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| elektronische_systeme:start [2024/02/29 13:45] – mexleadmin | elektronische_systeme:start [2025/02/26 15:50] (aktuell) – [Tabelle] mexleadmin |
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| <fs xx-large>Die Inhalte zu diesem Kurs sind noch nicht aktuell für das Sommersemester 2024! | |
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| ====== Elektronische Systeme ====== | ====== Elektronische Systeme ====== |
| 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. |
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| ===== Themen für Elektroniksimulationen ===== | ===== Themen für Vorträge zur Elektronik ===== |
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| Neben dem Hauptprojekt sollen Digitalschaltungen in Falstad nachgebildet werden, welche Peripherals eines Atmega328 abbilden. | Neben dem Hauptprojekt sollen Vorträge zu aktuellen Themen der Elektronik präsentiert werden. |
| Diese Simulationen sollen einen tieferen Blick in die Innereien des Microcontrollers ermöglichen. | Gegebenenfalls könnten folgende Themen interessant sein: |
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| - 8bit Timer/Counter + I/O-Ports | * **[[elektronische_systeme:it_sicherheit|Wie kann ich Kommunikation und Datenablage sicher machen]]** \\ Checksummen, Zyklische Redundanzprüfung, Hash-Funktionen, Kryptographie |
| - SPI | * **[[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 |
| - I2C/TWI | * **Warum brennen Prozessoren nicht durch?** \\ Thermomanagement, Wärmestromkreis, transiente thermische Impedanz |
| - ADC | * **komplexere Filter** \\ Bandsperre, Bessel-, Butterworth-, Chebyshev-Filter, Ausnutzung von Resonanz |
| - U(S)ART | * Künstliche Intelligenz |
| - 16bit Timer/Counter | |
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| Optional wären: Watchdog, USART in SPI Mode, AVR32DB: EVSYS, PORTMUX, CCL, Brownout detector, 12bit timer, RTC, CRCSCAN, DAC, OPAMP, ZCD | |
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| Für einen 8bit Timer/Counter habe ich dazu bereits einen Ansatz für eine Lösung erstellt, siehe [[http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgzCCMCmC0AcIBsA6ALAVgAw4JxiyTXgwwHZFsQMQ0IM5JIAoAJRFkiQ6I+J7RQQAJig5xOEShrDpILPOnNhWMmMHD4C+Ik2JBAYQDKw5gBl1IrZYIb5IAGYBDADYBnaNXnmoYbpoVIP3AsOwVnd08aLGVVX39rSBUrfRBjFhU1Ll1EjFE9WjSjGItsq0CkRFsRIQiPLxiAdyhK8pbEXG4YgFkQMiS2-tFq-KULeE62ie4R+zqo70yQaanrAsEAHTcyZgAPEFwsXHAwDtxIcDQLjUEAeQNWLABBWLVz-OsV9ZAtpB93toA2bhVz1aL-NAaay4SEhOwXeYNV4HWEBA6aFKFLZoZG4DFogHfLYYf746EY4GOUELEoHPGA+mUxHgpa4ekEsgJVJbDJxSA4HIKNkfbluWn8rCCsSSuE1EGRJEWXCcwEq2YI6lI1kqglIBREtymVl6wGonRYtxgf4m3UKJma8G9MhkhTOqqhGqyElOm3WTl2j2jb19M2u2GzL3MXpaKUx2VBqPLYRQ7TJ+NSYNkdl+xmBjOJsg6v1qvORix+O0DMDBMADUQahXg-ZkLAQavHCh2tCiG4gAAqBgAcn3xcF+EkFPxRPKwd5SsFYOPkovdHMHd5mmhJiuRGBRDumrv91OuHxEDF9vA22BjpAs5ceyJBAOHlgAEJsMTWWDJxD87e-vYk4KNEQFKJA8CCEE3A7neMHjuAzBcIIiCwfBuihLeCjYfYoF4Q0VIKoe0HIFBY7nswzQkZw3AYDBp7EcECi8NhlHUDMoi8HuG6keAnGCKxVHBKezotDxokifx4lSXRvGMRxyx2tObHWNx0JdCpQq0dwkzyRw3G8LA3GHoZBmCLALEqQc9E6RpzQ0dZHCnhZAlsQ5Lm8R5eloiRwiicRrT8lBkGOYeKhae0UADMRga8EFbQxFw3D8txP7jqEChpRhW7LMwACEaQAPYALYAA5OAATk4AAuhUVfYACSWAADRbA1kCtW4DXCJ1DVgJ1ABSLVbANHUjT1I0QAAikVZWVTVdXyBI4gbAAjpAGwAHbiBKWAbetW04Lt-JrRt217RKTCnYdx04Nd238o9e33RdR0nQdD1MBd+1nbdd0fZdl33U9T3A99F3A4D-2-Y9X0-VtTCw+9MOI4j90APyY1jmNrVgW2xH+rb7nFGUCEIBgleVVW1fVMQqITZnqMxUGzVTC31SSkBUP+MGyUwy583K1Bsfy34k9ullUUc6Ffpl-Axd+6XWJZSyFgkrq+qkVqq9mrpFqkRpxPAaZonG3x00bMpolmIqFLyahkKGfRkqkJKq76YZQqkOKqy6fR1uagh-KrAfMZM3w7FLqXhX0Ko-pIxFlGmTAhWmietMnZSwP5IuQPSaVRfnaCCVFJrcROSk8RXYnV8Zuep1BEFQRpXON-Sp5MPnyc1DQJJUVnEl5-uOf9zaxel-q1jp7ocVJ65o-6uPTBl8pVHCCbs8ZyrfJcJPgSQGaqQGLc3TPOKu9tMvAZhIRs4W1k68plA9OYoYJ-PCwpSP5f3-qrfNIi2-j5IBll9hMDoJcQIwgbyXAgL2F8jwXi9CSOPbO9Y-LD3yPmfusJYB8yHhwWSiV8H5wki-NBQgLzP0ODwes7ZCHHF7Pce+ssnLCQPuZEiggXBOAAEbQBcMiG8wwPRXBmKIkAABjFw0BKrIi3P4ceCiRCiUENI2RFVkTQOPLoVBvA1EuAANYjnkduU8mAbKFAACYAEsKrQEkdVGxhVNrMBQCAAAqqVAAIoVRom0KYAFdNrVWgBVeAb4bHVXsBAfkvgQC8MKtVWqxVaCCGOBAAwZgADSQtRBTTtDEkAU0LhcyENNesxxhjFIgNA8A9SppQkKNNGg1YvDTRmNwGYxS1BXD6PU1gABRIwXgqkgFqqVWgEAqieIAArICEKIAa2SABiLgbGlTWYVUqgyXDFR5FsYQBzLTYmJBsCqDVNoADcwmhIqrs-ZbgkBbDIOcp4m0rEAHEarQAeS805bh4DnNuBVb5oS-mAp5EctwV0KrvK+T8iFYBfhQvOWYQqABzGxkjLmlUCdVCFG04UfLBb8vZPIMCophWgYFoLEXkphci6lPI8bEoReChlQKYXPMZW8kl9LHl5x5DSmFQKKogtJYS15oqti4D5eyslgqmUqB5K8iq6KsWSNuPivFBKGXIvVZi7F2rqq6sJZSiqyy1kbK2TshlV1DQ8g2jCyl3KzmWtWeszZLhtmErxo6mF-qhWGn9Raq1XrbUQrlQG6N0DDkiotfCyV9rpXJkOUSiVAr02HOhcIRN-KOWPLjTKw0RyPXWu9b6hlebDmHNdZoQ50b80KohcIZ1whY3PPFXSwthyeV+S2AQeVyai1cvXoctV4abU+rtY8odAb53VkHQm4dWbDQ8rACK2stKR2DudXuQdzbd2WmVdKg95aI0zqRfWw9g6N3SqPWu7dloz1iszb2y0XKbzYlZUmp9G7oXfovdOqtjzi61rcOByDzruzuo1canV+LW0Gvg1qxDerBVysNZqk1Zr9VdtQ7hpDDKrhoqNWh01xG50ofI0RjDhyxV-o-aRy0G7lVjqZcGrmg7sQGsHHVY9LG-CDvY4czj0buMnMg0HDYWx-V4zk9IWTbhXUbVrWcs5MLlNHI0ypg56mxTKZvfptw8wjPKaDdpiz5mtMGcpZptTjrdOqas3JmzjmdN6Yc65rzemnOGiU-5r0KK3NPOs2F0LHnzPebs+5nzCm-PPMiz5+zfmovOZM55hLrqkuGds-51LLnYsxf89lkLeX0u+aKwVuLBmysRby554LQXAtNda9p9rhzOsBddQloFbnNN9eiyp5gVxJzbn4HRTK5dPE+L8QEwqwS7kRKicgOT8hFOupoO20L22IOhqgPt4kIhjlmb84EI7KnDsBoOztvLe2bvHbu7dy7MgutvZ62tq7PLmLree091713oUHZ5Q94HAPHtXf+99v7gPodg9219i7kOEf3aB4jn7J3Pu5rkDjj7XoscE7xxtyFaP-VctDciJAJtx5IFksmScCSkkpKETabixd9Ts5ALY+xjjnGuPLGz4YwRtE1AbHfKnJsZR0-8DKQQxUnC7Fzrg-BAsNJLHAeZfBuDrCGAHEhKgFZZTCNlBcacwslhG47TMEXkw9cGDYmrQYKp5aO5d4ganghXfNCd+ldnFEffu9jjBGOJl-d9BCt7vouto-5BHrHlRogncYPEjqUSvuS4UC94TNMUezafCtpLRSM9BDJ6L2X0vapV4J-SuYgPNePdKPr8bJ+LeRBEJUibWSyeO+B-8N3nU89FKTkJnL5vkh+BEH0PXjPwenL0kPFnjgMd+Rpnjpnqvc-OAhUX13SQj0Q8Jzd4orfcEeJaEyivgUy+j999oK6SPM-N821oE-k-F-X+p-ovSJf6+v9ORChfz-0XzjjPw-2AM0kCBVAlD-BVF33rGgL2mSjgMdxCjP1XyghQLv3QKJigCwOHzwK6XHHwJfzPyICgLsmQHLhVCXzPxAOQK6WThIOgLyAILoOPxaFdHbmYOSlaFoJII9j6DHhn2ELn0AnoKgFYOTyj0diflkKfEz1RHHmkI30UT1l4NUMimTzrjv1FzdCPGkl0G4n0LREX1Dn9nyDTkdzrDTGTysN0NsOgJ4KcgGHAJIgkM4GSCAPcI4M8MQF-x8OaDcOEmv04CYkd3zhIgPzYUoICJCLX0CLEFShIidzCNiJYKT1AOil8InDnwvgkLP1SMSKKIxCdzKEPE6G0AOBCgcgqJNCFFAMoMqJEDTGaP5nP3DlaJtHsOWHDk+E6KH0JG4kJCnjYmaNFyGOrzaIxHGJ0OskXi0kCFhAqPxHHnGPHhWKlDxF0RLjaJNHWPrxhBuA6FEIqKdiOKfEOJtFkmaPrxgPb1sn1F72lClHuLzSaJtF4GaN2PZC+M+MGJtFEmaIQB4nGPUkygYjGN+PSRjwqKLAaP8Hj2VERNEHGKRJNAchSn3EhOaE6FQg7iwASKaMaLEGchxOqM4WSlCPJNwDQIGHuPaLhOSnpKQKiimMChZMznZP3nrFwMZLGJNA4QOGgOyNxMFP2LpPZPxMeI4DuL5MFMJMwMoKxKgFhGiPYKjnQVH1gOVNwJJhlH5M1MUlJOZOrxVMmAwLZKrlwMCGvyjxVIJLr2tO4nLkVM-xilSn1OlOdJ0RNKcl1NSldKJJ9IAKgmpPCKNJokJjJIjKSOxNYMtLSJDKyheJvxLhVJ-FdOclDxFlwJ-AJLXxzOaE91VKDmoMoJLPaPIMIJ4hLOVmIIrOTi6XDxMmDOrKjxLJ3Cn3dJFhFwkgznjzKHiiTkHNimbhLyri3nHKtLqL-AGGmIokKlJOWHsGLjZCgBQDzUUAkGRLoi3P1GXKtCXOVBXOAlpIaBQFKSgGYCXP5DUHPHv3XOiBQB3M5D3JkDFziCtCAA|hier]]. Für einen Subcircuit ist [[introduction_to_digital_systems:storage_elements#examples|hier]] ein Schieberegister als Beispiel zu finden. | |
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| Diese Schaltung soll als Grundlage für die anderen Hardwareteile dienen. | |
| Randbedingungen bei der Umsetzung sind: | |
| - Sprechen Sie mir Ihren Kommilitonen, um ähnliche, neue Komponenten zu verwenden. | |
| - Beachten Sie die [[Tipps für Falstad Schaltungen]]. | |
| - Alle Register des entsprechenden Features sollen vorhanden sein. | |
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| ===== Themen für Projekte ===== | ===== Themen für Projekte ===== |
| Die Themen für die Veranstaltung im Sommersemester 2022 sollen die Lehre in Microcontrollertechnik, Elektronik Labor, Digitaltechnik und Elektrotechnik I/II unterstützen. | Die Themen für die Veranstaltung im Sommersemester 2022 sollen die Lehre in Microcontrollertechnik, Elektronik Labor, Digitaltechnik und Elektrotechnik I/II unterstützen. |
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| ^ Nr. ^ Thema ^ Beschreibung ^ Umfang ^ sinnvolle Interessen ||| | ^ Nr. ^ Thema ^ Beschreibung ^ Umfang ^ sinnvolle Interessen ||| |
| | ::: | ::: | ::: | ::: ^ Softwareentwicklung? ^ Hardwareentwicklung? ^ Systementwicklung? ^ | | ::: | ::: | ::: | ::: ^ Softwareentwicklung? ^ Hardwareentwicklung? ^ Systementwicklung? ^ |
| | 1 | Komponentenregal | Im Projekt [[studentische_arbeiten:themen_fuer_labor_und_seminararbeiten#offene_themen|automatisches Komponenten-Regal]] sollen einige elektronische Aspekte gelöst werden: Automatisierung der Ein/Ausgabefächer, Mengenschätzung der Kleinteile (Kamera / Waage), QR-Code Auswertung, Verwendung der Mensa Card für die Authentifizierung | 3 | Ja | Ja | Ja | | | 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+3 | Magnetkreise mit altair flux auslegen (z.B. Elektromotor, Reluktanzmotor, Lautsprecher etc. ) | Das Programm [[https://www.altair.de/flux/|Flux]] ermöglicht die Simulation von elektrischen und magnetischen Effekten per finite Elemente. Ziel der Aufgabe ist ein Aufbau verschiedener Magnetkreise (Gleichstrommotor, Reluktanzmotor, Synchronmaschine, Lautsprecher etc. ) und eine Beschreibung wie dies umsetzbar ist zu erstellen. Die Struktur ist über ein CAD-Programm (z.B. AutoCAD) zu erstellen. Gut wäre auch ein Output als Animation | 4 | | Ja, Simulation | | | | 2 | Explosionsmodell von elektronischen Geräten | Verschiedene Geräte (z.B. Laptop) sollen in funktionsfähige Explosionsmodelle umgewandelt werden | 2 | Nein | Ggf. | Ja | |
| | 4 | Entwicklung von Hard- und Software für großes LED Display basierend auf >50 8x8 Matrizen | im Labor sind etliche rote 8x8 LED Matrizen ohne Treiber vorhanden. Für diese ist eine günstige Treiberhardware zu entwickeln und eine Treibersoftware, welche leicht ansteuerbar ist. | 2 | | Ja | Ja | | | | weitere nach Absprache | weitere nach Absprache | | | | | |
| | 5 | MEXLE Zwilling in Simulide | Das Prototyping und Lernsystem MEXLE 2020 soll in Simulide nachgebildet werden. Dies wurde bereits als "[[https://www.mexle.org/#softwarekonzept|Mockup]]" aufgebaut | 2 | Ja | | ja | | | | | | | | | | |
| | 6 | Abstandssensorik | Für verschiedene Anwendungen sollen kapazitive und TOF Abstandssensoren aufgebaut und evaluiert werden. | 2 | Ja | Ja | Ja | | | | | | | | | | |
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| --> Weitere Themen # | --> Weitere Themen # |
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| Im Sommersemester sind folgende Themen geplant, aber noch nicht bestätigt: | Im Sommersemester sind noch Themen von externen Vortragenden geplant, aber noch nicht bestätigt. |
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| * System- und Hardwareentwurf unter normativen Vorgaben und Blick auf die besonderen Herausforderungen und Varianten von fehlertoleranten Systemen ([[https://www.mobil-elektronik.com/|Mobil Elektronik]]) | |
| * Herstellung und Sonderformen von Platinen, z.B. flexible Leiterplatten, Vias, Multilayer ([[https://www.we-online.com/web/de/leiterplatten/willkommen_/Willkommen.php|WE online]]) | |
| * Batteriemanagement von Lithium Ionen Batterien ([[https://www.bos-ag.com/|BOS AG]]) | |
| * Analoge Sensoren und Schnittstellen zum Microcontroller ([[https://www.microchip.com/|Microchip]]) | |
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| --> Vorträge in bisherigen Kursen # | --> Vorträge in bisherigen Kursen # |
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| Im letzten Kurs wurden folgende Präsentationen gehalten: | In den letzten Kursen wurden folgende Präsentationen gehalten: |
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| | SS2024 |
| | * Motorentwicklung bei ebm papst ([[https://www.ebmpapst.com/|ebm papst]]) |
| | * Einführung in MPLAB X - UART, I2C und Debugging des SAMD21 ([[https://www.microchip.com/|Microchip]], Details auf [[https://github.com/edras/SAMD21_HowTo|Github]]) |
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| | SS2022 |
| | * System- und Hardwareentwurf unter normativen Vorgaben und Blick auf die besonderen Herausforderungen und Varianten von fehlertoleranten Systemen ([[https://www.mobil-elektronik.com/|Mobil Elektronik]]) |
| | * Herstellung und Sonderformen von Platinen, z.B. flexible Leiterplatten, Vias, Multilayer ([[https://www.we-online.com/web/de/leiterplatten/willkommen_/Willkommen.php|WE online]]) |
| | * Batteriemanagement von Lithium Ionen Batterien ([[https://www.bos-ag.com/|BOS AG]]) |
| | * Analoge Sensoren und Schnittstellen zum Microcontroller ([[https://www.microchip.com/|Microchip]]) |
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| | SS2021 |
| * **Wie wird eine Platine entwickelt?**//(externer Vortragender, Würth/WEdirekt)// \\ Nutzentypen, Multilayer, Flex-Systeme, Vias | * **Wie wird eine Platine entwickelt?**//(externer Vortragender, Würth/WEdirekt)// \\ Nutzentypen, Multilayer, Flex-Systeme, Vias |
| * **[[elektronik_labor:weiterfuehrende_tipps_zum_layouting|Weitere Tipps und Tricks zum Layouting von Platinen]] **//(Prof. Gruhler)// \\ parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten, Führung von analoger und digitaler Masse, Aufbau von Multilayerplatinen, Kunst des Layoutings | * **[[elektronik_labor:weiterfuehrende_tipps_zum_layouting|Weitere Tipps und Tricks zum Layouting von Platinen]] **//(Prof. Gruhler)// \\ parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten, Führung von analoger und digitaler Masse, Aufbau von Multilayerplatinen, Kunst des Layoutings |
| * **Software- und Systementwicklung **//(externer Vortragender, Bosch)// \\ Prozesse, industrielle Tools, Tagesablauf | * **Software- und Systementwicklung **//(externer Vortragender, Bosch)// \\ Prozesse, industrielle Tools, Tagesablauf |
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| Gegebenenfalls könnten folgende Themen interessant sein: | |
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| * **[[elektronische_systeme:it_sicherheit|Wie kann ich Kommunikation und Datenablage sicher machen]]** \\ Checksummen, Zyklische Redundanzprüfung, Hash-Funktionen, Kryptographie | |
| * **[[elektronische_systeme:stromspannungswandler|Wie wandelt man - z.B. im Elektroauto, im Netzteil, in der Endstufe - Wechselspannung in Gleichspannung und umgekehrt]]** \\ Halbbrücke, Buck/Boost-Converter, Vollbrücke, B6-Brücke, Transistortypen, Gegentaktendstufe * **Warum brennen Prozessoren nicht durch?** \\ Thermomanagement, Wärmestromkreis, transiente thermische Impedanz | |
| * **komplexere Filter** \\ Bandsperre, Bessel-, Butterworth-, Chebyshev-Filter, Ausnutzung von Resonanz | |
| * Künstliche Intelligenz | |
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| Projektvorschläge folgen bis zum Semesterbeginn. Eigene Projektvorschläge sind gerne gesehen. | |
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| </imgcaption> | </imgcaption> |
| {{drawio>ESTerminplanung}} | {{drawio>ESTerminplanung}} |
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| | ==== Lage der Labore ==== |
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| | <imgcaption ImgNr02 | Lage der Labore> |
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| | {{drawio>LageDerLabore}} |
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