Modulbeschreibung
Elektronik und Regelungstechnik I
Kürzel:
M_EuR_I
Durchführungszeitraum:
WS/06-HS/09
ECTS-Punkte:
12
Arbeitsaufwand:
360
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen die Vorgehensweise bei der Schaltungsentwicklung.
- kennen die physikalischen Prinzipien in der Halbleitertheorie.
- kennen die Funktionsweisen der analogen Standardbauteile.
- können Schaltungen mit den analogen Standardbauteilen entwerfen.
- können Kippschaltungen entwerfen.
- können einen magnetischen Kreis auslegen.
- können eine Spule und einen Transformator dimensionieren.
- kennen die Eigenschaften und die Arbeitsweise der verschiedenen elektrischen Antriebe.
- können für eine gegebene antriebstechnische Aufgabe den Motor auswählen.
- kennen die Eigenschaften und die typischen Einsatzgebiete der verschiedenen Leistungshalbleiter und können deren Funktionsprinzipien beschreiben.
- können das Einschwingverhalten von geschalteten Netzwerken bestimmen und simulieren.
- können das statische und dynamische Verhalten von Kühlungssystemen berechnen und sind in der Lage für Systeme mit Leistungsverlusten eine geeignete Kühlung auszulegen.
- können für vorliegende Schaltungen das elektrische Schaltverhalten berechnen und simulieren.
- können für vorliegende Antriebssysteme und Schaltungen das thermische Verhalten berechnen und simulieren.
- können die Bauelemente der Leistungselektronik beschreiben.
- können die Objektorientierte Programmierung einsetzen.
- kennen einfache Patterns.
- können Benutzeroberflächen erstellen.
- kennen einache dynamische Datenstrukturen, wie lineare Listen, binäre Bäume.
- können gedruckte Schaltungen mit einem EDA-Tool erstellen.
- können analoge Schaltungen nach einem Lastenheft entwickeln.
Verantwortliche Person:
Prof. Dr. Heinzelmann Andreas
Telefon/EMail:
++41 (0)81 7553420
/ u_2000096Standort (angeboten):
Buchs, Waldau St.Gallen
Fachbereiche:
Elektronik, Informatik, Elektronik und Regelungstechnik
Zusätzlich vorausgesetzte Kenntnisse:
Vorausgesetzt sind die beiden Module Elektrotechnik & Lineare Algebra I sowie Elektrotechnik & Lineare Algebra II.
Anschlussmodule:
Modultyp:
Standard-Modul für Systemtechnik BB STD_05(Empfohlenes Semester: 5)
Fach-Pflichtmodul für Elektronik und Regelungstechnik STD_05 (PF)
Standard-Modul für Systemtechnik VZ STD_05(Empfohlenes Semester: 3)
Fach-Pflichtmodul für Elektronik und Regelungstechnik STD_05 (PF)
ECTS-Punkte pro Kategorie
Profilmodule / 12 Punkte
Profilmodule / 12 Punkte
Modulbewertung
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Leistungsbewertung
Während der Prüfungssession:
Prüfung nach spezieller Definition
Während des Semesters:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik, Analoge Schaltungstechnik und Objektorientierte Programmierung eine Prüfung geschrieben. Im Kurs Projekt Entwicklung von Analogschaltungen wird das Projekt bewertet.
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik, Analoge Schaltungstechnik und Objektorientierte Programmierung eine Prüfung (Gewicht je 10%) geschrieben. Im Kurs Projekt Entwicklung von Analogschaltungen wird das Projekt bewertet (Gewicht 10%). Zudem findet über alle Kurse eine abgesetzte Modulschlussprüfung statt (Gewicht 60%).
Bemerkungen:
Kurse in diesem Modul
Grundlagen der Leistungselektronik
Kürzel:
EuR_I_L
Arbeitsaufwand:
90
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können einen magnetischen Kreis auslegen.
- können eine Spule und einen Transformator dimensionieren.
- kennen die Eigenschaften und die Arbeitsweise der verschiedenen elektrischen Antriebe.
- können für eine gegebene antriebstechnische Aufgabe den Motor auswählen.
- kennen die Eigenschaften und die typischen Einsatzgebiete der verschiedenen Leistungshalbleiter und können deren Funktionsprinzipien beschreiben.
- können das Einschwingverhalten von geschalteten Netzwerken bestimmen und simulieren.
- können das statische und dynamische Verhalten von Kühlungssystemen berechnen und sind in der Lage für Systeme mit Leistungsverlusten eine geeignete Kühlung auszulegen.
- können für vorliegende Schaltungen das elektrische Schaltverhalten berechnen und simulieren.
- können für vorliegende Antriebssysteme und Schaltungen das thermische Verhalten berechnen und simulieren.
- können die Bauelemente der Leistungselektronik beschreiben.
Plan und Lerninhalt:
- Magnetischer Kreis
- Reluktanzmodell
- Ferromagnetsiche Werkstoffe
- Wirbelstromverluste, Skin-Effekt und Proximity-Effekt
- Spule
- Transformator
- Motor (DC-Motor, Asynchronmaschine, Synchronmaschine, Schrittmotor, Brushless DC-Motor)
- Transienten Analyse / Schaltvorgänge
- Thermische Auslegung
- Bauelemente Leistungselektronik wie Leistungsdiode, Bipolar Leistungstransitor, Thyristor, GTO (gate turn off thyristor), Leitungs-MOSFET, IGBT (insulated bipolar transitor)
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Schenk Kurt
Fachbereiche:
Elektronik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Analoge Schaltungstechnik, Objektorientierte Programmierung und Projekt Entwicklung von Analogschaltungen statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Selbststudium, Übungen, Gruppenarbeit, Laborübung
Bibliographie:
Skript und Vorelsungsunterlagen
Hagmann, Gert: Grundlagen der Elektrotechnik
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Analoge Schaltungstechnik
Kürzel:
EuR_I_S
Arbeitsaufwand:
90
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen die Vorgehensweise bei der Schaltungsentwicklung.
- kennen die physikalischen Prinzipien in der Halbleitertheorie.
- kennen die Funktionsweisen der analogen Standardbauteile.
- können Schaltungen mit den analogen Standardbauteilen entwerfen.
- können Kippschaltungen entwerfen.
Plan und Lerninhalt:
- Vorgehensweise bei der Schaltungsentwicklung
- Einführung in die Halbleitertheorie
- Analoge Bauelemente:
- Grundlagen der elektrischen Eigenschaften von Standardbauteilen der Elektronik (Diode, Bipolartransistor, Feldeffekttransistor)
- Lineare aktive Schaltungen mit Transistoren, Differenzverstärkern, Operationsverstärkern, Oszillatoren, Leistungsstufen - Entwicklung eines Operationsverstärkers mit Printlayout
- Transistor als Schalter, Kippschaltungen, Schmitttrigger, Multivibrator
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Heinzelmann Andreas
Fachbereiche:
Elektronik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Grundlagen in der Leistungselektonik, Objektorientierte Programmierung und Projekt Entwicklung von Analogschaltungen statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Selbststudium, Übungen, Gruppenarbeit
Bibliographie:
Skript
Tietze, Schenk: Halbleiterschaltungen
Datenblätter und Applikationsbeschreibung von
Bauelementen
Softwarewerkzeuge SPICE und EDA-Tool
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Objektorientierte Programmierung
Kürzel:
EuR_I_O
Arbeitsaufwand:
90
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können die Objektorientierte Programmierung einsetzen.
- kennen einfache Patterns.
- können Benutzeroberflächen erstellen.
- kennen einache dynamische Datenstrukturen, wie lineare Listen, binäre Bäume.
Plan und Lerninhalt:
- Einführung in die Objektorientierte Programmierung
- Modellierungssprache UML, Design-Patterns
- Mensch-Maschine-Schnittstelle
- Einführung in navigation und Manipulation dynamischer Datenstrukturen
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Graf Urs
Fachbereiche:
Informatik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Grundlagen in der Leistungselektonik, Analoge Schaltungstechnik und Projekt Entwicklung von Analogschaltungen statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Selbststudium, Übungen, Gruppenarbeit
Bibliographie:
Vorlesungsunterlagen
Online-Ressourcen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Projekt Entwicklung von Analogschaltungen
Kürzel:
EuR_I_P
Arbeitsaufwand:
90
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können gedruckte Schaltungen mit einem EDA-Tool erstellen.
- können analoge Schaltungen nach einem Lastenheft entwickeln.
Plan und Lerninhalt:
- Einführung in ein EDA-Tool
- Entwicklung einer analogen Schaltung mit Mikrocontroller
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Heinzelmann Andreas
Fachbereiche:
Elektronik und Regelungstechnik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es wird ein Projekt bewertet. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Grundlagen in der Leistungselektonik, Analoge Schaltungstechnik und Objektorientierte Programmierung statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Projekt
Bibliographie:
Lastenheft, EDA-Tool Manuals, Bauteildatenblätter
Softwarewerkzeug EDA-Tool
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Projekt mit 0 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein