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Elektronische Systeme
Einführung
Unterschiedlichste elektronische System umgeben uns Tag täglich: Mobiltelefone, Laptops, Fahrzeugsteuerung… In diesem Kurs wollen wir eine Systemidee von Ihnen in elektronischer Hard- und Software umsetzen, um dabei die Einblicke in die Elektronikentwicklung zu erweitern. Ziel ist vor dem Jahresabschluss bereits die Systeme zu präsentieren.
Weiterhin gibt es ca. 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.
Themen für Vorträge zur Elektronik
Neben dem Hauptprojekt sollen Vorträge zu aktuellen Themen der Elektronik präsentiert werden. Gegebenenfalls könnten folgende Themen interessant sein:
- Wie kann ich Kommunikation und Datenablage sicher machen
Checksummen, Zyklische Redundanzprüfung, Hash-Funktionen, Kryptographie - 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
Themen für Projekte
Die Themen für die Veranstaltung im Sommersemester 2026 können eigeninitiativ eingebracht werden. Alternative gibt es auch Themen der Microcontrollertechnik, Elektronik, und Elektrotechnik I/II welche übernommen werden könnten. Hier ein paar Beispiele:
| Nr. | Thema | Beschreibung | Umfang | sinnvolle Interessen | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Softwareentwicklung? | Hardwareentwicklung? | Systementwicklung? | ||||
| 1 | Weiterentwicklung von Hard- und Software für großes LED Display basierend auf 100 7×5 Matrizen | Vor einigen Semestern wurde aus 10×10 rote 7×5 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 |
| 3 | Entwicklung von diversen Layouts | Alternative Basisplatinen auf Basis des RP2354B, TI MSP430 oder PIC18 (ggf. auch STM8, vgl. hier) | 3…4 | Ja, Schaltung/Layout in kiCAD | Ja, Konzepterstellung für Funktion, Pinning und Anforderung an Software | |
| 4 | 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 | |
Weitere Themen können auch aus aktuellen und zurückgestellten Seminararbeitsthemen abgeleitet werden.
Vorträge im Kurs
Im Sommersemester sind noch Themen von externen Vortragenden geplant, aber noch nicht bestätigt.
- Vorträge in bisherigen Kursen
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In den letzten Kursen wurden folgende Präsentationen gehalten:
SS2024
- Motorentwicklung bei ebm papst (ebm papst)
SS2022
- System- und Hardwareentwurf unter normativen Vorgaben und Blick auf die besonderen Herausforderungen und Varianten von fehlertoleranten Systemen (Mobil Elektronik)
- Herstellung und Sonderformen von Platinen, z.B. flexible Leiterplatten, Vias, Multilayer (WE online)
- Batteriemanagement von Lithium Ionen Batterien (BOS AG)
- Analoge Sensoren und Schnittstellen zum Microcontroller (Microchip)
SS2021
- Wie wird eine Platine entwickelt?(externer Vortragender, Würth/WEdirekt)
Nutzentypen, Multilayer, Flex-Systeme, Vias - 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
Terminplanung
Ein detaillierter Gruppen-/Terminplan wird in ILIAS zu finden sein.
Lage der Labore
weiterführende Links
Theorie paralleler und verteilter Systeme von Hr. Prof. Tantau an der Uni Lübeck
Dimensionierung von Schaltnetzteilen
iPES: interaktives Power Electronics Seminar
diverse Skripte für Elektronik der ZHAW (Schweiz)