Einführung

Im Fachpraktikum Elektrotechnik im Studiengang Mechatronik sowie Angewandte Elektrotechnik im Masterstudiengang Business and Systems Engineering absolvieren die Studierenden 4 Versuche und erstellen darüber hinaus ein eigenes mechatronisches Projekt in einem Kleinteam. Die Spannweite der Projekte ist groß: vom Aufbau kleiner Platinen über die Programmierung von Applikationen/Mikrocontrollern/etc. bis hin zu eigenen Laborversuchen für Mess- und Regelungstechnik.

Das Semesterziel sind 4 erfolgreiche Versuche und die eigenständige Lösung einer mechatronischen Aufgabenstellung.

Qualifikationsziele

Die Kompetenzen der Studierenden in Physik, Elektrotechnik und Systemtheorie sollen auf ein einheitliches Niveau gebracht werden. Das Ziel ist die unterschiedlichen Kenntnisstände der Studenten anzugleichen.

Die Studierenden verbreitern und vertiefen in diesem Angleichungsmodul ihr Wissen in den Bereichen der angewandten Physik und Elektrotechnik.

Im Bereich Elektrotechnik können die Studierenden Schaltungen für die Auswertung von Sensorinformationen entwerfen sowie verschiedene Aktortypen theoretisch und praktisch ansteuern. Die Studierenden sind befähigt, die Signalverarbeitung (Mess- und Regelungstechnik) mit einem Mikrocontrollerboard durchzuführen.

Inhalte

Die Vertiefung in angewandter Elektrotechnik erfolgt in praktischen Laborversuchen und Projekten in Laboren mit umfangreicher Werkzeug-/Maschinen-/Werkstatteinrichtung:

Die Versuche decken die nachfolgenden Bereiche ab:

• Mess- und Regelungssysteme (z.B. Autonome Robotik auf dem Lego Mindstorms mit Simulink)
• Schaltungssimulation und Leiterplattenentwurf
• Rapid Control Prototyping mit dSpace IO Hardware
• Einführung in Mikrocontroller (z.B. Arduino)

Hierbei steht die modellbasierte Entwicklung mit Simulink im Vordergrund.

Projekte: Je Kleingruppe ist ein mechatronisches Projekt zu bearbeiten. Dieses Projekt umfasst die Phasen

1. Projektplanung und Systementwurf
2. Beschaffung der Bauteile und Materialien
3. Entwicklung und Fertigung (z. B. Platine planen und herstellen, programmieren, konstruieren, montieren, löten,...)
4. Inbetriebnahme
5. Projektdemonstration, -abnahme und -dokumentation

Die Phasen können je nach Projekt variieren. Die Projekte werden von den Studierenden selbst vorgeschlagen. Achten Sie bei der Auswahl Ihres Projektes darauf, dass das von Ihnen gewählte Projekt zum zeitlichen Rahmen des Praktikums passt.

Hardware Beschaffung

Wir bitten wir Sie die erforderliche Hardware zu beschaffen. Zur Hilfestellung bei der Fertigung, z. B. per 3D-Druck, Holzarbeiten etc. steht Ihnen die Projektwerkstatt zur Verfügung.

Teilnahmeempfehlungen

Dieses Modul nutzt als Werkzeug die Rapid Control Prototyping-Software Matlab/Simulink. Grundkenntnisse sind hilfreich und können u.a. im für Studierende kostenlosen Matlab Online-Kurs erworben werden.

Literatur

• Brühlmann, T.: Arduino Praxiseinsteig. Heidelberg: mitp, 3. Auflage 2019. ISBN 978-3747500569. URL: Onlinequelle nur aus dem Campusnetz erreichbar.
• Hesse, S.;u.a.: Sensoren für die Prozess- und Fabrikautomation. Vieweg, 2012: 978-3834808950
• Lerch, R.: Elektrische Messtechnik. Springer, 2007. ISBN 978-3540736103
• Lunze, J.: Regelungstechnik 1 + 2. Springer, 2012. 978-3642295324
• Tietze, U.; Schenk, C.: Halbleiter-Schaltungstechnik. Springer, 2012. ISBN 978-3642310256

Praktika-Bedingungen

Im Praktikum gelten folgende Bedingungen für Ihre Projekte, insbesondere für deren Dokumentation und Präsentation!

• Wiki-Artikel_schreiben, die Vorlage finden Sie hier: Artikelvorlage
• Erwartungen an Präsentation und Dokumentation

Projekte

Für die Erstellung des Projektsteckbriefes

1. legen Sie einen neuen Artikel mit einer aussagekräftigen Überschrift an. Dazu geben Sie Wunsch-Überschrift in die Suche ein. Auf der nächsten Seite können Sie dann einen neuen Artikel mit dieser (dann nicht gefundenen) Überschrift anlegen.
2. verwenden Sie die Vorlage. Dies geht über bearbeiten/kopieren und anschließendes Einfügen in Ihren Artikel.
3. füllen Sie bitte in kurzen Sätzen/Stichpunkten und einer Skizze die Kapitel
   1. Einleitung,
   2. Anforderungen,
   3. Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf" aus.

• Anhand der Projektsteckbriefe bewerten wir Ihr Projekt und setzen es auf "genehmigt" oder "abgelehnt".
• "offen" zeigt an, dass es noch Rückfragen zum Artikel gibt. Hinweise und Tipps zum Artikel finden Sie auf der Diskussionsseite Ihres Artikels.
• Wie man Anforderungen formuliert, beschreiben diese Artikel: [1],[2].

Projekte im Bachelor-Studiengang Mechatronik (MTR)

#	Thema	Teammitglieder*innen	Gruppe	Rückmeldung der Profs.	Betreuer	Status
0	Beispielartikel	Prof. Schneider, Prof. Göbel
1	Autonome Solarstation	Tim J. Schonlau, Kevin Hinze	MTR 1.8	Systementwurf Skizze bitte hinzufügen, wie detektieren sie den Sonnenstand, wie Regeln sie die Belastung der Solarzellen, das Laden der Akkumulatoren. Projektplan mit der Abhängigkeiten der einzelnen Module. Liste mit den Anforderungen.	Marc Ebmeyer	mit Korrektur genehmigt
2	Solar-Tracker	Jonas Hokamp, Michel Grünebaum	MTR 2.8	Systementwurf bitte hinzufügen Skizze, wie detektieren sie den Sonnenstand, wie regeln sie die Belastung der Solarzellen, das Laden der Akkumulatoren. Projektplan mit der Abhängigkeiten der einzelnen Module.	Marc Ebmeyer	mit Korrektur genehmigt
3	Dynamische Beleuchtung	Adam Kaczmarek, Tristan Törner	MTR 2.6	Für den funkt. + techn. Systementw. bitte einen Systemaufbau zeigen (Sensor, Intelligenz, Aktor)	Prof. Göbel	mit Korrektur genehmigt
4	Balance Bot	Daniel Klassen, Moritz Kühnrich	MTR 1.6	Für den funkt. + techn. Systementw. bitte einen Systemaufbau zeigen (Sensor, Intelligenz, Aktor) + Skizze des Roboters	Prof. Göbel	mit Korrektur genehmigt
5	Safe-Plant	Dennis Weber, Lukas Rellermeier	MTR 2.2	Systementwurf bitte hinzufügen Skizze, wie sind die Sensoen verschaltet. Projektplan mit der Abhängigkeiten der einzelnen Module.	Marc Ebmeyer	mit Korrektur genehmigt
6	Smarter Kräutergarten	Frederik Markman, Henning Lütkemeier, Daniel Gosedopp	MTR 2.3	Anmerkungen	Prof. Schneider	genehmigt
7	Fahrrad-Bremsleuchte	Sandra Hoppe, Florian Brinkmann	MTR 1.3	Anmerkungen	Prof. Schneider	genehmigt
8	Smart-Dustbin	Alvin John, Almustapha Lawan	MTR 2.1	Anmerkungen	Prof. Schneider	genehmigt
9	Home Weather Station	Dennis Kononenko, Markus Belsch	MTR 1.2	Systementwurf bitte hinzufügen Skizze, wie sind die Sensoen verschaltet. Projektplan mit der Abhängigkeiten der einzelnen Module.	Marc Ebmeyer	mit Korrektur genehmigt
10	HotCup-Assistent	Laura Fricke, Jan Müller	MTR 2.4	Kl. Skizze des Aufbaus zeigen! Projekt wirkt sehr einfach, "Liebe zum Detail" beim Aufbau zeigen!	Prof. Göbel	mit Korrektur genehmigt
11	Halbsmartes Bad-Modul	Lukas Mücke, Dominik Sumkötter	MTR 1.4	Anmerkungen	Prof. Schneider	genehmigt
12	Thermocontrol für Absorberkühlschränke	Nicolas-Pascal Kosellek, Hendrik Schlemmer	MTR 1.7	Bitte noch Skizze des Aufbaus erstellen	Prof. Göbel	mit Korrektur genehmigt
13	Einparkhilfe für die Garage	Frederik Baune, Matthias Hernzel	MTR 1.1	Anmerkungen	Prof. Schneider	offen
14	LED Tetris	Yannick Schmidt, Nils Koch	MTR 1.5	Für den funkt. + techn. Systementw. bitte einen Systemaufbau zeigen (Sensor, Intelligenz, Aktor) + Skizze des Aufbaus	Prof. Göbel	mit Korrektur genehmigt

Projekte im Master-Studiengang Business and Systems Engineering (BSE)

#	Thema	Teammitglieder*innen	Gruppe	Rückmeldung der Profs.	Betreuer	Status
0	Beispielartikel	Prof. Schneider, Prof. Göbel
1	Stimmgerät	Jan Henrik Steltenkamp, Orience Charnelle Mefenya	BSE1.1		Prof. Göbel	genehmigt
2	Bike Safety Assistent	Pia Kostede; Gerrit Wurth; Andreas Mentrup	BSE1.2	Bitte den Umfang an Sensoren oder Funktionen erweitern. Projektplan mit der Abhängigkeiten der einzelnen Module.	Marc Ebmeyer	mit Korrektur genehmigt
3	Smart Light	Björn Schlottke; Dennis Schleicher	BSE1.3	Anmerkungen	Prof. Schneider	genehmigt

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