Elektrotechnik/Informationstechnik PLUS Pädagogik

Attraktiv und abwechslungsreich: EI-PLUS verbindet Elektrotechnik und Pädagogik

Modulhandbuch

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Elektrotechnik/Informationstechnik plus (EI-plus)

PO-Version [  20222  ]

Angewandte Elektrische Antriebe

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesungen Leistungselektronik und Vorlesung Elektrische Antriebe 1

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden kennen die Wirkungsweise der am weitesten verbreiteten elektrischen Antriebe. Sie beherrschen die wichtigsten formelmäßigen Zusammenhänge zwischen Strömen, Spannungen, Drehmoment und Drehzahl der betrachteten Antriebe und können die Antriebe grob auslegen. Die Studierenden überblicken die feldorientierte Regelung elektrischer Antriebe. Sie sind vertraut mit dem praktischen Umgang mit verschiedenen elektrischen Antrieben und mit ihrem Betriebsverhalten, insbesondere bei Stromrichterspeisung.

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

Klausur K90. Labor ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein,

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Uwe Nuß

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus, MKA, MK-plus

Veranstaltungen

Labor Elektrische Antriebe und Leistungselektronik

Art Labor
Nr. EMI1852
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung gliedert sich folgendermaßen:

•    Versuche zur Gleichstrommaschine

•    Versuche zu Thyristoren und netzgeführten Stromrichtern

•    Versuche zu selbstgeführten Stromrichtern

•    Versuche zu netzgespeisten Asynchronmaschinen

•    Versuche zu frequenzumrichtergespeisten Asynchronmaschinen

•    Versuche zu frequenzumrichtergespeisten permanentmagneterregten Synchronmaschinen

Literatur

Fischer, R.: Elektrische Maschinen, 17. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2017

Specovius, Joachim: Grundkurs Leistungselektronik, 10. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg Verlag, 2020.

Elektrische Antriebe 2

Art Vorlesung
Nr. EMI851
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung gliedert sich folgendermaßen:

  • Komponenten elektrischer Antriebe
  • Aufbau und Wicklungen von Drehstrommaschinen
  • Raumzeigertheorie
  • Stationäres mathematisches Modell und Betriebskennlinien der Asynchronmaschine im Grunddrehzahl- und Feldschwächbereich
  • Ausführungsformen und Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit Asynchronmaschinen
  • Verfeinertes stationäres mathematisches Modell der permanentmagneterregten Synchronmaschine
  • Regelungsstruktur stromrichtergespeister Antriebe mit permanentmagneterregten Synchronmaschinen
Literatur
  • Schröder, D.: Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015
  • Fischer, R.: Elektrische Maschinen, 17. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2017

 

Automatisierungssysteme 1

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer*innen verstehen, wie Nachrichten durch analoge elektrische Signale dargestellt und übertragen werden. Sie beherrschen die Kriterien der Signalqualität und verstehen grundlegende Modulationsverfahren in der Theorie und in praktischer Anwendung.

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

Automatisierungssysteme 1: Klausur K60 (50 %)

Elektrische Antriebe 1: Klausur K60 (50 %)

Jede Prüfungsleistung muss einzeln bestanden werden. Das Labor ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dipl.-Ing. Jörg Fischer

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

Studiengänge EI, EI-plus, EI-3nat

Veranstaltungen

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

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

Automatisierungssysteme 2

Empfohlene Vorkenntnisse

Modul Automatisierungssysteme

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls kennen die Studierenden

  • den grundsätzlichen Aufbau, die Funktionsweise und wichtige Anwendungsgebiete von Prozessleitsystemen und können Änderungen an bestehenden PCS7-Programmen durchführen.
  • wichtige Arten der Bewegungssteuerung (Motion Control) und können selbstständig Bewegungssteuerungen auf einem Umrichter und/oder auf einer S7-1500 unter  Verwendung von Technologieobjekten programmieren.
  • wichtige Konzepte der funktionalen Sicherheit sowie deren Realisierung mittels Speicherprogrammierbarer Steuerungen und können sicherheitsgerichtete Funktionen auf einer S7-1500 SPS realisieren.
  • wichtige Trends der Automatisierungstechnik und sind in der Lage eine Steuerung durch virtuelle Inbetriebnahme an einem digitalen Zwilling zu testen in Betrieb zu nehmen.
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60
Workload 120
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klaussur K60. Das Labor ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Jörg Fischer

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI, EI-plus

Veranstaltungen

Automatisierungssysteme 2

Art Vorlesung
Nr. EMI885
SWS 2.0
Lerninhalt

Prozessleitsysteme (PLS):

  • Aufbau und Anwendungsgebiete
  • Herstellergebundene PLS und SCADA-Systeme

Bewegungssteuerungen (Motion Control):

  • Industrieroboter (Kinematik, Koordinatensysteme und -transformation, Steuerung, Bewegungsführung)
  • CNC-Maschinen (Aufbau und Funktionsweise)

Einführung in die funktionale Sicherheit:

  • Maschinenrichtlinie, Normen und Standards
  • Risikobeurteilung und CE-Zertifizierung

Trends in der Automatisierungstechnik:

  • Industrie 4.0
  • Digitaler Zwilling
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 Regelungs- und Automatisierungstechnik 1

Art Labor
Nr. EMI886
SWS 2.0
Lerninhalt

In den Laborübungen werden u. a. folgende Themen behandelt:

  • Aufbau, Bedienung und Programmierung eines Prozessleitsystems am Beispiel der PCS7 der Firma Siemens.
  • Aufbau, Bedienung und Programmierung sicherheitsgerichteter Steuerungen und Anwendungen am Beispiel einer S7-1500 Steuerung mit
    Sicherheitsmodulen der Firma Siemens
  • Aufbau, Bedienung und Programmierung von Bewegungssteuerungen (Motion Control) am Beispiel einer S7-1500 Steuerung mit SIMOTICS Umrichter und Motor Mehr
  • Entwurf und Programmierung der Bewegungssteuerung eines Portalroboters auf einer S7-1500 Steuerung mittels Technologieobjekten
  • Inbetriebnahme von Steuerungen und Regelungen mit Hilfe eines „Digitaler Zwillings“ (Modells) der Steuer- bzw. Regelstrecke
Literatur

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg

Bachelorarbeit

Empfohlene Vorkenntnisse

Alle Module der ersten sechs Semester

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Lernziele / Kompetenzen
  • Eigenständige Bearbeitung eines vorgegebenen Themas aus dem Bereich der Elektro- und Informationstechnik in einer gegebenen Zeit.
  • Selbstständige Einarbeitung in eine weitgehend neue Problemstellung.
  • Industrielle Aufgabenstellungen kennenlernen.
  • Erlernte systemische Entwicklungsvorgehensweisen und Entwicklungsmethoden aus den Vorlesungen anwenden.
  • Schriftliche und mündliche Präsentation der Arbeit.
Dauer 1
SWS 2.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 30
Selbststudium / Gruppenarbeit: 390
Workload 420
ECTS 14.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

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

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Elke Mackensen

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI

Veranstaltungen

Bachelor-Thesis

Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. EMI1848
SWS 0.0
Lerninhalt

Individuelle Themenstellung

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

Kolloquium

Art Seminar
Nr. EMI1849
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

Bedingungen und Strukturen beruflichen Lernens

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Die Absolventinnen und Absolventen

  • können wissenschaftliche Texte verstehen und die wesentlichen Inhalte wiedergeben;
  • können die Fragestellungen, Vorgehensweisen und Ergebnisse wissenschaftlicher Studien verstehen, wiedergeben, einordnen und beurteilen;
  • kennen verschiedene Quellen berufspädagogischer Literatur und können zu gegebenen berufspädagogischen Themen und Fragestellungen entsprechende Literatur recherchieren;
  • sind in der Lage verschiedene Quellen wissenschaftlicher Literatur richtig anzugeben und zu zitieren;
  • sind in der Lage wissenschaftliche Sachverhalte strukturiert und in angemessener Weise im Rahmen einer schriftlichen Ausarbeitung darzustellen;
  • können Präsentationen zur Darstellung und Erläuterung von wissenschaftlichen Erkenntnissen/Forschungsergebnissen erstellen und diese wissenschaftlichen Erkenntnisse/Forschungsergebnisse in verständlicher Weise präsentieren:
  • kennen ausgewählte berufspädagogische Forschungsprojekte sowie deren Fragestellungen, wissenschaftliche Vorgehensweisen und Forschungsergebnisse;
  • verfügen über grundlegende Kentnisse von Methoden der bildungswissenschaftlichen Forschung und können Forschungsergebnisse auf die pädagogische Praxis beziehen;
  • kennen grundlegende Modelle des Lehrens und Lernens, wissen um die Bedeutung motivationaler, emotionaler, kognitiver, individueller und soziokultureller Lernvoraussetzungen und können sie auf pädagogische Situationen übertragen;
  • kennen relevante Theorien der Entwicklung unter besonderer Berücksichtigung von Geschlecht, Kultur und sozialem Milieu;
  • reflektieren Chancen und Probleme der Entwicklungs-, Lern- und Leistungsdiagnostik, kennen Konstruktionsprinzipien von Instrumenten zur Leistungsmessung und Bezugsnormen von Leistungsbeurteilungen und wissen um deren Auswirkungen auf Lern- und Motivationsprozesse;
  • kennen die Gütekriterien der Leistungsmessung und können diese bei der Vorbereitung und Durchführung eigner schriftlicher und mündlicher Leistungsmessungen berücksichtigen;
  • kennen die unterschiedlichen Formen der Zwischen- und Abschlußprüfungen im dualen System der Berufsbildung und sind mit den Problemen und Lösungsansätzen im Kontext der Prüfung beruflicher Handlungskompetenz vertraut;
  • sind mit den Formen betrieblicher Beurteilungen und Beurteilungsverfahren vertraut und können Arbeits- und Ausbildungszeugnisse interpretieren und verfassen;
  • kennen die Strukturen des allgemein bildenden und des beruflichen Bildungssystems und können die Stärken und die Schwächen der Systeme auch vor dem Hintergrund aktueller gesellschaftlicher und politischer Diskussionen beurteilen;
  • sind mit den rechtlichen Grundlagen der beruflichen Bildung vertraut und können auf der Basis dieser Kenntnisse sowie der Kenntnisse über die Bedingungen und Strukturen des Bildungssystems Bildungsgangempfehlungen aussprechen;
  • können die Funktionen des Berufskonzepts im Kontext beruflicher Ausbildung wie auch beruflicher Tätigkeit einschätzen und beurteilen.
Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 180 h
Workload 300 h
ECTS 10.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

regelmäßige Teilnahme & Modulprüfung "Bedingungen und Strukturen beruflichenLernens" (RE/HA/KO)

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Thomas Diehl

Max. Teilnehmer 32
Empf. Semester EI-04, EI-plus-04
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelorstudiengang Elektrotechnik/Informationstechnik-plus (EI-plus)

Bachelorstudiengang Mechatronik-plus (MK-plus)

Bachelorstudiengang Medientechnik/Wirtschaft-plus (MW-plus)

Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik-plus (WIN-plus)

Bachelorstudiengang Elektrische Energietechnik/Physik plus (EP-plus)

Veranstaltungen

Grundlagen der Psychologie

Art Vorlesung
Nr. EW1207
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen des Lehrens und Lernens (z. B. Theorien zum Erwerb und der Repräsentation von Wissen und Fertigkeiten)
  • Grundlagen der Entwicklung (z. B. die Entwicklung kognitiver Strukturen im Kindes- und Jugendalter nach Piaget)
  • Grundlagen der Lernmotivation
  • Grundlagen des sozialen Lernens
Literatur

Woolfolk, A., Pädagogische Psychologie, München, Boston, Pearson Studium, 2008

Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens in der Berufspädagogik

Art Seminar
Nr. EW1205
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens
  • Verstehen wissenschaftlicher Texte
  • Fragestellungen, Vorgehensweisen und Ergebnisse wissenschaftlicher Studien
  • Quellen berufspädagogischer Literatur
  • Plagiate und freiwillige Plagiatskontrolle
  • Dokumentenstruktur wissenschaftlicher Texte
  • Erstellen von Präsentationen wissenschaftlicher Sachverhalte
  • Vorträge zur Darstellung wissenschaftlicher Sachverhalte
  • aktuelle berufspädagogische Forschungsprojekte
Literatur

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

Konzepte und Systeme beruflicher Bildung

Art Seminar
Nr. EW1206
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Strukturen des Bildungssystems der Bundesrepublik Deutschland, aktuelle Entwicklungen und Kritikpunkte
  • Strukturen des beruflichen Bildungssystems der Bundesrepublik Deutschland, aktuelle Entwicklungen und Kritikpunkte
  • organisatorische Strukturen und rechtliche Grundlagen des dualen Systems der beruflichen Bildung, Berufsbildungsgesetz und einschlägige Regelungen der Handwerksordnung
  • Berufsbegriff, Funktionen des Berufs, Arbeits- und Ausbildungsmarkt
  • System der beruflichen Schulen: Strukturen in der Bundesrepublik und speziell in Baden-Württemberg
  • berufliche Bildung außerhalb des dualen Systems
  • berufliche Fort- und Weiterbildung
  • Berufsberatung, Berufswahl
Literatur

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

Diagnostik und Evaluation beruflicher Lernprozesse und Lernergebnisse

Art Seminar
Nr. EW1208
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Motivation und Leistung
  • Gütekritierien der Leistungsmessung, Bezugsnormen der Leistungsbeurteilung
  • wahrnehmungspsychologische Probleme der Leistungsmessung
  • Fehlerquellen bei der Leistungsmessung und Leistungsbeurteilung
  • Leistungsmessungen und -beurteilungen im schulischen und betrieblichen Kontext
  • Leistungsmessungen im offenen/handlungsorientierten Unterricht
  • Entwicklung, Durchführung und Auswertung einer Klausur unter Berücksichtigung der Gütekriterien der Leistungsmessung
  • Prüfungen im Rahmen der dualen Berufsausbildung
  • betriebliche Beurteilungen und Beurteilungsverfahren, Arbeits- und Ausbildungszeugnisse
Literatur

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

Betriebliche Praxis

Empfohlene Vorkenntnisse

frühestens im 5. Semester. Nach 3 Semestern müssen mindestens 75 Credits oder zum Ende des
dem Praktischen Studiensemester unmittelbar vorangehenden Semesters mindestens 90 Credits
erbracht sein. Eine den Vorschriften entsprechende Praxisstelle muß zur Genehmigung vorlegt
werden.

Lehrform Praktikum/Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Der Teilnehmer*innen wendet das bereits Erlernte in praktischer Erfahrung an, kennt die Bedeutung der Teamarbeit, wendet Softskills an und erweitert sie.

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

Praxisberichte, Zeugnis der Praxisstelle. Bericht ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Werner Reich

Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EI-plus

Veranstaltungen

Betriebspraktikum

Art Praxis
Nr. EMI1837
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 Betriebspraktikum

Art Seminar
Nr. EMI1838
SWS 1.0
Lerninhalt

Präsentation der Erfahrungen im Betriebspraktikum zum einen gegenüber anderen Praktikantinnen und Praktikanten 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.

Digitale Kommunikationstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer*innen kennen die Funktionsweise der wichtigsten leistungselektronischen Stellglieder zum Betreiben elektrischer Maschinen sowie die grundlegenden Eigenschaften einiger bedeutender elektrischer Maschinen. Die spezifischen Eigenschaften der den leistungselektronischen Stellgliedern zugrundeliegenden Leistungshalbleiterbauelemente werden überblickt. Die Teilnehmer*innen beurteilen, welche Applikationen mit welchen Antriebskomponenten auszurüsten sind und mit welchen Schwierigkeiten dabei zu rechnen ist.

Dauer 1
SWS 5.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 75h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 75h
Workload 150h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90 (100%) + Laborarbeit. Labor ist unbenotet, gilt als Vorleistung für die Klausur.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EI, EI-plus, EI-3nat, MK, MK-plus

Veranstaltungen

Digitale Informationsübertragung mit Labor

Art Vorlesung/Labor
Nr. EMI860
SWS 5.0
Lerninhalt

Einführung:
-Ziele der Kommunikationstechnik,
-Begrifflichkeiten (Nachricht, Information, Signal),
-Informationsgehalt (Entropie) und Informationsfluss (Transinformation, Äquivokation, Irrelevanz), Kanalkapazität.

Grundlagen der Signal- und Systemtheorie:
-Klassifizierung von Signalen in Kommunikationssystemen und deren Charakterisierung, Parseval Theorem, Wiener-Kintchine Theorem, Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, Verteilungsfunktion, zentraler Grenzwertsatz, Charakterisierung linearer Systeme.

Grundlagen der digitalen Informationsübertragung:

-Digitalisierung analoger Signale;
-Codierverfahren in der Kommunikationstechnik

  • Übersicht
  • Grundzüge der Quellencodierung
  • Fehlersicherung in digitalen Kommunikationssystemen
    -Fehlerkontrollprotokolle (ARQ-Protokolle)
    -Kanalcodierung (FEC): Lineare Blockcodierung, zyklische Blockcodierung, Faltungscodierung, Interleaving.

Basisbandübertragung digitaler Signale:
-Optimale Pulsformung (Nyquist Kriterium, Raised Cosine Rolloff-Filterung)
-Signalangepasste Filterung (Matched Filtering)
-Leitungscodierung (Anforderungen, Leitungscodierverfahren; Leistungsdichtespektren leitungscodierter Basisbandsignale)

Passbandübertragung digitaler Signale:
-Digitale Trägermodulationsverfahren

  • Beschreibung mittels Phasenzustandsdiagramm
  • Implementierungsstrukturen von Modulator und Demodulator
  • Spektrale Analyse digitaler Trägermodulationsverfahren
  • Analyse der Störanfälligkeit digitaler Trägermodulationsverfahren

-Synchronisationsverfahren (Frequenz-, Träger- und Taktphasensynchronisation)

Literatur

• Höfer, P.: Grundlagen der digitalen Informationsübertragung. Springer Vieweg Verlag, 2013.
• Bossert, M.: Kanalcodierung. Oldenburg Verlag, 3. Auflage, 2013.

Digitale Signalverarbeitung

Empfohlene Vorkenntnisse

allgemeiner Studienfortschritt des 5. Semesters

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

Praktische Arbeit PA+ Klausur K45. Gewichtung: 50 % Projektarbeit, 50 % Klausur

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Stephan Pfletschinger

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EI-plus

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.

Embedded Systems

Empfohlene Vorkenntnisse

Ingenieur-Informatik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Der Absolvent*innen kennen die Strukturierungsmethoden zur Planung eines Softwareprojekts sowie die in Schichten dargestellte Netzwerkkommunikation, so dass der diese zum Aufbau moderner Netzwerke anwenden kann.

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

Laborarbeit ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Axel Sikora

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

Studiengänge EI, EI-plus

Veranstaltungen

Labor Embedded Systems 1

Art Labor
Nr. EMI1834
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

Embedded Systems

Art Vorlesung
Nr. EMI1833
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

Fachdidaktik technischer Fachrichtungen

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Erziehungswissenschaften und der Didaktik, sowie Bedingungen und Strukturen beruflichen Lernens und erste Schulpraxis.

Lehrform Vorlesung/Übung/Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Die Absolventinnen und Absolventen

  • können zwischen Erziehungswissenschaft, Pädagogik, Didaktik und Fachdidaktik unterscheiden sowie den berufspädagogischen und fachdidaktischen Spezialdisziplinen Untersuchungsgegenstände und Untersuchungsthemen zuordnen,
  • entwickeln die Fähigkeit, die Gegenstandsbereiche und das Aufgabenspektrum der Fachdidaktik zu differenzieren und kennen die Aufgaben der Fachdidaktik als Unterrichtstheorie,
  • gewinnen Einsichten in die Grundprobleme didaktisch-methodischer Planungen,
  • werden befähigt, auf der Grundlage der Kenntnis didaktischer Theorien und Modelle, eigenen Unterricht zu planen, durchzuführen, zu analysieren und zu reflektieren.

 Im Rahmen der Schulpraxis/Schulpraktischen Phase

  • vertiefen die Studierenden ihr Wissen über das berufliche Schulwesen,
  • lernen die Studierenden ausgewählte Aspekte der Bildungsgangplanung sowie der Schulorganisation kennen,
  • nehmen die Studierenden im Rahmen von Hospitationen am Unterricht in verschiedenen Schulformen teil,
  • sammeln die Studierenden erste eigene Unterrichtserfahrungen.
Dauer 2
SWS 7.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 105
Selbststudium / Gruppenarbeit: 195
Workload 300
ECTS 10.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Vorlesung, Übung und Seminar: Modulprüfung Klausur K120. Schulpraxis 2: Der Bericht BE ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Andy Richter

Empf. Semester 6, 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI-plus

Veranstaltungen

Grundlagen der Fachdidaktik technischer Fachrichtungen

Art Vorlesung
Nr. EW1209
SWS 2.0
Lerninhalt
  • wissenschaftstheoretische Grundlagen; zentrale Begriffe
  • allgemeine Didaktik, Entwicklung und Grundpositionen
  • berufliches Lernen im Wandel
  • berufliches Lernen an verschieden Lernorten
  • Leistungsmessung und -bewertung in beruflichen Bildungsgängen
Literatur

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

Begleitseminar zur Fachdidaktik technischer Fachrichtungen

Art Übung
Nr. EW1210
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Inhalte der Vorlesung „Grundlagen der Fachdidaktik technischer Fachrichtungen“ werden in seminaristischer Form nochmals aufgearbeitet und in Bezug auf die jeweiligen Berufsfelder differenziert thematisiert.

Literatur

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

Unterrichtsanalyse, -planung und -gestaltung in beruflichen Bildungsgängen

Art Seminar
Nr. EW1211
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Analyse von Ordnungsmitteln
  • Erstellung von Planungsinstrumenten für Lehr-/Lernsituationen unter Berücksichtigung der Anforderungen des Lernfeldkonzepts
  • Entwicklung eigener Unterrichtssequenzen
  • Entwicklung von Instrumenten zur Leistungsbewertung
Literatur

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

Schulpraxis II

Art Praktikum
Nr. EW1212
SWS 1.0
Lerninhalt
  • Planung und Durchführung von Hospitationen
  • Grenzen der Beobachtbarkeit
  • Dokumentation und Auswertung von Hospitationen
  • Planung, Durchführung und Reflexion eigenen Unterrichts

Grundlagen der Erziehungswissenschaften und der Didaktik

Empfohlene Vorkenntnisse

Ingenieur-Informatik

Lehrform Vorlesung/Übung/Praktikum
Lernziele / Kompetenzen

Der Teilnehmer*innen sind zur Erstellung objektorientierter Softwaresysteme mit modernen OO-Programmiersprachen fähig, sie beherrschen den sinnvollen Einsatz objektorientierter Konzepte, sie kennen Entwurfsmuster und CASE-Tools und können diese sinnvoll einsetzen.

Dauer 2
SWS 7.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 105h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 195h
Workload 300h
ECTS 10.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Vorlesungen und Übung werden durch eine Klausur K120 abgeprüft. Der Bericht BE (Schulpraxis 1) ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

M.Sc. Patrick Luchner

Empf. Semester 3, 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EI, EI-plus

Veranstaltungen

Schulpraxis I

Art Praxis
Nr. EW1204
SWS 1.0
Lerninhalt
  • Planung und Durchführung von Hospitationen
  • Dokumentation und Auswertung von Hospitationen
  • Planung, Durchführung und Reflexion erster eigener Unterrichtssequenzen
  • Dokumentation und Auswertung von Unterrichtssequenzen

Grundlagen der Didaktik beruflichen Lehrens und Lernens (Übung)

Art Übung
Nr. EW1203
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Planung von Unterrichtssequenzen auf der Basis didaktischer Modelle
  • Dokumentation der geplanten Unterrichtssequenzen
  • Durchführung eigener Unterrichtssequenzen
  • Reflexion eigener Unterrichtssequenzen
  • kriteriengeleitete Beobachtung von Unterricht
  • theoriegeleitete Erkundung beruflicher Unterrichtspraxis
Literatur

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

Grundlagen der Didaktik beruflichen Lehrens und Lernens

Art Vorlesung
Nr. EW1202
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen der Kommunikation
  • Didaktikbegriff
  • Lerntheorien als Grundlage didaktischer Modelle
  • Handlungstheorien als Grundlage didaktischer Modelle
  • didaktische Modelle: Die didaktische Analyse und das Perspektivenschema zur Unterrichtsvorbereitung nach Klafki
  • didaktische Modelle: Das Berliner Modell
  • lernzielorientierte Unterrichtsplanung: Lernziele, Lernzieltaxonomien
  • Entwicklung beruflicher Handlungskompetenz
  • Analyse beruflicher Handlungskompetenz in beruflichen Praxisfeldern
  • Lernfeldkonzept
  • Konzepte handlungsorientierten Unterrichts
  • Projektmethode nach Frey
  • Prüfungen in der beruflichen Bildung
  • Vorbereitung des Praktikums als theoriegeleitete Erkundung beruflicher Unterrichtspraxis
Literatur

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

Einführung in die Erziehungswissenschaften für Berufspädagogen

Art Vorlesung
Nr. EW1201
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Struktur der Erziehungswissenschaften
  • anthropologische Erklärungen der Erziehungsbedürftigkeit des Menschen
  • erziehungswissenschaftliche Grundbegriffe: Erziehung, Sozialiation, Bildung
  • lerntheoretische und entwicklungstheoretische Erklärungen für Sozialisationsvorgänge
  • Stufen der moralischen Entwicklung
  • berufliche Handlungskompetenz von Lehrerinnen und Lehrern
  • Grundlagen der Theorie sozialer Systeme
  • Pädagogische Professionalität
  • Theorie-Praxis-Verhältnis in der Erziehungswissenschaft
Literatur

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

Grundlagen Kommunikationstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Der Absolvent*innen beherrschen die mathematische Beschreibung des Durchgangs determinierter Signale durch lineare, zeitinvariante Systeme im zeitkontinuierlichen als auch im zeitdiskreten Bereich und, darauf aufbauend, die Grundlagen der linearen Regelungstechnik als Basiswissen für alle Ingenieure.

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

Klausur K60.Labor ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Stephan Pfletschinger

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EI, EI-plus, EI-3nat, MK, MK-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

Hochfrequenztechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundkenntnisse im Bereich der Leistungselektronik und in der Funktionsweise elektrischer
Maschinen.

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer*innen kennen die Wirkungsweise der am weitesten verbreiteten elektrischen Antriebe. Sie beherrschen die wichtigsten formelmäßigen Zusammenhänge zwischen Strömen, Spannungen, Drehmoment und Drehzahl der betrachteten Antriebe und können die Antriebe grob auslegen. Die Teilnehmer*innen überblicken die feldorientierte Regelung elektrischer Antriebe. Sie sindvertraut mit dem praktischen Umgang mit verschiedenen elektrischen Antrieben und mit ihrem Betriebsverhalten, insbesondere bei Stromrichterspeisung.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 75h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 75h
Workload 150h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90 (100%) + Laborarbeit. Labor ist unbenotet, gilt als Vorleistung für die Klausur.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EI, EI-plus, MK, MK-plus

Veranstaltungen

Hochfrequenztechnik mit Labor

Art Vorlesung/Labor
Nr. EMI861
SWS 5.0
Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung gliedert sich folgendermaßen:

  • Einführung (Begriffe, Besonderheiten der HF-Technik)
  • Grundlagen (Maxwell'sche Gleichungen, ebene Welle im freien Raum)
  • Passive lineare Bauelemente bei höheren Frequenzen (Skin-Effekt, parasitäre Effekte von Widerständen, Kondensatoren und Spulen)
  • Theorie der Hochfrequenz-Leitung (Beispiele für HF-Leitungen, Herleitung und Lösung der Leitungsgleichungen, Wellenamplituden, Reflexionsfaktor, Leitung mit verschiedenen Abschlüssen)
  • Eigenschaften von speziellen Leitungen (Koaxialleitung, Mikrostreifenleitung)
  • Smith-Diagramm (Herleitung, Impedanz-Transformationen, Beispiele)
  • Streuparameter (Beschreibung linearer Schaltungen mit der Streu-Matrix, Eigenschaften von Mehrtoren, Beispiele wichtiger Hochfrequenz-Elemente)
  • Beschaltete Zweitore
  • Beispiele für Hochfrequenz-Systeme

Die Laborversuche umfassen folgendes:

  • Verhalten von Bauteilen bei höheren Frequenzen
  • Leitungen bei höheren Frequenzen
  • Streifenleitungen
Literatur

• Detlefsen, J., Grundlagen der Hochfrequenztechnik, 4. Auflage, München, Oldenbourg Verlag, 2012
• Gustrau, F., Hochfrequenztechnik: Grundlagen der mobilen Kommunikationstechnik, Hanser Verlag, 2019
• Zinke, O., Hochfrequenztechnik I, Springer Verlag, 2000

Leistungselektronik

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Elektrotechnik 1 und Elektrotechnik 2

Modul Physik und Chemie

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 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60
Workload 120
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

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

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

Projektmanagement

Empfohlene Vorkenntnisse

Keine

Lehrform Vorlesung/Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden kennen zudem 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
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
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

keine

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Absolventinnen und Absolventen

  • können erziehungswissenschaftliche Fachrichtungen und Konzeptionen sowie pädagogische Lehren in die Struktur der Erziehungswissenschaften einordnen;
  • sind mit den Begriffen Erziehung, Sozialisation und Bildung vertraut und kennen relevante Erziehungs-, Bildungs- und Sozialisationstheorien;
  • kennen grundlegende Strategien erziehungswissenschaftlicher Forschung;
  • kennen einschlägige Theorien pädagogischer Professionalität und können die spezifischen Herausforderungen und Paradoxien pädagogischen Handelns identifizieren;
  • kennen die lerntheoretischen und handlungstheoretischen Grundlagen didaktischer Modelle und Konzepte;
  • können Lernsequenzen auf der Grundlage didaktischer Modelle vorbereiten, durchführen und reflektieren;
  • sind mit dem Konzept der beruflichen Handlungskompetenz vertraut und können diese Kompetenz in unterschiedlichen beruflichen Praxisfeldern analysieren;
  • können Hospitationen planen, durchführen, reflektieren und auswerten.
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60h
Workload 120h
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

K90

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Thomas Diehl

Max. Teilnehmer 36
Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelorstudiengang Elektrotechnik/Informationstechnik-plus (EI-plus)

Bachelorstudiengang Mechatronik-plus (MK-plus)

Bachelorstudiengang Medientechnik/Wirtschaft-plus (MW-plus)

Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik-plus (WIN-plus)

Bachelorstudiengang Elektrische Energietechnik/Physik plus (EP-plus)

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

Regelungstechnik 2

Empfohlene Vorkenntnisse

Signale, Systeme und Regelkreise

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer*innen beherrschen die Funktion und die Auswahl von Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und Prozessleitsystemen (PLS), sowie deren praktischen Einsatz.

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

Klausur K90 und Laborarbeit. Labor ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Uwe Nuß

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EI, EI-plus, EI-3nat, MK, MK-plus

Veranstaltungen

Regelungstechnik 2

Art Vorlesung
Nr. EMI869
SWS 2.0
Lerninhalt

Die LV gliedert sich folgendermaßen:

  • Analyse des Strecken- und Regelkreisverhaltens mit Hilfe der Pole und Nullstellen von Übertragungsfunktionen
  • Algebraische Stabilitätskriterien
  • Vereinfachung des Streckenmodells
  • Algebraische Reglerentwurfsverfahren für Standardregler
  • Strukturelle Maßnahmen wie Kaskadenregelung, Störgrößenaufschaltung und Vorsteuerung zur Verbesserung des Regelkreisverhaltens
Literatur
  • Föllinger, O.: Regelungstechnik, 12. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE Verlag, 2016
  • Lunze, J.: Regelungstechnik 1, 11. Auflage, Berlin, Heidelberg, New York, Springer-Verlag, 2016
  • Schulz, G.: Regelungstechnik 1, 4. Auflage, München, Oldenbourg Verlag, 2010

 

Labor Regelungs- und Automatisierungstechnik 2

Art Labor
Nr. EMI887
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Studierenden simulieren verschieden Systeme und Regelkreise mit Hilfe der Software MATLAB. Anhand vorgegebener Anforderungen entwerfen die Studierenden Regler vom Typ PID und bestimmen die Reglerparameter. Dabei werden u. a. folgende Themen behandelt:

Frequenzgangmessung:

  • Das Bode-Diagramm und die Ortskurve einer elektronischen Schaltung werden durch Messungen ermittelt.
  • Auslegung eines P-Reglers anhand des Boden-Diagramms für unterschiedliche Phasenreserven
  • Schwingversuch

Empirische Reglerauslegung nach Chien, Hrones und Reswick (CHR):

  • Auslegung von P-, PI-, und PID-Regler mit demCHR-Verfahren für einen Gleichstrommotor
  • Manuelles Tuning von P-, PI- und PID-Regler
  • Vergleich der Regelungen anhand charakteristischer Größen der Sprungantwort

Reglerauslegung nach dem Frequenzkennlinienverfahren:

  • Auslegung von P-, PI- und PID-Reglern mit dem Frequenzkennlinienverfahren
  • Kompensation der dominierenden Zeitkonstante
  • Auslegung auf Phasenreserve

Simulation und Auslegung zeitdiskreter Regler:

  • Emulation zeitkontinuierlicher Regler durch zeitdiskrete Auslegung zeitdiskreter P-, PI- und PID-Regler am Beispiel eines Gleichstrommotors
  • Vergleich von zeitkontinuierlichem und emuliertem zeitdiskreten Regler für verschiedene Abtastzeiten

Identifikation eines dynamischen Systems:

  • Identifikation der Übertragungsfunktion eines Systems aus Messdatenreihen
  • Vergleich der verschiedenen Reglerauslegungsverfahren
Literatur
  • Laborumdrucke, Hochschule Offenburg
  • 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

Elektrotechnik I

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer*innen verstehen die Beschreibung von linearen Schaltungen und einfachen Systemen.

Sie kennen das Verhalten der Basisbauelemente Widerstand, Kondensator und Spule und beherrschen die Wirkungsweise einfacher Kombinationen dieser Elemente, also einfache Filter und Schwingkreise als Funktion der Frequenz.

Sie vermögen Sinussignale in komplexer Form sowie beliebige periodische Signale als Sinussignale mit Hilfe Fourierreihenentwicklung zu beschreiben, und sie überblicken die Beeinflussung der Signale durch lineare Schaltungen.

Dauer 1
SWS 10.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 150h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150h
Workload 300h
ECTS 10.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Die Vorlesungen werden durch eine Klausur K120 abgeprüft. Das Labor ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Elke Mackensen

Empf. Semester EI-03/04, EI-plus-03/04
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EI, EI-plus

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

K90 und LA. Das Labor ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Stefan Hensel

Empf. Semester 6
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

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer*innen verknüpfen die bereits erworbenen theoretischen Kenntnisse und wenden sie auf reale Aufgabenstellungen an, wobei sie sowie fehlende Kenntnisse bedarfsweise selbst ergänzen.

Sie vermögen eine reale Aufgabenstellung mit Hardwareschaltungen zu lösen und beherrschen die Auslegung konkreter Analog- und Digitalschaltungen. Damit besitzen sie erste Erfahrungen im praktischen Umgang (Labor) und sind gerüstet für eine erste ingenierusmäßige Tätigkeit im Rahmen des darauffolgenden Betriebspraktikums.

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

Klausur K90

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Elke Mackensen

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

Studiengänge EI, EI-plus, EI-3nat

Veranstaltungen

Signale und Systeme

Art Vorlesung
Nr. EMI1831
SWS 4.0

Software Engineering

Empfohlene Vorkenntnisse

Programmierkenntnisse in C, C++ oder andere Programmiersprache

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden haben einen breiten Überblick über Methoden und Werkzeuge für das Software Engineering erhalten. Nach Abschluss des Moduls sind die Absolvent*innen in der Lage das passende Vorgehensmodell zu wählen und einen kompletten SW-Entwicklungsprozess systematisch und strukturiert durchzuführen

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

K60 und LA. Das Labor ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Elke Mackensen

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengänge EI

Veranstaltungen

Software Engineering für Embedded Systems

Art Vorlesung
Nr. EMI875
SWS 2.0
Lerninhalt

Software-Engineering-Vorgehensmodelle:

  • Definition SW - Engineering
  • Definiton SW – Entwicklungsprozesse
  • Übersicht Vorgehensmodelle

Sequentielle Entwicklungsprozesse:

  • Phasen eines sequentiellen SW-Entwicklungsprozesses
  • Rollen in einem Software-Entwicklungsprozess
  • Wasserfallmodell
  • V-Modell/V-Modell-XT

Inkrementelle Entwicklungsprozesse:

  • iterativ (formal, agil)
  • evolutionär (Prototyping)

Eingebettete Systeme

  • Grundsätzlicher Aufbau (Software und Hardware)
  • Allgemeine Aufgaben und Einsatz
  • Spezifische Anforderungen

Requirements Engineering:

  • Ermittlung der Anforderung
  • Lastenheft / Pflichtenheft

Design-Phasen:

  • Einführung in UML, Übersicht der wichtigsten UML-Designelemente
  • Design von Eingebetteten Systemen (Entwurfsmuster, MDD, TDD, FFD, HAL)

Realisierungsphase:

  • Systematisches Vorgehen
  • Handwerkszeuge
  • Kodierrichtlinien
  • Implementierungshilfen
  • Automatische Dokumentengenerierung

Test-Phase:

  • Verifikation / Validierung
  • Testkategorien / Testarten
  • Kontinuierliche Integration
  • Test-Tools
Literatur
  • Balzert, H.,Lehrbuch der Software-Technik, Band 1, 3. Auflage, Heidelberg, Spektrum, 2009      
  • Sommerville, I., Software Engineering , 9. Auflage, München, Pearson Studium, 2012
  • Berns K., Schürmann B., Trapp M., Eingebettete Systeme: Systemgrundlagen und Entwicklung eingebetteter Software , Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Labor Software Engineering für Embedded Systems

Art Labor
Nr. EMI888
SWS 2.0
Lerninhalt

Ausgehend von einem Kundenproposal wird mittels V-Modell eine komplette Anwendung für ein Embedded Systems realisiert. Dabei werden die folgenden Phasen durchlaufen und die aufgelisteten Artefakte erstellt.

  • Ermittlung der Marktanforderungen (Lastenheft und Festlegung der Testfälle für den Akzeptanztest)
  • Anforderungsdefinition (Pflichtenheft, Projektplan, Mastertestplan, Glossar und Festlegung der Testfälle für den Systemtest)
  • High-Level-Design (Architekturspezifikation und Festlegung der Integrationstestfälle)
  • Low-Level-Design (Modulares OO-Design der Anwendung mit UML, Festlegung der Modultestfälle)
  • Implementierung (Dokumentation mit doxygen und Erstellung von Unittests).
  • Modultest (Testprotokoll)
  • Integrationstest (Testprotokoll)
  • Systemtest (Testprotokoll)
  • Akzeptanztest (Abnahmeprotokoll)

 

Literatur
  • Jacob Beningo: Embedded Software Design, Apress, 2022
  • Ian Sommerville: Software Engineering, Pearson Studium, 10. Auflage 2018
  • Klaus Pohl und Chris Rupp: Basiswissen Requirements Engineering, 5. Auflage, dpunkt Verlag, 2021
  • Andreas Spillner und Thilo Linz: Basiswissen Softwaretest, 6. Auflage, dpunkt Verlag, 2019

Wahlpflichtfächer

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Erziehungswissenschaften und der Didaktik, sowie Bedingungen und Strukturen beruflichen Lernens und erste Schulpraxis

Lehrform Seminar/Vorlesung/Praxis
Lernziele / Kompetenzen

Die Absolventinnen und Absolventen

  • können zwischen Erziehungswissenschaft, Pädagogik, Didaktik und Fachdidaktik unterscheiden sowie den berufspädagogischen und fachdidaktischen Spezialdisziplinen Untersuchungsgegenstände und Untersuchungsthemen zuordnen;
  • entwickeln die Fähigkeit, die Gegenstandsbereiche und das Aufgabenspektrum der Fachdidaktik zu differenzieren und kennen die Aufgaben der Fachdidaktik als Unterrichtstheorie;
  • gewinnen Einsichten in die Grundprobleme didaktisch-methodischer Planungen;
  • werden befähigt, auf der Grundlage der Kenntnis didaktischer Theorien und Modelle, eigenen Unterricht zu planen, durchzuführen, zu analysieren und zu reflektieren.

 

Im Rahmen der Schulpraxis/Schulpraktischen Phase

  • vertiefen die Studierenden ihr Wissen über das berufliche Schulwesen;
  • lernen ausgewählte Aspekte der Bildungsgangplanung sowie der Schulorganisation kennen;
  • nehmen im Rahmen von Hospitationen am Unterricht in verschiedenen Schulformen teil;
  • sammeln erste eigene Unterrichtserfahrungen.
Dauer 2
SWS 7.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 105 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 105 h
Workload 210 h
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

fachspezifisch

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Andy Richter

Max. Teilnehmer 36
Empf. Semester 6, 7
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelorstudiengang Elektrotechnik/Informationstechnik-plus (EI-plus)

Bachelorstudiengang Elektrische Energietechnik/Physik plus (EP-plus)

Bachelorstudiengang Mechatronik-plus (MK-plus)

Bachelorstudiengang Medientechnik/Wirtschaft-plus (MW-plus)

Bachelorstudiengang Wirtschaftsinformatik-plus (WIN-plus)

Wireless Systems

Empfohlene Vorkenntnisse

Signale, Systeme und Regelkreise

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer*innen können anhand der Übertragungsfunktion eines dynamischen Systems das damit zusammenhängende Einschwingverhalten herausarbeiten. Sie sind außerdem in der Lage, einschleifige Regelkreise mit algebraischen Verfahren zu entwerfen und auf ihre Stabilität zu untersuchen. Darüber hinaus haben die Teilnehmer ein vielfältiges Repertoire an strukturellen Maßnahmen angehäuft, die über die Standardreglerstruktur hinausgehen und mit denen das Regelkreisverhalten weiter verbesserbar ist. Die erlernten Methoden werden im Labor durch praktische Beispiele gefestigt und verhelfen so den Teilnehmern zu einem besseren Urteilsvermögen über die Güte des Einschwingverhaltens eines Regelkreises.

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

Mündliche Modulprüfung M.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EI-plus

Veranstaltungen

Digitale Funkkommunikation

Art Vorlesung
Nr. EMI862
SWS 2.0
Lerninhalt

Einführung:
• Entwicklung und Klassifizierung von Funkkommunikationssystemen
• Grundprobleme der Funkkommunikation

Aspekte zellularer Funknetze:
• Zellularer Netzaufbau; Dimensionierung von Funknetzen;
• verkehrstheoretische Analyse; Teilnehmerkapazität;
• Funknetzplanung

Charakterisierung von Funkkanälen:
• Mehrwegeausbreitung; Zeitvarianz (Fading); Vorhersagemodelle für Funkfelddämpfung; systembedinge Störungen (Interferenzen)
• Techniken der digitalen Funkübertragung:
• Diversitätstechniken; Modulationsverfahren für die Funkkommunikation; Entzerrertechniken; Kanalzugriffssteuerung

Betrachtung exemplarischer digitaler Funkkommunikationsstandards

Literatur

• Sauter, M.: Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme. Springer Verlag, Wiesbaden 2018.
• David Tse: Fundamentals of Wireless Communications. Cambridge University Press, 2005.
• Osseiran, A. et al.: %G Mobile and wireless Communications Technology. Cambridge University Press, 2016.

Antennen- und Radarsysteme

Art Vorlesung
Nr. EMI863
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Lehrveranstaltung gliedert sich folgendermaßen:
• Messgrößen eines Radars
- Was sieht ein Radar?
- Physikalische Grundlagen
- Radartechnik im Vergleich zu anderen Technologien
• Grundlagen zur Antennen- und Radartechnik
- Radargleichung
- Einführung in die Antennentechnik
- Frequenzbereiche und Regularien
- Radarverfahren und deren Komponenten
- Radarmodulationsarten
- Digitale Signalauswertung
• Verfahren zur Winkelmessung und Mehrantennensysteme
• Mögliche Antennen-Realisierungsformen
• Aktuelle und zukünftige Entwicklungen und deren Anwendungen

Literatur

• Balanis, C., Antenna Analysis: Theory and Design, Wiley-Interscience, 3rd Edition, 2005
• Ludloff, A., Praxiswissen Radar und Radarsignalverarbeitung, Springer-Verlag, 2009
• Skolnik, M., Radar Handbook, McGraw-Hill, 3rd Edition, 2008
• Winner, H., Handbuch Fahrerassistenzsysteme, Springer-Vieweg, 2015

Zuverlässige drahtlose Kommunikation

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Mathematik 1 und 2, Signale und Systeme, Digitale Signalverarbeitung, Communication Systems Engineering

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

Vorlesung + Seminar: Klausur K60 (100%) + Referat RE. Das Referat ist unbenotet, gilt als Vorleistung für die Klausur. Labor ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein,

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Stephan Pfletschinger

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Zweiter Studienabschnitt Studiengang EI, EI-plus

Veranstaltungen

Industrielle Kommunikationstechnik

Art Vorlesung/Seminar
Nr. EMI864
SWS 2.0
Lerninhalt

Grundlagen der digitalen Nachrichtenübertragung:

Zuverlässigkeit der digitalen Übertragung:

  • Bitrate, Kanalkapazität und Fehlerwahrscheinlichkeiten

Kabelgebundene Übertragung:

  • Impulse auf elektrischen Leitungen
  • Bussysteme

Zuverlässige drahtlose Übertragung:

  • Diversitätstechniken
  • Vielfachzugriff

Aktuelle Entwicklungen:

  • 5G und Industrial Radio
  • Ultra-reliable low-latency communication
Literatur
  • R. Gessler, Wireless-Netzwerke für den Nahbereich. Springer Vieweg, 2015.
  • I. Guvenc et al. Reliable Communication for Short-Range Wireless Systems. Cambridge University Press, 2011.
  • A. Willig, „Recent and emerging topics in wireless industrial communications: A selection“, IEEE Transactions on Industrial Informatics, May 2008.

Software Defined Radio

Art Labor
Nr. EMI865
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Laufe dieser LV wird ein funktionsfähiges digitales Übertragungssystem aufgebaut, wobei die folgenden Teilabschnitte durchlaufen werden:

  • Installation der Software und Inbetriebnahme des SDR-Transceivers
  • Spektralanalyse von vorhandenen Signalen
  • Modulation und Demodulation
  • Synchronisierung auf Empfängerseite
  • Übertragung und Detektion von Daten
Literatur
  • B. Stewart, K. Barlee, D. Atkinson, L. Crockett, Software Defined Radio using Matlab and Simulink and the RTL-SDR. www.desktopsdr.com, 2015.
  • T. F. Collins, R. Getz, D. Pu, A. M. Wyglinski, Software-Defined Radio for Engineers. Artech House, 2018.
  • M. Rice, Digital Communications: A Discrete-Time Approach, Pearson, 2009.
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