Elektrotechnik/Informationstechnik

Mit EI die Top-Themen unserer Zeit wie Digitalisierung, Mobilität, Vernetzung oder die Energiewende mitgestalten!

Modulhandbuch

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Elektrotechnik/Informationstechnik (EI)

PO-Version [  20202  ]

Automatisierungssysteme

Empfohlene Vorkenntnisse

Modul Informatik 1

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

Modulklausur K60 + Laborarbeit LA. Labor muss m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Jörg Fischer

Empf. Semester EI-03, EI-plus-03
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Pflichtveranstaltung im Bachelorstudiengang EI

Veranstaltungen

Automatisierungssysteme 1

Art Vorlesung
Nr. EMI831
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, 4. Auflage, München: Hanser Verlag, 2015
  • R. Langmann, Taschenbuch der Automatisierung, 3. Auflage, München: Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2017
  • Norbert Becker, Automatisierungstechnik, 2.Auflage, Würzburg: Vogel-Buchverlag, 2014
  • Wellenreuther, Zastrow, Automatisieren mit SPS - Theorie und Praxis, 6. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg, 2015
  • T. Heimbold, Einführung in die Automatisierungstechnik, München: Fachbuchverlag Leipzig im Carl-Hanser-Verlag, 2015

 

Labor Automatisierungssysteme 1

Art Labor
Nr. EMI832
SWS 2.0
Lerninhalt

In den Laborübungen lernen die Studierenden 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
  • M. Seitz, Speicherprogrammierbare Steuerung für die Fabrik- und Prozessautomation, 4. Auflage, München: Hanser Verlag, 2015
  • Wellenreuther, Zastrow, Automatisieren mit SPS - Theorie und Praxis, 6. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg, 2015

Bachelorarbeit

Empfohlene Vorkenntnisse

Alle Module der ersten sechs Semester

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden

  • bearbeiten eigenständig ein vorgegebenes Themas aus dem Bereich der Elektro- und Informationstechnik in einer gegebenen Zeit,
  • arbeiten sich selbstständige in eine weitgehend neue Problemstellung ein,
  • lernen industrielle Aufgabenstellungen kennen,
  • wenden erlernte systemische Entwicklungsvorgehensweisen und Entwicklungsmethoden aus den Vorlesungen an,
  • präsentieren schriftlich und mündlich ihre Arbeit.
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. KO muss m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Elke Mackensen

Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI

Veranstaltungen

Bachelor-Thesis

Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. EMI848
SWS 0.0
Lerninhalt

Individuelle Themenstellung

Literatur
  • Leitfaden zur Anfertigung wissenschaftlicher Arbeiten an der Fakultät E+I, Fakultät EMI
  • Zudem vom Betreuer*in der Bachelor-Thesis vorgegebene Literatur

Kolloquium

Art Seminar
Nr. EMI849
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

Betriebliche Praxis

Empfohlene Vorkenntnisse

Umfangreiche, nachgewiesene Vorkenntnisse im bisherigen Studium:

  • mind. 75 Credits nach dem 3. Semester oder
  • mind. 90 Credits nach dem 4. oder ggf. späteren Semester

und die vorherige Teilnahme am "Kolloquium Betriebspraktikum"

Lehrform Praktikum
Lernziele / Kompetenzen

Lernziele des Moduls sind

  • das im bisherigen Studium erlernte fachliche Wissen durch Tätigkeiten in einschlägigen Betrieben anwendungsnah und projektorientiert festigen und erweitern zu können,
  • sicherheitstechnische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen zu berücksichtigen,
  • eigene Softskills einzubringen und eine betriebliche Sozialisation zu durchlaufen,
  • die Weitergabe der persönlichen Erfahrungen an andere Studierende.

 

Dauer 1
SWS 1.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 15h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 885h
Workload 900h
ECTS 30.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Lernkontrolle/Leistungsüberprüfung durch Berichte und Referat:

  • Erster Erfahrungsbericht nach vier Wochen
  • Tätigkeitsbericht (min. 40 Seiten) zum Ende des Praktikums
  • Zweiter Erfahrungsbericht (kurz) zum Ende des Praktikums
  • Tätigkeitsnachweis/Praktikantenzeugnis durch Betrieb
  • Passive und aktive Teilnahme am begleitenden Kolloquium

Bericht muss m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Werner Reich

Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus

Veranstaltungen

Betriebspraktikum

Art Praktikum
Nr. EMI837
SWS 0.0
Lerninhalt

Weitgehend selbstständige, ingenieurnahe Bearbeitung von und Mitarbeit in Projekten zwecks

  • Anwendung und Festigung der an der Hochschule erlernten Fachkenntnisse
  • Lösung betriebsrelevanter Aufgaben in der Entwicklung, im Test, in der Projektierung, in der Produktion oder in weiteren einschlägigen Bereichen
  • Vertiefung der fachlichen Kenntnisse in mind. einem der Bereiche Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik, Elektrische Energietechnik.
Literatur
  • Die erforderliche Literatur ist spezifisch für die im Betrieb zu bearbeitenden Aufgaben und Projekte. Kann im Betrieb beschafft werden oder ggf. über die Hochschulbibliothek.
  • Für die Berichtserstellung: Leitfaden zur Anfertigung wissenschaftlicher Arbeiten an der Fakultät Elektrotechnik, Medizintechnik und Informatik

Kolloquium Betriebliche Praxis

Art Seminar
Nr. EMI838
SWS 1.0
Lerninhalt

Präsentation der Erfahrungen im Betriebspraktikum zum einen gegenüber anderen Praktikant*innen und zum andern gegenüber Studierenden, die das Betriebspraktikum noch vor sich haben:

  • Tätigkeiten: Aufgaben und Lösungen
  • Vorgehensweise, Projektmanagement, Probleme
  • Erfahrungen mit Vorgesetzten und Kolleginnen und Kollegen
Literatur

Hüttmann, Andrea: Erfolgreiche Präsentationen mit PowerPoint.
Mit wertvollen Tipps und Tricks. 2018, Springer Gabler Verlag

Bussysteme und Schnittstellen

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Bussysteme und Schnittstellen (EMI839)

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer*innen kennen die elektrischen und prozessualen Grundlagen für den Aufbau von Bussystemen und Schnittstellen. Sie kennen die wichtigsten Bus- und Interface-Techniken der verschiedenen Anwendungsgebiete (Industrie, Consumer, Telekommunikation). Sie haben die Grundlagen für die Entwurfsentscheidungen dieser Lösungen verstanden, so dass sie die Stärken und Schwächen der jeweiligen Technologien beurteilen und Optimierungspotenzial ausnutzen können. Sie können die wichtigsten Technologien nicht nur einsetzen, sondern auch optimieren und integrieren.

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. Labor muss m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Axel Sikora

Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI

Veranstaltungen

Bussysteme und Schnittstellen

Art Vorlesung
Nr. EMI839
SWS 2.0
Lerninhalt

Einführung

Grundlagen der Protokollimplementierung

Physische Schicht

  • Differentielle und massebezogene Übertragung, bidirektionale Übertragung.
  • Eigenschaften der Übertragung im Basisband
  • Kanaleigenschaften
  • Realisierung von Eingangs- und Ausgangstreibern
  • Leitungscodierung
  • serielle und parallele Übertragungssysteme
  • Topologien

Protokolle auf Schnittstellen und Bussystemen

  • lokales Bussysteme (CAN, LIN)
  • Ethernet-basierte Systeme (Real-Time Ethernet, Feldbusse)
  • USB
  • Profibus
Literatur
  • Dembrowski, K., Computerschnittstellen und Bussysteme, 2. Auflage,Heidelberg, Hüthig Verlag, 2001
  • Zimmermann, W., Schmidgall R., Bussysteme in der Fahrzeugtechnik, 4. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Labor Bussysteme und Schnittstellen

Art Labor
Nr. EMI840
SWS 2.0
Lerninhalt

Verständnis, Inbetriebnahme und Optimierung von Protokolllösungen in Software und Hardware, insbesondere für folgende Bussysteme und Schnittstellen:

  • Serial Peripheral Interface (SPI)
  • Universal Synchronous / Asynchronous Receiver Transmitter (USART)
  • Local Interconnect Network (LIN)
  • Controller Area Network (CAN)
  • Universal Serial Bus (USB)
  • Ethernet
Literatur
  • Dembrowski, K., Computerschnittstellen und Bussysteme, 2. Auflage,Heidelberg, Hüthig Verlag, 2001
  • Zimmermann, W., Schmidgall R., Bussysteme in der Fahrzeugtechnik, 4. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Digitale Signalverarbeitung

Empfohlene Vorkenntnisse

Modul Signale und Systeme, Modul Mathematik 1, Modul Mathematik 2

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 + Projektarbeit. Klausur K45 (50%) + Projektarbeit PR (50%)

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Stephan Pfletschinger

Empf. Semester EI-04
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI

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 1

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Elektrotechnik 1 und Elektrotechnik 2

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: 60h
Workload 120h
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulklausur K90

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Sven Meier

Max. Teilnehmer 45
Empf. Semester EI-03, EI-plus-03
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit
  • Das Modul Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1 ist Voraussetzung für die nachfolgenden/weiterführenden Module in der Energietechnik Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 2 und 3
  • Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI, EI-plus
Veranstaltungen

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Art Vorlesung
Nr. EMI828
SWS 4.0
Lerninhalt

1.Einführung in die Energietechnik – Energie, Leistung, Kraft

2. Erzeugung elektrischer Energie fossile Kraftwerke

  • Kernkraftwerke
  • (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, Print ISBN: 978-3-642-22345-7, Electronic ISBN: 978-3-642-22346-4, 4. Auflage, 2015

Elektrische Energieverteilung, René Flosdorff, Günther Hilgarth, Springer Vieweg, eBook ISBN 978-3-8348-2363-2, Softcover ISBN 978-3-8351-0244-6, 10. Auflage, 2020

Elektromobilität

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Elektrotechnik 1, Elektrotechnik 2, Physik

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden lernen die Grundlagen von elektrischen Maschinen kennen. Sie verstehen die grundsätzlichen physikalischen Gesetzmäßigkeiten und kennen die Unterschiede und Besonderheiten verschiedener Maschinentypen. Als konkrete Anwendung elektrischer Maschinen lernen die Studierenden die Elektromobilität kennen. Hierbei sind sie in der Lage, die aktuellen Entwicklungen im Bereich der Elektromobilität nachzuvollziehen und gegebenenfalls selbst mit zu gestalten.

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

Modulklausur K90

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Christian Klöffer

Empf. Semester EI-03
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI

Veranstaltungen

Elektromobilität

Art Vorlesung
Nr. EMI826
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Motivation für Elektromobilität sowie technische Herausforderungen
  • Hybride und elektrische Antriebskonzepte
  • Grundlagen Antriebskomponenten von Elektro- und Hybridfahrzeugen (Verbrennungsmotor, Getriebe, Energiespeicher, Leistungselektronik)
  • Betriebsstrategien für Elektro- und Hybridfahrzeuge
  • Ladeverfahren und -infrastruktur
  • Sicherheitsmechanismen in Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb
  • Ermittlung der Energieverbräuche und Betrachtung von Umweltaspekten
  • Aktuelle und zukünftige Trends der Elektromobilität
Literatur
  • Kampker, A., Vallée, D., Schnettler A., Elektromobilität - Grundlagen einer Zukunftstechnologie, SpringerVieweg, 2013
  • Reif, K., Noreikat, K., Borgeest, K., Kraftfahrzeuge - Hybridantriebe, SpringerVieweg 2012
  • Wallentowitz, H., Freialdenhoven, A., Strategien zur Elektrifizierung des Antriebsstranges Technologien, Märkte und Implikationen, 2. Auflage, Vieweg +Teubner-Verlag, 2011
  • Hofmann, P., Hybridfahrzeuge - Ein alternatives Antriebskonzept für die Zukunft, Springer-Verlag, 2010
  • Naunin, D., Bartz, W., Wippler, E., Hybrid-, Batterie- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge Technik, Strukturen und Entwicklung, Expert-Verlag, 2006

Elektrische Antriebe 1

Art Vorlesung
Nr. EMI827
SWS 2.0
Lerninhalt

Physikalische Grundlagen von elektrischen Maschinen

Aufbau, Funktionsweise und Betriebsverhalten verschiedener Gleichstrommaschinen

  • Permanentmagneterregt
  • Fremderregt
  • Reihenschluss
  • Nebenschluss

Aufbau, Funktionsweise und Betriebsverhalten von Synchronmaschinen

  • Netzbetrieb
  • Betrieb am Frequenzumrichter

Aufbau, Funktionsweise und Betriebsverhalten von Asynchronmaschinen

  • Netzbetrieb
  • 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

Embedded Systems 1

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

Modulklausur K90

Laborarbeit LA, Labor muss m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Empf. Semester EI-03, EI-plus03
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 1

Art Vorlesung
Nr. EMI833
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 1

Art Labor
Nr. EMI834
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

Grundlagen Kommunikationstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Mathematik 1, Mathematik 2, 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

Modulklausur K60

Laborarbeit LA. Labor muss m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Stephan Pfletschinger

Empf. Semester EI-03, EI-plus-03
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI, EI-plus

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

Neue elektronische Technologien und Zuverlässigkeit

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Elektrotechnik 1 und 2, Physik, Schaltungsdesign, Halbleitertechnik

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden befähigt:

  • Die Notwendigkeit der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zu erkennen und zu verstehen.
  • Störmechanismen zu identifizieren und zu analysieren.
  • Typische Maßnahmen zur Beherrschung der EMV-Problematik und Prüfverfahren zu kennen.
  • neue elektronische Bauelemente wie gedruckte Transistoren, Memristoren, Tunnelbauelemente, Einzelelektronentransistoren, Quantenpunktkontakte und andere Bauelemente in ihrer Funktion zu verstehen, sowie deren Herstellungsmethoden und Materialien zu kennen.
  • Technologiekenntnisse über Dünnschichtverfahren sowie über nanotechnologische Verfahren zu kennen.
  • sich selbstständig Wissen aus Fachpublikationen anzueignen.
Dauer 2
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60h
Workload 120h
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K60 Elektromagnetische Verträglichkeit (50%)
Mündliche Prüfung M Gedruckte Elektronik und Quantentechnologien (50%). Jede Prüfungsleistung muss einzeln bestanden werden.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Marlene Harter

Empf. Semester EI-06, EI-07
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI

Veranstaltungen

Gedruckte Elektronik und Quantentechnologien

Art Vorlesung
Nr. EMI844
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Einblick in neue Technologien und Herstellungsprozesse von additiven Technologien (funktionales Drucken), Nanotechnologie (Aufdampfen, Sputtern, Elektronenstrahllithographie) bis hin zur
  • Quantentechnologie (Grundlagen von Quanteneffekten, Quantelung von Leitwerten, Coulombblockade, etc.)
  • Funktionsweise verstehen von klassischen und Quanten-Bauelementen
  • Erarbeiten von aktuellem, zusätzlichem Wissen basierend auf Publikationen, Wissenschaftliches Vortragen
  • Optional und je nach Nachfrage: eintägiger/halbtägiger Besuch eines Hightech-Labors: z.B. wissenschaftliche Institute, Firmen in der Umgebung
Literatur

· Rodrigo Martins, Elvira Fortunato, Pedro Barquinha, Luis Pereira, ”Transparent Oxide Electronics”, Wiley, 2012
· Zheng Cui, Chunshan Zhou, Song Qiu, Zheng Chen, Jian Lin, ”Printed Electronics: Materials, Technologies and Applications”, Wiley, 2016
· Rainer Waser, Nanoelectronics and Information Technology, Advanced Electronic Materials and Novel Devices, Wiley-VCH, 2012

Elektromagnetische Verträglichkeit

Art Vorlesung
Nr. EMI843
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung gliedert sich folgendermaßen:

  • Grundlagen zur Messtechnik und Wellenausbreitung
  • Störquellen
  • Störkopplungen (galvanisch, kapazitiv, induktiv)
  • Arten der Störaussendung
  • Gegenmaßnahmen in der Schaltungstechnik
  • Gegenmaßnahmen auf der Geräteebene
  • EMV-Messtechnik   
  • EMV-Normen und Gesetze

 

Literatur
  • Stotz, D., Elektromagnetische Verträglichkeit in der Praxis, Springer-Verlag, 2019
  • Schwab, A.J., Kürner, W., Elektromagnetische Verträglichkeit, Springer Verlag, 2011
  • Gustrau, F., Elektromagnetische Verträglichkeit: Berechnung der elektromagnetischen Kopplung, Prüf- und Messtechnik, Zulassungsprozesse, Hanser-Verlag, 2015
  • Williams, T., EMC for Product Designers, Newnes, 2016

Projektmanagement

Empfohlene Vorkenntnisse

Keine

Lehrform Vorlesung/Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden kennen die Grundlagen der Betriebswirtschaftslehre. Sie haben nach Abschluss des Moduls Überblick über den Managementprozess, die Funktionsbereiche Beschaffung und Produktion, die Personalführung sowie insbesondere über das Rechnungswesen und die Finanzwirtschaft und damit über alle wesentlichen Themengebiete der Betriebswirtschaftslehre.

Zudem kennen die Absolvent*innen nach Abschluss des Moduls die im Rahmen eines Projektlebenszyklus durchzuführenden Methoden des Projektmanagements und deren Nutzen.

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

Klausur K60 Betriebswirtschaftslehre

Referat RE Seminar Projektmanagement. Referat muss m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Elke Mackensen

Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI, EI-plus

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

Seminar Projektmanagement

Art Seminar
Nr. EMI846
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Rahmen des Seminars Projektmanagement wird eine praxisorientierte Einführung in die Methoden und Vorgehensweisen des modernen Projektmanagements gegeben.
Das Seminar umfasst im Einzelnen folgende Inhaltspunkte:

Projektmanagement:

  • Definitionen
  • Richtlinien, Nutzen Projektmanagement und Projekt Definitionen nach DIN; Determinanten des Projektmanagement-Erfolgs; Das "Magische Dreieck" des Projektmanagements.
  • Projektorganisationsformen, Reine Projektorganisation, Projektkoordination, Matrix-Organisation – Projektlebenszyklus, Projektdefinition 

Projektplanung:

  • Kick-off, Erstellen eines Projektstrukturplans(PSP); Verfahren der Aufwandsschätzung;
  • Termin- und Ablaufplanung (Gantt-Chart, Meilensteinplan; Netzplantechnik),
  • Ressourcen- und Kostenplanung; Risikomanagement; Praxisanleitung zur Projektplanung.

Projektabwicklung/ -controlling:

  • Projektabwicklung, Qualitäts- und Config.-Management);
  • Techniken zur Erfassung zukunftsbezogener IST-Daten;
  • Datenauswertung (Soll-Ist Vergleich);
  • Earned-Value Analyse (EVA); Meilenstein Trend Analyse (MTA));
  • Definieren von Steuerungsmaßnahmen. – Projektabschluss:
  • Produktabnahme; Projektabschlussbericht mit
  • Abschlussanalyse; Projektabschluss-Meeting (Kick-Out); Feedback zum Projekt.
  • Kosten des Projektmanagements

Diverse Themen des Projektmanagements:

  • Einführung in MS Projects - praktische Übung im Team -Arbeitstechniken zur Unterstützung von Projektmanagement: Kreativitätstechniken;
  • Problemlösungstechniken; Kommunikationstechniken;
  • Verhalten und Steuern von Besprechungen (Videopräsentation). -Abschlussdiskussion – Feedback der Seminarteilnehmer
Literatur
  • Burghardt, M., Einführung in Projektmanagement, 4. Auflage, Erlangen, Publicis MCD Verlag, 2002
  • Haynes, M., Projektmanagement, 3. Auflage, Menlo Park, Calif., Crisp Learning, 2002
  • Wischnewski, E., Projektmanagement auf einen Blick, Braunschweig, Wiesbaden, Vieweg, 1993

Regelungstechnik 1

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Signale und Systeme, Mathematik 1 und Mathematik 2

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

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Jörg Fischer

Empf. Semester EI-04, EI-plus-04
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

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

Veranstaltungen

Regelungstechnik 1

Art Vorlesung
Nr. EMI835
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 Regelungstechnik

  • 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
  • Labore Elektro- Messtechnik 1 und 2
  • Modul 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 Klausur K120 und Laborarbeit LA. Labor muss m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Elke Mackensen

Empf. Semester EI-03/04; EI-03/04
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

Schwerpunkt Automatisierungstechnik

Lehrform Vorlesung/Labor
Dauer 1
SWS 14.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 210h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 270h
Workload 480h
ECTS 16.0
Haeufigkeit jedes 2. Semester

Schwerpunkt Communication Systems Engineering

Lehrform Vorlesung/Seminar/Labor
Dauer 1
SWS 18.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 270h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 270h
Workload 540h
ECTS 18.0
Haeufigkeit jedes 2. Semester

Schwerpunkt Elektromobilität

Lehrform Vorlesung/Labor
Dauer 1
SWS 18.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 270h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 270h
Workload 540h
ECTS 18.0
Haeufigkeit jedes 2. Semester

Schwerpunkt Embedded Systems

Lehrform Vorlesung/Übung/Labor
Dauer 1
SWS 14.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 210h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 270h
Workload 480h
ECTS 16.0
Haeufigkeit jedes 2. Semester

Schwerpunkt Energietechnik

Lehrform Vorlesung/Labor
Dauer 1
SWS 18.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 270h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 270h
Workload 480h
ECTS 18.0
Haeufigkeit jedes 2. Semester

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. Labor muss m.E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Stefan Hensel

Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI, EI-plus, MKA (ab 5. Semester)

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

Module Mathematik 1 und Mathematik 2

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

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Stephan Pfletschinger

Empf. Semester EI-03, EI-plus-03
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus

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

Simulation elektrischer Schaltungen

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Elektrotechnik, Module Physik und Halbleitertechnik

Lehrform Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls können die Studierenden elektronische Schaltungen – insbesondere analoge Schaltungen – mit rechnergestützten Verfahren simulieren. Die Studierenden kennen die verschiedenen Simulationsarten für elektronische Schaltungen und können diese situativ anwenden.

Dauer 1
SWS 2.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 30h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 30h
Workload 60h
ECTS 2.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Laborarbeit LA. Labor muss m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Jasmin Aghassi-Hagmann

Empf. Semester EI-03
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI

Veranstaltungen

Simulation elektrischer Schaltungen

Art Seminar
Nr. EMI825
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Benutzung der Freeware Version von Cadence, OrCAD für die Schaltungssimulation auf schematic-Ebene
  • Entwurf und Schaltungssimulation von einfachen Schaltungen wie Verstärker, Widerstandsnetzwerke, Filtern, Schwingkreise, Ringoszillationen, Digitallogik
  • DC Analyse, Transientenanalyse, Monte-Carlo Verfahren
Literatur
  • Beetz, B.: Elektroniksimulation mit PSPICE. Analoge und digitale Schaltungen mit ausführlichen Simulationsanleitungen. 3. Auflage. Wiesbaden: Vieweg Verlag, 2008
  • Baumann, P.: Sensorschaltungen. Simulation mit PSPICE. Wiesbaden: Vieweg Verlag, 2006
  • Fitzpatrick, D.: Analog Design and Simulation using OrCAD Capture and Pspice. Oxford: Newnes/Elsevier, 2012
  • Mackensen, E.: Tutorial: Einführung in Orcad 16.6 PSPICE. 2014.
  • Eckl, K.P.: Analogsimulation mit PSPICE. In: PCNEWS, Ausgabe 49, September 1996, pp. 69-73

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
Aufwand
Lehrveranstaltung 120h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120h
Workload 240h
ECTS 8.0
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.

Den Studierenden, die aus dem ersten Schwerpunktblock Communication Systems Engineering oder Energietechnik und aus dem zweiten Schwerpunktblock Automatisierungstechnik gewählt haben, wird dringend empfohlen, als Wahlpflichtfach die Vorlesung Leistungselektronik (4 SWS und 4 Credits) zu wählen.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Elke Mackensen

Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI

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