Elektrotechnik / Informationstechnik 3nat

Regional und weltoffen: Ingenieurstudium in Frankreich, Deutschland und der Schweiz

Modulhandbuch

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Elektrotechnik/Informationstechnik 3-nat (E3n)

PO-Version [  20202  ]

Automatisierungssysteme

Empfohlene Vorkenntnisse

Modul Ingenieur-Informatik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls

  • kennen die Studierenden den grundsätzlichen Aufbau und die Funktionsweise von Automatisierungssystemen sowie deren wichtigste Anwendungsgebiete,
  • kennen die Studierenden die wichtigsten Arten industrieller Sensoren, Aktoren,
  • kennen die Studierenden verschiedene Steuerungsarten und den Programmierstandard DIN EN 61131-3 und können selbstständig Verknüpfungsfunktionen, Verknüpfungssteuerungen und Ablaufsteuerungen gemäß DIN EN 61131-3 entwerfen,
  • kennen die Studierenden Aufbau und Funktionsweise von Speicherprogrammierbaren Steuerungen sowie deren Anwendungsgebiete und Realisierungsformen,
  • können die Studierenden industriegerechte Steuerungen entwerfen und auf einer Speicherprogrammierbare Steuerung implementieren. Insbesondere beherrschen Sie wichtige Techniken der Fehlermeldung und – anzeige, Aktoransteuerung mittels Einzelsteuerungsfunktionen, Betriebsartenverwaltung und Datenstrukturierung,
  • kennen die Studierenden grundlegende elektrische Antriebe.
Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 180h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K60 Automatisierungssysteme (Gewichtung 50 %)
Klausur K60 Grundlagen elektrischer Antriebe (Gewichtung 50 %)
+ Laborarbeit LA
Jede Einzelprüfungsleistung muss bestanden werden.

Labor Automatisierungssysteme ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Leistungspunkte Noten

8 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Jörg Fischer

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EI-3nat

Veranstaltungen

Automatisierungssysteme

Art Vorlesung
Nr. EMI4831
SWS 2.0
Lerninhalt

1. Grundlagen der Automatisierungstechnik
- Begriffsdefinitionen
- Aufgaben, Anwendungsgebiete und Automatisierungsobjekte
2. Sensoren und Aktoren in der Automatisierungstechnik
3. Steuerungen
- Die Programmiernorm DIN EN 61131-3
- Verknüpfungsfunktionen
- Verknüpfungssteuerungen
- Ablaufsteuerungen
- Alternative Beschreibungsformen für Ablaufsteuerungen (GRAFCET, Petrinetze, Automaten)
4. Automatisierungsrechner
- Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)
- Aufbau und Besonderheiten
- Peripherie

Literatur
  • M. Seitz, Speicherprogrammierbare Steuerung für die Fabrik- und Prozessautomation, Hanser Verlag, 2012
  • R. Langmann, Taschenbuch der Automatisierung, Fachbuchverlag Leipzig, 2010
  • Norbert Becker, Automatisierungstechnik, Vogel Buchverlag, 2014, 2.Auflage
  • Wellenreuther, Zastrow, Automatisieren mit SPS – Theorie und Praxis, 6. Auflage, Springer Vieweg, 2015
  • T. Heimbold, Einführung in die Automatisierungstechnik, Carl Hanser Verlag, 2015

Labor Automatisierungssysteme

Art Labor
Nr. EMI4832
SWS 2.0
Lerninhalt

In den Laborübungen lernen die Student*innen am Beispiel der SIMATIC S7-1500 wie speicherprogrammierbare Steuerungen bedient und programmiert werden. Als Beispielanwendungen kommen dabei ein Förderband sowie ein Fabrikmodell mit verschiedenen Bearbeitungsstationen von Fischertechnik zum Einsatz.
In den Versuchen werden u. a. folgende Themen behandelt:

  • Praxisorientierter Entwurf und strukturierte Implementierung von Steuerungen (Fehlermeldung und –anzeige, Einzelsteuerungsfunktionen, Datenstrukturen)
  • Verknüpfungsfunktionen, Verknüpfungssteuerungen und Ablaufsteuerungen
  • Programmiersprachen Funktionsbausteinsprache (FUP), Ablaufsprache (GRAPH7), Strukturierten Text (SCL), Kontaktplan (KOP) und Anweisungsliste (AWL)
  • Umgang mit Programmiersystemen anhand der Software TIA-Portal von Siemens
  • Entwurf und Programmierung graphischer Bedienoberflächen und Integration in ein Automatisierungssystem
  • Analogwertverarbeitung mit Automatisierungsrechnern
Literatur
  • Laborumdrucke, Hochschule Offenburg
  • M. Seitz, Speicherprogrammierbare Steuerung für die Fabrik- und Prozessautomation, Hanser Verlag, 2012
  • Wellenreuther, Zastrow, Automatisieren mit SPS – Theorie und Praxis, 6. Auflage, Springer Vieweg, 2015

Grundlagen elektrischer Antriebe

Art Vorlesung
Nr. EMI4827
SWS 2.0
Lerninhalt

• Grundsätzliche physikalische Grundlagen von elektrischen Maschinen
• Aufbau, Funktionsweise und Betriebsverhalten verschiedener Gleichstrommaschinen
o Permanentmagneterregt
o Fremderregt
o Reihenschluss
o Nebenschluss
• Aufbau, Funktionsweise und Betriebsverhalten von Synchronmaschinen
o Netzbetrieb
o Betrieb am Frequenzumrichter
• Aufbau, Funktionsweise und Betriebsverhalten von Asynchronmaschinen
o Netzbetrieb
o Betrieb am Frequenzumrichter
Thermik und Schutz von elektrischen Maschinen

Literatur
  • Schröder, D., Elektrische Antriebe - Grundlagen, 6. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2017
  • Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2017

Bachelorarbeit

Empfohlene Vorkenntnisse

Alle Module der ersten sechs Semester

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden:

  • bearbeiten eigenständig ein vorgegebenes Thema aus dem Bereich der Elektro- und Informationstechnik in einer gegebenen Zeit,
  • arbeiten sich selbstständig in eine weitgehend neue Problemstellung ein,
  • lernen industrielle Aufgabenstellungen kennen,
  • wenden erlernte systemische Entwicklungsvorgehensweisen und Entwicklungsmethoden aus den Vorlesungen an,
  • präsentieren ihre Arbeit schriftlich und mündlich.
Dauer 1
SWS 2.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 30h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 390h
Workload 420h
ECTS 14.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Abschlussarbeit AA Bachelorthesis

Kolloquium KO

Das Kolloquium ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Elke Mackensen

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI-3nat

Veranstaltungen

Bachelor-Thesis

Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. EMI4803
SWS 0.0
Lerninhalt

Individuelle Themenstellung

Literatur
  • Leitfaden zurAnfertigung wissenschaftlicher Arbeiten an der Fakultät E+I, Fakultät EMI
  • Zudem vom Betreuer derBachelor-Thesis vorgegebene Literatur

Kolloquium

Art Seminar
Nr. EMI4802
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Die Teilnahme an mindestens 8 Fachvorträgen über andere Bachelor-Arbeiten derselben Fakultät muss vor der Anmeldung der eigenen Arbeit nachgewiesen werden.
  • Am Ende der Bearbeitungszeit der Bachelor-Thesis folgt ein öffentlicher Fachvortrag im Umfang von 15 - 20 Minuten über die eigene Arbeit und deren Randbedingungen.
Literatur

Leitfaden zur Anfertigung wissenschaftlicher Arbeiten an der Fakultät E+I, Fakultät EMI

Digitale Signalverarbeitung

Empfohlene Vorkenntnisse

Modul Signale und Systeme, Mathematik I, Mathematik II

Lehrform Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls können die Studierenden sowohl deterministische als auch stochastische Signale mathematisch beschreiben und das Zusammenspiel von Signalen in linearen Systemen berechnen. Sie beherrschen die Anwendung der Integraltransformationen (Fourierreihe, Fouriertransformation, zeitdiskrete Fouriertransformation und  z-Transformation) zur Beschreibung von Signalen und Systemen in Zeit- und Frequenzbereich. Sie sind mit den grundlegenden Eigenschaften von digitalen Filtern und den Grundzügen des Filterentwurfs vertraut.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 150h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K45 (Gewichtung 50 %)

+ Projektarbeit (Gewichtung 50 %)

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Stephan Pfletschinger

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI-3nat

Veranstaltungen

Digitale Signalverarbeitung

Art Seminar
Nr. EMI836
SWS 4.0
Lerninhalt

Zeitdiskrete Signale im Zeitbereich:

  • Elementare Signale und Operationen
  • Orthogonalität und Korrelation

Zeitdiskrete Signale im Frequenzbereich:

  • Fourierreihe und Fouriertransformation
  • Zeitdiskrete Fouriertransformation (DTFT)
  • Diskrete Fouriertransformation (DFT, FFT)
  • Z-Transformation

Beschreibung stochastischer Signale:

  • Mittelwert, quadratischer Mittelwert und Varianz
  • Statistische Unabhängigkeit und Korrelationsfunktionen
  • Stochastische Prozesse im Frequenzbereich

Analog-Digital-Umsetzung

  • Das Abtasttheorem
  • Quantisierung

Zeitdiskrete System und Digitale Filter

  • Beschreibung von digitalen Filtern
  • Pol-Nullstellen-Diagramm und Filterstrukturen

Im Rahmen der Projektarbeit werden folgende Themen praktisch behandelt:

  • Analog/Digital- und Digital/Analog-Wandlung
  • FFT
  • Nichtrekursive Filter: FIR
  • Rekursive Filter: IIR OFDM und Channel Sounding
Literatur
  • K.-D. Kammeyer, K. Kroschel, Digitale Signalverarbeitung: Filterung und Spektralanalyse mit MATLAB-Übungen. 8. Auflage, Springer Vieweg, 2012.
  • D. C. von Grünigen, Digitale Signalverarbeitung - mit einer Einführung in die kontinuierlichen Signale und Systeme, 5th ed. Hanser, 2014.
  • T. Frey, M. Bossert, Signal- und Systemtheorie. Vieweg+Teubner, 2004.
  • N. Fliege, M. Gaida, Signale und Systeme: Grundlagen und Anwendungen mit MATLAB. J. Schlembach Fachverlag, 2008.
  • M. Meyer, Signalverarbeitung: Analoge und digitale Signale, Systeme und Filter, 8. Auflage, Springer Vieweg, 2017.
  • A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, Zeitdiskrete Signalverarbeitung. R. Oldenbourg Verlag, 1999.
  • M. Werner, Digitale Signalverarbeitung mit Matlab. Vieweg+Teubner, 2012. T. Frey, M. Bossert, Signal- und Systemtheorie. Vieweg+Teubner, 2004.

Elektrische Energietechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

In dem Modul werden die Grundlagen der Energietechnik vermittelt. Die Studierenden lernen die Grundzüge der elektrischen Energieversorgung und den prinzipiellen Aufbau von Energieversorgungsnetzen kennen und werden über die verschiedenen Möglichkeiten zur Stromerzeugung und -speicherung informiert.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 150h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulklausur K90

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Sven Meier

Max. Teilnehmer 45
Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI-3nat

Veranstaltungen

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Art Vorlesung
Nr. EMI4828
SWS 4.0
Lerninhalt

(1)  Einführung in die Energietechnik – Energie, Leistung, Kraft

(2)  Erzeugung elektrischer Energie fossile KraftwerkeKernkraftwerke(Vision Kernfusion) optional Regenerative Energieerzeugung (PV, Wind, Solarthermie, Geothermie, Wasserkraft)

(3)  Einführung Elektrische Maschinen

  • Gleichstrommaschinen
  • Drehfeldmaschinen, Generatoren
  • stationäre elektrische Maschinen (Transformator)

(4)  Grundlagen der Energieübertragung

  • Hochspannungsgleichstromübertragung, Schaltungstechnik (HGÜ)
  • Hochspannungsdrehstromübertragung, Schaltungstechnik (HDÜ)
Literatur
  • Elektrische Anlagentechnik: Kraftwerke, Netze, Schaltanlagen, Schutzeinrichtungen, Carl Hanser Verlag GmbH, Wilfried Knies, Klaus Schierack , 6. Auflage. 05/2012
  • Elektrische Energieversorgung 1, Springer Berlin Heidelberg,  4. Auflage, 2015
  • Elektrische Energieverteilung, René Flosdorff, Günther Hilgarth, Springer Vieweg, 10. Auflage, 2020

Embedded Software

Empfohlene Vorkenntnisse

111 Credits aus den ersten zwei Studienjahren (zwingend)

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden:

- können eine portable TCP/IP Anwendung implementieren, debuggen und testen

- können eine Anwendung mit vernetzten Sensoren entwickeln und strukturieren

- können eine System-On-Chip-Lösung selbst realisieren und testen

 

Dauer 2
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120h
Workload 210h
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausuren in den Fächern und Realisierung eines fächerübergreifenden Projektes

Leistungspunkte Noten

7 CP

Modulverantwortlicher

Olivier Gloriod

Empf. Semester 5, 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Génie Electrique

Veranstaltungen

Embedded Software

Art Vorlesung/Labor
Nr.
SWS 6.0
Lerninhalt

Kommunikationssysteme:

  • Grundlagen der Kommunikation (drahtgebunden und drahtlos)
  • Internet der Dinge mit Blick auf künftige Anwendungen, z.B. Energiemanagement, Smart Cities, Homemanagement
  • Implementation eines einfachen TCP/IP Protokolls, angepasst an die materiellen Einschränkungen einer mobilen Plattform

On-Chip-Systeme:

  • Analyse und Integration einer Umgebung mit FPGA und Prozessoren auf einem Chip
  • Softwareentwicklung hierfür
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Embedded Systems

Empfohlene Vorkenntnisse

Modul Informatik 1

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden komplexe Mikrocontrolleranwendungen (Bare Metal) in Assembler und in C entwerfen, implementieren und testen. Die Studierenden können nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls verschiedene Peripherie über die Pins ansteuern und Daten von dieser Peripherie einlesen.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 150h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP
  • Embedded Systems: Klausur K90
  • Das Labor Embedded Systems ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.
Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Das Modul wird im zweiten Studienabschnitt in den Studiengängen MKA, MK-plus, EI, EI-plus, EI-3nat und AI angeboten

Veranstaltungen

Embedded Systems

Art Vorlesung
Nr. EMI4833
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Einführung in Embedded Systems (ES)
  • Interfaces von ES
  • Datendarstellung
  • Architektur und Programmierung von ES
  • Befehle und Kontrollstrukturen in Assembler
  • Funktionen in Assembler
  • Optimierung in Assembler
  • Exceptions und Interrupts
  • Programmierung von Interrupts in C und der NVIC
  • Timerinterrupts in C
  • Hardwarenahe Programmierung in C und Assembler
  • Mischung C und Assembler
  • Speichermanagement
Literatur
  • Joseph Yiu: The Definitive Guide to ARM© Cortex®-M3 and Cortex®-M4 Processors, Third Edition, Elsevier, 2013
  • Yifeng Zhu: Embedded Systems with ARM© Cortex-M Microcontroller in Assembly Language and C, Third Edition, E-Man Press, 2017

Labor Embedded Systems

Art Labor
Nr. EMI4834
SWS 2.0
Lerninhalt

Sechs Laborversuche mit einem Cortex-M3 Evaluationsboard.

  • Assembler 1: Grundlegende Befehle, Konfiguration der GPIOs, Abfragen von Tasten, Ausgabe auf LEDs
  • Assembler 2: Implementierung eines Lauflichts und eines rekursiven Bubblesorts
  • C 1: Implementierung einer Druckbehälteranzeige – Bestimmung von Software-Metriken
  • C 2: Implementierung einer Stoppuhr mit Timerinterrupts
  • C 3: Implementierung einer Motorsteuerung unter Verwendung eines Watchdogs
  • C 4: Implementierung einer funkbasierten und verschlüsselten Verbindung (nRF24) – Dokumentation mit doxygen/GraphViz
Literatur
  • Joseph Yiu: The Definitive Guide to ARM© Cortex®-M3 and Cortex®-M4 Processors, Third Edition, Elsevier, 2013
  • Yifeng Zhu: Embedded Systems with ARM© Cortex-M Microcontroller in Assembly Language and C, Third Edition, E-Man Press, 2017

Entwurf hochintegrierter Systeme mit Hardwarebeschreibungssprachen

Empfohlene Vorkenntnisse

Digitale Schaltungen 1 und 2, Programmierkenntnisse in C, C++ oder ähnlichen Programmiersprachen

Lehrform Seminar
Lernziele / Kompetenzen
  • Die Studierenden erlernen im Rahmen des Moduls eine spezielle Hardwarebeschreibungssprache (hier VHDL) für insbesondere den Entwurf von hochintegrierten digitalen Systemen
  • Die Studierenden können nach Abschluss des Moduls digitale hochintegrierte Systeme mit VHDL entwerfen, simulieren, implementieren und testen
  • Die Studierenden können nach Abschluss des Moduls mit rechnergestützten Entwicklungstools der Industrie für den Entwurf von hochintegrierten digitalen Systemen umgehen
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60h
Workload 120h
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Mündliche Prüfung (Gewichtung 25 %)

+ Projektarbeit (Gewichtung 75 %)

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Elke Mackensen

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengänge EI

Veranstaltungen

Digitalsystementwurf mit Hardwarebeschreibungssprachen

Art Seminar
Nr. EMI877
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Einführung in die VHDL-basierte Entwicklung
  • Grundlagen der Modellierung
  • Strukturale versus Verhaltens-Modellierung
  • Nebenläufige versus sequentielle Anweisungen
  • Entwurfsebenen in VHDL
  • Synthesegerechte Modellierung
  • Designrules für VHDL
  • Modellierung von Speichern mit VHDL
  • Simulation von VHDL-Modellen mit Testbenches
  • Rechnergestützten Entwicklungstools der Industrie anwenden (Intel-Quartusplattform, Mentor ModelSim)
Literatur
  • Reichardt, J.: Lehrbuch Digitaltechnik. Eine Einführung mit VHDL. München: Oldenbourg Verlag, 2013
  • Reichardt, J., Schwarz, B.: VHDL-Synthese. Entwurf digitaler Schaltungen und Systeme. München: Oldenbourg Verlag, 2013
  • Molitor, P.; Ritter, J.: Kompaktkurs VHDL mit vielen anschaulichen Beispielen. München: Oldenbourg Verlag, 2013
  • Kesel, F.; Bartholomä, R.: Entwurf von digitalen Schaltungen und Systemen mit HDLs und FPGAs. Einführung mit VHDL und System C. München: Oldenbourg Verlag, 3. Auflage, 2013

Geschäftsführung

Empfohlene Vorkenntnisse

111 Credits aus den ersten zwei Studienjahren (zwingend)

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden:

-  vergleichen und erklären die Funktionsweise von Unternehmen, vor allem in ihren rechtlichen und wirtschaftlichen Unterschieden.

- sind in der Lage, ihre eigenen Kenntnisse und Erfahrungen einzuordnen und weiterzugeben

- können im industriellen Arbeitsumfeld die im Studium erlangten kommunikativen Kompetenzen und Kenntnisse kritisch anwenden

- kennen die Qualitätskriterien einer Software

- kennen sich in Lizenzfragen aus

- können die Risiken eines Softwareprojektes bewerten

- sind in der Lage ein Entwicklungskonzept und eine Testmethode für einen konkreten Fall auszuwählen

 

Dauer 2
SWS 5.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 75h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 105h
Workload 180h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausuren in den Fächern, Gruppenarbeiten, mündliche Prüfung

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Nabil Ouerhami

Empf. Semester 5, 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Génie Electrique

Veranstaltungen

Geschäftsführung

Art Vorlesung
Nr.
SWS 5.0
Lerninhalt

Betriebswirtschaftslehre

  • Das Unternehmen und sein Umfeld
  • Gesellschaftsrecht, Organisation, Marketing, Finanzen, Investitionen, Personalentwicklung.

Unternehmensführung:

  • Grundbegriffe, Führungsstil, Kultur und Ethikdes Unternehmens.

Kommunikation III:

  • Einsatz von Stimme und Körpersprache z.B. in Stresssituationen
  • Simulation von Vorstellungsgesprächen

Softwarequalität:

  • Kriterien zur Definition von Qualität einer Software
  • Wiederholung des Entwicklungsprozesses und der Testmethoden einer Software
  • Entwicklungswerkzeuge
  • Die Risiken bei der Konzeption und der Verwendung einer Software sowie deren Eingrenzung
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Grundlagen Kommunikationstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

Mathematik I und II, Signale und Systeme (parallel zu diesem Modul)

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls verstehen die Studierenden, wie Nachrichten durch analoge Signale dargestellt und übertragen werden. Sie können den Informationsgehalt digitaler Nachrichten quantitativ beschreiben und die Grundzüge der Umsetzung von Nachrichten in analoge Signale wiedergeben. Sie verstehen analoge Modulationsverfahren in der Theorie und in der praktischen Umsetzung.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60h
Workload 120h
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP
  • Kommunikationstechnik: Klausur K60
  • Das Labor Kommunikationstechnik ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.
Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Stephan Pfletschinger

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI, EI-plus
Zweiter Studienabschnitt EI-3nat

Veranstaltungen

Kommunikationstechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI829
SWS 2.0
Lerninhalt

Entropie: Die Quantifizierung von Information

  • Informationsgehalt eines Zeichens und einer Quelle
  • Grundlagen der Datenkompression

Signale und Systeme der Nachrichtentechnik

  • Pegelmaße
  • Deterministische und stochastische
  • Beschreibung von Signalen
  • Überlagerung von Signalen

Modulationsverfahren

  • Amplitudenmodulation
  • Einseitenbandmodulation
  • Frequenzmodulation
  • Quadratur-Amplituden-Modulation

Übertragungskanäle

  • Leistungsübertragungsbilanz
  • Äquivalenter Tiefpass
  • Gaußkanal und Mehrwegeausbreitung
Literatur
  • Martin Werner, Nachrichtentechnik. Vieweg+Teubner Verlag, 2010.
  • Martin Bossert, Einführung in die Nachrichtentechnik. Oldenbourg Verlag, 2012.
  • Martin Meyer, Kommunikationstechnik: Konzepte der modernen Nachrichtenübertragung. 6. Aufl. Springer Vieweg, 2019.
  • Peter Adam Höher, Grundlagen der digitalen Informationsübertragung – Von der Theorie zu Mobilfunkanwendungen. Springer Vieweg, 2013.
  • Karl-Dirk Kammeyer, Armin Dekorsy, Nachrichtenübertragung. 6. Auflage, Springer Vieweg, 2017.

Labor Kommunikationstechnik

Art Labor
Nr. EMI830
SWS 2.0
Lerninhalt

Es werden Laborversuche zu folgenden Themen durchgeführt:

  • Überlagerung von Signalen
  • Amplitudenmodulation     
  • Hüllkurven
  • Einseitenbandmodulation
  • Produktdemodulation
  • Spektralanalyse mit Software Defined Radio
Literatur

Vorlesungsskript Kommunikationstechnik

Ingenieur-Informatik

Empfohlene Vorkenntnisse

Keine

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls können die Studierenden konsolenbasierte Anwendungen in C entwerfen, entwickeln und testen.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 150h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP
  • Ingenieur-Informatik: Klausur K90
  • Das Labor Ingenieur-Informatik ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.
Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Erster Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus, MKA, MK-plus
Zweiter Studienabschnitt EI-3nat

Veranstaltungen

Ingenieur-Informatik

Art Vorlesung
Nr. EMI806
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Einführung in die Programmierung
  • Überblick und Einstieg in C
  • Variablen und Konstanten
  • Operatoren
  • Funktionen
  • Formatierte Ein- und Ausgabe
  • Kontrollstrukturen
  • Komplexe Datentypen
  • Zeiger
  • Dateibearbeitung
  • Präcompiler
  • Modulare Programmierung
  • Standardbibliotheken
  • Multiple Threading
Literatur
  • Leibniz Universität Hannover (RZNN): C-Programmierung – Eine Einführung, 7. Auflage, 2015
  • Thomas Theis: Einstieg in C, 2. Auflage, Rheinwerk, Bonn, 2017

Labor Ingenieur-Informatik

Art Labor
Nr. EMI807
SWS 2.0
Lerninhalt

Parallel zur Vorlesung werden schritthaltend praktische Übungen zu den folgenden Themen durchgeführt.

  • Überblick C
  • Variablen und Konstanten
  • Operatoren
  • Funktionen
  • Formatierte Ein- und Ausgabe
  • Kontrollstrukturen
  • Komplexe Datentypen
  • Zeiger
  • Dateibearbeitung
  • Präcompiler
  • Modulare Programmierung
  • Standardbibliotheken
  • Multiple Threading
Literatur
  • Leibniz Universität Hannover (RZNN): C-Programmierung – Eine Einführung, 7. Auflage, 2015
  • Thomas Theis: Einstieg in C, 2. Auflage, Rheinwerk, 2017

Leistungselektronik

Empfohlene Vorkenntnisse

Modul Automatisierungssysteme

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer*innen kennen die Funktionsweise der wichtigsten leistungselektronischen Stellglieder zum Betreiben elektrischer Maschinen. Die spezifischen Eigenschaften der den leistungselektronischen Stellgliedern zugrundeliegenden Leistungshalbleiterbauelemente werden überblickt. Die Teilnehmer*innen können beurteilen, welche Stromrichter sich
für welche Antriebsapplikationen eignen und mit welchen Schwierigkeiten dabei zu rechnen ist.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60h
Workload 120h
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulklausur K90

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt EI-3nat

Veranstaltungen

Leistungselektronik

Art Vorlesung
Nr. EMI850
SWS 4.0
Lerninhalt

Die LV gliedert sich folgendermaßen:

  • Aufgaben der Leistungselektronik
  • Bauelemente der Leistungselektronik
  • Wechselstrom- und Drehstromsteller
  • Netzgeführte Stromrichter
  • Selbstgeführte Stromrichter
  • Umrichter
  • Verfahren zur Ansteuerung von Stromrichtern

 

Literatur
  • Jäger, R., Stein, E.: Leistungselektronik, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach, 2011
  • Schröder, D.: Leistungselektronische Schaltungen, 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2012
  • Specovius, J.: Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017
  • Hagmann, G.: Leistungselektronik, 6. Auflage, Wiebelsheim, AULA-Verlag, 2019

Objektorientierte Softwareentwicklung

Empfohlene Vorkenntnisse

Modul Ingenieur-Informatik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls können die Studierenden konsolenbasierte Anwendungen in C++ entwerfen, entwickeln und testen. Sie beherrschen auch die  wichtigsten neueren C++-Features (C++11, C++14 und C++17) und können einige Design Patterns in C++ realisieren.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 150h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP
  • Klausur K60
  • Laborarbeit LA
  • Labor Objektorientierte Software-Entwicklung ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.
Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Erster Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus sowie zweiter Studienabschnitt EI-3nat

Veranstaltungen

Objektorientiere Software-Entwicklung

Art Vorlesung
Nr. EMI814
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Advanced C
  • Non OOP-Features in C++
  • Klassen und Objekte in C++ (Klassendiagramm und Objektdiagramm)
  • Instanziierung von Objekten
  • Kanonische Klassen
  • Assoziationen in C++ (Sequenzdiagramm)
  • Vererbung in C++
  • Überladen von Operatoren
  • Exceptions
  • Streams
  • Klassentemplates
  • STL und Boost
  • Weitere Spracherweiterungen (C++11, C++14, C+17)
  • Design Patterns in C++: Singleton, Decorator, Composite, Observer
Literatur
  • Torsten T. Will: Das umfassende Handbuch zu Modern C++, Rheinwerk Computing, Bonn, 2017
  • Ulrich Breymann: Der C++-Programmierer, Carl Hanser Verlag, 5. Auflage, München, 2017
  • Bjarne Stroustrup: Programming: Principle and Practice Using C++, Addison Wesley, 2. Auflage, Boston, 2014

Labor Objektorientierte Software-Entwicklung

Art Labor
Nr. EMI815
SWS 2.0
Lerninhalt

Parallel zur Vorlesung werden schritthaltend Programmierübungen zu den folgenden Themen durchgeführt.

  • Advanced C
  • Non OOP-Features in C++
  • Klassen und Objekte in C++ (Klassendiagramm und Objektdiagramm)
  • Instanziierung von Objekten
  • Kanonische Klassen
  • Assoziationen in C++ (Sequenzdiagramm)
  • Vererbung in C++
  • Überladen von Operatoren
  • Exceptions
  • Streams
  • Klassentemplates
  • STL und Boost
  • Weitere Spracherweiterungen (C++11, C++14, C+17)
  • Design Patterns in C++: Singleton, Decorator, Composite, Observer
Literatur
  • Torsten T. Will: Das umfassende Handbuch zu Modern C++, Rheinwerk Computing, Bonn, 2017
  • Ulrich Breymann: Der C++-Programmierer, Carl Hanser Verlag, 5. Auflage, München, 2017
  • Bjarne Stroustrup: Programming: Principle and Practice Using C++, Addison Wesley, 2. Auflage, Boston, 2014

Praktikum

Empfohlene Vorkenntnisse

Praxis

Lehrform Praktikum
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden:

- können  ein Projekt unter Beachtung der Ziele und Zwänge, die in einem Pflichtenheft angegeben sind, eigenständig realisieren

- können die zu lösenden Probleme identifizieren, formulieren und unter Anwendung ihrer Kenntnisse systematisch lösen

- können ihre Ergebnisse angemessen kommunizieren und in einem Kolloquium vortragen

Dauer 1
Aufwand
Lehrveranstaltung 0h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 360h
Workload 360h
ECTS 12.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Bericht und Kolloquium. Das Modul Praktikum geht nach § 11 Absatz 4 in die Endnote mit dem Gewicht 8 ein.

Leistungspunkte Noten

12 CP

Modulverantwortlicher

Gianni Fiorucci

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Génie Electrique

Veranstaltungen

Betriebspraktikum

Art Praxis
Nr.
SWS 0.0
Lerninhalt

Das Thema der Diplomarbeit TD steht in der Regel im Zusammenhang mit der gewählten Ausrichtung. Ein externer Vorschlag an die Schule ist möglich. Das Thema ist Gegenstand eines Pflichtenhefts mit Datum und Unterschrift der verantwortlichen Professoren und wird dem Bewerber am ersten Tag des Zeitraums von 8 Wochen übergeben.

Literatur

Die erforderliche Literatur ist spezifisch für die zu bearbeitenden Aufgaben und Projekte.

Projekt Elektrotechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

111 Credits aus den ersten zwei Studienjahren (zwingend)

Lehrform Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden:

- sind in der Lage, ein Projekt selbstständig und organisiert zu führen

- analysieren die ursprüngliche Definition eines Problems und setzen daraus realistische Ziele

- können ein Lastenheft erstellen sowie eine Planung ausarbeiten

- können in angemessener Zeit die Ressourcen und Informationen zur Durchführung eines Projektes sammeln.

- wenden theoretische, technologische und methodische Kenntnisse an, um geeignete Lösungen eines Problems während der Durchführung eines Projektes zu finden

- können Lösungsvorschläge machen und analysieren sowie deren Umsetzung planen

- können eine Dokumentation erstellen und diese aktuell halten, so dass auch Außenstehende sie verstehen

 

Dauer 1
Aufwand
Lehrveranstaltung 0h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 210h
Workload 210h
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Bericht und Kolloquium

Leistungspunkte Noten

7 CP

Modulverantwortlicher

Denis Prêtre

Empf. Semester 5
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI-3nat

Veranstaltungen

Projekt P3 Elektrotechnik

Art Labor
Nr.
SWS 0.0
Lerninhalt

Das Projekt P3 INF steht grundsätzlich in direktem Zusammenhang mit dem gewählten Schwerpunkt. Es ermöglicht den Studierenden die praktische Umsetzung der erworbenen Kenntnisse in anderen Modulen. Die Studierenden lernen selbstständig zu arbeiten. Die vorgeschlagenen Themen stammen aus Projekten der angewandten Forschung und Entwicklung, oder aus externen Anfragen.

Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Regelungssysteme

Empfohlene Vorkenntnisse

111 Credits aus den ersten zwei Studienjahren (zwingend)

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden:

- verstehen die Funktionsweise von Sensoren, Aktoren und ihrer Interfacemethoden und wählen passende Elemente für eine vorgegebene Anwendung aus

- verstehen die Funktionsweise eines Regelkreises

- können kontinulierliche dynamische Systeme modellieren und mit Matlab simulieren

- beherrschen die Realisierung eines Reglers im Laboraufbau

- können das dynamische Verhalten einer Regelung analysieren (reell oder simuliert)

 

Dauer 2
SWS 12.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 180h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150h
Workload 330h
ECTS 11.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausuren in den Fächern und eine mündliche Prüfung des Modulinhalts

Leistungspunkte Noten

11 CP

Modulverantwortlicher

Karmous Mohamed

Empf. Semester 5, 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Génie Electrique

Veranstaltungen

Regelungssysteme

Art Vorlesung/Labor
Nr.
SWS 12.0
Lerninhalt

Sensoren und Aktoren:

  • Wegsensoren, Beschleunigungssensoren, Stromsensoren,
  • Temperatursensoren und Drucksensoren.
  • elektrische Aktoren
  • Auswahl eines Antriebes nach verschiedenen Kriterien: benötigte Kraft, Anwendungsbereich, charakteristische Größen, Bewegungsprofil.
  • Steuerung von Gleichstrommotor, Schrittmotor und Brushless Motor

Angewandte Regelungstechnik:

  • Modellierung und Analyse von Regelungssystemen
  • Laplace-Transformation
  • Beschreibung der Systemdynamik mithilfe der Polanalyse
  • Stabilitätsmarge
  • Simulation mit Matlab
  • Auswahl, Dimensionierung und Entwicklung eines klassischen
  • Reglers
  • Zustandsregler, RST-Regler
  • Auswahl der Elemente eines Regelkreises (Sensor, Steuerung, Aktor, Interface)

Elektronik II:

  • Umsetzung analogtechnischer Prinzipien auf digitale Lösungen.
  • Ziel: minimaler Stromverbrauch, minimale Kosten, minimale Größe
  • Oszillatoren, VCO, PLL
  • Energiequelle, -management, -speicherung, Ladeschaltungen für Akkumulatoren
  • innere und äußere Störquellen, EMV Drahtgebundene und drahtlose Kommunikation
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Regelungstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Signale und Systeme, Mathematik I und Mathematik II

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden sind in der Lage zeitkontinuierliche, lineare, zeitinvariante Systeme mit einem Eingang und einem Ausgang (LTI-SISO-Systeme) im Zeitbereich und  Frequenzbereich mathematisch mittels der Eingangs-Ausgangs-Differentialgleichung, der Übertragungsfunktion und dem Bode-Diagramm zu beschreiben sowie zu klassifizieren und deren Verhalten zu anhand wichtiger Kenngrößen vorherzusagen. Die Studierenden verstehen das Prinzip der Rückkopplung und sind in der Lage lineare Regler vom Typ PID anhand gegebener Anforderungen auszuwählen und im Zeit- und Frequenzbereich auszulegen.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60h
Workload 120h
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulklausur K90

Leistungspunkte Noten

4 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Jörg Fischer

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI, EI-plus, MKA, MK-plus, MT, EI-3nat

Veranstaltungen

Regelungstechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI4835
SWS 4.0
Lerninhalt

Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Regelungstechnik und vermittelt die grundlegenden Konzepte zur Analyse von Regelkreisen und dem Entwurf von Reglern für zeitkontinuierliche, lineare Systeme mit einem Eingang und einem Ausgang (LTI-SISO-Systeme). Behandelt werden u.a. folgende Inhalte:

Einführung in die Reglungstechnik

  • Anwendungen
  • Definition: System, Steuerung, Regelung, Blockschaltbild, statisches System, dynamisches System, Stabilität
  • Steuerung und Regelung statischer Systeme
  • Festwertregelung, Folgeregelung, Vorsteuerung

Modellierung dynamischer Systeme

  • Beschreibung mechanischer, elektrischer und fluidischer Systeme mittels Differentialgleichungen
  • Definition von linearen, zeitinvarianten Systemen (LTI-Systeme)
  • Linearisierung nichtlinearer Differentialgleichungen
  • Simulation eines Systems mit MATLAB Simulink

Beschreibung und Verhalten von LTI-Systemen im Zeitbereich

  • Lösen der Eingangs-/Ausgangs-Differentialgleichung
  • Sprungantwort und Impulsantwort, Faltung
  • Erzwungene Antwort und Eigenbewegung
  • Transientes und stationäres Verhalten

Beschreibung und Verhalten von LTI-Systemen im Frequenzbereich

  • Anwendung der Laplace-Transformation,
  • Übertragungsfunktion, Pole und Nullstellen, Stabilität
  • Blockschaltbildumformung
  • Frequenzgang, Bode-Diagramm, Ortskurve

Elementare Übertragungsglieder

  • P-Glied, I-Glied, PT1-Glied, D-Glied, DT1-Glied, PT2-Glied, Totzeit-Glied
  • PD-Glied, Bandsperre
  • Zusammengesetzte Systeme

Der Regelkreis

  • Der Standardregelkreis
  • Ziele eine Regelung, Reglerentwurfsaufgabe und Anforderungen
  • Stabilität von Regelkreisen
  • Stationäres Verhalten von Regelkreisen
  • Standard-Regler vom Typ PID
  • Reglerauslegung im Zeitbereich (Methoden von Ziegler-Nichols, Methode v. Chien, Hrones und Reswick)
  • Reglerauslegung im Frequenzbereich (vereinfachtes Betragsoptimum, Zeitkonstantenkompensation, Frequenzkennlinienverfahren, Auslegeung auf Dämpfung des geschlossenen Kreises)
Literatur
  • O. Föllinger, Regelungstechnik, 12. Auflage, Berlin, VDE Verlag, 2016
  • J. Lunze, Regelungstechnik I, 11. Auflage, Springer Vieweg, 2016
  • G. F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, Pearson, 8. Auflage, 2019

Schaltungsdesign

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundkenntnisse aus der Elektrotechnik, der Messtechnik und der Halbleitertechnik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden befähigt:

  • Grundschaltungen mit idealen Operationsverstärkern zu kennen und anwendungsbezogen dimensionieren zu können. Ausgewählte Grundfunktionen zu synthetisieren und kompliziertere Funktionen zu analysieren.
  • Funktion und Aufbauprinzipien von Digital-Analog- und Analog-Digital-Wandlern zu kennen und zu verstehen.
  • Funktionsweise von Phasenregelkreisen zu kennen.
  • Methoden zum Entwurf von Digitalen Schaltkreisen und Systemen zu kennen und anwenden zu können.
  • Digitale Systeme mit modernen rechnergestützten Verfahren wie Simulation und CAE-Tools entwerfen zu können.
  • Den Aufbau von Digitalen Schaltkreisen und deren wichtigsten Bestandteilen zu kennen und zu verstehen
  • Möglichst eigenständig Zusammenhänge und Auswirkungen zwischen den einzelnen thematischen Schwerpunkten der Vorlesung herstellen zu können.
  • Messtechnische Untersuchungen an Schaltungen durchführen zu können.
Dauer 2
SWS 10.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 150h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150h
Workload 300h
ECTS 10.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP
  • Modulprüfung K120 für Analoge Schaltungen 1, Digitale Schaltungen 1, Analoge Schaltungen 2, Digitale Schaltungen 2.
  • Das Labor Schaltungsdesign ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.
Leistungspunkte Noten

10 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Elke Mackensen

Empf. Semester 3,4
Haeufigkeit jährlich (SS+WS)
Verwendbarkeit

Erster Teil der Vorlesung EI, EI-plus, MT, MKA, MK-plus, EI-3nat

Zweiter Teil der Vorlesung EI, EI-plus, EI-3nat

Veranstaltungen

Analoge Schaltungen 2

Art Vorlesung
Nr. EMI821
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung gliedert sich folgendermaßen:
• Zeit- und Wertediskretisierung kontinuierlicher Signale
• Digital-Analog-Wandler
• Abtast-Halte-Glied
• Analog-Digital-Wandler
• Phasenregelkreis (PLL)

Literatur
  • Goßner, S., Grundlagen der Elektronik: Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Shaker -Verlag, 2008
  • Best, R., Phase-Locked Loops: Design, Simulation and Applications, McGraw-Hill Education, 2009
  • Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016

Digitale Schaltungen 2

Art Vorlesung
Nr. EMI822
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Zeitliches Verhalten Digitaler Schaltkreise
  • Schaltkreistechnologien digitaler Schaltungen
  • Schaltungstechnische Aspekte bei Mikroprozessor- und Mikrocontroller -Systemen
  • Programmierbare Logikbausteine
  • Design-Rules für digitale Systeme
  • Speicher
Literatur
  • Fricke, K.: Digitaltechnik. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2009, 6. Auflage
  • Woitowitz, R.; Urbanski, K.; Gehrke, W.: Heidelberg: Springer Verlag, 2011
  • Biere, A.; Kröning, D.; Weissenbacher, G.; Wintersteiger, Ch. M.: Digitaltechnik – Eine praxisnahe Einführung. Heidelberg: Springer Verlag, 2008
  • Reichardt, J.: Lehrbuch Digitaltechnik. Eine Einführung mit VHDL. München: Oldenbourg Verlag, 2013
  • Wöstenkühler, G.: Grundlagen der Digitaltechnik, Elementare Komponenten, Funktionen und Steuerungen. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2012
  • Liebig, H.: Logischer Entwurf digitaler Systeme (4. Auflage). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2006

Labor Schaltungsdesign

Art Labor
Nr. EMI823
SWS 2.0
Lerninhalt

Sensorik, Analogtechnik:

  • Verhalten Sensoren kennenlernen
  • Entwurf, Aufbau/Implementierung und Test einer anlogen Teilschaltung (OPV) zur Aufbereitung eines vorgegeben analogen Signals und vorgegeben Randbedingungen
  • Rechnergestützter Entwurf der Schaltung (Simulation) der Schaltung mittels PSPICE
  • Allgemeine Eigenschaften OPV kennenlernen, evaluieren
  • Anwendung OPV als Verstärker, Subtrahierer etc.

Analog-Digital-Wandler:

  • Allgemeine Eigenschaften von AD-Wandlern evaluieren
  • Gemeinsame Inbetriebnahme des AD-Wandlers mit der Sensorik und der analogen Signalaufbereitungsschaltung

Digitaltechnik, Programmierbare Digitalschaltkreise:

  • Entwurf kombinatorischer und sequentieller Schaltungsteile
  • Entwurf komplexerer digitaler Schaltungen und Umsetzung der Schaltung in einem programmierbaren Digitalschaltkreis (FPGA), Rechnergestützter Entwurf der digitalen Schaltungen
  • Integration der kombinatorischen und sequentiellen Schaltungsteile in eine vorgegebene Digitalschaltungsumgebung
  • Gemeinsame Inbetriebnahme der vorherigen entworfenen Schaltungsteile mit dem entstandenen Digitalteil
    Einblick in Entwurfsmöglichkeiten digitaler Schaltungen
Literatur
  • Goßner, S., Grundlagen der Elektronik: Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Shaker -Verlag, 2008
  • Zastrow, D., Elektronik, Springer-Verlag, 12. Auflage, 2014
  • Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016
  • Fricke, K.: Digitaltechnik. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2009, 6. Auflage
  • Woitowitz, R.; Urbanski, K.; Gehrke, W.: Heidelberg: Springer Verlag, 2011
  • Biere, A.; Kröning, D.; Weissenbacher, G.; Wintersteiger, Ch. M.: Digitaltechnik – Eine praxisnahe Einführung. Heidelberg: Springer Verlag, 2008
  • Reichardt, J.: Lehrbuch Digitaltechnik. Eine Einführung mit VHDL. München: Oldenbourg Verlag, 2013
  • Wöstenkühler, G.: Grundlagen der Digitaltechnik, Elementare Komponenten, Funktionen und Steuerungen. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2012
  • Liebig, H.: Logischer Entwurf digitaler Systeme (4. Auflage). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2006
  • Best, R., Phase-Locked Loops: Design, Simulation and Applications, McGraw-Hill Education, 2009

 

Analoge Schaltungen (1)

Art Vorlesung
Nr. EMI819
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung gliedert sich folgendermaßen:
• Aufbau und Funktionsweise eines Operationsverstärker
• Merkmale und Eigenschaften des Operationsverstärkers
• Der Operationsverstärker als linearer Verstärker
• Diverse Grundschaltungen in Gegenkopplung
• Stabilitätsbetrachtungen im Bode-Diagramm
• Fehler-Rechnung
• Operationsverstärker in Mitkopplung

Literatur
  • Goßner, S., Grundlagen der Elektronik: Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Shaker -Verlag, 2008
  • Zastrow, D., Elektronik, Springer-Verlag, 12. Auflage, 2014
  • Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15.
  • Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016

Digitale Schaltungen 1

Art Vorlesung
Nr. EMI820
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen der Digitaltechnik
  • Reales Verhalten digitaler Schaltungen in Hardware
  • Kombinatorische Schaltungen
  • Sequentielle Schaltungen
Literatur
  • Fricke, K.: Digitaltechnik. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2009, 6. Auflage
  • Woitowitz, R.; Urbanski, K.; Gehrke, W.: Heidelberg: Springer Verlag, 2011 
  • Biere, A.; Kröning, D.; Weissenbacher, G.; Wintersteiger, Ch. M.: Digitaltechnik – Eine praxisnahe Einführung. Heidelberg: Springer Verlag, 2008
  • Reichardt, J.: Lehrbuch Digitaltechnik. Eine Einführung mit VHDL. München: Oldenbourg Verlag, 2013
  • Wöstenkühler, G.: Grundlagen der Digitaltechnik, Elementare Komponenten, Funktionen und Steuerungen. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2012
  • Liebig, H.: Logischer Entwurf digitaler Systeme (4. Auflage). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2006

Sensorik

Empfohlene Vorkenntnisse

Komplettes Grundstudium bis einschließlich 4. Semester

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer*innen beherrschen den gezielten Einsatz von Sensoren und geeigneten Signalverarbeitungsverfahren in der Messtechnik, Automatisierungstechnik und in der Regelungstechnik.

Nach Abschluss der Veranstaltung haben die Teilnehmer*innen eine mentale Karte der industriellen Sensorik und sind in der Lage, verschiedene Sensoren nach ihrem Einsatzgebiet und Genauigkeitsforderungen auszuwählen.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 150h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulklausur K90

Laborarbeit LA

Das Labor Mess- und Sensortechnik ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Stefan Hensel

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI-3nat

Veranstaltungen

Mess- uns Sensortechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI841
SWS 2.0
Lerninhalt

Definition und Eigenschaften eines Sensors: einfach, integriert, intelligent ("smart sensor")

Überblick von Messgrößen und möglichen Messprinzipien:

Druckmessung
• Drucksensoren: Piezoresistiv, kapazitiv, Temperaturkompensationsmethoden

Längen- und Wegmessung:
• Induktiv: Tauchanker, LVDT, Phasensynchrone Demodulation
• Kapazitiv: Schichtdickenmessung
• Optisch: Phasenbezogene Entfernungsmessung, Triangulation
• Laufzeitverfahren: Ultraschallsensoren und RADAR
• Digitale Messverfahren (Encoder)

Kraftmessung:
• Dehnungsmessstreifen und Auswerteschaltungen
• Piezoelektrische Sensorik

Korrelationsmesstechnik:
• Kreuzkorrelation, Störunterdrückung, Laufzeitkorrelation

Messsignalverarbeitung in der Messkette:
• Normalverteilte Messabweichungen
• Kleinste Quadrate Schätzung

Literatur
  • Tränkler, H., Sensortechnik Handbuch für Praxis und Wissenschaft, 2. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer, 2014
  • Hering, E., Schönfelder G.,Sensoren in Wissenschaft und Technik , Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2012
  • Schrüfer, E., Elektrische Messtechnik, München, Hanser, 2014

Labor Mess- und Sensortechnik

Art Labor
Nr. EMI842
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Labor verknüpft die in der Vorlesung erarbeiteten Messmethoden und vorgestellten Sensoren mit acht Versuchen von denen sechs durchgeführt werden:

  • Interferometrische Längenmesstechnik
  • Korrelationsmesstechnik: Störunterdrückung, Laufzeitmessungen
  • Dehungsmessstreifen: Dehnung, Biegung, Torsion, Wägezelle
  • Rechnergestützte Messdatenerfassung und -verarbeitung: Induktive und potentiometrische Wegmessung
  • Wegmessung: Linear Variabler Differenzialtransformator (LVDT), phasenempfindliche Demodulation (Lock-In-Verstärker)
  • Druckmesstechnik: Piezoresistive Druckmessung, Temperaturkompensation, Füllstandsmessung, barometrische Messungen
  • Laufzeitverfahren zur Distanzmessung: Ultraschallsensoren und Fehlereinflüsse, RADAR- und Ultraschallsensoren für die Füllstandsmessung
  • Kalibrierung von Sensoren: Temperaturmessung mit Widerstandssensorik, Kalibrierung von PT100 Elementen Magnetfeldsensorik, Kalibrierung eines 2D Magnetkompasses auf MEMS-Basis, Kalibirerung eines Hall-Sensors
Literatur
  • Tränkler, H., Sensortechnik Handbuch für Praxis und Wissenschaft, 2.Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer, 2014
  • Hering, E., Schönfelder G., Sensoren in Wissenschaft und Technik,
  • Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2012 Schrüfer, E., Elektrische Messtechnik, München, Hanser, 2014)

Signale und Systeme

Empfohlene Vorkenntnisse

Mathematik I und II

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden sind in der Lage, die Eigenschaften von zeitkontinuierlichen und zeitdiskreten Signalen mathematisch zu beschreiben. Sie können lineare zeitinvariante Systeme (LTI-Systeme) in Zeit- und Frequenzbereich beschreiben und können die Konzepte der Fourier-, Laplace- und z-Transformation anwenden um Signale und Systeme zu beschreiben und mit Impulsantwort, Sprungantwort und Übertragungsfunktion zu analysieren.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60h
Workload 120h
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulklausur K90

Leistungspunkte Noten

8 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Stephan Pfletschinger

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus
Zweiter Studienabschnitt EI-3nat

Veranstaltungen

Signale und Systeme

Art Vorlesung
Nr. EMI824
SWS 4.0
Lerninhalt

Signale und ihre Eigenschaften:
• Analoge und digitale Signale
• Elementare Signale
• Signalleistung, Signalenergie und Effektivwert

Systeme und ihre Eigenschaften:
• Gedächtnisfreie Systeme
• LTI-Systeme
• Impulsantwort und Faltung
• Sprungantwort und Eigenfunktionen

Fourierreihe und Fouriertransformation:
• Definition und Eigenschaften
• Systembeschreibung mit Fourierreihe und Fouriertransformation
• Fouriertransformierte periodischer und spezieller Funktionen

Laplacetransformation:
• Eigenschaften und Rechenregeln
• Rechnen im Bildbereich, Hin- und Rücktransformation
• Rechnen mit Delta- und Sprungfunktionen

z-Transformation
• Lineare Abtastsysteme
• Rechenregeln der z-Transformation
• Lösung von Differenzengleichungen

Literatur
  • O. Föllinger, Laplace- und Fourier-Transformation, 10. Auflage, VDE-Verlag, 2011.
  • I. Rennert, B. Bundschuh, Signale und Systeme: Einführung in die Systemtheorie. Hanser, 2013.
  • D. Ch. Von Grünigen, Digitale Signalverarbeitung mit einer Einführung in die kontinuierlichen Signale und Systeme. Hanser, 2014.
  • O. Beucher, Signale und Systeme: Theorie, Simulation, Anwendung. Springer, 2011.
  • F. Puente León, U. Kiencke, H. Jäkel, Signale und Systeme. Oldenburg Verlag, 2011

Signalverarbeitung

Empfohlene Vorkenntnisse

111 Credits aus den ersten zwei Studienjahren (zwingend)

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden:

- verstehen die Problematik der Abtastung und Quantisierung

- können numerische Filterung anwenden

- sind in der Lage Anwendungen der Signalverarbeitung auf einem DSP und/oder FPGA zu programmieren

- können das Programm Labview anwenden

 

Dauer 1
SWS 7.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 105h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 105h
Workload 210h
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausuren in den Fächern und eine mündliche Prüfung des Modulinhalts

Leistungspunkte Noten

7 CP

Modulverantwortlicher

Denis Prêtre

Empf. Semester 5, 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Génie Electrique

Veranstaltungen

Signalverarbeitung

Art Vorlesung/Labor
Nr.
SWS 7.0
Lerninhalt

Angewandte Signalverarbeitung:

  • Wiederholung der Z-Tranformation
  • Abtastung, Quantisierung und Codierung
  • Digitale Filter
  • DFT und FFT
  • Realisierung in einem DSP und/oder FPGA
  • Labview
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Überfachliche Kompetenzen

Empfohlene Vorkenntnisse

Komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden verstehen außerfachliche Herausforderungen ihres international ausgerichteten Berufsfelds einzuschätzen.

Dafür erwerben sie Grundkenntnisse in Betriebswirtschaftslehre sowie dem wissenschaftlichen Arbeiten und Publizieren. Sie erlangen die Fähigkeit eine Wissenschaftliche Arbeit zu erstellen und zu dokumentieren.

 

Dauer 2
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60h
Workload 120h
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur 60 Betriebswirtschaftslehre (Gewichtung 50 %)

Praktische Arbeit Wissenschaftliches Arbeiten und Publizieren (Gewichtung 50 %)

Jede Einzelprüfungsleistung muss bestanden werden.

Leistungspunkte Noten

3 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Elke Mackensen

Empf. Semester 3, 4
Haeufigkeit jährlich (SS+WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt EI-3nat

Veranstaltungen

Betriebswirtschaftslehre

Art Vorlesung
Nr. EMI845
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen der Betriebswirtschaftslehre
  • Unternehmensführung/Management
  • Informationswirtschaft (Externes und internes Rechnungswesen)
  • Finanzierung und Investition
  • Personalwirtschaft
  • Materialwirtschaft
  • Produktionswirtschaft
  • Absatzwirtschaft/Marketing
Literatur

Vahs, D., Schäfer-Kunz, J., Einführung in die Betriebwirtschaftslehre, 5. Auflage, Stuttgart, Schäffer-Poeschel-Verlag, 2007

Wissenschaftliches Arbeiten und Publizieren

Art Seminar
Nr. EMI4801
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Individuelle Themenstellung
Literatur
  • Leitfaden zur Anfertigung wissenschaftlicher Arbeiten an der Fakultät E+I, Fakultät EMI
  • Zudem vom Betreuer der Bachelor-Thesis vorgegebene Literatur

Wahlmodul Automatisierte Systeme oder Embedded Systems II

Empfohlene Vorkenntnisse

111 Credits aus den ersten zwei Studienjahren (zwingend)

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Embedded Systems

Die Studierenden:

- entwickeln eine mobile Anwendung

- benutzen Linux für Embedded Systems

- wenden Echtzeitbetriebssysteme an

 

Automatisierte Systeme

Die Studierenden:

- analysieren ein komplexes Problem der Bildverarbeitung mit einer intelligenten Kamera

- können die verschiedenen Feldbustypen definieren, charakterisieren und aufzählen

- charakterisieren den Aufbau der Steuerung einer Fertigungsstraße und programmieren die Steuerung

- kennen die Charakteristiken der industriellen Robotertypen

- steuern die Roboter über Koordinatensysteme

- können die Anwendungsproblematik von Robotersystemen einschätzen

Dauer 2
SWS 10.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 150h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150h
Workload 300h
ECTS 10.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausuren in den Fächern

Leistungspunkte Noten

10 CP

Modulverantwortlicher

Serge Monnerat (Embedded Systems)

Fabien Golay (Automatisierte Systeme)

 

Empf. Semester 5, 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Génie Electrique

Veranstaltungen

Automatisierte Systeme oder Embedded Systems II

Art Vorlesung/Labor/Übung/Praxis
Nr.
SWS 10.0
Lerninhalt

Automatisierte Systeme:

Bildverarbeitung:

  • Intelligente Kamera (Cognex Insight)
  • Bildanalyse
  • Kommunikation
  • komplexe Anwendung mit Kommunikation und Supervision

Automaten:

  • Feldbusse (Profibus, Porfinet, Ethercat)
  • Supervision (WinCCflexible oder Beckhoff Twincat)
  • Digitale Steuerung einer Einheit
  • elektropneumatische Module
  • Konzept der Steuerung einer Fertigungsstraße

Robotik:

  • industrielle Roboter; ihre Anwendungsgebiete, Programmierung,
  • Orientierungspunkte
  • Relativbewegung
  • Kommunikation mit Robotern
  • Integration von Sensoren und Kameras in einer Roboteranwendung
  • Peripherie

Verschiedenes:

  • Kamera, Optik, lighting, Bildprozesse, Längenmessgeräte, Qualitative Messungen, Optical Character Recognition OCR, Datenmatrix, Kommunikation.
  • Process Control : Programmierschnittstelle (Automate Programmable Industrie - API),
  • Funktionsweise von Automaten, Kombinatorische Logik, Data BlockFunction-Function Block DB-FC-FB, Serielle Schnittstelle, PROFINET,Supervision.
  • Labview :Grundlagen, Ereignisse, state machine, Übernahme von Daten, Kommunikation RS, TCP/IP, DLL, USB, OPC SERVER.

Technische Informatik :

  • Ereignisorientierte Programmierung, Zustandsmaschinen,
  • Kommunikation TCP/IP

ODER

Embedded Systems II:

Mobile Systeme:

  • Programmierung mit beschränkten Ressourcen
  • Android-Programmierung

Linux für Embedded Systems:

  • Kennenlernen des Linux-Kerns, Entwicklung von PeripherieSteuerelementen für den Linux-Kern, Debuggen, Arbeiten mit der
  • Linux-Community
  • Cross-Compiler, C-Bibliotheken, Bootloader, Konfiguration und
  • Kompilation des Linux-Kerns, Bibliotheken
  • traditionelle und auf Flash-Speicher spezialisierte Dateisysteme
  • Entwicklungswerkzeuge
  • Inbetriebnahme der Anwendung
  • spezielle Anforderungen von Echtzeitsystemen

Fortgeschrittene Elektronik:

  • Grundlagen der analogen Übertragung auf die Mikrokontroller. Geräte mit niedrigem Verbrauch, niedrige Kosten und geringe Größe. Gegen-Reaktion, Stabilität, Oszillatoren, VCO, PLL.
  • Energiequellen, Verwaltung, Speicherung, Akku Ladegeräte. Erfassungvon schwachen Signalen (Verstärker).
  • Filter.
  • Eigensicherer- und Interferenz-Rauschen, EMV.
  • Wireles Lan und Lan Kommunikation.
  • System on Chip
  • Erforschung der On Chip Prozessoren
  • Integration von „On Chip Systemen“ (SOC) mit Prozessoren auf programmierbare Logiksystemen.
  • Entwicklung von Softwareanwendungen für SOC.
  • Regelungstechnik II GEL
  • Wahl einer Lösung für einen Antrieb (Sensor, Steuerung, Antrieb, Schnittstellen)
  • Z-Transformation, Modellierung, dynamische Analyse, digitale Simulation. Konzeption und Implementierung von digitalen Reglern.

 

Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Wahlpflichtfächer

Empfohlene Vorkenntnisse

Empfohlene Vorkenntnisse werden in der Liste der Wahlpflichtfächer beschrieben.

Lehrform Fachspezifisch
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden erhalten die Möglichkeit zur individuellen Profilbildung. Hierzu steht ein breites Angebot von Veranstaltungen aus der Fakultät und aus anderen Studiengängen
der Hochschule zur Verfügung. Die Leistungspunkte des Wahlmoduls können bewusst frei konfiguriert werden, um ein aktuelles Angebot zu gewährleisten. So können Spezialgebiete und aktuelle Forschungsthemen der Professoren und Lehrbeauftragten auch in die Profilbildung beim Bachelor-Studierenden einfließen. Qualitätssichernde Einschränkungen in der Konfigurierbarkeit des Moduls werden über die Liste der Wahlpflichtfächer zu Semesterbeginn bekannt gemacht.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 180h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Diverse Formen von Prüfungsleistungen wie Klausur, Referat, Hausarbeit und Kombinationen dieser Prüfungsformen. Die belegten Wahlpflichtfächer müssen einzeln bestanden sein. Die Gesamtnote des Moduls berechnet sich gewichtet nach den Credits der einzelnen Wahlpflichtfächer.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.- Ing. Elke Mackensen

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI-3nat

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