, 2018.
• Бентли Дж. П. Принципы измерительных систем. – 4-е изд. – Pearson, 2005.

Қосымша әдебиеттер

• Асади Ф., Эгучи К. Электронные измерения: практический подход. – Springer, 2022.
• Кумар В. Дж. Принципы электрических измерений и измерительных приборов. – Springer, 2023.
• Седра А. С., Смит К. К. Микроэлектронные схемы. – 7-е изд. – Oxford University Press, 2015.