376.041 Fachvertiefung - Mechatronik und Instrumentierung
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2020S, VU, 4.0h, 5.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 4.0
  • ECTS: 5.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage, die wichtigsten mechatronischen Komponenten moderner IT-Elektrogeräte identifizieren.

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung können Studierende ausgebaute Sensoren und Aktoren in Betrieb nehmen und hinsichtlich ihrer Funktion und Spezifikation analysieren.

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage das Zusammenspiel individueller Komponenten moderner IT-Elektrogeräte zu erklären und auch die Notwendigkeit von eingesetzten Sensoren zu rechtfertigen.

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage auf Basis einer vorgegebenen Aufgabenstellung ein mechatronisches System aus recycelten Sensoren und Aktuatoren aufzubauen.

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage den erstellten Prototypen zu spezifizieren und diese Spezifikation durch entsprechende Messungen zu belegen.

Inhalt der Lehrveranstaltung

Die LVA teilt sich in zwei Projektphasen:
Reverse Engineering (Verstehen) und Prototyping (Anwenden)

Die Studierenden werden zu Beginn in Kleingruppen eingeteilt (2-3 Personen) und erhalten für die Dauer der LVA beaufsichtigten Zugang zu den Arbeitslabors, wo sie erst ein einfaches mechatronisches System analysieren (z.B. Drucker, Scanner, Festplatte, ...) und später anhand einer Aufgabenstellung einen Prototypen entwickeln sollen.

In der ersten Projektphase (Reverse Engineering) lernen die Studierenden die einzelnen Komponenten der ihnen zugeteilten mechatronischen Systeme zu verstehen. Dabei sollen für jeden Sensor und Aktuator im System eigenständige Demonstratoren entworfen werden. Die für die Inbetriebnahme notwendigen Komponenten für die analogen und/oder digitalen Schaltungen werden zur Verfügung gestellt. Vorausgesetzt wird lediglich ein selbständiges Aneignen der notwendigen Fertigkeiten (Datenblätter finden/verstehen, OPV-Basisschaltungen, Mikrocontrollerprogrammierung, etc.).

Innenleben einer Festplatte V-Plotter Laserpointer Festplattenuhr
Heißdrahtschneider Papierfliegerfaltmaschine Ostereimalroboter Heißdrahtschneider Ergebnisse

In der zweiten Projektphase (Prototyping) erhält jede Gruppen eine konkrete Aufgabenstellung. Basierend auf den Erkenntnissen des ersten Teils soll ein mechatronischer Prototyp entworfen und implementiert werden. Der Lösungsweg wird dabei nicht exakt vorgegeben, jedoch regelmäßig mit den Betreuern diskutiert und am Ende der LVA im Zuge einer Präsentation evaluiert.

 

Während der gesamten LVA haben die Studierenden die Möglichkeit ihre Ideen, Konzepte und detaillierten Fragestellungen mit den Betreuern in periodischen Projektmeetings zu diskutieren, wodurch einerseits ein eigenständiges Arbeiten, andererseits ein kontinuierlicher Fortschritt garantiert wird. Sollten die Studierenden zwischenzeitlich nicht weiter kommen, steht stets ein Tutor (welcher selbst die LVA abgeschlossen hat) mit Rat und Tat zur Verfügung.

Zusammenfassend lässt sich die LVA in folgende Punkte gliedern:

  • Kennenlernen von mechatronischen Komponenten durch Reverse Engineering
  • Aufbau einzelner Aktuator und Sensor-Demonstratoren basierend auf den gegebenen Systemen
  • Selbstständiges Entwerfen, Evaluieren und Verbessern von Prototypen für eine konkrete Aufgabenstellung

Methoden

Diese Lehrveranstaltung ist eine Laborübung in der durch praktisches Arbeiten und Analysieren an IT-Elektrogeräten die Funktionalität dieser als Gesamtsystem, aber auch die Aufgabe einzelner Komponenten eruiert wird. Hierfür werden ausgemusterte Geräte Schritt für Schritt zerlegt und die gefundenen Sensoren und Aktuatoren in Betrieb genommen und spezifiziert.

Im Anschluss daran werden auf Basis einer vorgegebenen Aufgabenstellung Prototypen neuer mechatronischer Systeme (z.B. CNC-Heißdrahtschneider, Papierfliegerfaltmaschine) aufgebaut und spezifiziert. Vorgesehen ist ein ausgewogenes Verhältnis zwischen mechanischem Aufbau, elektrischen Schaltungen und Software, wobei für alle drei Teilbereiche die praktische Ausübung und Anwendung der im Studium erworbenen Kenntnisse im Vordergrund steht.

Durch den gruppeninternen Austausch, aber auch die intensive Unterstützung durch Tutoren und die LVA-BetreuerInnen werden neue Kenntnisse (z.B. angewandtes Schaltungsdesign) und Fähigkeiten (z.B. Lötarbeiten) vermittelt.

Prüfungsmodus

Prüfungsimmanent

Weitere Informationen

Anwesenheitspflicht ist während der Vorbesprechung, den Projektmeetings (ca. 20 Minuten jede zweite Woche) und den zwei Präsentationsterminen (Abschluß Projektphase 1 und 2) gegeben.

An den Labornachmittagen herrscht keine Anwesenheitspflicht. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Labors sehr gut genutzt werden, da nur dort Betreuung durch den Tutor und uneingeschränkter Zugriff auf die notwendigen Messgeräte und Laborutensilien besteht.

Vortragende

Institut

Leistungsnachweis

Die Lehrveranstaltung hat prüfungsimmanenten Charakter und wird auf Basis folgender Punkte beurteilt:

-        2 mündliche Präsentationen in der Kleingruppe

-        Review Meetings

-        Labordokumentation (LabBook)

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
07.01.2020 00:00 02.03.2020 13:00 02.03.2020 09:00

Anmeldemodalitäten:

Aufgrund der eingeschränkten Teilnehmerzahl werden angemeldete StudentInnen, die nicht in der Einführungsvorlesung erscheinen, durch Studenten auf der Warteliste ersetzt. Wir bitten daher auch interessierte StudentInnen von der Warteliste in der Vorbesprechung zu erscheinen.

Curricula

StudienkennzahlSemesterAnm.Bed.Info
033 235 Elektrotechnik und Informationstechnik

Literatur

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.

Weitere Informationen

  • Anwesenheitspflicht!

Sprache

Deutsch