Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revision Previous revision
Next revision		 Previous revision
elektronische_systeme:start [2022/03/07 13:21] – [Tabelle] tfischerelektronische_systeme:start [2026/03/17 16:12] (current) – mexleadmin
Line 1: Line 1:
-<WRAP round important> 
-\\ \\ \\  
-<fs xx-large>Die Inhalte zu diesem Kurs sind noch nicht aktuell für das Sommersemester 2022! 
-</fs>\\ \\ \\ 
-</WRAP> 
- 
 ====== Elektronische Systeme ====== ====== Elektronische Systeme ======
  
Line 22: Line 16:
 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.  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 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 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.
  
-===== Bisherige Kurse =====+===== Themen für Vorträge zur Elektronik =====
  
-Im letzten Kurs wurden folgende Präsentationen gehalten:+Neben dem Hauptprojekt sollen Vorträge zu aktuellen Themen der Elektronik präsentiert werden. 
 +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: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 
 + 
 +===== 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 7x5 Matrizen  | Vor einigen Semestern 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                                                                       | 
 +| 3    | Entwicklung von diversen Layouts                                                                | Alternative Basisplatinen auf Basis des RP2354B, 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 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 [[https://wiki.mexle.org/studentische_arbeiten/themen_fuer_labor_und_seminararbeiten|aktuellen und zurückgestellten Seminararbeitsthemen]] abgeleitet werden. 
 + 
 +==== 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   * **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
Line 33: Line 75:
   * **Software- und Systementwicklung **//(externer Vortragender, Bosch)// \\ Prozesse, industrielle Tools, Tagesablauf   * **Software- und Systementwicklung **//(externer Vortragender, Bosch)// \\ Prozesse, industrielle Tools, Tagesablauf
  
-Gegebenenfalls könnten folgende Themen interessant sein:+<-- 
 +</WRAP>
  
-  * **[[elektronische_systeme:it_sicherheit|Wie kann ich Kommunikation und Datenablage sicher machen]]**  \\ Checksummen, Zyklische Redundanzprüfung, Hash-Funktionen, Kryptographie +==== Terminplanung ====
-  * **[[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+
  
 +Ein detaillierter Gruppen-/Terminplan wird in [[https://ilias.hs-heilbronn.de/goto.php?target=file_560217_download&client_id=iliashhn|ILIAS]] zu finden sein.
  
-Projektvorschläge folgen bis zum Semesterbeginn. Eigene Projektvorschläge sind gerne gesehen.+<WRAP> 
 +<imgcaption ImgNr01 | Terminplanung> 
 +</imgcaption> 
 +{{drawio>ESTerminplanung}} 
 +</WRAP>
  
-===== Themen für Kurzvorträge =====+==== Lage der Labore ====
  
-  - Transistoren - Transistorstrukturen im Chip: von Standardzellen zu 3D-Integration und „Forksheet“-Transistoren (FinFETs, vertikale Transistoren, …) +<WRAP> 
-  - Transistoren - Einführung in CMOS +<imgcaption ImgNr02 | Lage der Labore> 
-  - Energiespeicher - Miniaturbatterien in Dünnschicht +</imgcaption> 
-  - Energiespeicher - Supercaps und Hybrid-Supercaps +{{drawio>LageDerLabore}} 
-  - Energiespeicher - Impedanzspektroskopie bei Batterien +</WRAP>
-  - 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 ===== +
-{{tablelayout?colwidth=",461px,952px,,101px,101px,101px"}} +
-^ Nr.  ^ Thema                                                                                          ^ Beschreibung                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       ^ Umfang     ^ sinnvolle Interessen                                                                                                            ||| +
-| :::  | :::                                                                                            | :::                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                | :::        ^ Softwareentwicklung?  ^ Hardwareentwicklung?           ^ Systementwicklung?                                                       ^ +
-| 1    | [[studentische_arbeiten:simulide_weiterentwicklung]]                                           |                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    | 2          | ja, Cpp (in Windows)  |                                | Ja, Systemübersicht                                                      | +
-| 2    | 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                                                      | +
-| 6    | 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  |                       |                                |                                                                          | +
-| 10   | 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                                                              | 1...2      |                       | Ja, Simulation                 |                                                                          | +
-| 11   | 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) 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  | +
-===== Terminplanung =====+
  
-TBD 
 ==== 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 \\