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.

Umsetzung/Werkstatt

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

Weitere nützliche Artikel:

• Gantt Diagramm erstellen
• Regeln zum Umgang mit SVN
• Formulierungsregeln für Anforderungen

Teilnahme an der Abschlussmesse am 18.01.2024 im Raum Mobile Praktika

• 13:00 bis 16:00 Uhr
• Hochschulcampus in Lippstadt, Dr.-Arnold-Hueck-Str. 3 in Gebäude L4.3, 2. Etage Raum „L4.3-E02-080“

Termine

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 und
   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, beschreibt z. B. dieser Artikel: [1] sowie Formulierungsregeln für Anforderungen.

Projekte im Bachelor-Studiengang Mechatronik (MTR)

Nicht genehmigte Projekte

Folgende Teams haben bis zur Deadline 13.10.2023 keine Projekte abgestimmt. Ohne Projekt gilt das Praktikum als nicht bestanden.

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

Projektvorschläge

Wir haben einige Projekte, die wir Ihnen ans Herz legen möchten. Hierfür ist das Material bereits beschafft, Sie können sofort loslegen und die Ergebnisse werden in Praktika eingesetzt.

Melden Sie sich bei Interesse bitte bei: Marc Ebmeyer oder Prof. Schneider

• Messaufbau: Gyroskop (Rotierende Plattform mit Servo zur Inbetriebnahme und Messung eines Gyroskops mit Arduino)
• Messaufbau: Inkrementalgeber (Ein DC-Motor dreht eine Welle auf der ein Inkrementalgeber sitzt, Messung der Inkremente mit einem Arduino)
• Messplatine (Planung und Aufbau einer Messplatine)

Demos

function y = MedianFilter(u)

persistent nFilterBreite faFIFO

if isempty(nFilterBreite)
    nFilterBreite = 11; % Nur ungerade Werte
    faFIFO = ones(1,nFilterBreite)*u;
else
    faFIFO = [faFIFO(2:nFilterBreite),u]; % nbeuen Wert anhängen (FIFO)
end
faSortierArray = sort(faFIFO);

y = faSortierArray(floor(nFilterBreite/2)+1); % Mittleren Wert nehmen z.B. 3 von 5

Presseartikel

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