116 11. SÄHKÖTEKNIIKAN KOULUTUSOHJELMA Koulutusohjelman johtaja professori Lauri Kettunen huone: SC308, puhelin: 31153717 email: lauri.kettunen@tut.fi Osastosihteeri Riitta Myyryläinen huone: SC202, puhelin: 31152622 email: riitta.myyrylainen@tut.fi Laatuvastaava, lehtori Risto Mikkonen huone: SC312, puhelin: 31152007 email: risto.mikkonen@tut.fi Opintoneuvoja huone: SC204/2, puhelin: 31152023 email: opintos@cc.tut.fi 11.1. Tavoitteet on yksi keskeinen osa teknistä nyky-yhteiskuntaa. Ala on monipuolisesti sovellettavissa mitä erilaisimpiin tarpeisiin, ja tämän vuoksi sähkötekniikan koulutus luo mahdollisuuksia toimia hyvin monenlaisissa tehtävissä. Yliopistotasolla sähkötekniikan opinnot aloitetaan luomalla mahdollisimman laajaa kokonaiskuvaa sähkötekniikan kirjosta. Ensi vaiheessa opetellaan sähkötekniikan perusteita mitä sähkö on ja kuinka sitä havainnoidaan, mitataan ja hallitaan sekä tutustutaan sähkötekniikan tärkeimpiin osa-alueisiin kuten elektroniikkaan, sähköenergian tuotantoon ja jakeluun sekä tietoliikennejärjestelmiin. Näiden nk. koulutusohjelmakohtaisten opintojen tavoite on luoda perustaidot sähköalan opinnoille. Idea on verrattavissa pianistin sormiharjoituksiin tai jääkiekkoilijan luistelutreeneihin; Perusharjoituksensa läpi käynyt ammattilainen oppii tarvittaessa myös uusia käännöksiä. Opintojen toisessa vaiheessa tulee valita syventävä ala eli pääaine. Pääainekurssit sisältävät uuden teorian lisäksi tyypillisesti myös ajankohtaista mutta jatkuvasti vaihtuvaa tietoa, jota tarvitaan opiskelijan valmentamiseen uran alkuun ja ammatin harjoittamiseen. Pääainekursseilla opetellaan myös soveltamaan ensimmäisinä vuosina opeteltujen asioita käytäntöön. Sivuaine on pääaineen kaltainen opintokokonaisuus, mutta sen laajuus on usein hiukan pienempi. Sivuaineen tavoite on tukea pääainetta jonkin rinnakkaisen alan opinnoilla. Opintojen loppuvaiheessa suoritetaan diplomityö, joka on annetusta aiheesta kirjoitettu laaja dokumentti. Osastoneuvosto nimeää kullekin opiskelijalle tarkastajan, jonka opastuksella työ suoritetaan ja kirjoitetaan. Diplomityön tavoite on opetella itsenäistä ammatin harjoittamista sekä kirjallista dokumentointia. Tarkastaja toimii valmentajan tavoin opastaen ja seuraten työn edistymistä.
117 ja informatiikka
118 11.2. Tutkinnon rakenne Diplomi-insinöörin tutkinto suoritetaan tenttimällä opintojaksoja. Kullekin jaksolle on määrätty tietty opintoviikkomäärä, joka pääpiirteittäin vastaa kurssin suorittamiseen vaadittavaa työmäärää. Sähkötekniikan diplomi-insinööritutkinto edellyttää vähintään 180 ov:a, ja se koostuu seuraavista osista: (i) perusopinnot, (ii) koulutusohjelmakohtaiset opinnot, (iii) pää- ja sivuaineopinnot, (iv) vapaasti valittavat opinnot sekä (v) diplomityö. Katso edellisen sivun kaaviota. 11.3. Perusopinnot Perusopintojen rakenne on kaikissa yliopiston koulutusohjelmissa sama. Luettelo suoritettavista opintojaksoista löytyy tämän oppaan alkuosasta. Perusopinnot sisältävät 16 opintoviikkoa matematiikan kursseja, josta 10 ov:a koostuu joko kahdesta insinöörimatematiikan tai laajan matematiikan kurssista. Loput perusopintojen matematiikan 6 ov:sta tulee valita seuraavasta listasta: 73040 Vektorianalyysi 3 II sl 73045 Fourier n menetelmät 3 II kl 73050 Tilastomatematiikka 3 II sl+kl 73116 Algoritmimatematiikka 3 II sl 73124 Operaatiotutkimus 3 III kl Perusopintojen tulee sisältää myös vähintään yhden seuraavista kemian kursseista: 3500111 Lyhyt insinöörikemia 2 I sl2+kl2 3500121 Laaja kemia 1 3 I sl2 3500122 Laaja kemia 2 3 I kl1 Sähkötekniikan koulutusohjelman opiskelijoiden tulee suorittaa perusopintoihin 6 ov:a kieliopintoja. Näiden tulee sisältää ruotsin peruskurssi (toinen kotimainen kieli) sekä vieraassa kielessä perus- ja jatkokurssi. 11.4. Koulutusohjelmakohtaiset opinnot Sähkötekniikan koulutusohjelmakohtaiset opinnot on jaettu kahteen osaan: yhteisiin ja suunnattuihin opintoihin. Kaikkien sähkötekniikan koulutusohjelman opiskelijoiden tulee suorittaa seuraavassa esiteltävät yhteiset opinnot. Yhteiset opinnot: Perusmenetelmät ja ilmiöt Yhteisten opintojen opintojaksoilla opiskellaan sähkötekniikan perusmenetelmiä sekä opetellaan ymmärtämään, mitä sähkö perimmiltään tarkoittaa fysikaalisena ilmiönä. Näillä opintojaksoilla luodaan perusvalmiuksia toimia sähkötekniikan alan diplomi-insinöörinä. Yhteisten opintojen kurssit ovat Pakolliset opintojaksot 17 ov 7401002 Elektroniikan perusteet I 2 II 7401003 Elektroniikan perusteet II 3 II 7901500 Piirianalyysi I 3 I 7901510 Piirianalyysi II 3 I 7901520 Sähkömagneettiset kentät ja aallot I 3 II 7901530 Sähkömagneettiset kentät ja aallot II 3 II Sähkötekniikan koulutusohjelman suunnatut opinnot Sähkötekniikan suunnatut opinnot Sähkötekniikan suunnattujen opintojen kursseilla pyritään luomaan kokonaisvaltainen kuva sähköalasta käymällä läpi tärkeimpiä osa-alueita. Sähkötekniikan suunnatut opinnot sisältävät opintojaksot: Pakolliset opintojaksot 9 ov 7705112 Sähköenergiatekniikka 3 II 8100100 Ohjelmointi I 3 II 83400 Johdatus tietoliikennetekniikkaan 3 II Täydentävät opintojaksot, vähintään 8 ov 75116 Mittaustekniikka 3 II
119 7603300 Automaatiotekniikan perusteet 3 II 7801000 Tehoelektroniikan perusteet 2 II 8404103 Mikroprosessorit, laaja 3 II Opintojakson 8100100 Ohjelmointi I voi korvata kurssilla 8100200 Laaja ohjelmointi. Lääketieteellisen tekniikan suunnatut opinnot Opintojen tavoitteena on antaa perusvalmiudet lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan aineopinnoille täydentämällä sähkötekniikan ja elektroniikan perustietoja lääketieteelliseen sovellusalueeseen liittyvillä peruskursseilla sekä parantamalla tietotekniikan perusvalmiuksia. Lääketieteellisen tekniikan opintosuunta sisältää seuraavat kolme yhteistä opintojaksoa sähkötekniikan kanssa. Näiden kurssien tarkoitus on luoda myös lääketieteellisen tekniikan opiskelijoille peruskäsitys sähköalasta: Pakolliset opintojaksot 15 ov 7705112 Sähköenergiatekniikka 3 8100100 Ohjelmointi I 3 83400 Johdatus tietoliikennetekniikkaan 3 Muut lääketieteellisen tekniikan opintosuunnan pakolliset kurssit ovat 71100 Fysiologia 4 II 71201 Piensignaalien instrumentoinnin perusteet 2 II Täydentävät opintojaksot, vähintään 3 ov 8000253 Johdatus signaalinkäsittelyyn II 3 8100110 Ohjelmointi II 3 Opintojaksot 8100100 Ohjelmointi I ja 8100110 Ohjelmointi II voi korvata kurssilla 8100200 Laaja ohjelmointi. Opintosuunnan pääaine tulee olla joko lääketieteellinen elektroniikka (suositeltava sivuaine elektroniikka), lääketieteellinen fysiikka (suositeltava sivuaine teknillinen fysiikka) tai lääketieteellinen informatiikka (suositeltava sivuaine ohjelmistotuotanto) 11.5. Vapaasti valittavat opinnot Sähkötekniikan diplomi-insinööritutkinto sisältää vapaasti valittavia opintoja, joiden laajuus riippuu pää- ja sivuaineiden opintoviikkomääristä. Koska sähkötekniikka on hyvin eksakti tieteen ja tekniikan ala, koulutusohjelma suosittelee painavasti, että opiskelijat sisällyttäisivät vapaasti valittaviin opintoihin mahdollisimman monta seuraavista matematiikan opintojaksoista: 73107 Differentiaaliyhtälöt 3 73108 Kompleksimuuttujan funktiot 3 73040 Vektorianalyysi 3 Lisäksi sähkötekniikan koulutusohjelman opiskelijoille suositellaan seuraavia kursseja: 24215 Sähkötekninen piirustus 2 2906010 Puheviestintä ja neuvottelutaito I 1 2908010 Johdatus yrittäjyyteen 2 747101 Sähkö- ja elektroniikkateollisuuden ympäristökysymyksiä 2 79144 Sähkötekniikan historia 2 970500 Sano se suomeksi! Kirjallisen viestinnän kurssi 2 11.6. Insinöörit ja teknikot Sähkötekniikan tutkinnon suorittaneet ammattikorkea-kouluinsinöörit saavat aikaisemman tutkintonsa perus-teella 60-80 ov:n hyvityksen sähkötekniikan koulutus-ohjelman opinnoista. Insinöörin tulee sisällyttää tutkin-toonsa perusopintojen matematiikan opintojaksot 16 ov ja, mikäli he eivät ole suorittaneet virkamiestasoista ruotsia, ruotsin peruskurssi 2 ov sekä seuraavat koulutusohjelmakohtaiset opintojaksot:
120 7901510 Piirianalyysi II 3 I 7901520 Sähkömagneettiset kentät ja aallot I 3 II 7901530 Sähkömagneettiset kentät ja aallot II 3 II Opinto-jakso 75116 Mittaustekniikka suositellaan liitettäväksi vapaasti valittaviin opintoihin. Amk-insinöörien tulee suorittaa opintojaksoja seuraavasti: Perusopintojen matematiikan opintojaksot 16 Em. Koulutusohjelmakohtaiset opintojaksot 9 Pää- ja sivuaineopintoja 40-60 Vapaasti valittavat opintojaksot 15 Diplomityö 20 Yhteensä 100-120 Muiden kuin sähköalan amk-insinöörien ja opistoinsinöörien tutkintovaatimukset päätetään erikseen (hyvitys enintään 60 ov). 11.7. Sähkötekniikan koulutusohjelman aineopinnot Sähkötekniikan koulutusohjelmassa pää- ja sivuaineita voi valita vapaasti edellyttäen, että kokonaisuudesta muodostuu selvästi sähköalan tutkinto. Mikäli opiskelija suunnittelee pää- ja sivuaineyhdistelmää, joka ei ole koulutusohjelman vakiintuneen käytännön mukainen, tällöin opintojen kelpoisuus sähkötekniikan DI-tutkintoon tulee varmentaa kirjallisesti etukäteen osastoneuvostolta osaston kanslian välityksellä. Pää- ja sivuaineopintoja tulee olla vähintään 60 ov. Sähkötekniikan varsinaiset pää- ja sivuaineet ovat: Elektroniikka, Lääketieteellinen tekniikka, Sähkömagnetiikka, Sähkövoimatekniikka sekä Tehoelektroniikka. Sähkötekniikan pääaineet jakaantuvat edelleen tarkennettuihin osa-alueisiin, jotka esitellään seuraavassa. 11.7.1. Automaatio- ja säätötekniikka Luettelo vaadittavista opinnoista löytyy sivulta 41. 11.7.2. Digitaali- ja tietokonetekniikka Luettelo vaadittavista opinnoista löytyy sivulta 177. 11.7.3. Elektroniikka Laitoksen johtaja, professori Markku Kivikoski huone: SM418, email: markku.kivikoski@tut.fi Laitoksen toiminta keskittyy seuraaville alueille: mikroelektroniikka (prof. Eero Ristolainen ja prof. Karri Palovuori), teollisuuselektroniikka (prof. Markku Kivikoski), pakkaus- ja tuotantotekniikka (prof. Eero Ristolainen ja prof. Markku Kivikoski), henkilökohtainen elektroniikka (prof. Jukka Vanhala) sekä elektroniikan terveys- ja ympäristönäkökulmat (prof. Leena Korpinen). Elektroniikka on sähkön käsittelemistä sen hienojakoisimmassa muodossa: varauksina, signaaleina ja viesteinä, bitteinä, sähkömagneettisena säteilynä ja joskus tehoinakin. Siten elektroniikka on teknisten järjestelmien ja laitteiden koossapitävä sekä toimintaa ohjaava voima, jonka avulla kootaan laitteet, anturit ja toimielimet, signaalit ja viestit yhdeksi toimivaksi ihmistä palvelevaksi kokonaisuudeksi. Opintoja tukevia sivuaineita suositellaan sähkötekniikan, automaatiotekniikan, materiaalitekniikan ja tietotekniikan koulutusohjelmien sivuainekokonaisuuksista. Tuotantotekniikan laitos tarjoaa elektroniikan tuotantotekniikan pää- ja sivuaineen, vastuuhenkilönä professori Reijo Tuokko. Materiaalitekniikan laitos tarjoaa elektroniikan materiaalien pää- ja sivuaineen, vastuuhenkilönä professori Toivo Lepistö.
121 Elektroniikan pääaine voi painottua seuraaville alueille: Elektroniikan laitesuunnittelu Elektroniikan pakkaus- ja tuotantotekniikka Mikroelektroniikka Sulautetut järjestelmät Suurtaajuustekniikka Elektroniikan terveys- ja ympäristönäkökulmat Näistä opiskelija voi muodostaa oman opintokokonaisuutensa seuraavasti - sivuaine (väh. 15 ov) - pääaine (sivuaine väh. 15 ov + pääainevaihtoehto väh. 15 ov) Sulautetut järjestelmät pääainevaihtoehto järjestetään yhteistyössä ohjelmistotekniikan laitoksen ja digitaali- ja tietokonetekniikan laitoksen kanssa. Tarkempi kuvaus sisällöstä löytyy tietotekniikan koulutusohjelman kohdalta. Mikäli diplomityö tehdään elektroniikan pääaineeseen, niin diplomityöseminaariin osallistuminen ja seminaariesitelmän pitäminen (74070) on pakollinen. Elektroniikka Pakolliset opintojaksot: 74052 Puolijohdekomponenttien sovellukset 3 74501 Analogiatekniikka 3 7401004 Elektroniikan perusteet III 2 7401031 Elektroniikan työkurssi I 4 Sivuaineeseen valitaan lisäksi valinnaisia opintojaksoja elektroniikan laitoksen tarjoamasta opetuksesta siten, että sivuaine sisältää vähintään 15 ov. Pääaineeseen valitaan lisäksi valitaan jokin elektroniikan laitoksen tarjoamista pääainevaihtoehdoista siten, että pääaine sisältää vähintään 30 ov. Elektroniikan pääainevaihtoehdot Elektroniikan laitesuunnittelu Vastuuhenkilö: professori Markku Kivikoski huone: SM418, email: markku.kivikoski@tut.fi Elektroniikan laitesuunnittelussa opetus painottuu elektronisten komponenttien ja piirien alueelle. Lisäksi siihen sisältyy järjestelmätason opetusta. Tämä pääainevaihtoehto antaa valmiudet elektronisten piirien ja laitteiden toiminnan ymmärtämiseen sekä niiden suunnitteluun. Pääaine: 74035 Elektroniikan työkurssi II 5 74530 Luotettava elektroniikka 3 74541 Elektroniikan tuotekehitys 2-4 Suositeltavat valinnaiset opintojaksot: 2503020 Elektroniikan lämmönsiirto 3 74112 Integroidut analogiapiirit 3 74462 Mekatroniikan erityiskysymyksiä 4-6 74470 Sulautetut prosessorisovellukset 3 74490 Moderni käyttöliittymäelektroniikka 3 74510 Integroidut digitaalipiirit 3 74601 Sovelletun elektroniikan erityiskysymyksiä 2-4 7403005 Elektroniikan miniatyrisointi 3-4 7404006 Elektroniikkatuotteen suunnittelun ympäristönäkökohtia 2 7408001 Suurtaajuustekniikan perusmittaukset 3 7408010 RF-tekniikan perusteet I 3 7801100 Tehoelektroniikan komponentit 4 79128 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) 2 8404115 Digitaalisuunnittelu
122 Elektroniikan pakkaus- ja tuotantotekniikka Vastuuhenkilöt: professori Markku Kivikoski huone: SM418, email: markku.kivikoski@tut.fi professori Eero Ristolainen huone: SM410, email: eero.ristolainen@tut.fi Elektroniikan pakkaus- ja tuotantotekniikka antaa valmiudet tuotantotoiminnan suunnitteluun, ohjaamiseen ja kehittämiseen. Lisäksi se antaa laitteen toiminnan ja kokoonpanon kannalta keskeisten liitosalustojen ja mikroelektroniikan pakkaus- ja liittämistekniikoiden, sekä pakkauksen valintakriteerien perustiedot. Pääaine: 74035 Elektroniikan työkurssi II 5 74310 Mikroelektroniikan pakkaustekniikka 3 74320 Elektroniikan materiaalit 3 74982 Elektroniikan tuotantotekniikka 3 Suositeltavat valinnaiset opintojaksot: 2503020 Elektroniikan lämmönsiirto 3 2701120 Tuotantojärjestelmät ja -verkot 3 2702500 Automaattinen kokoonpano 3 2703100 Laadunvarmistus 3 2803000 Materiaalitieteen fysikaaliset tutkimusmenetelmät3 2805010 Polymeerien materiaalioppi 1 2805020 Polymeerien tekninen käyttö 1 74371 Mikroelektroniikan erityiskysymyksiä 2-4 74530 Luotettava elektroniikka 3 74541 Elektroniikan tuotekehitys 2-4 7403005 Elektroniikan miniatyrisointi 3-4 7404006 Elektroniikkatuotteen suunnittelun ympäristönäkökohtia 2 79105 Sähkömateriaalioppi 3 Mikroelektroniikka Vastuuhenkilöt: professori Eero Ristolainen huone: SM410, email: eero.ristolainen@tut.fi professori Karri Palovuori huone: SM406, email: karri.palovuori@tut.fi Mikroelektroniikan opetus painottuu integroitujen analogia- ja digitaalipiirien suunnitteluun sekä puolijohdekomponenttien valmistukseen ja toimintaan. Mikroelektroniikan valinnaisilla opintojaksoilla voidaan opintoja painottaa joko IC-suunnitteluun tai nopeaan integroituun elektroniikkaan. Pääaine: 74042 Elektroniset piirialkiot 3 7405001 Mikroelektroniikan työkurssi 5 74112 Integroidut analogiapiirit 3 74252 IC-tekniikka 3 IC-suunnittelu IC-suunnittelun opetus syventää mikroelektroniikan ainekokonaisuuden tietoja. Opetus antaa valmiudet itsenäiseen suunnitteluun mikroelektroniikkaprojekteissa, sekä laajaa tietämystä järjestelmätason suunnittelussa. 74310 Mikroelektroniikan pakkaustekniikka 3 74320 Elektroniikan materiaalit 3 74510 Integroidut digitaalipiirit 3 74530 Luotettava elektroniikka 3 7403001 Mikroelektroniikan projektityö 2-4 8404141 Piille suunnittelu I 3 8404142 Piille suunnittelu II 3 Nopea integroitu elektroniikka Nopea integroitu elektroniikka yhdistää kaksi vaativaa elektroniikan osa-aluetta, integroidut piirit ja suurtaajuuspiirit. Opetus
123 antaa perusteet RF-suunnittelusta puolijohteelle ja nopeiden signaalien tuomista ongelmista. 74560 Nopeat integroidut piirit 3 74561 Integroidut RF piirit 3 7408001 Suurtaajuustekniikan perusmittaukset 3 7408010 RF-tekniikan perusteet I 3 7408015 Aktiiviset RF-piirit 3 79133 Sähkömagnetiikka ja tietoliikennetekniikka 3 83001 Tietoliikenneteoria 3 Sulautetut järjestelmät Vastuuhenkilö: professori Jukka Vanhala, huone SM411, e-mail: jukka.vanhala@tut.fi Sulautetut järjestelmät ovat järjestelmiä, joissa laitteisto ja ohjelmisto muodostavat erottamattoman kokonaisuuden. Tällaisten järjestelmien tekeminen edellyttää sekä ohjelmistojen että laitteistojen tuntemusta. Sulautetuille järjestelmille on tyypillistä laitteiston ja ohjelmiston suunnittelu ja toteutus samanaikaisesti, korkeat turvallisuus- ja reaaliaikavaatimukset sekä erilaiset sovelluskohtaiset rajoitteet. Sulautetut järjestelmät järjestetään yhteistyössä ohjelmistotekniikan laitoksen ja digitaali- ja tietokonetekniikan laitoksen kanssa. Tarkempi kuvaus sisällöstä löytyy tietotekniikan koulutusohjelman kohdalta. Elektroniikan opiskelija, joka lukee sulautettujen järjestelmien laitteistopainotuksen, saa halutessaan todistukseen pääaineeksi elektroniikka tai sulautetut järjestelmät. Jos lukee ohjelmistopainotuksen pääaineeksi tulee aina sulautetut järjestelmät. Suurtaajuustekniikka Vastuuhenkilö: professori Markku Kivikoski Huone: SM418, email: markku.kivikoski@tut.fi Suurtaajuustekniikka antaa valmiudet modernien radiojärjestelmien suurtaajuuslohkojen suunnitteluun. Opetuksen tärkeinä osa-alueina ovat korkeiden taajuuksien aiheuttamien ilmiöiden ymmärtäminen, radioaaltojen eteneminen ja käyttäytyminen eri tilanteissa, RF- ja mikroaaltopiirien sekä antennien suunnittelun perusteiden ja mittausten hallinta. Pääaine: 7408001 Suurtaajuustekniikan perusmittaukset 3 7408010 RF-tekniikan perusteet I 3 7408015 Aktiiviset RF-piirit 3 7408020 RF-tekniikan perusteet II 3 Suositeltavat valinnaiset opintojaksot: 74035 Elektroniikan työkurssi II 5 74530 Luotettava elektroniikka 3 7408030 Antennijärjestelmät 3 7408040 Radionavigointi ja tutkajärjestelmät 3-4 79133 Sähkömagnetiikka ja tietoliikennetekniikka 3 79152 Antennit ja radioaallot 3 7901560 Aaltojen ohjaustekniikka 3 83101 Radiojärjestelmät 3 Elektroniikan terveys- ja ympäristönäkökulmat Vastuuhenkilö: professori Leena Korpinen huone: SC209, email: leena.korpinen@tut.fi Elektroniikan terveys- ja ympäristönäkökulmat painottuu alan ympäristökysymyksiin ja sähkömagneettisille kentille altistumisen terveysproblematiikkaan. Suositeltavia opintojaksoja voi valita niin, että pääaine keskittyy toiseen edellä mainituista. Pääaine: 7404006 Elektroniikkatuotteen suunnittelun ympäristönäkökohtia 2 III-IV 7471010 Sähkö- ja elektroniikkateollisuuden ympäristökysymykset 2 II 7472020 Sähkötekniikan ja terveyden erikoistyö 2-4 III-IV 7472031 Sähkö- ja elektroniikkateollisuuteen liittyvät terveyskysymykset 3 III-IV
124 Suositeltavat valinnaiset opintojaksot: 3104000 Työhygienia 3 7103200 Säteily ja turvallisuus 2 III 71100 Fysiologia 4 II-III 74310 Mikroelektroniikan pakkaustekniikka 3 III-IV 74320 Elektroniikan materiaalit 3 II-IV 74982 Elektroniikan tuotantotekniikka 3 III 7408001 Suurtaajuustekniikan perusmittaukset 3 7408010 RF-tekniikan perusteet I 3 79128 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) 2 79133 Sähkömagnetiikka ja tietoliikennetekniikka 3 11.7.4. Lääketieteellinen tekniikka ja informatiikka Laitoksen johtaja, professori Jaakko Malmivuo, huone SH309, e-mail: jaakko.malmivuo@tut.fi Laitoksen kotisivu: http://www.ee.tut.fi/rgi Lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan opetus antaa valmiudet soveltaa eri tekniikan osa-aloja ja niiden menetelmiä lääketieteeseen, terveydenhuoltoon ja kognitiotieteisiin. Opetuksessa korostuvat erityisesti elektroniikan, tietotekniikan sekä fysiikan teorian ja menetelmien soveltaminen mm. lääketieteellisten tutkimus- ja hoitolaitteiden ja -menetelmien sekä tietojärjestelmien kehittämiseen ja suunnitteluun. Opetuksesta vastaa Ragnar Granit instituutti. Sen erityisalueet ovat fysiologisten signaalien mallintaminen, mittaaminen ja analysointi, lääketieteellisten elektroniikkalaitteiden konstruointi, bioelektromagnetismin teoria ja sovellukset sekä lääketieteellinen informatiikka. Opetus antaa hyvät valmiudet toimia lääketieteellisen tekniikan alan teollisuuden erilaisissa tehtävissä mutta mahdollistaa opiskelijan sijoittumisen valmistumisensa jälkeen myös muun elektroniikkaja tietotekniikkateollisuuden palvelukseen. Suomen lääketieteellisen tekniikan teollisuuden vientiaste on yli 95%. Siksi alalla toimiminen edellyttää mm. hyvää kielitaitoa. Ragnar Granit instituutti painottaa opetuksessaan kansainvälisyyden merkitystä mm. tarjoamalla ulkomaisille opiskelijoille kansainvälisen lääketieteellisen tekniikan ohjelman sekä antamalla pääosan opetuksestaan englannin kielellä. Lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan opintoja voi harjoittaa TTY:ssa neljällä eri tavalla: 1 lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan opintosuunta, joka soveltuu sähkötekniikan koulutusohjelman opiskelijoille, 2 sivuaineopinnot, jotka soveltuvat useimpien koulutusohjelmien opiskelijoille, 3 pääaineopinnot, jotka soveltuvat sähkötekniikan ja tietotekniikan koulutusohjelmien opiskelijoille, sekä 4 jatko-opinnot. Opintosuunta Opintosuunta tarjoaa laajimman lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan opiskelukokonaisuuden. Opintosuunnan opinnot suoritettuaan opiskelija saa siitä merkinnän tutkintotodistukseensa. Opintosuunnassa opiskelu edellyttää sähkötekniikan koulutusohjelmassa olevien opintosuunnan suunnattujen opintojen (9 ov) suorittamista, ilmoittautumista opintosuunnan opiskelijaksi viimeistään henkilökohtaisen opintosuunnitelman laatimisen yhteydessä toisen opiskeluvuoden keväällä sekä lääketieteellisen elektroniikan, fysiikan tai informatiikan pääaineen (väh. 30 ov) suorittamista. Sivuaineopinnot Pakolliset opintojaksot 71100 Fysiologia 4 II-III 71201 Piensignaalien instrumentoinnin perusteet 2 II 71221 Lääketieteellisen tekniikan työkurssi 1 2 III 7101100 Lääketieteellisen tekniikan perusteet 1) 3 III 7104003 Lääketieteellisen informatiikan perusteet 1) 4 III
125 1) Opintojaksoista 7101100 ja 7104003 vain toinen on pakollinen. Valinnaiset opintojaksot Sivuaine tulee täydentää muilla vapaasti valittavilla 71-alkuisilla opintojaksoilla vähintään 15 ov:n laajuiseksi. Pääaineopinnot Pääainevaihtoja on kolme: lääketieteellinen elektroniikka, lääketieteellinen fysiikka ja lääketieteellinen informatiikka. Pääaineopintojen laajuus on vähintään 30 ov ja ne muodostuvat pakollisista ja valinnaisista opintojaksoista (väh. 15 ov) ja alla mainituista pääaineopinnoista. Pääaineopintoja voi lisäksi täydentää opiskelijakohtaisesti sovittavilla Tampereen yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan ja tietojenkäsittelytieteiden laitoksen tarjoamilla opintojaksoilla. Lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan pääaineopiskelijan tulee ensisijaisesti suorittaa sähkötekniikan koulutusohjelmakohtaisissa opinnoissa lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan suunnatut aineopinnot (9 ov). Muussa tapauksessa opintojaksot 71100 Fysiologia ja 71201 Piensignaalien instrumentoinnin perusteet kuuluvat pääaineen kaikille pakollisiin opintojaksoihin Lääketieteellinen elektroniikka Lääketieteellisen elektroniikan vaihtoehto painottaa elektronisen laitesuunnittelun lääketieteellisiä erityispiirteitä ja vaatimuksia. Jotta opinnot antaisivat riittävät valmiudet toimia erilaisissa tehtävissä erityisesti lääketieteellisiin sovellutuksiin suuntautuneessa elektroniikka- ja tietotekniikkateollisuudessa, tulee lääketieteellisen elektroniikan opintoja täydentää elektroniikan sivuainetta vastaavilla opinnoilla painottaen joko elektroniikan laitesuunnittelua tai sulautettuja järjestelmiä. Muita pääainetta tukevia sivuaineita ovat signaalinkäsittely, mittaustekniikka, digitaali- ja tietokonetekniikka, tuotantotalous ja biomateriaalitekniikka. Pakolliset opintojaksot 71221 Lääketieteellisen tekniikan työkurssi 1 2 III 7101100 Lääketieteellisen tekniikan perusteet 3 III 7102100 Lääketieteellinen elektroniikka 3 III 7102500 Lääketieteellisen elektroniikan työkurssi 2 IV 7107000 Lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan erikoistyö 3 IV 7107100 Lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan diplomityöseminaari 1 IV Lisäksi seuraavista lääketieteellisen tekniikan opintojaksoista on suoritettava vähintään 8 ov: 71210 Bioelektroniikka 5 IV 71311 Fysiologisten järjestelmien mallintaminen 3 IV 71501 Kliiniskemiallinen instrumentointi 3 IV 7101200 Lääketieteellinen tuotetekniikka 2 III 7103100 Lääketieteelliset kuvausmenetelmät 4 III Suositeltavat valinnaiset opintojaksot 74501 Analogiatekniikka 3 74052 Puolijohdekomponenttien sovellukset 3 74510 Integroidut digitaalipiirit 3 74530 Luotettava elektroniikka 3 74541 Elektroniikan tuotekehitys 2-4 7401004 Elektroniikan perusteet III 2 7401031 Elektroniikan työkurssi I 4 7404006 Elektroniikkatuotteen suunnittelun ympäristönäkökohtia 2 7504010 Anturifysiikka 4 7504040 Bioanturit 3 79128 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) 2 79149 Sähkömagneettinen mallintaminen 5 8100310 Tietorakenteet ja algoritmit 3 8104100 Laitteistonläheinen ohjelmointi 2 8104150 Sulautetut järjestelmät 2 8404103 Mikroprosessorit, laaja 3 8404107 Mikrokontrollerijärjestelmät 3
126 8404115 Digitaalisuunnittelu 3 8404154 Digitaalitekniikan perusteet 3 3400110 Lääketieteellisten biomateriaalien perusteet 2 3400161 Kudosteknologia I 2 Lääketieteellinen fysiikka Lääketieteellinen fysiikka antaa valmiudet säteilyfysiikan soveltamiseen lääketieteessä ja lääketieteellisen tekniikan tutkimuksessa ja teollisuudessa. Keskeisellä sijalla on kuvainformaatio, sen kerääminen ja analysointi. Lääketieteellisen fysiikan opintoja tukee teknillinen fysiikka ja teknillinen matematiikka sekä signaalinkäsittely. Opetus luo pohjan pätevöitymiselle sairaalafyysikon ammattiin (ks. kohta Sairaalafyysikon erikoistumiskoulutus). Pakolliset opintojaksot 71221 Lääketieteellisen tekniikan työkurssi 1 2 III 7101100 Lääketieteellisen tekniikan perusteet 3 III 7102500 Lääketieteellisen elektroniikan työkurssi 2 IV 7103006 Sädehoidon laitteet ja menetelmät 2 III 7103100 Lääketieteelliset kuvausmenetelmät 4 III 7103200 Säteily ja turvallisuus 2 III 7103210 Säteilysuojelusäädökset 1 III 7107000 Lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan erikoistyö 3 IV 7107100 Lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan diplomityöseminaari 1 IV Suositeltavat valinnaiset opintojaksot 71210 Bioelektroniikka 5 IV 71311 Fysiologisten järjestelmien mallintaminen 3 IV 71413 Fysiologisten signaalien käsittely 3 IV 71420 Lääketieteellisten kuvien käsittely 3 IV 7104003 Lääketieteellisen informatiikan perusteet 4 III 7104300 Neuroinformatiikka 3 IV 7200063 Atomifysiikka 4 72066 Johdatus ydinfysiikkaan 2 72072 Fysiikan työt II 3 72211 Termofysiikka 3 72450 Optiikka 3 7205110 Optiikka II 3 7205500 Laserfysiikka 4 73045 Fourier n menetelmät 3 7503040 Kuvaan perustuva mittaus 1 3 8002053 Digitaalinen kuvankäsittely I 3 8009350 Graduate Seminar on Medical Image Processing 1-3 8002153 Digital image processing II 3 8001652 Introduction to Pattern Recognition 2 8002303 Pattern Recognition 3 Lääketieteellinen informatiikka Lääketieteellisen informatiikan vaihtoehto antaa valmiudet soveltaa tietotekniikkaa monialaisesti lääketieteessä ja terveydenhuollossa käytettävien laitteistojen ja tietojärjestelmien kehittämiseen ja suunnitteluun sekä toimia tietotekniikan asiantuntijatehtävissä terveydenhuoltosektorilla. Lääketieteellisen informatiikan vaihtoehto soveltuu sekä sähkötekniikan että tietotekniikan koulutusohjelman opiskelijoille. Sähkötekniikan koulutusohjelman opiskelijoiden tulee täydentää perusopintojaan tietotekniikan koulutusohjelman perusopinnoilla ja yhteisillä aineopinnoilla. Lääketieteellisen informatiikan pääaineopintojen tueksi suositellaan erityisesti ohjelmistotuotantoa. Muita tukevia sivuaineita ovat sulautettujen järjestelmien, tietoliikennetekniikan, signaalinkäsittelyn sekä oppivien ja älykkäiden järjestelmien aineet. Pakolliset opintojaksot 71221 Lääketieteellisen tekniikan työkurssi 1 2 III 71413 Fysiologisten signaalien käsittely 3 IV 71420 Lääketieteellisten kuvien käsittely 3 IV 7104003 Lääketieteellisen informatiikan perusteet 4 III 7104500 Lääketieteellisen informatiikan työkurssi 2 IV 7107000 Lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan erikoistyö 3 IV
127 7107100 Lääketieteellisen tekniikan ja informatiikan diplomityöseminaari 1 IV 8100110 Ohjelmointi II 3 III Suositeltavat valinnaiset opintojaksot 71210 Bioelektroniikka 5 IV 71311 Fysiologisten järjestelmien mallintaminen 3 IV 7103100 Lääketieteelliset kuvausmenetelmät 4 III 7104100 Telelääketieteen perusteet 2 IV 7104300 Neuroinformatiikka 3 IV 73121 Informaatioteoria 2 7303031 Laaja tilastomatematiikka 4 8000203 Johdatus signaalinkäsittelyyn I 3 8000253 Johdatus signaalinkäsittelyyn II 3 8001053 Digitaalinen lineaarinen suodatus I 3 8001600 Signal Processing for Systems Biology (SPSB) 2 8001652 Introduction to Pattern Recognition 2 8001703 Neurolaskenta 3 8002053 Digitaalinen kuvankäsittely I 3 8002303 Pattern Recognition 3 8004053 Multimedia Signal Processing 3 8004202 Tiedon louhinta 2 8009350 Graduate Seminar on Medical Image Processing 1-3 8100300 Tietorakenteiden käyttö 3 8100310 Tietorakenteet ja algoritmit 5 8100400 Olio-ohjelmoinnin peruskurssi 2 8101905 Tekoäly 4 8101910 Tietokonegrafiikka 4 8102000 Ohjelmistotuotannon peruskurssi 2 8102010 Ohjelmistotuotannon menetelmät 4 8102200 Ohjelmistoarkkitehtuurit 4 8102310 Tietokantajärjestelmien suunnittelu 2 8105010 Hajautettujen järjestelmien tekniikat 4 8105200 XML ohjelmistokehityksessä 3 8105800 Seittiohjelmointi 2 8107110 Käytettävyys 2 8107220 Kognitiivinen psykologia 2 Lisäksi sähkötekniikan koulutusohjelman opiskelijoille suositellaan tietotekniikan koulutusohjelmakohtaisista opintojaksoista seuraavia: 73050 Tilastomatematiikka 3 73116 Algoritmimatematiikka 2 8102000 Ohjelmistotuotannon peruskurssi 2 8304500 Tietoliikenneverkkojen perusteet 3 8306001 Tietoturvallisuuden perusteet 2 8107110 Käytettävyys 2 Jatko-opinnot Lääketieteellinen tekniikka on poikkitieteellinen alue, jossa tieteellisen tutkimuksen merkitys on korostunut. Useat alalta valmistuneet diplomi-insinöörit harjoittavatkin jatko-opintoja joko teollisuudessa tai julkisella sektorilla. Ragnar Granit instituutin tutkijakoulutuksen painopistealueina ovat bioelektromagnetismi, joka tutkii elävissä kudoksissa esiintyviä biosähköisiä ja biomagneettisia ilmiöitä, fysiologisten signaalinen mallintaminen, mittaaminen ja analysointi, neuroinformatiikka sekä lääketieteellisten kuvien ja informaation multimodaalinen käsittely. Tohtoriopintojen rungon muodostavat lukukausittain järjestettävä tohtoriseminaari, jatko-opintoihin soveltuvat opintojaksot sekä säännöllisesti järjestettävät muut tutkijakouluseminaarit. Jatkotutkinnon lääketieteellisen tekniikan pääainetta tukevia opintoja ovat mm. signaalin- ja kuvankäsittely, elektroniikka, ohjelmistotekniikka, mittaustekniikka, matematiikka ja fysiikka. Jatko-opintoihin soveltuvat opintojaksot: 71800 Lääketieteellisen tekniikan tohtoriseminaari 4-8 71210 Bioelektroniikka 1,2) 5 71311 Fysiologisten järjestelmien mallintaminen 1,2) 3 71420 Lääketieteellisten kuvien käsittely 2) 3 7104300 Neuroinformatiikka 2) 3 8001602 Signal Processing for Systems Biology (SPSB) 2) 2 8009350 Graduate Seminar on Medical Image Processing 1-3
128 1) 71210 Bioelektroniikka ja 71311 Fysiologisten järjestelmien mallintaminen tulee sisällyttää lääketieteellisen tekniikan jatkoopintoihin, mikäli niitä ei ole sisällytetty diplomi-insinöörin tutkintoon. 2) Edellä mainitut opintojaksot tohtoriseminaaria lukuun ottamatta hyväksytään jatko-opintoihin vain, jos tenttiarvosana on vähintään 3 (hyvä). Sairaalafyysikon erikoistumiskoulutus Suomalaisissa sairaaloissa ja alan tutkimuslaitoksissa toimii noin 100 sairaalafyysikkoa potilastutkimusten ja hoitomenetelmien kehitystehtävissä. Sairaalafyysikoksi pätevöidytään erikoistumiskoulutuksessa, joka tähtää sekä tieteellisiin että käytännön valmiuksiin. Erikoistuminen tapahtuu suorittamalla ensin DI-tutkinto lääketieteellinen fysiikka tai teknillinen fysiikka pääaineena. Tämän jälkeen tapahtuva pätevöityminen sairaalafyysikoksi edellyttää vähintään tekniikan lisensiaatin tutkintoa ja neljän vuoden pituista pääosin sairaalassa suoritettua käytännön harjoittelua. Lisätietoja koulutuksesta antaa dosentti Simo Hyödynmaa (shyodynmaa@tays.fi) tai Sairaalafyysikot ry (http://www.tek.fi/ sairaalafyysikot/). International Masters and Doctoral Program in Biomedical Engineering and Medical Informatics The Masters and Doctoral Program in Biomedical Engineering and Medical Informatics is offered to international graduate students by the Ragnar Granit Institute. The aim of the Program is to provide students with an excellent ability to apply their skills of electronics, physics and computer science in the field of medicine and health care. Special emphasis is placed on bioelectric and biomagnetic phenomena, modeling methods and modern physiological signal and medical image processing. Education in the Masters Program includes courses in medical electronics, medical physics and medical informatics as well as practical laboratory exercises. In addition to the subjects of Biomedical Engineering, the education deals with electronics and computer science. Thus the knowledge acquired from the studies can also be applied to the wider field of electronics and information technology in trade and industry. Requirements for application The Program is entered through a non-degree One-Year Program that requires a B.Sc. degree in electrical engineering or in computer science and adequate English language skills. Based on their success in the One-Year Program, students may apply for the Masters Program. To make an application, contact the International Student Office of the University. Program requirements Students accepted to the Masters Program must successfully complete a minimum of 75 credit units. (The exact number of credit units will be determined on an individual basis and depends on the previous courses each student has taken prior to admission to the Program.) These studies consist of a Major Subject (a minimum of 30 cu) in Biomedical Engineering, Medical Physics or Medical Informatics, at least one Minor Subject (a minimum of 15 cu) on related topics, and a Master Thesis (20 cu). The Minor Subject can be composed of courses on signal processing, telecommunication, electronics, computer science, physics or mathematics. In the Doctoral Program, Licentiate of Technology and Ph.D. degrees can be pursued. Ph.D. study is performed in the field of bioelectromagnetism or biomedical engineering. It consists of a Major Subject in Biomedical Engineering (worth of 30 cu) and Minor Subject in a related topic (worth of 15 cu) and Ph.D. Thesis. 11.7.5. Matemaattisten aineiden opettajankoulutuksen opintosuunta Luettelo vaadittavista opinnoista löytyy sivulta 150.
129 11.7.6. Mittaus- ja informaatiotekniikka Luettelo vaadittavista opinnoista löytyy sivulta 54. 11.7.7. Ohjelmistotekniikka Luettelo vaadittavista opinnoista löytyy sivulta 182. 11.7.8. Signaalinkäsittely Luettelo vaadittavista opinnoista löytyy sivulta 187. 11.7.9. Sähkömagnetiikka Laitoksen johtaja, professori Lauri Kettunen huone: SC308, email: lauri.kettunen@tut.fi Sähkömagnetiikka on yksi fysiikan vahvimmista osa-alueista. Teorialla voidaan selittää luotettavasti ympärillämme vallitsevien ilmiöiden väliset mekanismit, ja tästä syystä aiheen sovellutusarvo teknisiin ongelmiin on merkittävä. Sähkömagnetiikan opetuksen perusidea on rakentaa silta perusteiden ja käytännön tekniikan välille. Tämän varassa opetellaan ymmärtämään, mitä sähkötekniikka pitää sisällään ja miksi. Opetuksen peruslähtökohta on sähkötekniikan, elektroniikan ja langattoman viestinnän sähkömagneettiset ilmiöt. Perusteista johdetaan suunnittelu- ja mallintamismenetelmiä, joita sitten tarvitaan käytännön ongelmien ratkaisemiseen. Sähkömagnetiikan perustaitoja tarvitaan uuden tekniikan kehittämiseen erityisesti silloin, kun vanhoista ratkaisutavoista ei ole apua. Tästä syystä sähkömagnetiikan opetus johtaa luontevasti tuotekehitys- ja tutkimustehtäviin. Sähkömagnetiikkaan voi liittää mielekkäästi lähes kaikkien muiden sähkötekniikan, tietoliikenne-elektroniikan sekä teknis-luonnontieteellisen koulutusohjelmien pää- ja sivuaineopintoja. Sivuaineena sähkömagnetiikka selventää sähkötekniikan, elektroniikan ja tietoliikennetekniikan perusteita. Sähkömagnetiikan laitoksen pääaineet ovat: Moderni sähköenergiatekniikka sekä Sähköfysiikka Moderni sähköenergiatekniikka Vastuuhenkilö: lehtori Risto Mikkonen huone: SC312, puhelin: 31152007 email: risto.mikkonen@tut.fi Suomen energiajärjestelmän erityispiirteinä ovat sähkön- ja lämmön yhteistuotannon merkittävä osuus, sähköenergian suuri osuus energian loppukulutuksesta sekä teollisuuden suuri osuus energian käytöstä. Kiinnostus uusiutuvia energiamuotoja kohtaan on jatkuvasti lisääntynyt tiukentuneiden ympäristövaatimusten johdosta. Suomessa uudentyyppisten energiamuotojen hyödyntäminen on tulevaisuudessa yhä voimakkaammin painotettuna hajautetun energiatuotannon yhteydessä. Ammattiaine antaa valmiudet uudentyyppisten energiajärjestelmien suunnitteluun ja niiden hyödyntämiseen sähköenergiatekniikassa sekä energian varastoinnissa. Tukevaksi pää- tai sivuaineeksi suositellaan erityisesti ympäristötekniikkaa, sähkövoimatekniikkaa, tehoelektroniikkaa tai elektroniikkaa. Pääaine, 30 ov Pakolliset opintojaksot (18 ov) 7901100 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto 3 7901540 Polttokennot ja vetyteknologia 3 7901550 Aurinkosähkö ja tuulivoima 3 7901580 Suprajohtavuus sähköverkossa 3 79105 Sähkömateriaalioppi 3 79150 Energian varastointi ja uudet energialähteet 3 Valinnaiset opintojaksot valitaan joko ympäristötekniikkaan painottuvasta suunnasta (A) tai sähkötekniikkaan painottuvasta suunnasta (B) siten, että pääaineen laajuudeksi tulee vähintään 30 ov. Valinnaiset opintojaksot A 2504100 Teollisuuden prosessit 3 25850 Ilmansuojelu 2 28001 Materiaalien kierrätys 2 3105010 Ympäristöriskien analysointi 3
130 35106 Ympäristökemia 2 35152 Fysikaalinen kemia 1 2 5901029 Päästöjen ympäristövaikutukset 2 7471010 Sähkö- ja elektroniikkateollisuuden ympäristökysymykset 2 7473011 Sähkön tuotanto ja sen ympäristövaikutukset 3 79128 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) 2 79154 Sähkömagnetiikan erikoistyö 2 Valinnaiset opintojaksot B 2504010 Energiatalous 3 2504110 Höyrytekniikka 4 25420 Voimalaitostekniikka 3 7401004 Elektroniikan perusteet III 2 76450 Mallinnus ja simulointi 3 7705020 Sähköverkkotekniikan perusteet 4 7801000 Tehoelektroniikan perusteet 2 7801451 Sähkömoottorit 3 79109 Verkkoanalyysi 3 79128 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) 2 79154 Sähkömagnetiikan erikoistyö 2 Moderni sähköenergiatekniikka, sivuaine, 15 ov Pakolliset opintojaksot (9 ov) 79150 Energian varastointi ja uudet energialähteet 3 7901540 Polttokennot ja vetyteknologia 3 7901550 Aurinkosähkö ja tuulivoima 3 Valinnaiset opintojaksot valitaan 79 alkuisista, tai suuntien A(ympäristötekniikkaan painottuva) tai B (sähkötekniikkaan painottuva) mukaisista opintojaksoista oman kiinnostuksen mukaisesti siten, että sivuaineen laajuudeksi tulee vähintään 15 ov. Sähköfysiikka Vastuuhenkilö: professori Lauri Kettunen huone: SC308, puhelin: 31153717 email: lauri.kettunen@tut.fi Sähköfysiikan pääaineessa opetetaan sähkötekniikan, elektroniikan ja tietoliikennetekniikan fysiikkaa sekä mallintamiseen ja analyysiin tarvittavaa matemaattista fysiikkaa. Pääaineen perusidea on kouluttaa diplomi-insinöörejä, jotka hallitsevat sähkömagneettiset perusilmiöt ja jotka pystyvät soveltamaan näitä tietoja ja taitoja uusien laitteiden ja järjestelmien tuotekehitys- ja tutkimustehtävissä. Sähkömagneettisten aineiden lisäksi pääainetta täydennetään elektroniikan ja fysiikan tai matematiikan opinnoilla. Pääaine, 25 ov Sähköfysiikan pääaineeseen valitaan vähintään 15 ov seuraavista opintojaksoista: 7408015 Aktiiviset RF-piirit 3 7408030 Antennijärjestelmät 3 79133 Sähkömagnetiikka ja tietoliikennetekniikka 3 79149 Sähkömagneettinen mallintaminen 5 79152 Antennit ja radioaallot 3 79154 Sähkömagnetiikan erikoistyö 2 7901100 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto 3 7901560 Aaltojen ohjaustekniikka 3 7901570 Sähkömagnetiikka ja matemaattinen fysiikka 3 7901590 Sähkömagneettisten järjestelmien mekaniikka 3 sekä tarvittaessa seuraavista valinnaisista opintojaksoista valitaan kursseja siten, että pääaineen laajuudeksi tulee vähintään 25 ov. Vaihtoehto A: Elektroniikka ja Fysiikka 23725 Teknillisen mekaniikan perusteet 3 25200 Virtausoppi 3 35152 Fysikaalinen kemia 1 2 72310 Fysiikan matemaattiset apuneuvot 4 72450 Optiikka 3 7205110 Optiikka II 3 7408020 RF-tekniikan perusteet II 3 79109 Verkkoanalyysi 3 79128 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) 2
131 Vaihtoehto B: Matematiikka 73109 Matriisilaskenta 1 3 73110 Numeerinen analyysi 1 3 73114 Johdatus funktionaalianalyysiin 4 73131 Osittaisdifferentiaaliyhtälöt 3 73132 Osittaisdifferentiaaliyhtälöiden numeeriset menetelmät 3 7303021 Laaja vektorianalyysi 4 Sähköfysiikan sivuaine, 14 ov Seuraavista opintojaksoista valitaan vähintään 14 ov 79109 Verkkoanalyysi 3 79133 Sähkömagnetiikka ja tietoliikennetekniikka 3 79149 Sähkömagneettinen mallintaminen 5 79152 Antennit ja radioaallot 3 7901560 Aaltojen ohjaustekniikka 3 7901570 Sähkömagnetiikka ja matemaattinen fysiikka 3 11.7.10. Sähkövoimatekniikka Vastuuhenkilöt: professori Pertti Järventausta huone SF308, email: pertti.jarventausta@tut.fi lehtori Kirsi Nousiainen, huone SF304, email: kirsi.nousiainen@tut.fi professori (osa-aik.), Pekka Verho huone SF314, email: pekka.verho@tut.fi Yksikön kotisivu: www.ee.tut.fi/svm Sähkövoimatekniikkaan liittyvät tuotteet ja teknologia ovat merkittävä teollisuuden ala ja välttämätön osa modernin yhteiskunnan infrastruktuuria. Suomen sähkö- ja elektroniikkateollisuuden viennistä sähkövoimateknisten tuotteiden osuus on noin neljännes. Sähkömarkkinoiden avautumisen edelläkävijänä Suomi on ollut luomassa uusia toimintatapoja ja tekniikoita sähkökauppaan ja verkkoliiketoimintaan. Sähkömarkkinat muokkaavat voimakkaasti toimialaa, esimerkiksi automaation ja sähköverkkojen kunnonvalvonnan avulla pyritään tehostamaan yhtiöiden tehokkuutta. Sähkön laatuun ja sähköverkon kunnonhallintaan liittyvät kysymykset ovat yhä tärkeämpiä. Sähkönjakelutekniikkaan ja -automaation liittyvien laitteiden ja tietojärjestelmien soveltajana ja kehittäjänä Suomi on maailmanlaajuisesti edelläkävijä. Sähkövoimatekniikan pääaine sisältää niin sähköverkkojen ja sähköenergiajärjestelmien perustekniikkaan kuin uuden teknologian hyödyntämiseen liittyviä asiakokonaisuuksia. Sähkövoimatekniikka tarjoaa tärkeän sovelluskentän monille eri tekniikoille, jotka liittyvät esim. elektroniikkaan, tietotekniikkaan, automaatioon, teollisuustalouteen, energiatekniikkaan, sähkömagnetiikkaan, tehoelektroniikkaan, mittaustekniikkaan tai materiaalitekniikkaan. Onkin erittäin hyödyllistä sisällyttää opintoihin opintokokonaisuuksia em. alueilta joko yhdistettynä suoraan Sähkövoimatekniikan pääaineeseen tai laajempina sivuainekokonaisuuksina. Esimerkiksi elektroniikan, tietotekniikan ja automaatiotekniikan opinnot tukevat sähkönjakeluautomaation tietojärjestelmäsovelluksien kehittämistä, teollisuustalous sähkömarkkinoita, uusituvat energialähteet hajautetun sähköenergian tuotannon huomioimista sähköverkkojen suunnittelun ja käytön näkökulmasta ja materiaalitekniikka uusien suurjännite-eristemateriaalien kehittämistä. Sähkövoimatekniikan opintojaksot perehdyttävät opiskelijan laaja-alaisesti eri työtehtävissä tarvittavaan tietämykseen ja tekniikoihin, pääosa opintojaksoista sisältää myös pienryhmissä tehtäviä laboratoriotöitä, suunnitteluharjoituksia ja seminaaritöitä. Sähkövoimatekniikan pääaine antaakin valmiuksia työskennellä monipuolisissa työtehtävissä sähkölaitteita ja -järjestelmiä valmistavassa teollisuudessa, sähköverkkoyhtiöissä, sähkönmyyntiyhtiöissä, suunnittelutoimistoissa sekä suurten teollisuuslaitosten sähköverkkojen hallintaan liittyvissä tehtävissä. Sähkövoimatekniikan pääaine Sähkövoimatekniikan pääaineen voi suunnata Sähköenergiajärjestelmiin ja Sähkömarkkinoihin. Lisäksi on tarjolla sähköverkkojen hallinnassa käytettäviin tietoteknisiin sovelluksiin ja hajautettuihin järjestelmiin perehdyttävä pääaine Sähkönjake-
132 luautomaatio sekä yhdessä Tehoelektroniikan laitoksen kanssa toteutettava Teollisuuden sähkönkäyttötekniikka. Opintojakso 7705112 Sähköenergiatekniikka edellytetään suoritetuksi jo opiskelijan yleisissä opinnoissa. Sähkövoimatekniikasta diplomityönsä suorittavien tulee lisäksi suorittaa opintojakso 7705076 Sähkövoimatekniikan diplomityöseminaari. Vaihtuva-aiheiset opintojaksot 7705066 Sähkövoimatekniikan erityiskysymyksiä ja 7705082 Sähkövoimatekniikan jatko-opintokurssi on mahdollista aihepiirin soveltuessa sisällyttää valinnaisena kaikkiin pääainevaihtoehtoihin. Sähkövoimatekniikan pääainevaihtoehdot Sähköenergiajärjestelmät ja Sähkömarkkinat muodostuvat kaikille pääaineen suorittajille pakollisista opintojaksoista sekä pääainetta suuntaavista valinnaisista opintojaksoista. Pakolliset opintojaksot, (25-28 ov) 77121 Sähköturvallisuusmääräykset 2 III K2 7705010 Sähköverkon komponentit 4 III S 7705020 Sähköverkkotekniikan perusteet 4 III S 7705025 Sähköverkkotekniikan jatkokurssi 3 III-IV K 7705031 Suurjännitetekniikka 4 III-IV K 7705050 Sähkönjakeluautomaatio 3 IV S1 7705060 Sähkönjakelutekniikka 4 III K 7705042 Sähkövoimatekniikan erikoistyö* 1-4IV *Suositeltu laajuus 2 ov Edellä mainittujen pakollisten opintojaksojen lisäksi eri vaihtoehdoissa on suoritettava valinnaisia opintojaksoja siten, että pääaineen laajuudeksi tulee vähintään 35 ov. Sähköenergiajärjestelmät, 35 ov Valinnaiset opintojaksot 7705035 Sähköverkon kunnonhallinta 2 IV K2 7705071 Sähkömarkkinat 3 IV S2 7702200 Teollisuuden sähköenergiajärjestelmät ja häiriöt 3 III-IV K1 79150 Energian varastointi ja uudet energialähteet 3 III-IV K2 25400 Energiatekniikan perusteet 2 S 25411 Höyrytekniikka 3 S 25420 Voimalaitostekniikka 3 K 2504010 Energiatalous 3 K 7901540 Polttokennot ja vetyteknologia 3 III-IV K2 7901550 Aurinkosähkö ja tuulivoima 3 III-IV K1 7901580 Suprajohtavuus sähköverkossa 3 III-IV S2 7801451 Sähkömoottorit 3 III K2 79105 Sähkömateriaalioppi 3 III S Sähkömarkkinat, 35 ov Pakolliset opintojaksot 7705071 Sähkömarkkinat 3 III-IV K1 Valinnaiset opintojaksot 7705035 Sähköverkon kunnonhallinta 2 IV K2 7702200 Teollisuuden sähköenergiajärjestelmät ja häiriöt 3 III-IV K1 79150 Energian varastointi ja uudet energialähteet 3 III-IV K2 25400 Energiatekniikan perusteet 2 S 2504000 Energiatalous 3 K 2902010 Yrityksen talous 2 S1 2902040 Yrityksen rahoitus ja rahoitusmarkkinat 3 K2 2903010 Strategisen johtamisen perusteet 3 S1 2920100 Tiedonhallinnan peruskurssi 3 S 2920400 Yrityksen tietojärjestelmät 2 S1 Pääainevaihtoehdossa Sähkönjakeluautomaatio opiskelijoiden edellytetään suorittavan seuraavien pakollisten opintojaksojen lisäksi Ohjelmistotekniikan laitoksen sivuaineen Hajautetut järjestelmät (21 ov) sekä valinnaisia opintojaksoja siten, että pääaineen laajuudeksi tulee vähintään 45 ov.
133 Sähkönjakeluautomaatio, 45 ov Pakolliset opintojaksot, (18 21 ov) 77121 Sähköturvallisuusmääräykset 2 III K2 7705010 Sähköverkon komponentit 4 III S 7705020 Sähköverkkotekniikan perusteet 4 III S 7705050 Sähkönjakeluautomaatio 3 IV S1 7705060 Sähkönjakelutekniikka 4 III K 7705042 Sähkövoimatekniikan erikoistyö* 1-4 IV *Suositeltu laajuus 2 ov Valinnaiset opintojaksot 7705025 Sähköverkkotekniikan jatkokurssi 3 III-IV K 7705031 Suurjännitetekniikka 4 III-IV K 7705035 Sähköverkon kunnonhallinta 2 IV K2 7705071 Sähkömarkkinat 3 III-IV K1 8102000 Ohjelmistotuotannon peruskurssi 2 S 8102300 Johdatus tietokantajärjestelmiin 2 K 74470 Sulautetut prosessorisovellukset 3 S 2920400 Yrityksen tietojärjestelmät 2 S1 Sähkövoimatekniikan pääaineen voi suunnata myös Teollisuuden sähkönkäyttötekniikkaan, jolloin pääaine muodostuu pakollisista ja valinnaisista opintojaksoista seuraavasti. Valinnaisia opintojaksoja on valittava siten, että 30 ov täyttyy. Teollisuuden sähkönkäyttötekniikka, 30 ov Pakolliset opintojaksot (25 ov) 77121 Sähköturvallisuusmääräykset 2 III K2 7705010 Sähköverkon komponentit 4 III S 7705020 Sähköverkkotekniikan perusteet 4 III S 7702200 Teollisuuden sähköenergiajärjestelmät ja häiriöt 3 III-IV K1 7801150 Tasasuuntaajat 3 III S1 78120 Vaihtosuuntaajat 3 III K1 7801451 Sähkömoottorit 3 III K2 7801500 Sähkömoottorikäytöt 3 IV S1 Valinnaiset opintojaksot 7705035 Sähköverkon kunnonhallinta 2 IV K2 7705050 Sähkönjakeluautomaatio 3 III S1 7705060 Sähkönjakelutekniikka 4 III K 7705042 Sähkövoimatekniikan erikoistyö 1-4IV 7801550 Sähkömoottorikäyttöjen laboratoriotyöt 2 IV S2 7801600 Valaistustekniikan perusteet 3 III K1 7801650 Erikoisvalotekniikka 3 IV K1 7801350 Tehoelektroniikan erikoistyö 1-4IV Teollisuuden sähkönkäyttötekniikan pääainevaihtoehdon suorittavien tulee sisällyttää yleisiin koulutusohjelmakohtaisiin opintoihin opintojaksot 7705112 Sähköenergiatekniikka ja 7801000 Tehoelekroniikan perusteet. Sähkövoimatekniikan sivuaine Sähkövoimatekniikan sivuaine on laajuudeltaan vähintään 15 ov ja se muodostuu seuraavista pakollisista opintojaksoista sekä vapaavalintaisesti pääaineen 77-alkuisista opintojaksoista siten että 15 ov täyttyy. Pakolliset opintojaksot, (12 ov) 7705112 Sähköenergiatekniikka * 3 II S 77121 Sähköturvallisuusmääräykset 2 III K2 7705010 Sähköverkon komponentit 4 III S 7705020 Sähköverkkotekniikan perusteet 4 III S *Mikäli opintojakso 7705112 Sähköenergiatekniikka sisältyy jo opiskelijan yleisiin perusopintoihin, suoritetaan vähintään 2 ov pääaineen pakollisista 77-alkuisista opintojaksoista.
134 11.7.11. Tehoelektroniikka Laitoksen johtaja, professori Heikki Tuusa huone SF210, e-mail: heikki.tuusa@tut.fi Laitoksen kotisivu: www.tut.fi/tel Tehoelektroniikan osuus nykyaikaisessa sähkötekniikassa on merkittävä. Niin tietoliikennekeskusta syöttävä teholähde kuin konehuoneeton hissikäyttö tai loistoristeilijän sähköinen potkurijärjestelmä perustuu tehoelektroniikan osaamiseen. Useat suomalaiset yritykset hyödyntävät tuotteissaan merkittävässä määrin juuri tehoelektroniikkaa. Tällaisia tuotteita ovat erilaiset jännite- ja virtalähteet, elektroniset liitäntälaitteet, taajuudenmuuttajat, keskeytymättömät sähkönsyöttöjärjestelmät, hitsaus- ja elektrolyysilaitteistot, hissi- ja nosturikäytöt sekä laiva- ja paperikonekäytöt. Lähitulevaisuudessa tuulivoima-, polttokenno- ja aurinkoenergiajärjestelmien lisääntyessä korostuu tehoelektroniikan osaamisen merkitys myös hajautetussa energiantuotannossa. Pääaineopinnot Tehoelektroniikan laitos tarjoaa kaksi omaa pääainevaihtoehtoa, Tehoelektroniikan suunnittelu ja Sähkökäyttöjen tehoelektroniikka, joista voi suorittaa myös erikoispitkän ammattiaineen (väh. 45 ov). Lisäksi on tarjolla kolmas pääainevaihtoehto Teollisuuden sähkönkäyttötekniikka, joka toteutetaan yhdessä Sähkövoimatekniikan laitoksen kanssa. Pääainevaihtoehdot ovat: Tehoelektroniikan suunnittelu Sähkökäyttöjen tehoelektroniikka Teollisuuden sähkönkäyttötekniikka. Tehoelektroniikan pääaineopinnot antavat vahvan pohjan toimia monilla sähkötekniikan osaamisalueilla. Tehoelektroniikan suunnittelussa keskitytään sulautettujen teholähteiden tuotekehityksessä tarvittaviin tietoihin ja Sähkökäyttöjen tehoelektroniikassa tehoelektroniikan soveltamiseen sähkökäyttöjen digitaaliseen ohjaukseen ja säätöön. Tämän vuoksi näiden pääainevaihtoehtojen valinnaisiin opintoihin on sisällytetty elektroniikan, digitaali- ja tietokonetekniikan, ohjelmistotekniikan, sulautettujen järjestelmien sekä automaatio- ja säätötekniikan ja mittaustekniikan opintojaksoja. Tehoelektroniikan pääaineopiskelijoille suositellaan myös vastaavia sivuaineopintoja. Lisäksi tehoelektroniikan opintoja voi suunnata esimerkiksi valotekniikkaan tai uusiutuviin energialähteisiin painottamalla valinnaisissa opintojaksoissa kyseisiä osa-alueita. Teollisuuden sähkönkäyttötekniikka puolestaan valmentaa mm. teollisuuden sähkönkäyttö-, hankinta- ja myyntitehtäviin. Valittaessa jokin tehoelektroniikan pääainevaihtoehto opintojakso 7801000 Tehoelektroniikan perusteet edellytetään suoritetuksi jo koulutusohjelmakohtaisten tai vapaasti valittavien opintojen yhteydessä. Valittaessa pääainevaihtoehdoksi Teollisuuden sähkönkäyttötekniikka sama koskee myös opintojaksoa 7705112 Sähköenergiatekniikka. Lisäksi opintojakso 78200 Tehoelektroniikan diplomityöseminaari on pakollinen kaikille tehoelektroniikan pääaineekseen valinneille eli niille, jotka tekevät diplomityönsä tehoelektroniikan alueelta. Tehoelektroniikan suunnittelu (väh. 30 tai 45 ov) Vastuuhenkilö: professori Heikki Tuusa huone: SF210, e-mail: heikki.tuusa@tut.fi Pakolliset opintojaksot 7801150 Tasasuuntaajat 3 III 7801180 Hakkuriteholähteet 3 III 78120 Vaihtosuuntaajat 3 III 7801100 Tehoelektroniikan komponentit 4 III 7801700 Sähkökäyttöjen mallintaminen 3 IV 78142 Tehoelektroniikan suunnitteluprojekti 3-5 IV