Modulbeschreibung
Elektronik und Regelungstechnik I
Kürzel:
M_EuR_I
Durchführungszeitraum:
HS/14
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 berechnen.
- können ungeregelten Stromversorgungen auslegen.
- können lineare Spannungsregler auswählen und dimensionieren.
- kennen die gebräuchlichsten netzgeführten Stromrichterschaltungen.
- 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 grafische Benutzeroberflächen bauen.
- kennen das MVC-Paradigma (Model View Controller) und setzen es beim Entwurf ein.
- können Ausnahmefälle in Programmen erkennen und behandeln.
- können kleine Applikationen entwerfen und implementieren.
- können gedruckte Schaltungen mit einem EDA-Tool erstellen.
- können analoge Schaltungen nach einem Lastenheft entwickeln.
Verantwortliche Person:
Prof. Arato Laszlo
Telefon/EMail:
+41 (0)81 7553377
/ laszlo.arato@ost.chStandort (angeboten):
Buchs, Waldau St.Gallen
Fachbereiche:
Elektronik, Elektronik und Regelungstechnik, Informatik
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
Bemerkungen zur Prüfung:
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Analoge Schaltungstechnik, Grundlagen der Leistungselektronik sowie Konzepte der Programmierung bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Während des Semesters:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik und Analoge Schaltungstechnik 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 und Analoge Schaltungstechnik eine Prüfung (Gewicht je 10%) geschrieben. Im Kurs Projekt Entwicklung von Analogschaltungen wird das Projekt bewertet (Gewicht 25%).
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Analoge Schaltungstechnik (Gewicht 15%), Grundlagen der Leistungselektronik (Gewicht 15%) sowie Konzepte der Programmierung (Gewicht 25%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
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 berechnen.
- kennen die Eigenschaften und Limitationen der ungeregelten Stromversorgungen und können diese auslegen.
- kennen die Eigenschaften der linearen Spannungsregler und können für ein vorliegendes Design-Problem einen passenden auswählen und dimensionieren.
- kennen die gebräuchlichsten netzgeführten Stromrichterschaltungen.
- 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
- ungeregelte Gleichrichterschaltungen
- netzgeführte Stromrichter
- Thyristorgesteuerte Gleichrichterschaltungen
- 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 und Konzepte der Programmierung statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Selbststudium, Übungen, Gruppenarbeit, Laborübung
Bibliographie:
Skript und Vorlesungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Bemerkungen:
Die Unterrichtssprache ist Deutsch, die Unterrichtsunterlagen sind jedoch zum Teil auf Englisch.
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
- Grundlagen der elektrischen Eigenschaften von analogen Standardbauteilen der Elektronik (Diode, Halbleiterdioden mit speziellen Eigenschaften, Bipolartransistor, Feldeffekttransistor)
- Lineare aktive Schaltungen mit Transistoren, Differenzverstärkern, Operationsverstärkern, Oszillatoren, Leistungsstufen
- Entwicklung eines Operationsverstärkers mit Printlayout
- Transistor als Schalter, Kippschaltungen, Schmitttrigger, Multivibrator
Ansprechspersonen:
Prof. Piai Guido
Fachbereiche:
Elektronik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik und Konzepte der Programmierung 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
Bemerkungen:
Die Unterrichtssprache ist Deutsch, die Unterrichtsunterlagen sind jedoch zum Teil auf Englisch.
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. Piai Guido
Fachbereiche:
Elektronik und Regelungstechnik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es wird ein Projekt bewertet.
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
Bemerkungen:
Die Unterrichtssprache ist Deutsch, die Unterrichtsunterlagen sind jedoch zum Teil auf Englisch.
Konzepte der Programmierung
Kürzel:
EuR_I_K
Arbeitsaufwand:
90
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können grafische Benutzeroberflächen bauen.
- kennen das MVC-Paradigma (Model View Controller) und setzen es beim Entwurf ein.
- können Ausnahmefälle in Programmen erkennen und behandeln.
- können kleine Applikationen entwerfen und implementieren.
Plan und Lerninhalt:
- Swing: Von der Komponente über LayoutManager bis hin zu JTree / JTable
- Model View Controller
- Reflection
- Generische Datentypen
- Collections
- Pakete
- Javadoc
- Ausnahmebehandlung
- Entwurf im Kleinen
Ansprechspersonen:
Prof. Grun Rolf
Fachbereiche:
Informatik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik und Analoge Schaltungstechnik statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Unterricht im Klassenverband, Übungen, Selbststudium
Bibliographie:
Mössenböck: Sprechen Sie Java
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Bemerkungen:
Die Unterrichtssprache ist Deutsch, die Unterrichtsunterlagen sind jedoch zum Teil auf Englisch.