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| elektronische_systeme:start [2022/03/07 13:21] – [Tabelle] tfischer | elektronische_systeme:start [2026/10/02 01:08] (current) – mexleadmin |
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| <fs xx-large>Die Inhalte zu diesem Kurs sind noch nicht aktuell für das Sommersemester 2022! | |
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| ====== Elektronische Systeme ====== | ====== Elektronische Systeme ====== |
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| Unterschiedlichste elektronische System umgeben uns Tag täglich: Mobiltelefone, Laptops, Fahrzeugsteuerung… In diesem Kurs wollen wir eine Systemidee von Ihnen in elektronischer Hard- und Software umsetzen, um dabei die Einblicke in die Elektronikentwicklung zu erweitern. Ziel ist vor dem Jahresabschluss bereits die Systeme zu präsentieren. | Unterschiedlichste elektronische System umgeben uns Tag täglich: Mobiltelefone, Laptops, Fahrzeugsteuerung… In diesem Kurs wollen wir eine Systemidee von Ihnen in elektronischer Hard- und Software umsetzen, um dabei die Einblicke in die Elektronikentwicklung zu erweitern. Ziel ist vor dem Jahresabschluss bereits die Systeme zu präsentieren. |
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| Weiterhin ergeben sich vor den Prüfungen 4 Termine, bei welchen Experten aus der Industrie interessante Einblicke in die Elektronik darstellen. Hier bin ich auf Ihr Interesse angewiesen und offen für Ideen. | Weiterhin gibt es ca. 4 Termine, bei welchen Experten aus der Industrie interessante Einblicke in die Elektronik darstellen. Hier bin ich auf Ihr Interesse angewiesen und offen für Ideen. |
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| ===== Bisherige Kurse ===== | ===== Themen für Vorträge zur Elektronik ===== |
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| Im letzten Kurs wurden folgende Präsentationen gehalten: | Neben dem Hauptprojekt sollen Vorträge zu aktuellen Themen der Elektronik präsentiert werden. |
| | Gegebenenfalls könnten folgende Themen interessant sein: |
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| | * **[[elektronische_systeme:it_sicherheit|Wie kann ich Kommunikation und Datenablage sicher machen]]** \\ Checksummen, Zyklische Redundanzprüfung, Hash-Funktionen, Kryptographie |
| | * **[[elektronische_systeme:stromspannungswandler|Wie wandelt man - z.B. im Elektroauto, im Netzteil, in der Endstufe - Wechselspannung in Gleichspannung und umgekehrt]]** \\ Halbbrücke, Buck/Boost-Converter, Vollbrücke, B6-Brücke, Transistortypen, Gegentaktendstufe |
| | * **Warum brennen Prozessoren nicht durch?** \\ Thermomanagement, Wärmestromkreis, transiente thermische Impedanz |
| | * **komplexere Filter** \\ Bandsperre, Bessel-, Butterworth-, Chebyshev-Filter, Ausnutzung von Resonanz |
| | * Künstliche Intelligenz |
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| | ===== Themen für Projekte ===== |
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| | Die Themen für die Veranstaltung im Wintersemester 2026 können eigeninitiativ eingebracht werden. Alternativ gibt es auch Themen der Microcontrollertechnik, Elektronik, und Elektrotechnik I/II welche übernommen werden könnten. Diese können auch aus [[https://wiki.mexle.org/studentische_arbeiten/themen_fuer_labor_und_seminararbeiten|aktuellen und zurückgestellten Seminararbeitsthemen]] abgeleitet werden. |
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| | ==== Bewertung ==== |
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| | Details zur Bewertung sind [[Details zur Bewertung |hier]] zu finden. |
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| | ==== Vorträge im Kurs ==== |
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| | <WRAP hide> |
| | * https://www.rct-power.com/de/home.html |
| | * https://www.eviron.de/ |
| | </WRAP> |
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| | Im Sommersemester sind noch Themen von externen Vortragenden geplant, aber noch nicht bestätigt. |
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| | --> Vorträge in bisherigen Kursen # |
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| | In den letzten Kursen wurden folgende Präsentationen gehalten: |
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| | SS2024 |
| | * Motorentwicklung bei ebm papst ([[https://www.ebmpapst.com/|ebm papst]]) |
| | * Einführung in MPLAB X - UART, I2C und Debugging des SAMD21 ([[https://www.microchip.com/|Microchip]], Details auf [[https://github.com/edras/SAMD21_HowTo|Github]]) |
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| | SS2022 |
| | * System- und Hardwareentwurf unter normativen Vorgaben und Blick auf die besonderen Herausforderungen und Varianten von fehlertoleranten Systemen ([[https://www.mobil-elektronik.com/|Mobil Elektronik]]) |
| | * Herstellung und Sonderformen von Platinen, z.B. flexible Leiterplatten, Vias, Multilayer ([[https://www.we-online.com/web/de/leiterplatten/willkommen_/Willkommen.php|WE online]]) |
| | * Batteriemanagement von Lithium Ionen Batterien ([[https://www.bos-ag.com/|BOS AG]]) |
| | * Analoge Sensoren und Schnittstellen zum Microcontroller ([[https://www.microchip.com/|Microchip]]) |
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| | SS2021 |
| * **Wie wird eine Platine entwickelt?**//(externer Vortragender, Würth/WEdirekt)// \\ Nutzentypen, Multilayer, Flex-Systeme, Vias | * **Wie wird eine Platine entwickelt?**//(externer Vortragender, Würth/WEdirekt)// \\ Nutzentypen, Multilayer, Flex-Systeme, Vias |
| * **[[elektronik_labor:weiterfuehrende_tipps_zum_layouting|Weitere Tipps und Tricks zum Layouting von Platinen]] **//(Prof. Gruhler)// \\ parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten, Führung von analoger und digitaler Masse, Aufbau von Multilayerplatinen, Kunst des Layoutings | * **[[elektronik_labor:weiterfuehrende_tipps_zum_layouting|Weitere Tipps und Tricks zum Layouting von Platinen]] **//(Prof. Gruhler)// \\ parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten, Führung von analoger und digitaler Masse, Aufbau von Multilayerplatinen, Kunst des Layoutings |
| * **Software- und Systementwicklung **//(externer Vortragender, Bosch)// \\ Prozesse, industrielle Tools, Tagesablauf | * **Software- und Systementwicklung **//(externer Vortragender, Bosch)// \\ Prozesse, industrielle Tools, Tagesablauf |
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| Gegebenenfalls könnten folgende Themen interessant sein: | <-- |
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| * **[[elektronische_systeme:it_sicherheit|Wie kann ich Kommunikation und Datenablage sicher machen]]** \\ Checksummen, Zyklische Redundanzprüfung, Hash-Funktionen, Kryptographie | ==== Terminplanung ==== |
| * **[[elektronische_systeme:stromspannungswandler|Wie wandelt man - z.B. im Elektroauto, im Netzteil, in der Endstufe - Wechselspannung in Gleichspannung und umgekehrt]]** \\ Halbbrücke, Buck/Boost-Converter, Vollbrücke, B6-Brücke, Transistortypen, Gegentaktendstufe * **Warum brennen Prozessoren nicht durch?** \\ Thermomanagement, Wärmestromkreis, transiente thermische Impedanz | |
| * **komplexere Filter** \\ Bandsperre, Bessel-, Butterworth-, Chebyshev-Filter, Ausnutzung von Resonanz | |
| * Künstliche Intelligenz | |
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| | Ein detaillierter Gruppen-/Terminplan wird in [[https://ilias.hs-heilbronn.de/goto.php?target=file_560217_download&client_id=iliashhn|ILIAS]] zu finden sein. |
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| Projektvorschläge folgen bis zum Semesterbeginn. Eigene Projektvorschläge sind gerne gesehen. | <WRAP> |
| | <imgcaption ImgNr01 | Terminplanung> |
| | </imgcaption> |
| | {{drawio>ESTerminplanung}} |
| | </WRAP> |
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| ===== Themen für Kurzvorträge ===== | ==== Lage der Labore ==== |
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| - Transistoren - Transistorstrukturen im Chip: von Standardzellen zu 3D-Integration und „Forksheet“-Transistoren (FinFETs, vertikale Transistoren, …) | <WRAP> |
| - Transistoren - Einführung in CMOS | <imgcaption ImgNr02 | Lage der Labore> |
| - Energiespeicher - Miniaturbatterien in Dünnschicht | </imgcaption> |
| - Energiespeicher - Supercaps und Hybrid-Supercaps | {{drawio>LageDerLabore}} |
| - Energiespeicher - Impedanzspektroskopie bei Batterien | </WRAP> |
| - Controller - Multicore, Pipelining und Vectoring in Prozessoren | |
| - Controller - DSPs | |
| - Controller - Hardware-integrierte Neuronale Netze (analoge Neuronen über Resistive RAM, Compute in Memory, mathematische MAC Operationen, FPGAs, …) | |
| - Einführung in den thermischen Stromkreis (z.B. Berechnungen mit Zth) | |
| - Einführung in Photonik (optische Kopplung, Polarisationsmanagement, SiN-Wellenleiter) | |
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| ===== Themen für Projekte ===== | |
| {{tablelayout?colwidth=",461px,952px,,101px,101px,101px"}} | |
| ^ Nr. ^ Thema ^ Beschreibung ^ Umfang ^ sinnvolle Interessen ||| | |
| | ::: | ::: | ::: | ::: ^ Softwareentwicklung? ^ Hardwareentwicklung? ^ Systementwicklung? ^ | |
| | 1 | [[studentische_arbeiten:simulide_weiterentwicklung]] | | 2 | ja, Cpp (in Windows) | | Ja, Systemübersicht | | |
| | 2 | Einarbeitung in Falstad circuitjs | Ziel ist eine Systemübersicht über das Programm zu erstellen und kleine Verbesserungen vorzunehmen. z.B. neuer Verbindungs-/Datentyp ohne phys. Einheit und Konvertierungsmodule dafür (z.B. zur Eingabe von Zahlenwerten wie 0x025, welche dann über einen Bus auf einzelne Bits und Pegel heruntergebrochen werden können) | 2 | Ja, Java Script | | Ja, Systemübersicht | | |
| | 6 | Modellierung eines Operationsverstärkers | (z.B. [[http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/opmodel1/opmodel1.htm|einfaches Modell]], [[http://www.ecircuitcenter.com/OpModels/Opmodel2/opmodel2.htm|komplexeres Modell]]) | "1/2"...1 | | | | | |
| | 10 | Magnetkreise mit altair flux auslegen (z.B. Elektromotor, Reluktanzmotor, Lautsprecher etc. ) | Das Programm [[https://www.altair.de/flux/|Flux]] ermöglicht die Simulation von elektrischen und magnetischen Effekten per finite Elemente. Ziel der Aufgabe ist ein Aufbau verschiedener Magnetkreise (Gleichstrommotor, Reluktanzmotor, Synchronmaschine, Lautsprecher etc. ) und eine Beschreibung wie dies umsetzbar ist zu erstellen. Die Struktur ist über ein CAD-Programm (z.B. AutoCAD) zu erstellen. Gut wäre auch ein Output als Animation | 1...2 | | Ja, Simulation | | | |
| | 11 | Entwicklung von diversen Layouts | (1) Intelligentes Displaymodul mit Tasten: Anbindung der Tasten und des Displays an I2C\\ (2) Funktionsgenerator-Hookup (auf AVR32DB Basisboard, welches bereits DAC und OPV hat). Umwandlung von unipolarem Signal (0..3,3V) in bipolares (-3,3V...+3,3V)\\ (3) Template für zukünftige Sensormodule\\ (4) Alternative Basisplatinen auf Basis des TI MSP430 oder PIC18 (ggf. auch STM8, vgl. [[https://create.arduino.cc/projecthub/akarsh98/using-a-stm32-like-an-arduino-tutorial-stm32f103c8-1073cb|hier]]) | 3...4 | | Ja, Schaltung/Layout in eagle | Ja, Konzepterstellung für Funktion, Pinning und Anforderung an Software | | |
| ===== Terminplanung ===== | |
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| TBD | |
| ==== weiterführende Links ==== | ==== weiterführende Links ==== |
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| {{:2009-praesentieren-02-2.pdf|Theorie paralleler und verteilter Systeme}} von Hr. Prof. Tantau an der [[http://www.tcs.uni-luebeck.de/downloads/mitarbeiter/tantau/2009-praesentieren-02-2.pdf|Uni Lübeck]] \\ | {{2009-praesentieren-02-2.pdf|Theorie paralleler und verteilter Systeme}} von Hr. Prof. Tantau an der [[http://www.tcs.uni-luebeck.de/downloads/mitarbeiter/tantau/2009-praesentieren-02-2.pdf|Uni Lübeck]] \\ |
| [[http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/smps.html|Dimensionierung von Schaltnetzteilen]] \\ | [[http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/smps.html|Dimensionierung von Schaltnetzteilen]] \\ |
| [[https://www.ipes.ethz.ch/course/view.php?id=2#section-1|iPES]]: interaktives Power Electronics Seminar \\ | [[https://www.ipes.ethz.ch/course/view.php?id=2#section-1|iPES]]: interaktives Power Electronics Seminar \\ |