ΕΝ42.0-Α Έκδοση η / 2.0.204 ΣΧΟΛΗ:ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ:ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ: Γ` Τομέα Υπολογιστικών Συστημάτων & Ελέγχου Α/Α Τίτλος Θέματος Μέλος Ε.Π. Σύντομη Περιγραφή Ανάπτυξη και χαρακτηρισμός εύκαμπτων νανογεννητριών για τη συλλογή της μηχανικής ενέργειας του περιβάλλοντος 2 Κατασκευή και χαρακτηρισμός αισθητήρων ανίχνευσης αερίων, Τσάμης Χρήστος (ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ», Ινστιτούτο Νανοεπιστήμης και Νανοτεχνολογίας), Τσάμης Χρήστος (ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ», Ινστιτούτο Νανοεπιστήμης και Νανοτεχνολογίας) Στο πλαίσιο της εργασίας θα γίνει κατασκευή και χαρακτηρισμός μικρομηχανικών γεννητριών για την συλλογή της μηχανικής ενέργειας του περιβάλλοντος. Η ενέργεια αυτή μπορεί να δημιουργείται σαν αποτέλεσμα της ανθρώπινης δραστηριότητας (πχ βάδισμα, κίνηση του χεριού, κτλ), μηχανικών κατασκευών (πχ δονήσεις μηχανών) ή/και φυσικών διεργασιών (κίνηση αέρα, κυματισμός θάλασσας, κτλ). Η λειτουργία των μικρογεννητριών βασίζεται στην μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική μέσω του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου. Σαν πιεζοηλεκτρικά υλικά χρησιμοποιούνται νανοδομημένα υμένια Οξειδίου του Ψευδαργύρου (ZnO) ή συστοιχίες νανοδομών ZnO (νανοραβδία, νανοζώνες, κτλ) τα οποία εμφανίζουν πολύ καλές πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες, είναι βιοσυμβατά και μπορούν να παρασκευαστούν με υδροθερμικές τεχνικές σε χαμηλές θερμοκρασίες. Στο πλαίσιο της εργασίας θα κατασκευαστούν νανογεννήτριες σε εύκαμπτα υποστρώμματα (Kapton, χαρτί, ύφασματα κτλ), θα αξιολογηθεί η λειτουργία τους σε διάφορες συνθήκες μηχανικών δονήσεων και θα βελτιστοποιηθεί η απόδοσή τους. Επίσης θα μελετηθεί η ανάπτυξη μεταλλικών επαφών στις νανογεννήτριες με στόχο τη μεγιστοποίηση της αποδιδόμενης ισχύος. Οι μικρογεννήτριες θα χρησιμοποιηθούν για την τροφοδοσία ενός απλού κυκλώματος (πχ ενός κυκλώματος με LED) χωρίς μπαταρίες με στόχο την πλήρη αυτονόμηση του. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας θα κατασκευαστούν και θα χαρακτηριστούν αισθητήρες ανίχνευσης αερίων. Σε αυτού του τύπου τους αισθητήρες η ανίχνευση του αερίου γίνεται με τη μέτρηση της αγωγιμότητας ενός ημιαγώγιμου υλικού, η οποία μεταβάλλεται όταν εισάγεται το προς ανίχνευση αέριο. Σαν ημιαγώγιμο υλικό θα χρησιμοποιηθούν νανοδομημένα υμένια ZnO ή συστοιχίες νανοδομών ZnO (νανοραβδία, νανοζώνες, κτλ) τα οποία εμφανίζουν πολύ καλές πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες, είναι βιοσυμβατά Προαπαιτούμενα γνωστικά πεδία Αριθμός Φοιτητών
ΕΝ42.0-Α Έκδοση η / 2.0.204 και μπορούν να παρασκευαστούν με υδροθερμικές τεχνικές σε χαμηλές θερμοκρασίες. Οι αισθητήρες θα κατασκευαστούν σε υπόστρωμμα πυριτίου ή/και σε εύκαμπτα υποστρώμματα για την ελαχιστοποίηση της καταναλισκώμενης ισχύος και για λειτουργία σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, ακόμα και σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Θα μελετηθεί η συμπεριφορά των αισθητήρων σε διάφορα συνθήκες (αέρια, συνθήκες υγρασίας, κτλ). 3 Αυτοματοποίηση πειραματικών μετρήσεων μικρομηχανικών διατάξεων,τσάμης Χρήστος (ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ», Ινστιτούτο Νανοεπιστήμης και Νανοτεχνολογίας) Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας θα αναπτυχθούν τεχνικές με την χρήση του εξιδεικευμένου προγράμματος Labview για την αυτοματοποίηση των μετρήσεων μικρομηχανικών διατάξεων. Το πρόγραμμα Labview δίνει τη δυνατότητα ελέγχου μέσω υπολογιστή μία σειράς μετρητικών οργάνων (παλμογράφοι, γεννήτριες, πηγές τάσεις και ρεύματος, κτλ) και κατα συνέπεια τον προγραμματισμό της διαιδικασία μετρήσεων και καταγραφής των αποτελεσμάτων ηλεκτρονικών διατάξεων. Τα προγράμματα που θα αναπτυχθούν θα χρησιμοποιηθούν αξιοποιηθούν για τον χαρακτηρισμό και την βελτιστοποίηση σε μία από τις παρακάτω κατηγορίες διατάξεων:. Μικρομηχανικές νανογεννήτριες συλλογής ενέργειας από το περιβάλλον 2. Μικρομηχανικοί αισθητήρες ανίχνευσης αερίων. 4 Χαρακτηρισμός εύκαμπτων αισθητήρων αμμωνίας (ΝΗ3) Στη συγκεκριμένη εργασία θα πραγματοποιηθεί χαρακτηρισμός εύκαμπτων τυπωμένων αισθητήρων αμμωνίας. Οι συγκεκριμένοι αισθητήρες έχουν αναπτυχθεί με ειδική τεχνολογία εκτύπωσης (screen printing) χρησιμοποιώντας εξειδικευμένου τύπου μελάνια. Στα πλαίσια της εργασίας θα αναλυθούν οι αποκρίσεις των διατάξεων και θα εξαχθούν οι καμπύλες απόκρισης για διάφορες συγκεντρώσεις αερίου. Θα εξεταστεί ακόμη η σταθερότητα των αισθητήρων στο χρόνο καθώς και η αλληλεπίδραση με άλλα αέρια. Επιπρόσθετα θα κατασκευαστεί ηλεκτρονικό κύκλωμα τροφοδοσίας και ανάγνωσης των διατάξεων. 5 Σχεδιασμός και κατασκευή συστήματος παραγωγής συνεχούς και σταθερής συγκέντρωσης σε πτητικές Για τη βαθμονόμηση αισθητήρων ανίχνευσης αερίων απαιτείται η χρήση αερίων βαθμονόμησης τα οποία περιέχουν την ουσία προς ανίχνευση σε γνωστή συγκέντρωση. Το κόστος των αερίων βαθμονόμησης αλλα και η δυσκολία
ΕΝ42.0-Α Έκδοση η / 2.0.204 ουσίες αερίων για τη βαθμονόμηση χημικών αισθητήρων απόκτησής τους όταν πρόκειται για καποια ασυνήθιστη ουσία καθυστερεί την ανάπτυξη ενός αισθητήρα, ενώ καθιστά αδύνατη τη βαθμονόμηση ενός αισθητήρα στο πεδίο. Σκοπός της εργασίας είναι η κατασκευή μιας φορητής συσκευής και του συνοδευτικού software που θα επιτρέπει τη δημιουργία αερίων ελεγχόμενη συγκέντρωσης της τάξεως του ppb, μίας ή μιγμάτων πτητικών ενώσεων. 6 Σύγκριση μεθόδων εξελικτικού υπολογισμού στην εύρεση ολικών ελαχίστων. Εφαρμογές στην κατασκευή μεθόδων επίλυσης διαφορικών εξισώσεων Φαμέλης Ιωάννης Αν., Αλεξανδρίδης Αλέξανδρος Αν. Οι μεθοδολογίες εξελικτικού υπολογισμού μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μέθοδοι εύρεσης ολικού ελαχίστου για μαθηματικές συναρτήσεις κόστους, που μπορούν να προκύπτουν από προβλήματα επίλυσης μη γραμμικών συστημάτων. Οι κλασσικές μέθοδοι βασίζονται στον υπολογισμό άμεσα, και εάν αυτό δεν είναι δυνατό στην προσέγγιση, της Ιακωβιανής του μαθηματικού προβλήματος. Ωστόσο αυτό δεν είναι πάντοτε εύκολο λόγω της πολυπλοκότητας των συναρτήσεων κόστους. Εναλλακτικά, οι μεθοδολογίες εξελικτικού υπολογισμού μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς να απαιτείται ο υπολογισμός της Ιακωβιανής μιας και αναζητούν τα ελάχιστα με στοχαστικό τρόπο. Στην διπλωματική αυτή θα συγκριθούν μεθοδολογίες εξελικτικού υπολογισμού (όπως Particle Swarm Optimization, Differential Evolution κτλ) για την εύρεση ολικών ελαχίστων με στόχο η συνάρτηση κόστους να μηδενίζεται με αριθμητική ακρίβεια υπολογιστή. Τέτοια προβλήματα συναντάμε όταν θέλουμε να κατασκευάσουμε μεθόδους επίλυσης διαφορικών εξισώσεων όπου οι συντελεστές των μεθόδων πρέπει να ικανοποιούν «ακριβώς» (δηλαδή με την ακρίβεια του υπολογιστή) συγκεκριμένες εξισώσεις. Η σύγκριση θα γίνει σε προβλήματα «τεστ» (benchmarks) που υπάρχουν στη βιβλιογραφία εστιάζοντας στις δυνατότητες των μεθόδων να μηδενίζουν τις συναρτήσεις κόστους με ακρίβεια μηχανής (machine epsilon). Καλή γνώση και ανάπτυξης κώδικα σε MATLAB. 7 Ανάπτυξη και Προγραμματιζόμενος Έλεγχος Δίτροχου Αυτοκινούμενου Ρομποτικού Οχήματος Lego NXT. Επ. Αντικείμενο της Πτυχιακής Εργασίας είναι η σχεδίαση και ανάπτυξη ρομποτικής εφαρμογής που αφορά δίτροχο αυτοκινούμενο όχημα με δυνατότητα προγραμματιζόμενης αυτόνομης οδήγησης και σταθεροποίησης, μέσω της προσαρμογής αισθητήρων και της ανάπτυξης κατάλληλων προγραμμάτων ελέγχου. () Δυνατότητα ανάπτυξης κώδικα ελέγχου σε περιβάλλοντα γραφικού. (2) Βασική γνώση
ΕΝ42.0-Α Έκδοση η / 2.0.204 ρομποτικής. 8 Προγραμματιζόμενος Έλεγχος Αυτοματοποιημένης Λειτουργίας Ηλεκτρομηχανικού Συστήματος Ισχύος Επ. Αντικείμενο της Πτυχιακής Εργασίας είναι η ανάπτυξη ηλεκτρομηχανικού συστήματος ισχύος με αυτοματοποιημένη λειτουργία που ρυθμίζεται μέσω προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή (PLC). ) Καλή γνώση προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών 2) Δυνατότητα κατασκευής ηλεκτρονικών και διατάξεων 9 Προγραμματιζόμενος Έλεγχος Πτητικής Μηχανής Επ. Αντικείμενο της Πτυχιακής Εργασίας είναι η μελέτη της λειτουργίας μικρού αεροσκάφους και η ανάπτυξη κώδικα για τον προγραμματιζόμενο έλεγχό του μέσω μικροελεγκτή. ) Καλή γνώση μικροελεγκτών 2) Δυνατότητα κατασκευής ηλεκτρονικών και διατάξεων. 0 Ανάπτυξη και Προγραμματιζόμενος Έλεγχος Χώρου Στάθμευσης Οχημάτων Επ. Αντικείμενο της Πτυχιακής Εργασίας είναι η υλοποίηση μιας διάταξης εξομοίωσης και αυτοματοποιημένου ελέγχου της λειτουργίας ενός χώρου στάθμευσης οχημάτων. () Καλή γνώση μικροελεγκτών. (2) Καλή γνώση υλοποίησης διατάξεων. Σχεδίαση και Ανάπτυξη Αυτοματοποιημένου Συστήματος Μηχανικής Κατεργασίας CNC Επ. Αντικείμενο της Πτυχιακής Εργασίας είναι η σχεδίαση και υλοποίηση ενός συστήματος CNC (Computer Numerical Control) ικανού να εκτελεί τη μηχανική κατεργασία εργοτεμαχίων μέσω προγραμματιζόμενου ελέγχου. Για την επίτευξη του συγκεκριμένου αντικειμένου απαιτείται η σχεδίαση και κατασκευή μιας πειραματικής διάταξης και η διασύνδεσή της με βαθμίδα ελεγκτή που έχει κατάλληλα προγραμματιστεί. ) Καλή γνώση μικροελεγκτών 2) Δυνατότητα κατασκευής ηλεκτρονικών και διατάξεων 2 Μελέτη και ανάπτυξη εφαρμογής σχεδίασης εικόνων μέσω ρομποτικού Επ., Ηλίας Ζώης Καθ. Αντικείμενο της Πτυχιακής Εργασίας είναι ο συνδυασμός των Θεωρητικών Πεδίων της Επεξεργασίας Σήματος και Εικόνας και του Αυτομάτου Ελέγχου για την ανάπτυξη εφαρμογής που αφορά () Δυνατότητα σε περιβάλλον Matlab /
ΕΝ42.0-Α Έκδοση η / 2.0.204 συστήματος. την σχεδίαση εικόνων με χρήση της Ρομποτικής Εκπαιδευτικής Πλατφόρμας LEGO Mindstorms ΝΧΤ. Simulink (2) Βασική γνώση Ρομποτικής. (3) Βασική γνώση Ψηφιακής Επεξεργασίας Εικόνας. 3 Αυτόματος έλεγχος Ανεμογεννήτριας, με ελεγκτές PI και PID Σταύρος Παπαποστόλου, Καθ. Η παραπάνω πτυχιακή έχει ως σκοπό να αναφέρει τρόπους αυτόματης λειτουργείας ανεμογεννήτριας με ελεγκτές PI και PID. Θα γίνει αναφορά στις αναννεώσιμες πηγές ενέργειας.επίσης θα μελετηθεί η δομή και ο τρόπος κατασκευής της ανεμογεννήτριας.στην πορεία της πτυχιακής θα προταθούν λύσεις για μελλοντικές βελτιώσεις του συστήματος. Προαπαιτούμενα. Σ.Α.Ε ΚΑΙ καλή γνώση Μαθηματικών 2 4 Μελέτη, σχεδίαση και κατασκευή ελεγκτή στόχευσης φωτοβολταϊκών στοιχείων με μικροελεγκτή AVR Σταύρος Παπαποστόλου, Καθ., Η ενεργειακή απόδοση ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου εξαρτάται άμεσα από την ένταση και τη γωνία πρόσπτωσης των ηλιακών ακτίνων σε αυτό και επομένως μπορεί να μεγιστοποιηθεί εάν η στήριξή του γίνει σε βάση η οποία θα παρακολουθεί την πορεία του άστρου μας στον ουρανό κατά τη διάρκεια της ημέρας. Κατόπιν διερεύνησης των κυριότερων διαφορετικών δομών που αποτελούν ένα τυπικό σύστημα, και των βασικών αρχών που διέπουν καθεμία εξ αυτών, στόχος είναι η μελέτη, σχεδίαση και κατασκευή ενός ελεγκτή στόχευσης με σκοπό την επίτευξη της μέγιστης ακρίβειας με το δυνατόν μικρότερο κόστος κατασκευής και λειτουργίας. Η υλοποίηση θα γίνει κάνοντας χρήση ενός μικροελεγκτή AVR και της πλατφόρμας ανοιχτού υλικού - λογισμικού Arduino. 2 5 Προγραμματισμός σε Java για συσκευές με λειτουργικό σύστημα Android., Σωτήριος Καραμπέτσος Στη πτυχιακή εργασία αρχικά θα πραγματοποιηθεί μια λεπτομερής παρουσίαση της γλώσσας Java υπό μορφή φροντιστηριακών διαλέξεων (tutorial). Στην συνέχεια ακολουθώντας την ίδια φιλοσοφία, θα αναπτυχθούν ενότητες και παραδείγματα για την χρήση της Java στο προγραμματισμό εφαρμογών για το λειτουργικό σύστημα Android που χρησιμοποιείται σε σύγχρονα έξυπνα τηλέφωνα. Τα περιβάλλοντα που θα χρησιμοποιηθούν είναι τα IntelliJ IDEA και Android Studio. Το αποτέλεσμα της πτυχιακής θα είναι ένας πλήρης οδηγός για κινητές συσκευές με λειτουργικό σύστημα Android. Java
ΕΝ42.0-Α Έκδοση η / 2.0.204 6 Διερεύνηση συστημάτων secure multi-party computation (MPC)., Ευάγγελος Ζέρβας Στόχος της πτυχιακής εργασίας είναι η διερεύνηση συστημάτων που προϋποθέτουν την προστασία των προσωπικών δεδομένων του κάθε χρήστη από τους υπόλοιπους συμμετέχοντες, καθιστώντας παράλληλα δυνατή την εκτέλεση της λειτουργίας που επιθυμούν οι χρήστες με χρήση αυτών των προσωπικών δεδομένων. Επιπλέον θα αναλυθούν οι «State of the art» τεχνικές που έχουν προταθεί από την βιβλιογραφία. Κρυπτογραφία 7 Ανάπτυξη add-on περιηγητή για χρήση GNU Privacy Guard (GPG) κρυπτογράφησης με σκοπό την προστασία πληροφοριών και γνώμονα την εύκολη χρήση για τον απλό χρήστη. Στόχος της πτυχιακής εργασίας είναι η δημιουργία εφαρμογής που θα τρέχει στον περιηγητή του χρήστη (Chrome ή Firefox) και θα κάνει εύκολη την δημιουργία κλειδιών GPG αλλά και την χρήση τους για λόγους κρυπτογράφησης, αποκρυπτογράφησης και ψηφιακής υπογραφής ηλεκτρονικών μηνυμάτων. Κρυπτογραφία 8 Ανάλυση των αναγκών ασφάλειας στη διεπαφή συσκευών Internet of Things (IoT). Στόχος της πτυχιακής εργασίας είναι η ανάλυση των κινδύνων ασφαλείας στα δίκτυα IoT καθώς και η πιθανές λύσεις για την αποτροπή αυτών. Κρυπτογραφία 9 Σχεδιασμός και ανάπτυξη αυτόνομου μετεωρολογικού σταθμού καταγραφής και πρόβλεψης καιρικών φαινομένων. Στόχος της πτυχιακής εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη ενός αυτόνομου μετεωρολογικού σταθμού με δυνατότητες καταγραφής, επεξεργασίας και αποθήκευσης των μετεωρολογικών μετρήσεων της περιοχής που θα εγκατασταθεί. Χρησιμοποιώντας ένα απλοποιημένο μετεωρολογικό μοντέλο πρόγνωσης καιρού θα μπορεί να κάνει μια βραχυπρόθεσμη πρόβλεψη του καιρού στην συγκεκριμένη περιοχή. Μικροελεγκτές, Ασύρματα δίκτυα 20 Σχεδιασμός και ανάπτυξη ενός φορητού Sky Quality Meter (SQM) για αστρονόμους. Στόχος της πτυχιακής εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη ενός οικονομικού, αλλά αξιόπιστου οργάνου μέτρησης της διαύγειας του νυχτερινού ουρανού, Sky Quality Meter (SQM), που θα είναι εξαιρετικά χρήσιμο για τους ερασιτέχνες και όχι μόνο αστρονόμους. Με ένα δίκτυο από τέτοια όργανα που θα είχαν πρόσβαση σε δεδομένα GPS και σύνδεση με το internet θα μπορούσε να υλοποιηθεί ένας δικτυακός χάρτης φωτορύπανσης Μικροελεγκτές, Ασύρματα δίκτυα
ΕΝ42.0-Α Έκδοση η / 2.0.204 (Light Pollution Map) πραγματικού χρόνου. Σε αυτό το χάρτη θα έχει ελεύθερη πρόσβαση όλη η αστρονομική κοινότητα. 2 Σχεδιασμός και ανάπτυξη μιας εφαρμογής Android, για τον έλεγχο του έξυπνου ρολογιού ανοιχτού κώδικα MetaWatch., Ευάγγελος Ζέρβας Στόχος της πτυχιακής εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη μιας εφαρμογής Android, για τον έλεγχο του έξυπνου ρολογιού (smartwatch) ανοιχτού κώδικα MetaWatch. Το έξυπνο ρολόι θα επικοινωνεί με το έξυπνο κινητό τηλέφωνο (smartphone) μέσω bluetooth. Η εφαρμογή αυτή θα αναπτυχθεί στην πλατφόρμα Android Studio.0 και θα δίνει τη δυνατότητα στον χρήστη να ελέγχει όλες τις λειτουργίες του ρολογιού. Το ρολόι ενσωματώνει επιταχυνσιόμετρο (accelerometer) τριών αξόνων x, y και z. Η εφαρμογή θα μπορεί να ξεκινάει και να σταματάει την λειτουργία του επιταχυνσιόμετρου, όπως επίσης και να καταγράφει σε αρχείο τις μετρήσεις του αισθητήρα για περεταίρω ανάλυση. Οι τιμές αυτές θα απεικονίζονται και σε γραφικό περιβάλλον στην οθόνη του έξυπνου κινητού τηλεφώνου. Μικροελεγκτές, Java, Android Studio.0 22 Αυτοματισμός για έξυπνα σπίτια με χρήση Energy Harvesting modules και Arduino. Στόχος της πτυχιακής εργασίας είναι η υλοποίηση αυτοματισμών για έξυπνα σπίτια με χρήση Energy Harvesting modules και Arduino. Μικροελεγκτές, IoT Σύνολο Φοιτητών 2-32 Ο Διευθυντής Τομέα Ιωάννης Θ. Φαμέλης Αν.