Modulbeschreibung
Elektronik und Regelungstechnik II
Kürzel:
M_EuR_II
Durchführungszeitraum:
FS/18-FS/19
ECTS-Punkte:
12
Arbeitsaufwand:
360
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen die grundlegenden Eigenschaften von leitungsgebundenen und drahtlosen Übertragungssystemen.
- können das Verhalten von Leitungen bei hohen Frequenzen beschreiben.
- können mit Reflexionsfaktoren und S-Parametern Schaltungen auslegen.
- können Verstärkerschaltungen auslegen und können diese Aufbauen sowie die Funktion erläutern.
- kennen analoge Modulationsverfahren.
- kennen die Multiplexverfahren und können das Funktionsprinzip erläutern und erkennen.
- 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.
- 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 die Bauelemente der Leistungselektronik beschreiben.
- können die Messunsicherheitsanalyse inklusiv Fehlerfortpflanzungsgesetz anwenden.
- kennen das Vorgehen und die Zusammenhänge beim Kalibrieren elektrischer Grössen.
- können Standardmesselektronikschaltungen wie AC-Brücke, OP-Messverstärker und Lockin-Verstärker entwickeln.
- können das elektronische Rauschen einer Messschaltung berechnen.
- kennen die verschiedenen Varianten der Abschirmung elektronischer Messsysteme.
- kennen die grundlegenden Funktionsweisen von magnetischen, elektrischen, optischen Sensoren sowie Ultraschallsensoren.
- kennen die technisch relevanten Kenngrößen der obigen kommerziellen Sensortypen.
- können die zu den obigen Sensortypen gehörenden Messelektronikschaltungen entwickeln.
- können die FFT-Analyse anwenden.
- können die Korrelation einsetzen, um Messsignale zu detektieren und Laufzeiten zu messen.
- kennen die grundlegende Funktion und den Aufbau eines einfachen Mikrocontrollers.
- kennen Peripheriemodule eines Mikrocontrollers.
- können Anwendungen auf einem Mikrocontroller implementieren.
- können eine Systemapplikation bestehend aus Hard- und Software auf der Basis eines Lastenheftes entwickeln.
Verantwortliche Person:
Prof. Weitnauer Adrian
Telefon/EMail:
+41 (0)81 7553184
/ adrian.weitnauer@ost.chStandort (angeboten):
Buchs, Waldau St.Gallen
Fachbereiche:
Elektronik, Informatik, Elektronik und Regelungstechnik
Vorausgesetzte Module:
Anschlussmodule:
Modultyp:
Standard-Modul für Systemtechnik BB STD_05(Empfohlenes Semester: 6)
Fach-Pflichtmodul für Elektronik und Regelungstechnik STD_05 (PF)
Standard-Modul für Systemtechnik VZ STD_05(Empfohlenes Semester: 4)
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 vier Teilen statt. Die Kurse Grundlagen der Leistungselektronik, Signalübertragung, Mikrocontroller und Messelektronik und Sensorik bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Während des Semesters:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Messelektronik und Sensorik eine Prüfung geschrieben. Im Kurs Projekt elektronische Sensorsysteme mit Datenübertragung wird das Projekt bewertet.
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Messelektronik und Sensorik eine Prüfung (Gewicht 5%) geschrieben. Im Kurs Projekt elektronische Sensorsysteme mit Datenübertragung wird das Projekt bewertet (Gewicht 25%).
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in vier Teilen statt. Die Kurse Grundlagen der Leistungselektronik (Gewicht 25%), Signalübertragung (Gewicht 12.5%), Mikrocontroller (Gewicht 25%) und Messelektronik und Sensorik (Gewicht 7.5%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Bemerkungen:
Teilbewertung:
25%Modulschlussprüfung Grundlagen der Leistungselektronik (EuR_II_L-msp)
25%Modulschlussprüfung Mikrocontroller (EuR_II_Mi-msp)
25%Projektarbeit elektronische Sensorsysteme mit Datenübertragung (EuR_II_P-pa)
12.5%Modulschlussprüfung Signalübertragung (EuR_II_S-msp)
7.5%Modulschlussprüfung Messelektronik und Sensorik (EuR_II_Me-msp)
5%Zwischenprüfung Messelektronik und Sensorik (EuR_II_Me-zp)
Kurse in diesem Modul
Grundlagen der Leistungselektronik
Kürzel:
EuR_II_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.
- 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 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, Thyristor, GTO (gate turn off thyristor), Leistungs-MOSFET, IGBT (insulated bipolar transistor)
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Schenk Kurt
Fachbereiche:
Elektronik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Signalübertragung, Mikrocontroller sowie Messelektronik und Sensorik statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Selbststudium, Übungen
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.
Mikrocontroller
Kürzel:
EuR_II_Mi
Arbeitsaufwand:
90
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen die grundlegende Funktion und den Aufbau eines einfachen Mikrocontrollers.
- kennen Peripheriemodule eines Mikrocontrollers.
- können Anwendungen auf einem Mikrocontroller implementieren.
Plan und Lerninhalt:
- Aufbau von Mikrocontrollern
- Speicherorganisation
- Instruktionsformate
- IO-Ports, SCI, Timer
- Treiber, Interruptverarbeitung
- Assembler, Hochsprache (C)
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Graf Urs
Fachbereiche:
Informatik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik, Signalübertragung sowie Messelektronik und Sensorik statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Selbststudium, Übungen, Gruppenarbeit, Laborübungen
Bibliographie:
Vorlesungsunterlagen, Manuals
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 elektronische Sensorsysteme mit Datenübertragung
Kürzel:
EuR_II_P
Arbeitsaufwand:
90
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können eine Systemapplikation bestehend aus Hard- und Software auf der Basis eines Lastenheftes entwickeln.
Plan und Lerninhalt:
- Entwicklung einer Systemapplikation
Ansprechspersonen:
Pittorino Tindaro
Fachbereiche:
Elektronik und Regelungstechnik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es wird ein Projekt bewertet.
Lehr- und Lernmethoden:
Projekt
Bibliographie:
Lastenheft, Tool-Manuals, Bauteildatenblätter
Softwarewerkzeuge: EDA-Tool Protel, IDE für Mikrocontroller
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.
Signalübertragung
Kürzel:
EuR_II_S
Arbeitsaufwand:
45
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen die grundlegenden Eigenschaften von leitungsgebundenen und drahtlosen Übertragungssystemen.
- können das Verhalten von Leitungen bei hohen Frequenzen beschreiben.
- können mit Reflexionsfaktoren und S-Parametern Schaltungen auslegen.
- können Verstärkerschaltungen auslegen und können diese Aufbauen sowie die Funktion erläutern.
- kennen Modulationsverfahren.
- kennen die Multiplexverfahren und können das Funktionsprinzip erläutern und erkennen.
Plan und Lerninhalt:
- leitungsgebundene Übertragungssysteme
- drahtlose Systeme, Antennen
- Übertragungskanäle, Leitungstheorie
- Koax-, Zweidraht, Streifenleitung, Lichtwellenleiter
- Reflexionsfaktor und S-Parameter
- Hochfrequenzverstärkerstufen und Breitbandverstärker
- Modulationsverfahren
- Frequenzmultiplex, Zeitmultiplex, Codemultiplex
Ansprechspersonen:
Pittorino Tindaro
Fachbereiche:
Elektronik und Regelungstechnik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik, Mikrocontroller sowie Messelektronik und Sensorik statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Selbststudium, Übungen
Bibliographie:
Skript
Freyer, U.: Nachrichten-Übertragungstechnik
Datenblätter und Applikationsbeschreibung von Bauelementen
Softwarewerkzeuge: SPICE, MATLAB
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Bemerkungen:
Die Unterrichtssprache ist Deutsch, die Unterrichtsunterlagen sind jedoch zum Teil auf Englisch.
Messelektronik und Sensorik
Kürzel:
EuR_II_Me
Arbeitsaufwand:
45
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen das Vorgehen und die Zusammenhänge beim Kalibrieren elektrischer Grössen.
- können Standardmesselektronikschaltungen wie AC-Brücke und OP-Messverstärker entwickeln.
- können das elektronische Rauschen einer Messschaltung berechnen.
- kennen die grundlegenden Funktionsweisen von elektrischen und optischen Sensoren.
- kennen die technisch relevanten Kenngrößen der obigen kommerziellen Sensortypen.
- können die zu den obigen Sensortypen gehörenden Messelektronikschaltungen entwickeln.
- können die FFT-Analyse anwenden.
- kennen die (Kreuz-)Korrelationsfunktion
Plan und Lerninhalt:
- Grundlagen (Kalibrierung elektrischer Größen)
- Messelektronik (Rauschanalyse)
- Sensorik (elektrische und optische Sensoren, Infrarotsensoren)
- Anwendung der FFT-Analyse
- Anwendung der Korrelation
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Moser Urs
Fachbereiche:
Elektronik
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik, Mikrocontroller sowie Signalübertragung statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Selbststudium, Übungen, Gruppenarbeit, Laborübung
Bibliographie:
Skript
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Bemerkungen:
Die Unterrichtssprache ist Deutsch, die Unterrichtsunterlagen sind jedoch zum Teil auf Englisch.