Hoppa till huvudinnehållet
Till KTH:s startsida Till KTH:s startsida

CM1002 Projektkurs inom elektroteknik, del 2 9.0 hp

Kurs-PM VT 2024-60986

Version 1 – 2024-03-18 17:34:07

Kursomgång

VT 2024-60986 (Startdatum 2024-03-18, Svenska)

Undervisningsspråk

Svenska

Kursen ges av

CBH/Medicinteknik och hälsosystem

Kurs-PM VT 2024

Presentation av kursen

Rubriker markerade med en asterisk ( * ) kommer från kursplan version HT 2020

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll

I kursen får studenterna driva ett projekt i gruppform där en elektroteknisk konstruktion ska tas fram. Projektet skall följa en vanligt förekommande systemutvecklingsmetodik och ger studenten djupare träning i projektarbete med projektplaner, tidsplaner och problemlösning. I projektet, kommer studenterna att få möjlighet att tillämpa kunskap från tidigare kurser inom elektroteknik, mikrodatorsystem, ellära, elkraftsteknik, datornätverk, mm. Projektarbetet innefattar också följande:

·         Upprätta en enklare projektbudget och en tidplan för projektet

·         Skapa en prototyp eller lösning för den projektuppgift som presenterats för gruppen

·         Beskriva prototypen eller lösningen i form av en rapport och muntlig presentation

·         Följa upp och dokumentera projektets framskridande samt hantera svårigheter som projektet stöter på.

Utöver grupparbetet kommer varje student att individuellt få reflektera över arbetet i grupp och hur individen kan agera bättre i framtida grupparbeten.

Lärandemål

Efter kursen ska studenten kunna:

1.Tillämpa kunskaper inom elektroteknikområdet och använda lämpliga metoder och modeller samt kritiskt analysera och utvärdera resultat och alternativa metoder. 

2.Aktivt delta i och genomföra ett mindre grupparbete tillsammans med kollegor och bidra till att lösa uppgifter. 

3.Kommunicera projektets resultat på ett vetenskapligt sätt i både muntlig och skriftlig form med samtliga projektets intressenter. 

4.Sätta in tekniken i ett större sammanhang och beakta användarkrav, ekonomiska, miljömässiga, samhälleliga och etiska aspekter samt kunna överväga teknikens möjligheter och begränsningar.

5.Granska och ge kollegial respons på andras arbete.

6.Redogöra för och analysera sitt självständiga bidrag inom ramen för projektarbetet.

Läraktiviteter

Under kursen får ni tillämpa kunskap som ni har fått i nästan samtliga föregående kurser i åk 1 och 2. Den syftar till stor del att ni ska fördjupa dessa kunskaper. Ni ska under kursens gång självständigt driva ett projekt där ni konstruerar mjukvara och hårdvara. Kursen liknar projektkursen i åk 1, men på en högre nivå. Ni bör kunna peka ut delar i ert projekt som drar nytta av de kunskaper ni har förvärvat i åk 2.

Under kursen får ni tillämpa de kunskaper ni förvärvat gällande rapportskrivning från tidigare kurser i åk 1 och 2 och utvecklat i denna kurs. Under kursens gång kommer det att finnas en obligatorisk rapportskrivningsföreläsning.

Detaljplanering

Gruppindelning och projektuppgift

En projektgrupp skall bestå av 4-5 personer. Ni lämnar önskemål om gruppindelning individuellt via KTH Canvas första veckan i kursen. Man bör ha ungefär samma ambitionsnivå i gruppen. De studenter som inte kan finna en grupp indikerar detta i canvas. Kursansvarig bestämmer sedan grupperna och försöker så långt som möjligt tillgodose alla önskemål.

Gruppen bestämmer själva vilken projektuppgift som ska utföras. Se vilka krav som ställs på projektuppgiften nedan.

Schema

Kursen bygger i hög grad på egna initiativ. På schemat finns därför endast några få schemalagda tillfällen. Närvaro vid samtliga schemalagda tillfällen är obligatorisk. Eventuell frånvaro måste diskuteras med kursansvarig i förväg.

Utöver den schemalagda tiden skall gruppen boka projektmöten och dessutom kan och bör grupperna begära expertmöten vid behov.

Se schemadatabasen eller kursens sida i Canvas för ett detaljerat schema.

Gruppkontrakt

Ni ska internt i gruppen skapa ett kontrakt där ni reglerar vem som gör vad, och vad konsekvenserna ska bli om någon inte uppfyller sina åtaganden. T.ex. är det lämpligt att handledarna informeras om någon faller ifrån. Skriv kriterier för detta i kontraktet så blir det inga diskussioner om det inträffar. Kontraktet redovisas inte mot handledarna.

Möten

I projektet finns flera sorters möten.

Projektmöten PM1-PM4: Vid projektmötena träffas projektgruppen med sin handledare och går igenom hur projektet fortlöper. Inför varje projektmöte ska en uppdaterad tidrapport finnas på Canvas.

Projektmötena finns inte i schemadatabasen, mötet bokas med handledaren på initiativ av projektgruppen. Mötet läggs 1-3 arbetsdagar före motsvarande uppföljningsmöte. Projektmötena leds och dokumenteras av projektgrupperna.

Se detta möte som ett avstämningsmöte med ”chefen” (handledaren), inför avrapporteringen gentemot ”kunden” (uppdragsgivaren) på det efterföljande uppföljningsmötet (för PM4 är det innan leveransen av färdiga rapporten).

Uppföljningsmöten UM1-UM3Kort efter projektmötena ligger ett schemalagt uppföljningsmöte i helklass. På detta möte kan även uppdragsgivaren/handledare närvara. En eller flera personer ur projektet redovisar status och svarar på frågor från uppdragsgivaren/handledare och andra i c:a 5-15 minuter. Övriga projektdeltagare hjälper till om det behövs. Det är förstås bra om gruppen har varit framgångsrik och om man följer tidplanen, men samtidigt är detta ett tillfälle att redovisa vad som INTE följer planen och vad som har behövt ändras. Plocka fram det väsentliga, skönmåla inte projektet. Man kan använda detta möte till att också få in synpunkter och idéer från andra grupper.

Nedan följer ett förslag på vad som kan presenteras på de olika UM, men det är projektmetodiken som avgör exakt:

  • UM1 - Här presenteras vad gruppen har valt för projekt, och hur apparaten ska fungera, övergripande.
  • UM2 - Här presenteras en någon ”färdig” del, eller detaljerad plan för hur apparaten ska konstrueras, kopplingsscheman, mjukvarans funktion, etc.
  • UM3 - Här visas en tidig prototyp. Man hinner inte med en regelrätt demonstration, men en prototyp ska finnas på plats.

ExpertmötenExpertmöten bokas av gruppen vid behov. Det är inte ett tecken på svaghet att begära expertmöten! Experthjälpen kan vara enskilda samtal, eller miniföreläsningar på områden som är viktiga för projekten. Projekten kan inte bli sämre av att man använder experthjälp, utan bara bättre!

 

Förberedelser inför kursstart

Kurslitteratur

Kursen har ingen kurslitteratur.

Utrustning

Projektgruppen kommer till stor del att behöva bekosta den utrustning som krävs. Dock har kursen inte någon obligatorisk kurslitteratur.

Kursen har tillgång till en hel del vanliga elektronikkomponenter och utrustning i MakerSpace, men i den mån de inte finns måste ni bekosta dem själva. Tips: Många elektronikleverantörer kan leverera provexemplar av komponenter helt gratis. Titta på leverantörens hemsida. Planera inköp i tid.

Det räcker med att köpa komponenter så att en proof-of-concept prototyp kan skapas samt idéer hur systemet kan skalas upp till full storlek. Antalet komponenter, storleken på konstruktionen, mätnoggrannheten i en sensor, eller liknande påverkar inte betyget på projektet.

I de fall projekt görs åt en beställare (externt företag, KTH-forskare, mm.) så bör de kunna bekosta eller låna ut utrustning, hårdvara och även mjukvarulicenser.

Examination och slutförande

Betygsskala

P, F

Examination

  • INL1 - Inlämnings, 1,0 hp, Betygsskala: P, F
  • PRO1 - Projektet, 8,0 hp, Betygsskala: P, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Avsnittet nedan kommer inte från kursplanen:

Kursen har två kursmoment PRO1, RED1 - Projekt, 8,0 hp med betygsskala P/F och RED1 1,0 hp med P/F. Slutbetyget P fås om båda momenten är godkända, dvs. betyget P.

PRO1 - Projektet, 8,0 hp

Kursmomentet PRO1 examineras kontinuerligt under kursens gång genom projektmöten, rapporter, kallelser, protokoll, tidsrapportering, och loggbok, samt presentation och opposition. Betyget baseras på en sammanvägning av följande fyra delar: projektets genomförande, projekts svårighetsgrad/storlek, rapportens kvalitet, samt presentation/demonstration/opponering/kamratåterkoppling.

Examinationen sker löpande och genom en muntlig redovisning/demonstration och inlämning av rapporter, inklusive en projektrapport. Alla delarna är betygsgrundande och de olika deltagarna i en projektgrupp kan få olika betyg om tydliga skillnader mellan deltagarnas prestationer föreligger.  För godkänt på kursen krävs aktivt deltagande på alla delar av examinationen.

INL1 - Inlämnings, 1,0 hp

Kursmomentet RED1 handlar om hur du som individ arbetar i projektet. Den examineras genom en individuell inlämning i slutet av kursen. Det går inte att bli godkänd på RED1 utan att ha genomfört projektet.

Övriga krav för slutbetyg

För godkänd kurs krävs godkänt på samtliga moment, dvs. projektarbete, inlämningar, muntliga presentationer samt genomförda seminarieövningar.

Målrelaterade betygskriterier/bedömningskriterier

Projektet

Vid betygssättningen beaktas nedanstående delmoment. För betyget P krävs att alla delarna är godkända. De fem delmomenten är:

  • Ingenjörsmässighet. Lösningar på problem som är pålitliga, säkra, smarta, effektiva och ändamålsenliga premieras. Till ingenjörsmässighet hör även att välja en realistisk svårighetsgrad och att göra ett stabilt bygge. Att vara kreativ och komma med delvis alternativa lösningar och lösningsmetoder (graden av självständighet framkommer tydligt i denna aspekt). Att hitta lämpliga källor och självständigt ta till sig den nödvändiga kunskapen. Är apparaten välfungerande eller är det en tidig prototyp som slutar att fungera om man andas på den? Även samhälleliga, etiska, ekonomiska, sociala och ekologiskt hållbara aspekter skall undersökas och skrivas i rapporten.
  • Nivå. Att klara av att genomföra ett komplicerat projekt med många användbara funktioner är mer värt än ett enkelt projekt. Nivån ställs i relation till resurserna (=antalet deltagare i projektet).
  • Ansvatstagande. Alla gruppmedlemmar ansvarar för att stötta varandra så att projektet blir lyckat. Om någon gruppmedlem inte levererar ska det i första hand hanteras i gruppen genom att övriga medlemmar träder in, alternativt tas de upp med handledaren på ett tidigt stadium om de är så allvarliga att projekt eller tidsplan äventyras. Problem ska inte mörkläggas, de ska lösas alternativt redovisas om det inte är möjligt att lösa dem. Referenser ska anges när andras arbete används. Till ansvarstagande hör också ett strukturerat genomförande, förmågan att hålla tider såsom mötens start och slut och att anmäla förhinder/försening.
  • Samhälleligt sammanhang. Visa förmåga att kunna sätta in tekniken i ett större sammanhang och beakta användarkrav, ekonomiska, miljömässiga, samhälleliga och etiska aspekter samt kunna överväga teknikens möjligheter och begränsningar.
  • Presentation, rapport och opposition. Förmågan att genomföra en strukturerad muntlig presentation/demonstration. Opposition. Förmågan att uttrycka sig muntligt samt skriven och grafisk form.

Skriftlig rapport

Projektrapporten syftar till att träna er förmåga att uttrycka er i skrift och den kommer därför att granskas inte bara för sitt innehåll utan även med avseende på struktur och språkbruk. Se dokumentet rapportskrivningsmall på Canvas för struktur på rapporten. Rapporten lämnas in via Canvas som inlämningsuppgift på utsatt tid.

Det finns fyra deadlines för rapporten:

  • Inlämning av kapitel 1 för peer review. Se nedan för detaljer.
  • Senast 2 hela arbetsdagar innan PM4 skickas slutrapporten till handledaren samt läggs in i Canvas. Handledaren skall ha möjlighet att läsa igenom och komma med synpunkter på rapporten till PM4.
  • Rapporten lämnas för en andra gång av peer review. Uppdragsgivaren kan också ha synpunkter som kräver åtgärder till rapportinlämningen som sker kort därefter. På redovisningen kan det komma ytterligare synpunkter.
  • Gruppen ska nu hantera dessa synpunkter och göra ytterligare finjusteringar och lämna in en sista version.

Strukturen på rapporten ska likna den mall som finns på KTH Canvas (för exjobb). Har man synnerligen goda skäl kan man avvika från delar av mallen.

Muntlig presentation och film

Projektet redovisas muntligt inför handledare och klass. Varje grupp tillägnas ett 30-minuterspass, varav de sista 10 minuterna används till frågor från handledare och opponenter. Det ger totalt 20 minuter till presentation och demonstration. Att bli klar i tid är en betygsgrundande egenskap hos presentationen. Här presenteras även filmen för den konstruktion ni har tagit fram.

Vid den muntliga presentationen ska en film på 3 minuter om projektet visas upp. Utöver tidsramen är formen för filmen helt fri, var kreativ! Lyckade filmer kan komma att användas i andra sammanhang av skolan för att visa omvärlden vilka intressanta kurser vi har. Filmen laddas upp på Canvas. Deadline är samma som för rapporten.

Peer review

De av gruppen uppsatta projektmålen och avgränsningarna skall granskas av 2 andra grupper och bedömas om målformuleringen är mätbart, realistiskt och begripligt. Skriftlig konstruktiva kommentarer skall lämnas över till de andra 2 grupperna via Canvas. Lägg föst upp projektmålen (kapitel 1 i rapportmallen med problemformulering, målsättning och avgränsningar) på Canvas. Se dokumentet ”Möten och deadlines” för tider. Se dokumentet mall_rapport2022.docx på Canvas för rubrikernas namn och innehåll. Se Canvas för vilka projektgruppers projektmål som ni skall få kommentera. Använd gärna funktionen ”spåra ändringar (track changes)” i MS Word för att enkelt kommentera Word-dokumentet.

En andra peer review kommer att ske på de fullständiga rapporterna. Även här ska gruppen granska 2 andra gruppers rapporter. Det blir samma rapporter som för den muntliga opponeringen.

Peer reviewing momentet är examinerande. Är synpunkterna inte tillräckligt bra kan gruppen bli underkänd och behöva göra en förbättrad peer review.

Opposition

Vid den muntliga redovisningen ska varje grupp även fungera som opponenter. Det betyder att var och en i gruppen ska läsa en annan grupps rapport och komma med saklig kritik efter deras redovisning. Kritiken ska gälla både rapporten och den muntliga framställningen. Varje projektdeltagare preparerar fyra frågor till en annan grupps redovisning. Frågorna kan handla om förtydliganden, och/eller exponera svagheter i arbetet. En bra fråga är en som leder till ett klargörande, som är möjlig att besvara, och som gärna är lite lurig. Frågorna kan gälla både rapport och redovisning. Det är viktigt att man håller en saklig och trevlig ton i kritiken. Glöm inte att peka ut bra saker också.

Resultatrapportering

Resultat rapporteras några enstaka veckor efter rapportens inlämning i slutet av kursen.

Etiskt förhållningssätt

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Avsnittet nedan kommer inte från kursplanen:

Använda andras lösningar

Det finns mycket material på Internet som kan hjälpa er att utföra ert projekt. Att använda existerande lösningar är i regel positivt i stället för att återuppfinna hjulet. Det är också bra att titta på vad andra har gjort för att lära sig hur man kan göra. Den rika tillgången på material är samtidigt problematisk eftersom den kan fresta till fusk. Om ni använder eller låter er inspireras av material som ni inte har producerat själva så måste ni därför hänvisa till källan och ange på vilket sätt ni har använt den. Det gäller bland annat kretslösningar, programkod, bilder och text.

Generativ AI är ett verktyg som också med fördel kan användas i utvecklingsprojekt. Dock måste allt AI-skapat material kvalitetsgranskas av gruppen och öppet redogöra för när sådan teknik använts. Den skriftliga rapporten får däremot inte innehålla textmaterial skapat med generativ AI.

Ytterligare Information

Krav på projektuppgiften

Gruppen bestämmer själva vad man vill bygga med vissa krav enligt nedan.

Konstruktionen som ni tar fram skall vara inom området smarta hem, smarta städer, idrott, medicinska tillämpningar, vård i hemmet, eller inom elkraft. Den skall kunna styras, övervakas eller konfigureras över nätet via en mobiltelefon. Den ska innehålla följande delar:

  • Den ska innehålla någon form av egenkonstruerad elektrisk hårdvara som drivkretsar till motorer, gränssnitt till givare.
  • Den ska ”göra” något, t.ex. styra en motor eller presentera data på en display.
  • Den ska mäta någonting i omgivningen.
  • Den ska innehålla en Raspberry Pi/Okdo ROCK 4C/5 (valfri modell som kör Linux) eller motsvarande som behöver programmeras. Programmet ska behandla mätdata på lämpligt sätt och styra någonting baserat på indata.
  • Om möjligt bör konstruktionen logga indata så att de kan användas för utveckling, analys och i er rapport.
  • Den skall vara kopplad till nätet och skall kunna övervakas, styras och/eller konfigureras via mobilen, dvs. kommunikation med omvärlden t.ex. via IP eller Bluetooth. Det skall vara en egenutvecklad applikation som skall användas.

Använd gärna MIT APP Inventor 2 (http://ai2.appinventor.mit.edu/) för att skapa din egen app med ett grafiskt gränssnitt.

Ni kan antingen enas i gruppen om ett helt eget projekt, eller så väljer ni ett av de föreslagna projekten med eller utan modifikation. Jämfört med projektet i åk 1 är acceptabel lägstanivånivå på ovanstående högre. Nivåhöjningen kan bestå i en betydligt mer avancerad:

  • kringelektronik
  • programmering
  • signalbehandling
  • Insamling och avläsning av information i ”molnet”
    • https://thingspeak.com/
    • https://thinger.io/
    • Firebase
  • Analys av insamlad information och utföra åtgärder baserad på analysen
  • Möjlighet att hålla ned kostnaden på en tänkt serietillverkning av den färdiga produkten.

Projekt inom elkraftteknik blir av förklarliga skäl kostsamma och där kan man tänka sig dels en utredande del tillsammans med ett nedskalat bygge som visar att projektets idéer fungerar.

Elsäkerhet

Apparaterna som ni bygger får av arbetsmiljöskäl inte hantera spänningar över 25 VAC eller 60 VDC, med hänvisning till Handbok 444 Elinstallationsreglerna - SS 436 40 00. Ni får INTE göra några egna kopplingar till 230 V, utan måste använda färdiga, kapslade transformatorer eller batterieliminatorer för strömförsörjningen så att primärsidan inte kan beröras i något skede av ert projekt.

Konstruktionen får gärna utformas så att projektet blir skalbart till 230 V, men prototypen måste under hela projektet arbeta med lägre spänning enligt ovan.

Fakta om kursomgång

Startdatum

2024-03-18

Kursomgång

  • VT 2024-60986

Undervisningsspråk

Svenska

Kursen ges av

CBH/Medicinteknik och hälsosystem

Kontakter

Kommunikation i kursen

Kommunikationen i kursen sker med KTH Canvas och/eller e-post.

Kursansvarig

Lärare

Examinator

Övriga kontakter