Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

Link zu dieser Vergleichsansicht

Beide Seiten der vorigen Revision Vorhergehende Überarbeitung
Nächste Überarbeitung		 Vorhergehende Überarbeitung
elektronische_systeme:start [2021/03/05 09:17] – [Tabelle] tfischerelektronische_systeme:start [2025/02/26 15:50] (aktuell) – [Tabelle] mexleadmin
Zeile 1: Zeile 1:
 +
 ====== Elektronische Systeme ====== ====== Elektronische Systeme ======
  
Zeile 18: Zeile 19:
 Weiterhin ergeben sich vor den Prüfungen 4 Termine, bei welchen Experten aus der Industrie interessante Einblicke in die Elektronik darstellen. Hier bin ich auf Ihr Interesse angewiesen und offen für Ideen. Weiterhin ergeben sich vor den Prüfungen 4 Termine, bei welchen Experten aus der Industrie interessante Einblicke in die Elektronik darstellen. Hier bin ich auf Ihr Interesse angewiesen und offen für Ideen.
  
-===== Bisherige Kurse ===== +===== Themen für Vorträge zur Elektronik =====
- +
-Im letzten Kurs wurden folgende Präsentationen gehalten: +
- +
-  * **Wie wird eine Platine entwickelt?**//(externer Vortragender, Würth/WEdirekt)// \\ Nutzentypen, Multilayer, Flex-Systeme, Vias +
-  * **[[elektronik_labor:weiterfuehrende_tipps_zum_layouting|Weitere Tipps und Tricks zum Layouting von Platinen]] **//(Prof. Gruhler)// \\ parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten, Führung von analoger und digitaler Masse, Aufbau von Multilayerplatinen, Kunst des Layoutings +
-  * **Mikrocontroller-Technologien **//(externer Vortragender, Microchip)// \\ Hardware-Software-Codesign, typische Haken und Ösen bei der Hardwareentwicklung +
-  * **Software- und Systementwicklung **//(externer Vortragender, Bosch)// \\ Prozesse, industrielle Tools, Tagesablauf+
  
 +Neben dem Hauptprojekt sollen Vorträge zu aktuellen Themen der Elektronik präsentiert werden.
 Gegebenenfalls könnten folgende Themen interessant sein: Gegebenenfalls könnten folgende Themen interessant sein:
  
   * **[[elektronische_systeme:it_sicherheit|Wie kann ich Kommunikation und Datenablage sicher machen]]**  \\ Checksummen, Zyklische Redundanzprüfung, Hash-Funktionen, Kryptographie   * **[[elektronische_systeme:it_sicherheit|Wie kann ich Kommunikation und Datenablage sicher machen]]**  \\ Checksummen, Zyklische Redundanzprüfung, Hash-Funktionen, Kryptographie
-  * **[[elektronische_systeme:stromspannungswandler|Wie wandelt man - z.B. im Elektroauto, im Netzteil, in der Endstufe - Wechselspannung in Gleichspannung und umgekehrt]]** \\ Halbbrücke, Buck/Boost-Converter, Vollbrücke, B6-Brücke, Transistortypen, Gegentaktendstufe  * **Warum brennen Prozessoren nicht durch?** \\ Thermomanagement, Wärmestromkreis, transiente thermische Impedanz+  * **[[elektronische_systeme:stromspannungswandler|Wie wandelt man - z.B. im Elektroauto, im Netzteil, in der Endstufe - Wechselspannung in Gleichspannung und umgekehrt]]** \\ Halbbrücke, Buck/Boost-Converter, Vollbrücke, B6-Brücke, Transistortypen, Gegentaktendstufe   
 +  * **Warum brennen Prozessoren nicht durch?** \\ Thermomanagement, Wärmestromkreis, transiente thermische Impedanz
   * **komplexere Filter** \\ Bandsperre, Bessel-, Butterworth-, Chebyshev-Filter, Ausnutzung von Resonanz   * **komplexere Filter** \\ Bandsperre, Bessel-, Butterworth-, Chebyshev-Filter, Ausnutzung von Resonanz
   * Künstliche Intelligenz   * Künstliche Intelligenz
  
 +===== Themen für Projekte =====
  
-Projektvorschläge folgen bis zum Semesterbeginn. Eigene Projektvorschläge sind gerne gesehen.+Die Projektseiten sind [[https://wiki.mexle.org/ss22_elsys/uebersicht|hier]] zu finden.
  
-===== Themen für Kurzvorträge =====+Die Themen für die Veranstaltung im Sommersemester 2022 sollen die Lehre in Microcontrollertechnik, Elektronik Labor, Digitaltechnik und Elektrotechnik I/II unterstützen. 
 +{{tablelayout?colwidth=",,564px"}} 
 +^ Nr.  ^ Thema                                                                                           ^ Beschreibung                                                                                                                                                                            ^ Umfang  ^ sinnvolle Interessen                                              ||| 
 +| :::  | :::                                                                                             | :::                                                                                                                                                                                     | :::     ^ Softwareentwicklung?  ^ Hardwareentwicklung?  ^ Systementwicklung?  ^ 
 +| 1    | Weiterentwicklung von Hard- und Software für großes LED Display basierend auf 100 7x5 Matrizen  | Im vorletzten Semester wurde aus 10x10 rote 7x5 LED Matrizen ein Display erstellt. Dieses soll weiterentwickelt werden, idealerweise so, dass es sich wie ein "Nokia LCD 5110" verhält  | 2       | Ja                    | Ja                    | Nein                | 
 +| 2    | Explosionsmodell von elektronischen Geräten                                                     | Verschiedene Geräte (z.B. Laptop) sollen in funktionsfähige Explosionsmodelle umgewandelt werden                                                                                        | 2       | Nein                  | Ggf.                  | Ja                  | 
 +|      | weitere nach Absprache                                                                          | weitere nach Absprache                                                                                                                                                                  |         |                       |                       |                     | 
 +|      |                                                                                                 |                                                                                                                                                                                         |         |                       |                       |                     | 
 +|      |                                                                                                 |                                                                                                                                                                                         |         |                       |                       |                     |
  
-  - Transistoren - Transistorstrukturen im Chip: von Standardzellen zu 3D-Integration und „Forksheet“-Transistoren (FinFETs, vertikale Transistoren, …) +--> Weitere Themen #
-  - Transistoren - Einführung in CMOS +
-  - Energiespeicher - Miniaturbatterien in Dünnschicht +
-  - Energiespeicher - Supercaps und Hybrid-Supercaps +
-  - Energiespeicher - Impedanzspektroskopie bei Batterien +
-  - Controller - Multicore, Pipelining und Vectoring in Prozessoren +
-  - Controller - DSPs +
-  - Controller - Hardware-integrierte Neuronale Netze (analoge Neuronen über Resistive RAM, Compute in Memory, mathematische MAC Operationen, FPGAs, …) +
-  - Einführung in den thermischen Stromkreis (z.B. Berechnungen mit Zth) +
-  - Einführung in Photonik (optische Kopplung, Polarisationsmanagement, SiN-Wellenleiter)+
  
-===== Themen für Projekte ===== +In der folgenden Tabelle sind einige weitere Beispiele dazu zu finden. Zusätzliche finden Sie unter [[studentische_arbeiten:Themen für Labor und Seminararbeiten]]. Gerne können Sie auch eigene Projekte vorschlagen, sofern diese die Lehre unterstützen und weitesten Sinne elektronische Systeme betreffen.
-{{tablelayout?colwidth=""}} +
-^ Nr.  ^ Thema                                                                                                                                  ^ Beschreibung                                                                                                                                                                   ^ Umfang  ^ sinnvolle Interessen                                                                                         ||| +
-| :::  | :::                                                                                                                                    | :::                                                                                                                                                                            | :::     ^ Softwareentwicklung?                    ^ Hardwareentwicklung?                          ^ Systementwicklung?   ^ +
-| 1    | Simulide Systemübersicht / Weiterentwicklung                                                                                           | (Start z.B. über [[https://simulide.forumotion.com/t88-compiling-simulide-under-windows|Kompilieren unter Win10]])                                                             |         | ja, Cpp (in Windows)                    |                                               | Ja, Systemübersicht  | +
-| 2    | Einarbeitung in Falstad circuitjs                                                                                                      |                                                                                                                                                                                |         | Ja, Java Script                         |                                               | Ja, Systemübersicht  | +
-| 3    | WLAN-Hookup MEXLE (als standalone Basis Board)                                                                                         | OTA-Flashing für AVR-Chips / Mexle 328PB über ESP32                                                                                                                            | 1...2   | Ja, C++ / C (embedded)                  | Ja, Schaltung/Layout in eagle                 |                      | +
-| 4    |                                                                                                                                        |                                                                                                                                                                                |         |                                         |                                               |                      | +
-| 5    | eine "einfache" Programmiersprache: Scratch auf dem MEXLE 328PB Board                                                                  | ([[http://s4a.cat/|S4A]])                                                                                                                                                      |         | Ja, Scratch                             |                                               | Ja                   | +
-| 6    | (einfacher) Prozessornachbau in Falstad / digital                                                                                      | (z.B. [[https://github.com/sakfa/cpu|RISC CPU]])                                                                                                                               | 2...4   |                                         | Ja, Simulation                                |                      | +
-| 7    | Modellierung eines Operationsverstärkers                                                                                               |                                                                                                                                                                                | 1...2   |                                         |                                               |                      | +
-| 8    | Elektronik-Management über Bar-, QR-Code (z.B. [[https://serratus.github.io/quaggaJS/|quaggaJS]], automatischer Erstellung für eagle)  | (z.B. [[http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/opmodel1/opmodel1.htm|einfaches Modell]], [[http://www.ecircuitcenter.com/OpModels/Opmodel2/opmodel2.htm|komplexeres Modell]])  | 1...2   | Ja, in eagle und ggf. PHP, Java Script  |                                               |                      | +
-| 9    | (weitere) Anpassung MEXLE <-> Fischertechnik                                                                                           |                                                                                                                                                                                | 2...3   |                                         | Ja, Schaltung/Layout in eagle                 |                      | +
-| 10   | „Leit“-Schaltungen entwickeln                                                                                                          |                                                                                                                                                                                | 1...2   |                                         | Ja, Schaltung/Layout in eagle und Simulation  |                      | +
-| 11   | Magnetkreise mit FEMM auslegen (z.B. Elektromotor, Reluktanzmotor, Lautsprecher etc. )                                                 |                                                                                                                                                                                | 1...2   |                                         | Ja, Simulation                                |                      | +
-| 12   | Entwicklung von diversen Layouts                                                                                                       |                                                                                                                                                                                |         |                                         | Ja, Schaltung/Layout in eagle                 |                      |+
  
-===== Terminplanung =====+^ Nr.  ^ Thema                                                                                                                       ^ Beschreibung                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  ^ Umfang     ^ sinnvolle Interessen                                                                                                            ||| 
 +| :::  | :::                                                                                                                         | :::                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           | :::        ^ Softwareentwicklung?  ^ Hardwareentwicklung?           ^ Systementwicklung?                                                       ^ 
 +| 1    | Einarbeitung in Falstad circuitjs                                                                                           | Ziel ist eine Systemübersicht über das Programm zu erstellen und kleine Verbesserungen vorzunehmen. z.B. neuer Verbindungs-/Datentyp ohne phys. Einheit und Konvertierungsmodule dafür  (z.B. zur Eingabe von Zahlenwerten wie 0x025, welche dann über einen Bus auf einzelne Bits und Pegel heruntergebrochen werden können)                                                                                                                                                                                                                                                 | 2          | Ja, Java Script       |                                | Ja, Systemübersicht                                                      | 
 +| 2    | Modellierung eines Operationsverstärkers                                                                                    | (z.B. [[http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/opmodel1/opmodel1.htm|einfaches Modell]], [[http://www.ecircuitcenter.com/OpModels/Opmodel2/opmodel2.htm|komplexeres Modell]])                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 | "1/2"...1  |                       | Ja, Simulation                 |                                                                          | 
 +| 4    | Entwicklung von diversen Layouts                                                                                            | (1) Intelligentes Displaymodul mit Tasten: Anbindung der Tasten und des Displays an I2C\\ (2) Funktionsgenerator-Hookup (auf AVR32DB Basisboard, welches bereits DAC und OPV hat). Umwandlung von unipolarem Signal (0..3,3V) in bipolares (-3,3V...+3,3V)\\ (3) Template für zukünftige Sensormodule\\ (4) Experimentierplatine mit Steckbrett im MEXLE Format \\ (5) Alternative Basisplatinen auf Basis des TI MSP430 oder PIC18 (ggf. auch STM8, vgl.  [[https://create.arduino.cc/projecthub/akarsh98/using-a-stm32-like-an-arduino-tutorial-stm32f103c8-1073cb|hier]])  | 3...4      |                       | Ja, Schaltung/Layout in eagle  | Ja, Konzepterstellung für Funktion, Pinning und Anforderung an Software  | 
 +| 6    | Weiterentwicklung von "Spannungsanalyse"-Elektronik für MEXLE                                                               | In den letzten Semestern wurden verschiedene MEXLE Systeme zum Einlesen von Spannungsverläufen erstellt. Dabei wurde unter anderem ein Handoszilloskop erstellt und eine DAC-Platine. Beide sind weiterzuentwickeln und zu testen                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             | 2..3       |                       | ja                             | ja                                                                       | 
 +| 7    | I2C und SPI Sniffer / Tool                                                                                                  | Um die Schnittstellen I2C und SPI zu testen, kann es von Vorteil sein die Kommunikation "abzuhören" und zu beeinflussen. Dies soll über einen 328PB nachgebildet werden. Eine geeignete Adapterplatine ist zu entwickeln                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      | 2          |                       | ja                             | ja                                                                       |
  
-^ Semester- \\ woche  ^ Termin  ^ Modus                                  ^ Projekt                                                                                                                                    ^ +<--
-| 1                   | 01.03   | Einführung         | Auswahl des Projekts, Komponentensuche, \\ Einlesen in Datenblätter, Projektplanung: \\ - Mindmap \\ - Gantt-Chart \\ - Ressourcenplanung  | +
-| 2                   | 08.03   | :::                                    | :::                                                                                      | +
-| 3                   | 15.03   | Eigenständige Arbeit / Coaching        |                                                                                          | +
-| 4                   | 22.03   | :::                                    |                                                                                          | +
-| 5                   | 29.03   | :::                                    |                                                                                          | +
-| 6                   | 05.04   | <fc #ff0000>ENTFÄLLT (Ostern)</fc>     || +
-| 7                   | 12.04   | Eigenständige Arbeit / Coaching        |                                                                                          | +
-| 8                   | 19.04   | :::                                    |                                                                                          | +
-| -                   | 26.04   | <fc #ff0000>ENTFÄLLT (Prüfungen)</fc>  || +
-| -                   | 03.05   | :::                                    || +
-| -                   | 10.05   | :::                                    || +
-| -                   | 17.05   | :::                                    || +
-| -                   | 24.05   | :::                                    || +
-| 9                   | 31.05   | Präsentationsslot 1-4, Coaching        |                                                                                          | +
-| 10                  | 07.06   | Präsentationsslot 5-8, Coaching        |                                                                                          | +
-| 11                  | 14.06   | Präsentationsslot 9-12, Coaching       |                                                                                          | +
-| 12                  | 21.06   | Präsentationsslot 13-16, Coaching      |                                                                                          | +
-| 13                  | 28.06   | Präsentationsslot 7-20, Coaching       |                                                                                          |+
  
-Bei allen Veranstaltungen ist die Möglichkeit zu Rücksprachen zu den eigenen Projekten gegeben.+==== Vorträge im Kurs ==== 
 + 
 +<WRAP hide> 
 +  * https://www.rct-power.com/de/home.html 
 +  * https://www.eviron.de/ 
 +</WRAP> 
 + 
 +Im Sommersemester sind noch Themen von externen Vortragenden geplant, aber noch nicht bestätigt. 
 + 
 + 
 +<WRAP> 
 +--> Vorträge in bisherigen Kursen  # 
 + 
 +In den letzten Kursen wurden folgende Präsentationen gehalten: 
 + 
 +SS2024 
 +  * Motorentwicklung bei ebm papst ([[https://www.ebmpapst.com/|ebm papst]]) 
 +  * Einführung in MPLAB X - UART, I2C und Debugging des SAMD21 ([[https://www.microchip.com/|Microchip]], Details auf [[https://github.com/edras/SAMD21_HowTo|Github]]) 
 + 
 +SS2022 
 +  * System- und Hardwareentwurf unter normativen Vorgaben und Blick auf die besonderen Herausforderungen und Varianten von fehlertoleranten Systemen ([[https://www.mobil-elektronik.com/|Mobil Elektronik]]) 
 +  * Herstellung und Sonderformen von Platinen, z.B. flexible Leiterplatten, Vias, Multilayer ([[https://www.we-online.com/web/de/leiterplatten/willkommen_/Willkommen.php|WE online]]) 
 +  * Batteriemanagement von Lithium Ionen Batterien ([[https://www.bos-ag.com/|BOS AG]]) 
 +  * Analoge Sensoren und Schnittstellen zum Microcontroller ([[https://www.microchip.com/|Microchip]]) 
 + 
 +SS2021 
 +  * **Wie wird eine Platine entwickelt?**//(externer Vortragender, Würth/WEdirekt)// \\ Nutzentypen, Multilayer, Flex-Systeme, Vias 
 +  * **[[elektronik_labor:weiterfuehrende_tipps_zum_layouting|Weitere Tipps und Tricks zum Layouting von Platinen]] **//(Prof. Gruhler)// \\ parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten, Führung von analoger und digitaler Masse, Aufbau von Multilayerplatinen, Kunst des Layoutings 
 +  * **Mikrocontroller-Technologien **//(externer Vortragender, Microchip)// \\ Hardware-Software-Codesign, typische Haken und Ösen bei der Hardwareentwicklung 
 +  * **Software- und Systementwicklung **//(externer Vortragender, Bosch)// \\ Prozesse, industrielle Tools, Tagesablauf 
 + 
 +<-- 
 +</WRAP> 
 + 
 +==== Terminplanung ==== 
 + 
 +Ein detaillierter Gruppen-/Terminplan ist in [[https://ilias.hs-heilbronn.de/goto.php?target=file_560217_download&client_id=iliashhn|ILIAS]] zu finden. 
 + 
 +<WRAP> 
 +<imgcaption ImgNr01 | Terminplanung> 
 +</imgcaption> 
 +{{drawio>ESTerminplanung}} 
 +</WRAP> 
 + 
 +==== Lage der Labore ==== 
 + 
 +<WRAP> 
 +<imgcaption ImgNr02 | Lage der Labore> 
 +</imgcaption> 
 +{{drawio>LageDerLabore}} 
 +</WRAP>
  
 ==== weiterführende Links ==== ==== weiterführende Links ====
  
-{{:2009-praesentieren-02-2.pdf|Theorie paralleler und verteilter Systeme}}  von Hr. Prof. Tantau an der [[http://www.tcs.uni-luebeck.de/downloads/mitarbeiter/tantau/2009-praesentieren-02-2.pdf|Uni Lübeck]] \\+{{2009-praesentieren-02-2.pdf|Theorie paralleler und verteilter Systeme}}  von Hr. Prof. Tantau an der [[http://www.tcs.uni-luebeck.de/downloads/mitarbeiter/tantau/2009-praesentieren-02-2.pdf|Uni Lübeck]] \\
 [[http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/smps.html|Dimensionierung von Schaltnetzteilen]] \\ [[http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/smps.html|Dimensionierung von Schaltnetzteilen]] \\
 [[https://www.ipes.ethz.ch/course/view.php?id=2#section-1|iPES]]: interaktives Power Electronics Seminar \\ [[https://www.ipes.ethz.ch/course/view.php?id=2#section-1|iPES]]: interaktives Power Electronics Seminar \\