Kenntnisse der Digitaltechnik als Grundlage für den Hardware- und den Softwareentwurf. Dies bedeutet im Einzelnen:
Die Studierenden haben einen Überblick über die mathematischen und technischen Grundlagen der Digitaltechnik sowie über die elementaren Datentypen und Operationen, welche die Grundlage des Programmierens bilden. Sie sind in der Lage, Digitalschaltungen für typische Eingebettete Systeme in ihrer Wirkungsweise zu verstehen.
Die Studierenden kennen die grundsätzlichen Begriffe, Zusammenhänge und Wirkprinzipien. Von diesen Grundkenntnissen ausgehend sind sie in der Lage, sich in tiefere Einzelheiten, in den jeweils aktuellen Stand der Technik und in die Anforderungen der Praxis einzuarbeiten.

Grundlagen der Digitaltechnik sowie Fragen der Schaltungspraxis und Entwurfsmethodik:
- Abgrenzung analog versus digital
- Schaltalgebra
- Normalformen
- Schaltungsminimierung und Minimalformen
- Binärzahlen und ihre Operationen
- Beschreibungsformen digitaler Schaltungen (Schaltfunktionen, Wahrheits- und Übergangstabellen, Schaltpläne, Impulsdiagramme)
- Kombinatorische Schaltungen (Schaltnetze), z. B. Multiplexer, Codierer, Vergleicher, Addierer
- Sequentielle Schaltungen (Schaltwerke), z. B. Flip-Flops, Register, Automaten
- Überblick Implementierungsmöglichkeiten (diskrete Logik, ASIC, FPGA, Mikrocontroller)

In der Vorlesung "Digitale Informationsverarbeitung 1" werden die Grundlagen des Aufbaus von Digitalschaltungen, der Schaltungsdokumentation und der Schaltalgebra, die Grundschaltungen sowie elementare Gesichtspunkte des Entwerfens und Optimierens vorgestellt und näher erläutert. In den Übungen werden Aufgabenstellungen der Schaltalgebra gelöst und für vorgegebene Problemstellungen Schaltungslösungen ausgearbeitet.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

2,05%

Wöstenkühler, G.: Grundlagen der Digitaltechnik, Hanser, 2012
Fricke, K.: Digitaltechnik, Springer, 2018
Gehrke, W.; Winzker, M.; Urbanski, K.; Woitowitz, R.: Digitaltechnik, Springer, 2016
Lipp, H. M.; Becker, J.: Grundlagen der Digitaltechnik, De Gruyter, 2011
Schulz, P.; Naroska, E.: Digitale Systeme mit FPGAs entwickeln, Elektor, 2016

Ausgehend von physikalischen Grundlagen wird in diesem Modul elektrotechnisches Basiswissen erarbeitet. Dabei spielt neben der Vermittlung von Fachkompetenz die Einführung in ingenieurwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen eine wesentliche Rolle. Die behandelte Thematik versetzt Studierende in die Lage einfache Gleich- und Wechselstromnetzwerke zu analysieren.
Die Studierenden erlangen ein grundlegendes Verständnis der elektrotechnischen Grundgrößen und für das Zusammenwirken der Größen in Gleichstromnetzwerken und linearen quasistationären Wechselstrom-Netzwerken sowie ihrer Beschreibung durch komplexe Größen.

Basierend auf den physikalischen Grundlagen werden zunächst einige Begriffe sowie fundamentale Zusammenhänge der Elektrotechnik erläutert. Dabei wird neben der gebräuchlichen mathematischen Notation auch die symbolische Darstellung mittels Schaltplänen eingeführt. Insbesondere wird auf die Beschreibung elektrotechnischer Vorgänge durch mathematische Formeln eingegangen.

In der  Gleichstromtechnik werden Widerstände und Quellen als Bauelemente eingeführt und einfache Grundschaltungen betrachtet. Hierbei wird auch auf technische Realisierungen eingegangen und es werden praktische Beispiele betrachtet. Schließlich führt die Verallgemeinerung des Ohmschen Gesetzes und der Kirchhoffschen Regeln zur Maschenstrom- und Knotenpotentialanalyse von Netzwerken.
- Physikalische Grundlagen: Elektrische Ladungen,elektrische Spannung, elektrischer Strom
- Energieübertragung in linearen Netzwerken
- Ohmsches Gesetz
- Elektrische Quellen: Eingeprägte Spannungsquelle, Eingeprägte Stromquelle, Lineare Quelle mit Innenwiderstand
- Verzweigter Stromkreis: Zweipol als Schaltelement, Zweipolnetze und die Kirchhoffschen Gesetze, Reihenschaltung von Zweipolen, Parallelschaltung von Zweipolen
- Netztransfigurationen, Ersatz-Quellen
- Netzwerkanalyse: Knotenpunkt-Potential-Analyse, Maschenstrom-Analyse

In der Wechselstromtechnik werden die aus der Gleichstromtechnik bekannten Analyse-Methoden auf Wechselstromnetze ausgedehnt.
- Harmonische Wechselgröße als Zeitdiagramm und in komplexer Darstellung
- Grundzweipole R, C, L
- Ohmsches Gesetz und Kirchhoffsche Gesetze im Komplexen
- Zeigerdiagramm
- Knotenpunkt-Potential-Analyse und Maschenstrom-Analyse im Komplexen
- Leistung und Energie an Grundzweipolen
- Zweipol mit Phasenverschiebung, Leistung und Energie, Komplexe Leistung
- Frequenzabhängigkeiten bei RL/RC-Zweipolen, Ortskurven, Frequenzgang
- Schwingkreis und Resonanz: Reihenresonanz, Parallelresonanz, Ortskurven, Bodediagramm

Die Vorlesung vermittelt die theoretischen Inhalte. Anhand typischer Aufgabenstellungen werden entsprechende praktische Problemstellungen in den zugehörigen Übungen zeitnah behandelt, praktische Problemstellungen diskutiert und Lösungen erarbeitet.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

4,10%

Wagner, A.: Elektrische Netzwerkanalyse, Books on Demand, Norderstedt 2001
Lindner, Brauer Lehmann: Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik, Fachbuchverlag Leipzig 2001
Frohne, Löcherer, Müller: Moeller Grundlagen der Elektrotechnik, B.G. Teubner Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden 2002

Normen und Sicherheitstechnik:
Die Studierenden erwerben das Verständnis für die Entstehung, Struktur und Anwendung von Normensystemen und können die wichtigsten Normen der Elektrosicherheit in der Praxis bei betrieblichen Abläufen umsetzen. Sie kennen die Pflichten, Aufgaben und Verantwortung einer Elektrofachkraft.
Wissenschaftliches Arbeiten:
Die Studierenden können wissenschaftlich Arbeiten und Denken. Sie verstehen die Grundlagen wissenschafltichen Arbeitens durch Empirie und Experimente.
Sie kennen die formale Struktur einer wissenschaftlichen Veröffentlichung, insbesondere technischer Berichte, können korrekt zitieren und haben ein Problembewusstsein bei Plagiaten.
Sie besitzen Kenntnisse in grundlegenden mathematischen Anwendungen der Messfehleranalyse und Statistik.

Normen und Sicherheitstechnik
- Gefahren des elektrischen Stromes
- Begriffe und Organisation der Elektrosicherheit (inklusive Aufgaben, Pflichten und Sicherheit der Elektrofachkraft)
- Grundsätze und Schutzmaßnahmen der Elektrotechnik
- Die relevanten Normen der Elektrosicherheit
- Struktur des Normenwesens, international, europäisch, national
- Gesetze, Verordnungen und Unfallverhütungsvorschriften
- Ausgewählte sicherheitstechnische Praxislösungen

Wissenschaftliches Arbeiten:
- Erstellen eines Wissenschaftlichen Berichtes
- Gliederung: Kurzfassung, Einleitung, Darstellung der Arbeit, Zusammenfassung, Anhang
- Layout: Text, Grafiken, Formeln, Zitate
- Wissenschaftlich korrekte Zitiermethoden
- Wissenschaftliches Fehlverhalten (Plagiate)
- Messfehler, Standardabweichung, Varianz, Lineare Ausgleichsrechnung
- Gauß‘sche Fehlerfortpflanzung, Größtfehler
- Anwendung von Tabellenkalkulationsprogrammen, sowie Programmen zur Textverarbeitung

 

Normen und Sicherheitstechnik:
Das Fachwissen wird in der Vorlesung präsentiert und erläutert. In den Übungen werden die vermittelten Methodenkenntnisse in der praktischen Anwendung dargestellt. Anhand von Beispielen wird das theoretische Wissen vertieft. Das Vorlesungsskript und die Übungen sowie die Laborordnung werden zum Download im Online-Lernportal zur Verfügung gestellt.

Wissenschaftliches Arbeiten:
Die Vorlesung vermittelt die theoretischen Inhalte. Anhand typischer Aufgabenstellungen werden entsprechende praktische Problemstellungen in den zugehörigen Übungen zeitnah behandelt.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

3,08%

DIN VDE 0100 Errichten von Starkstromanlagen
BGV Unfallverhütungsvorschriften
Vorschriften der Europäischen Gemeinschaft
VDE-Schriftreihe Normen Verständlich; „Betrieb von elektrischen Anlagen“; Verfasser: Komitee 224
Hohe, G.; Matz, F.: VDE-Schriftreihe Normen Verständlich; „Elektrische Sicherheit“
Vorlesungsskript Normen und Sicherheitstechnik

Vorlesungskript „Wissenschaftliches Arbeiten“
Prof. Striewe & A. Wiedegärtner, „Leitfaden für Erstellung wissenschaftlicher Arbeiten am ITB“, FH Münster
N. Franck, J. Stary, „Die Technik wissenschaftlichen Arbeitens“, Ferdinand Schöningh Verlag
M. Kornmeier, „Wissenschaftlich schreiben leicht gemacht – für Bachelor, Master und Dissertation“, UTB Verlag
K. Eden, M. Gebhard, „Dokumentation in der Mess- und Prüftechnik“, Springer Verlag
H & L. Hering, „Technische Berichte“, Springer Vieweg Verlag


 

Nach Abschluss dieses Moduls können die Studierenden
• mathematische Techniken anwenden
• die mathematische Formelsprache gebrauchen
• wesentliche Eigenschaften von reellen Funktionen benennen und ihre Relevanz zur Darstellung von Zuständen oder Vorgängen in der Natur oder in technischen Systemen erkennen
• Grenzwerte von Folgen und Funktionen berechnen und Funktionen auf Stetigkeit untersuchen
• die Techniken der Differentialrechnung für Funktionen einer Veränderlichen anwenden, Kurvendiskussionen und Approximationen von Funktionen mit Taylorpolynomen durchführen
• die Grundrechenarten und Darstellungsarten komplexer Zahlen auf Probleme der Elektrotechnik anwenden
• die Grundbegriffe und Methoden der linearen Algebra, insbesondere Verfahren zur Lösung von linearen Gleichungssystemen anwenden.

Grundlegende Begriffe und Rechentechniken: Logik, Mengenlehre, reelle Zahlen, Lösen von Gleichungen und Ungleichungen
Reelle Funktionen einer Veränderlichen: Funktionsbegriff einschließlich Umkehrfunktion, rationale, Wurzel-, Exponential-, trigonometrische und hyperbolische Funktionen,
Symmetrie, Monotonie, Asymptoten, Stetigkeit, Folgen, Grenzwertbegriff, Rechenregeln
Differenzialrechnung: Ableitung, Ableitung der mathematischen Grundfunktionen, Ableitungsregeln, Mittelwertsatz, Extremalstellen, Regel von de L'Hospital, Kurvendiskussion, Taylorentwicklung,
Darstellung von Funktionen durch Taylorreihen, Fehler- und Näherungsrechnung für Taylorentwicklungen
Komplexe Zahlen: Grundrechenarten, Darstellungsformen - kartesische- und Polardarstellung, komplexe Wurzeln
Vektorrechnung: Vektoren im R^n, grundlegende Definitionen, Rechenregeln und Rechenoperationen, Skalarprodukt, Orthogonalität, Projektion, Kreuzprodukt, Spatprodukt
Determinanten zweiter, dritter und allgemeiner Ordnung, Laplacescher Entwicklungssatz, Rechenregeln für Determinanten
Matrizen: Grundbegriffe und Definitionen, Rechenoperationen, Inverse Matrix,
Lineare Gleichungssysteme: Gaußalgorithmus, Beschreibung durch Matrizen, Lösen von Matrixgleichungen
Anwendungsbeispiele für Matrizen und lineare Gleichungssysteme

Eine Vorlesung vermittelt die Grundkenntnisse der Analysis und Linearen Algebra. Die Vermittlung der theoretischen Grundlagen wird durch zahlreiche Beispiele und Aufgaben/Kontrollfragen unterstützt.
In den Übungen beschäftigen sich die Studierenden selbstständig mit der Lösung von Aufgaben und setzen sich dadurch mit den Begriffen, Aussagen und Methoden aus der Vorlesung auseinander.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

3,59%

Brauch/Dreyer/Haacke: Mathematik für Ingenieure, Vieweg+Teubner 2006
Fetzer, Fränkel: Mathematik 1 (2008), Mathematik 2 (1999), Springer-Verlag
Knorrenschild, Michael: Mathematik für Ingenieure 1, Hanser-Verlag, 2009
Papula, Lothar: Mathematik für Ingenieure 1 (2009), 2 (2007), 3 (2008), Vieweg+Teubner
Papula, Lothar: Mathematische Formelsammlung(2006), Vieweg+Teubner
Preuß, Wenisch: Mathematik 1-3, Hanser-Verlag, 2003
Stingl, Peter: Mathematik für Fachhochschulen, Carl-Hanser Verlag 2003

Mit dem erfolgreichen Absolvieren des Moduls haben Studierende Grundkenntnisse der Mechanik und Thermodynamik erworben. Studierende sind mit erfolgreichen Absolvieren des Moduls in der Lage
- physikalische Gesetze auf Fragestellungen aus der Ingenieurspraxis anzuwenden
- Probleme zu abstrahieren
- Relevante Informationen aus Aufgabestellungen herauszufiltern und die Aufgaben mit Hilfe der erlernten physikalischen Grundlagen zu berechnen
- verbal formulierte Probleme zu formalisieren und die relevanten naturwissenschaftlich physikalischen Hintergründe zu erkennen und zu begründen
- die Grenzen zu benennen, in dessen Rahmen die erlernten physikalischen Grundlagen gelten und Fehlerabschätzungen durchzuführen
- selbstständig neue Inhalte auf Basis des bearbeiteten Stoffes zu erarbeiten
- lösungsorientiert und kritikfähig mit Problemen umzugehen

Mechanik:
- Kinematik
- Newton'sche Axiome
- Kräfte
- Bezugssysteme und Scheinkräfte
- Zentralkörperprobleme
- Dynamik des Massenpunktes und Systemen von Massenpunkten
- Dynamik starrer Körper
- Mechanik deformierbarer Körper
- Fluidstatik
- Fluiddynamik

Thermodynamik :
- Prozess- und Zustandsgrößen
- Thermische Ausdehnung, Gasgesetze
- Wärme als Energieträger, Hauptsätze der Thermodynamik
- thermodynamische Maschinen, Kreisprozesse
- Phasenumwandlungen
- Wärmetransport

 

Vorlesungen, Übungen mit eigenständigem Lösen von praxisnahen Aufgaben, selbstständiges Erarbeiten von Lehrstoff

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Grundlegende Mathematikkenntnisse, Differenzial- und Integralrechnung, Vektorrechnung

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

2,56%

Hahn, Physik für Ingenieure, 2. Auflage, De Gruyter Oldenbourg Verlag 2015, ISBN 978-3-11-035056-2
Tipler, Physik, Spektrum Verlag

• Die Studierenden verstehen und wenden strukturierende Kontrollstrukturen der Programmiersprache C++ an.
• Sie benennen C++ Datentypen und Strukturen und nutzen sie in eigenen Programmbeispielen.
• Sie analysieren Aufgabenstellungen und erstellen eigenständig Hauptprogramme zu deren Lösung.
• Sie verstehen die Grundstrukturen der Objektorientierung und erzeugen eigene Beispiele für Klassen.
• Sie programmieren grundlegende Methoden von Klassen und erklären ihre Bedeutung.

Praktikum:
Es werden grundlegende Kenntnisse der Programmierung in C++ vertieft. Hierzu gehört die Fähigkeit, die Lösung einer konkreten Aufgabenstellungen zunächst in eine algorithmische Form zu bringen, diese zu kodieren und Strategien zur Fehlerbeseitigung zu finden, sowie das fertige Produkt genau zu dokumentieren. Es wird besonderer Wert auf eine saubere, strukturierte Programmierung gelegt. Die Verwendung objektorientierter Darstellungsformen wird, wo es sich anbietet, bevorzugt.

Grundlagen der Programmierung:
• Unterschiede zwischen funktionsorientierter und objektorientierter Programmierung
• Elementare Datentypen, Konstanten und Variablen
• Verwenden von Funktionen und Klassen
• Ein- und Ausgaben mit Streams
• Operatoren für elementare Datentypen
• Kontrollstrukturen
• Symbolische Konstanten und Makros
• Umwandlung arithmetischer Datentypen
• Die Standardklasse string
• Funktionen
• Speicherklassen und Namensbereiche
• Referenzen und Zeiger
• Definition von Klassen
• Methoden
• Vektoren
• Zeiger und Vektoren

Praktikum:
Die Studierenden wenden ihre Kenntnisse über folgende Aspekte der Programmierung praktiksch an:
• Verwendung aller Kontrollstrukturen
• Verwendung von Arrays und Structs
• Verwendung von Pointern
• Verwendung von Funktionen
• objektorientierte Programmierung: Klassen und Methoden

Die theoretischen Lehrinhalte der Grundlagen der Programmierung werden in Form einer Vorlesung vermittelt. Durch Übungen wird die praktische Programmierung an Beispielen gezeigt und eingeübt sowie der Vorlesungsstoff vertieft.

Praktikum:
Praktische Übungen, die durch jede/n Studierende/n einzeln am Rechner durchgeführt werden. Die Studierenden müssen Problemstellungen in Quellcode umsetzen und einen schriftlichen Bericht dazu verfassen.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis

Modulprüfung muss bestanden sein
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis muss erbracht sein

BA Elektrotechnik

3,08%

Stroustrup, Bjarne, Einführung in die Programmierung mit C++, Pearson Studium, ISBN 978-3-86894-005-3, (2010)
Ulla Kirch, Peter Prinz, C++ Lernen und professionell anwenden, mitp, ISBN: 978-3-8266-9143-0, 5. Auflage (2010)
Ulla Kirch, Peter Prinz, C++ Das Übungsbuch, mitp, ISBN: 9783826694554, 4. Auflage (2013)
Stanley B. Lippman C++ Primer, Addison Wesley (1993)

Es werden grundlegende Fachkenntnisse und Methodenkompetenzen aus den beiden Bereichen „Messtechnik“ und „Felder“ erworben.
Die Studierenden sind mit den Prinzipien und Methoden des elektrischen Messens vertraut. Sie kennen die Eigenschaften elektrischer Messgeräte und können die Abweichungen und Unsicherheiten von Messergebnissen bewerten. Sie können für verschiedene Messaufgaben geeignete Geräte auswählen. Die grundlegenden Unterschiede des digitalen und analogen Messens sind ihnen geläufig.
Die Studierenden kennen die elementaren Größen und Zusammenhänge der elektrischen und magnetischen Felder und können diese wiedergeben. Auf dieser Grundlage sind sie in der Lage die Feldverteilungen und Wirkungen grundlegender feldgebender Anordnungen für zeitlich konstante und zeitlich veränderliche Größen zu berechnen und überschlägig abzuschätzen. Die Studierenden können die grundlegenden Feldkenntnisse auf typische Anordnungen und Betriebsmittel der Elektrotechnik (u. a. Isolator, Kondensator, Transformator, Leitung) übertragen und auf grundlegende Problem- und Aufgabenstellungen dieser Betriebsmittel anwenden.

Bereich „Messtechnik“:
- Normen, Begriffe, Einheiten und Normale
- Messabweichung und Messunsicherheit, vollständiges Messergebnis
- Messsignale und deren Charakterisierung (analog, digital, Gleichricht-, Effektiv- und Mittelwerte)
- Messung elektrischer Größen (Strom, Spannung, Widerstand, Leistung und Energie)
- Zeit- und Frequenzmessung
- Oszilloskope

Bereich „Felder“:
Das elektrostatische Feld:
- Grundbegriffe, Elektrische Ladung, Flächenladungsdichte, Verschiebungsflussdichte, Potential, Feldstärke, Energiedichte, Kräfte
- homogenes Feld im Plattenkondensator, inhomogene Feldverteilung bei Punktladungen, konzentrische Kugeln, koaxiale Zylinder, parallele runde Leiter
Das magnetische Feld
- Durchflutung, magnetische Feldstärke, Flussdichte , Fluss, magnetische Spannung, Permeabilität, Energiedichte
- Induktion, Generatorprinzip, Transformatorprinzip
- langer Leiter, Doppelleitung, koaxiale Leitung, Spule als Toroid, Übertrager, Transformator
 Darstellung von elektrischen und magnetischen Feldproblemen durch Ersatzschaltbilder

Das theoretische Fachwissen wird in der Vorlesung präsentiert und erklärt. In den Übungen werden die vermittelten Methodenkenntnisse an elementaren Beispielen angewendet und praktische Problemstellungen behandelt.
Auf den Bezug zu praktischen Anwendungen wird hingewiesen.

 

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Elektrotechnik 1

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

3,08%

Bereich „Messtechnik“
Mühl, T.: Einführung in die elektrische Messtechnik, Springer, 2014
Parthier, R.: Messtechnik, Springer, 2020
Schrüfer, E.; Reindl, L.; Zagar, B.: Elektrische Messtechnik, Hanser, 2018

Bereich „Felder“
Führer, A.; Heidemann, K.; Nerreter, W.: Grundgebiete der Elektrotechnik 1, Hanser, 2020
Albach, M.: Elektrotechnik, Pearson, 2020

Dieses Modul soll den Studierenden zunächst eine Einführung über die möglichen Vertiefungsgebiete im Studiengang Elektrotechnik bieten, damit sie sich möglichst fundiert für die Wahl ihrer Studienvertiefung entscheiden können. Die Studierenden erlangen einen Überblick über die Themen des Hauptstudiums und über spätere berufliche Einsatzgebiete und Perspektiven im Praxisumfeld. Damit können die Studierenden beurteilen, ob sich der jeweilige Vertiefungsbereich mit ihren persönlichen Neigungen und Fähigkeiten deckt.
Die Studierenden können im Vertiefungsbereich "Antriebssysteme und Automation (A&A)" die Komponenten eines elektrischen Antriebssystems eigenständig identifizieren und verstehen seine Funktionsprinzipien. Sie erkennen die grundlegende Aufgabe der Komponenten im System. Dieses Wissen ist die Basis für eine spätere Vertiefung im Bereich A&A.
Die Studierenden sollen einen Einblick in das Vertiefungsgebiet "Energieversorgung und Umwelt (E&U)" bekommen. Sie erhalten einen Überblick über die Themen des Hauptstudiums sowie die Tätigkeitsfelder und Aufgabengebiete eines Ingenieurs im Bereich der E&U. An Grundlagenbeispielen werden die charakteristisch notwendigen Fachkompetenzen für diese Vertiefungsrichtung dargestellt. Darüber hinaus sollen sie grundlegende Fragestellungen zur Energieversorgung einordnen und diskutieren können sowie einen einheitlichen Sprachgebrauch für Nenn-, Bemessungs- und Leistungsgrößen elektrischer Versorgungsnetze verwenden.
Die Studierenden erhalten für die Studienvertiefung "Industrieelektronik und Sensorik (I&S)" einen Überblick über die fachlichen Inhalte und Berufsmöglichkeiten. Sie erhalten einen Einblick in elektronische Komponenten und Systeme, sowie wichtiger Entwicklungsmethoden im industriellen Umfeld. Ausserdem wird das Basiswissen der Sensorik in Verbindung mit Elektronik anhand von Praxisbeispielen vermittelt.
Die Korrelation der verschiedenen Vertiefungen im Studiengang Elektrotechnik wird verdeutlicht.
Die Studierenden lernen anschließend als Ergänzung zum vorwiegend technisch geprägten Elektrotechnikstudium auch die grundlegenden betriebswirtschaftlichen Begriffe kennen. Als Vorbereitung für die vergleichende Bewertung der Wirtschaftlichkeit von technischer Ausrüstung im Rahmen der Fachausbildung in den nachfolgenden Semestern erlernen die Studierenden in der BWL die Anwendung von Kosten- und Investitionsrechenverfahren.
Zur Vorbereitung auf die Durchführung von Projekten im beruflichen Umfeld (Unternehmen aber auch Hochschulen/Forschungseinrichtungen) erlernen die Studierenden die Grundlagen  des Projektmanagements. Der Fokus hierbei liegt auf Projekten der Forschung und Entwicklung. Die Studierenden lernen Methoden um Projekte zu planen und durchzuführen. Dies umfasst sowohl den Umgang mit Ressourcen als auch mit Personal.

 

Einführung in die Vertiefungsrichtung A&A:
- Einführung in den Aufbau von Antriebssystemen;
- Lineare und rotierende elektrische Maschinen;
- Leistungselektronik;
- Steuerung, Regelung und Automation;
- Lastkennlinien von Arbeitsmaschinen.

Einführung in die Vertiefungsrichtung E&U:
- Studienverlauf, Aufgaben und Perspektiven des Ingenieurs in der E&U, Tätigkeitsfelder;
- Energie- und Umweltdiskussion für die Erde (Primärenergieverbrauch, Pro-Kopf-Verbrauch, Energieformen, -reserven, -ressourcen, Energieeffizienz, Umweltauswirkungen);
- Elektrische Energieversorgung (Nutzung elektrischer Energie, Stromenergieträger und Energieumwandlung, Lastgang und Kraftwerkseinsatz, Stromkreise und Begriffe, Struktur der Energieversorgung und gesetzliche Grundlagen, Energiemarkt);
- Meilensteine der Ingenieurkunst in der E&U (Fernübertragung elektr. Energie, Präsentation ausgewählter Energieversorgungsprojekte);
- Grundbegriffe und Basiswissen (zeitl. Systemzustände, Schwingungsrechnung, Zählpfeilsysteme, Bezeichnungen).

Einführung in die Vertiefungsrichtung I&S:
- Übersicht der Themengebiete und Erläuterung der beruflichen Perspektiven;
- Methoden der Schaltungs- und Systementwicklung;
- Diskrete und integrierte Elektronik;
- Sensoren und deren Anwendung;
- Technische Randbedingungen im industriellen Umfeld;
- Signal- und Datenverarbeitung;
- Simulationswerkzeuge.

Betriebswirtschaftslehre (BWL)
- Rechtsformen
- Unternehmensführung
- Buchführung, Bilanz und GuV
- Kostenrechnung
- Finanzierung
- Investitionsrechenverfahren
- Personal- und Materialwirtschaft
- Produktionsablaufplanung
- Marketing

Projektmanagement (PM)
- Typen von Projekten
- Organisationsformen
- Zeit- und Finanzplanung
- Projektbeschreibung
- Personalführung
- Teamarbeit, Probleme und Konflikte, Besprechungen und Workshops
- Überwachung, Dokumentation / Berichte

 

In der Vorlesung wird das theoretische Grundwissen präsentiert und erläutert. An praxisnahen Anwendungen wird das Wissen vertieft.
Die allgemeinen Spartencharakteristika werden im Sinne einer Einführungsveranstaltung präsentiert und erläutert. Der Vertiefungsbereich wird an praxisnahen Beispielen dargestellt und diskutiert.
Vorlesung mit Präsentationstechnik und Tafelarbeit, Einbezug der Studierenden durch Fragestellung und Diskussion. Das Vorlesungsskript wird zum Download zur Verfügung gestellt.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

2,56%

Schröder, D.: Elektrische Antriebe
Felderhoff, R.: Leistungselektronik
Brosch, P. F.: Moderne Stromrichterantriebe
K. P. Budig : Drehstromlinearmotoren
Harnischmacher: Skript zur Vorlesung
Flosdorff/Hilgarth: Elektrische Energieverteilung
Clausert/Wiesemann/Hindrichsen/Stenzel: Grundgebiete der Elektrotechnik
Bernstein, Herbert: Messelektronik und Sensoren, Springer Verlag
Schiessle, Edmund: Industriesensorik, Vogel Verlag
Sedra, Adel S.: Microelectronic circuits, Oxford University Press
Schulz, Peter: Digitale Systeme mit FPGAs entwickeln: Vom Gatter zum Prozessor mit VHDL, Elektor Verlag
Tietze, Ulrich;  Schenk, Christoph:  Halbleiter - Schaltungstechnik, Springer Verlag
Thommen, Achleitner, Gilbert, Hachmeister, Kaiser: Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, Springer (2017)
Daum, Greife, Przywara: BWL für Ingenieurstudium und -praxis, Springer (2014)
Carl, Fiedler, Jorasz, Kiesel: BWL kompakt und verständlich, Springer(2017)
Lessel: Projektmanagement, Cornelsen (2002)
Litke: Projektmanagement, Hanser (2007)
Burkhardt: Projektmanagement, Publicis MCD (2000)
Felkai, Beiderwieden: Projektmanagement für technische Projekte, Vieweg+Teubner (2011)
Ebert: Technische Projekte, Wiley-VCH (2002)
Zimmermann, Stark, Rieck: Projektplanung, Springer (2010)

Die Studierenden sollen unter Anwendung der im Modul Ingenieurmethodik erworbenen Kenntnisse in praktischen Versuchen zu den Fächern Gleichstromtechnik und Wechselstromtechnik die Reproduzierbarkeit theoretischer Erwartungswerte im praktischen Versuch unter realen Bedingungen ermitteln. Die experimentellen Ergebnisse sollen in einem wissenschaftlichen Bericht schriftlich dargestellt werden.
Die Studierenden haben eine Einführung in die Grundlagen der Entwurfs- und Fehlersuchpraxis erhalten. Sie sind in der Lage, Digitalschaltungen überschaubaren Umfangs gemäß Schaltplan aufzubauen und auf Grundlage programmierbarer Schaltkreise rechnergestützt zu entwerfen. Sie können hierbei universelle Prüfmittel wie Oszilloskop und Logikanalysator einsetzen. Auf diesen Grundlagen aufbauend sind sie in der Lage, sich in komplexere Aufgabenstellungen und in die Nutzung von Entwicklungssystemen einzuarbeiten.

Von den Studierenden werden in intensiv betreuten Kleingruppen – begleitend zu den Pflichtveranstaltungen des 1. bis 2. Semesters – praktische Versuche zu den Themen Elektrotechnik und Grundlagen der Digitaltechnik durchgeführt.
In diesem Rahmen erwerben die Studierenden praktische Erfahrungen im Aufbau von und im Umgang mit Methoden, Komponenten, Aufbauten, Messgeräten und rechnerbasierten Werkzeugen.

Digitaltechnik:
Aufbau und Inbetriebnahme von Digitalschaltungen (kombinatorische und sequentielle Grundschaltungen) mit Gattern und Flipflops, sowie mit programmierbaren Schaltkreisen.
- Die Aufgabenstellungen betreffen anwendungsrelevante Teilschaltungen sowie überschaubare, praxisnahe Projekte (z. B. Decoder, Zähler und Schieberegister, Stoppuhr, Impulsmustergenerator).
- Versuchsplattform:  PC mit Entwicklungssystem und verschiedene Evaluierungsplattformen.
- Entwurfsmethodik: Überwiegend rechnergestützter Entwurf über Schaltplan.

Elektrotechnik 1:
- Knotenpunkt-Potential-Analyse linearer Gleichstromnetze
- Komplexe Grundzweipole
- Frequenzselektiver Spannungsteiler

 

Die Studierenden erarbeiten die Schaltungslösung gemäß der jeweiligen Aufgabe und entwickeln funktionsfähige Hardware. Typische Arbeitsschritte: Entwurf (von Hand oder am Rechner) – ggf. Beseitigen formaler Entwurfsfehler – ggf. Programmieren des Schaltkreises –  Aufbau der Versuchsanordnung – Erprobung –  Finden und Beseitigen funktioneller Fehler.

Experimente im Labor und praktische Umsetzung des Erlernten durch die Studierenden. Arbeiten in kleinen Gruppen, die sich selbst organisieren und koordinieren.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Unbenoteter Teilnahmenachweis

Modulprüfung muss bestanden sein, d.h. unbenotete Teilnahmenachweise müssen in beiden Veranstaltungen erbracht sein

BA Elektrotechnik

/

Fricke, Klaus: Digitaltechnik, Springer Verlag
Beuth, Klaus: Digitaltechnik - Elektronik 4, Vogel Verlag
Ulrich Tietze, Christoph Schenk, Eberhard Gamm: Halbleiter - Schaltungstechnik, Springer Verlag
Matthes, Wolfgang: Embedded Electronics 2 - Digitaltechnik, Elektor Verlag
Wagner, A.: Elektrische Netzwerkanalyse. - Books on Demand, Norderstedt 2001
 

Nach Abschluss dieses Moduls können die Studierenden
• Integrale verschiedener Funktionen einer Veränderlichen mit unterschiedlichen Integrationstechniken lösen
• homogene und inhomogene gewöhnliche Differentialgleichungen 1. und 2. Ordnung lösen
• Grundbegriffe der Matrizentheorie erklären
• Eigenwerte und Eigenvektoren berechnen

Integralrechnung(eindimensional): Stammfunktion, unbestimmtes Integral, bestimmtes Integral,
Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung, Mittelwertsatz der Integralrechnung,
Integrationstechniken: Elementare Rechenregeln, partielle Integration, Substitution, Partialbruchzerlegung,
uneigentliche Integrale,
numerische Integration(Rechteck - , Trapez - und Simpsonregel)
Gewöhnliche lineare Differentialgleichungen:
Lineare Differentialgleichungen 1. Ordnung: Trennung der Veränderlichen, Variation der Konstanten, Anfangswertprobleme
Lineare Differentialgleichungen 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten, allgemeine Lösung der inhomogenen DGL (Variation der Konstante)
Elektrische Schaltungen und Differentialgleichungen
Vektorräume, Unterräume,
lineare Unabhängigkeit, Basis, Dimension, Kern, Bild, Rang von Matrizen,
Eigenvektoren und Eigenwerte

Eine Vorlesung vermittelt weiterführende Kenntnisse der Analysis und Linearen Algebra. Die Vermittlung der theoretischen Grundlagen wird durch zahlreiche Beispiele und Aufgaben/Kontrollfragen unterstützt.
In den Übungen beschäftigen sich die Studierenden selbstständig mit der Lösung von Aufgaben und setzen sich dadurch mit den Begriffen, Aussagen und Methoden aus der Vorlesung auseinander.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Mathematik 1

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

3,59%

Papula, Lothar: Mathematik für Ingenieure 1-3, Vieweg, Braunschweig-Wiesb. 2000
Brauch/Dreyer/Haacke: Mathematik für Ingenieure, B.G. Teubner 1995
Stingl, Peter: Mathematik für Fachhochschulen, Carl-Hanser Verlag 1999
Papula, Lothar: Mathematische Formelsammlung, Vieweg, Braunschweig-Wiesb. 2000
Fetzer, Fränkel: Mathematik 1-2, Springer-Verlag, 2004
Preuß, Wenisch: Mathematik 1-3, Hanser-Verlag, 2003
Feldmann: Repetitorium Ingenieurmathematik, Binomi-Verlag, 1994

Das Thema Schwingungen, Wellen und Optik zu beherrschen heißt, die Natur von elektromagnetischen Wellen zu verstehen und einfache optische und analytische Anwendungen berechnen zu können.
Mit Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage für Elektroingenierure relevante Grundkenntnisse aus dem Bereich Schwingungen, Wellen und Optik und die zugrundeliegenden physikalischen Grundsätze auf Problemstellungen anzuwenden.
Die Abstraktionsfähigkeit, die Problemlösungskompetenz und die Kritikfähigkeit wird geschult. Sie haben Fähigkeit, verbal formulierte Probleme zu formalisieren und die relevanten naturwissenschaftlich physikalischen Hintergründe zu erkennen und zu begründen. Sie sind in der Lage neuer Inhalte auf Basis des bekannten Stoffes selbstständig zu erarbeiten.

Schwingungen und Wellen:
- freie harmonische Schwingungen
- gedämpfte Schwingungen
- erzwungene Schwingungen
- Pendelbewegungen
- Überlagerung und Kopplung von Schwingungen
- harmonische Wellen, ihre Ausbreitung, Überlagerung
- Interferenz und Beugung
- Grenzen des Wellenmodells
- Photoeffekt und Spektren

Optik:
- Lichtausbreitung
- geometrische Optik
- optische Instrumente (Fernrohr, Mikroskop,...)
- Wellenoptik
- Spektralanalyse

Vorlesungen, Übungen mit eigenständigem Lösen von praxisnahen Aufgaben, selbstständiges Erarbeiten von Lehrstoff

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Physik1, Mathematik 1

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

2,56%

Hahn, Physik für Ingenieure, 2. Auflage, De Gruyter Oldenbourg Verlag 2015, ISBN 978-3-11-035056-2
Tipler, Physik, Spektrum Verlag

Die Studierenden kennen die wichtigsten aktiven und passiven Bauelemente im Hinblick auf Aufbau und Wirkungsweise, deren typische Kennwerte und Einsatzbedingungen sowie Kriterien, die beim Auswählen und Einsetzen zu beachten sind. Sie sind in der Lage, Bauelemente für vorgegebene Einsatzzwecke auszuwählen und dabei die jeweiligen Einsatzbedingungen zu berücksichtigen.
Die Studierenden kennen zudem anwendungspraktisch wichtige Grundschaltungen. Sie verstehen deren Funktion und sind in der Lage, die Eignung dieser Grundschaltungen für typische Anwendungsfälle zu beurteilen und entsprechende Funktionseinheiten auf Grundlage von allgemein üblichen Schaltungslösungen zu entwickeln und zu dimensionieren. Die Studierenden kennen die grundsätzlichen Begriffe, Zusammenhänge und Wirkprinzipien. Von diesen Grundkenntnissen ausgehend sind sie in der Lage, sich in den jeweils aktuellen Stand der Technik und in die Anforderungen der Praxis einzuarbeiten.

Elektronische Bauelemente:
- Physikalische Grundlagen
- pn-Übergang, Diodentypen
- Transistoren (Bipolar-, Feldeffekttransistoren)
- Operationsverstärker
- Passive Bauelemente
Schaltungstechnik:
- Grundlagen der Schaltungsberechnung (Netzwerkanalyse)
- Diodenschaltungen
- DC- und AC-Schaltungsberechnungen
- Kleinsignalersatzschaltbilder
- Transistoren im Schalt- und Verstärkerbetrieb
- Schaltungen mit Operationsverstärkern und Komparatoren

 

In der Vorlesung werden physikalische Effekte, Wirkprinzipien und Kennwerte verschiedener elektronischer Bauelemente vorgestellt und näher erläutert. Ausserdem werden die einzelnen Grundschaltungen und deren Funktion, sowie deren Kennwerte und Berechnungsgrundlagen vermittelt.
In den Übungen wird dieses Wissen durch das Lösen von Problemstellungen mit geeigneten Methoden vertieft.
Sowohl in der Vorlesung als auch in den Übungen werden neben der Theorie auch Praxisprobleme angesprochen (Entwicklungsmethodik, Dimensionierung, Systemintegration)  

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

3,08%

Beuth, Klaus: Bauelemente, Vogel Verlag
Böhmer, Erwin: Elemente der angewandten Elektronik, Vieweg+Teubner Verlag
Göbel, Holger: Einführung in die Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Verlag
Horowitz, Paul: The art of electronics, Cambridge Univ. Press
Reisch, Michael: Elektronische Bauelemente, Springer Verlag
Sedra, Adel S.: Microelectronic circuits, Oxford University Press
Sze, S.M.: Physics of semiconductor devices, Wiley
Tietze, Ulrich;  Schenk Christoph:  Halbleiter - Schaltungstechnik, Springer Verlag

Die Studierenden verfügen über methodische Grundkenntnisse zur Durchführung und Auswertung von einfachen physikalischen Experimenten. Diese Kennnisse werden selbstständig im Team zur Bewältigung von vorgegebenen Aufgabenstellungen angewendet.
Die Studierenden sind in der Lage, elementare elektronische Schaltungen gemäß Schaltplan aufzubauen und zu erproben. Sie können Labornetzgeräte, Multimeter, Funktionsgeneratoren und Oszilloskope einsetzen, um typische Kennwerte und Leistungsdaten sowie die jeweilige Funktionsweise messtechnisch zu überprüfen.   
Das Praktikum stellt die Ergänzung und Anwendung der vermittelten Theorie dar. Die Studierenden üben die praktische Durchführung von Messvorgängen, die Auswertung der Messergebnisse, die Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse. Die Studenten werden angeleitet, ihre Aufgaben im Team zu bearbeiten und ihre Arbeit zu koordinieren. Das Praktikum befähigt sie zum sicheren Umgang mit Messgeräten und -verfahren.
Die experimentellen Ergebnisse sollen in einem wissenschaftlichen Bericht schriftlich dargestellt werden.

Von den Studierenden werden in intensiv betreuten Kleingruppen – begleitend zu den Pflichtveranstaltungen des 1. bis 3. Semesters – praktische Versuche zu den Themen Physik, Elektronik und Elektrotechnik  durchgeführt. In diesem Rahmen erwerben die Studierenden praktische Erfahrungen im Aufbau von und im Umgang mit Methoden, Komponenten, Aufbauten, Messgeräten und rechnerbasierten Werkzeugen.

Physik:
- Fadenpendel, Federpendel, Physisches Pendel
- Massenträgheitsmoment, Schubmodul (dynamisch), Maxwellsches Rad
- Adiabatenexponent nach Flammersfeld und Rüchardt, Mohrsche Waage
- Bestimmung von Messabweichungen und -unsicherheiten
- Darstellung der Ergebnisse in Tabellen und Diagrammen; Lineare Regression; Linearisierung

Elektronik:
- Messtechnische Erfassung des Verhaltens sowie relevanter Kennlinien von Halbleiterbauelementen (Dioden, Bipolartransistoren, Feldeffekttransistoren).
- Aufbau und Vermessung wichtiger Grundschaltungen und Verbundschaltungen unter Verwendung aktiver und passiver Bauelemente (Diodenschaltungen, Transistor-Grundschaltungen).
- Transistor im Schalt- und Verstärkerbetrieb
- Operationsverstärker-Schaltungen
- Kippstufen

Elektrotechnik:
- Arbeiten mit dem Oszilloskop: Funktionen und Bedienelemente des Oszilloskops, Kalibrierung des Gerätes und der Messteiler, Durchführung von Messungen, Frequenzgang, Sprungantwort
- Aufbau und Funktion eines Umkehrverstärkers mittels Operationsverstärker und  Einsatz eines Digital /Analog –Konverters  mit R-2R – Netzwerk
- Messung magnetischer und elektrischer Feldgrößen: Messung der Magnetisierung in Luft und in Eisen, Hystereseschleifen als Mittel zur Bestimmung magnetischer Eigenschaften und Verluste.

 

Praktische Experimente im Labor. Anhand typischer Versuche werden entsprechende praktische Zustände hier untersucht.
Die Studierenden erarbeiten die Schaltungslösung bzw. Dimensionierung gemäß der jeweiligen Aufgabe,  entwickeln funktionsfähige Hardware und führen die jeweiligen Messungen durch. Einige Teilaufgaben beschränken sich auf Messungen an fertig aufgebauten Demonstrationsplattformen (Zeitersparnis).     
Praktische Umsetzung des Erlernten durch die Studierenden. Arbeiten in kleinen Gruppen, die sich selbst organisieren und koordinieren.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Unbenoteter Teilnahmenachweis

Modulprüfung muss bestanden sein, d.h. unbenotete Teilnahmenachweise müssen in allen drei Veranstaltungen erbracht sein

BA Elektrotechnik

/

Hahn, Physik für Ingenieure, Oldenbourg Verlag 2007, ISBN 978-3-486-27520-9
Göbel, Holger: Einführung in die Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Verlag
Ulrich Tietze, Christoph Schenk, Eberhard Gamm: Halbleiter - Schaltungstechnik, Springer Verlag
Böhmer, Erwin: Elemente der angewandten Elektronik, Vieweg+Teubner Verlag
Horowitz, Paul: The art of electronics, Cambridge Univ. Press
Matthes, Wolfgang: Embedded Electronics 1 - Passive Bauelemente, Elektor Verlag
Versuchsanleitungen zum Praktikum ET 2
Thomas Mühl  -   Einführung in die Elektrische Messtechnik
Rainer Parthier - Messtechnik

 

Die Studierenden sollen anhand von überschaubaren Software-Projekten aus verschiedenen Anwendungsbereichen wichtige Aspekte und Grundprinzipien der aktuellen Softwareentwicklung projekt- und teamorientiert nutzen sowie ihr Projekt dokumentieren und präsentieren.  

Schlüsselkompetenzen - Rhetorik und Präsentation im IT-Projekt (SV)
- Inhalte zielgruppenorientiert aufbereiten
- Anwenden der wichtigsten Präsentationsgrundsätze
- Feedback geben und nehmen
- Präsentation der erarbeiteten Ergebnisse im Team

Praktikum zum IT-Projekt (P):
- Arbeiten im Team
- selbstständiges Bearbeiten von Projekten
- Einhaltung von vorgegebenen Schnittstellendefinitionen und Randbedingungen
- Umsetzung der theoretischen Grundlagen
- Anwendung verschiedener Sprachen in einem gemeinsamen Projekt
- Erstellung und Dokumentation von Teilmodulen komplexerer Software-Systeme

Schlüsselkompetenzen - Rhetorik und Präsentation im IT-Projekt:
Definition von Rhetorik bzw. angewandter Rhetorik, Überzeugungsmittel nach Aristoteles,
5 Punkte für den Erfolg einer Präsentation:
- Ziel und Struktur: Thema, Ziel, Zielgruppe, Didaktik, Struktur
- persönliche Kommunikation + Performance: Sprache (Körpersprache,Stimme,Inhalt), Kleidung, persönliches Auftreten, Umgang mit dem Publikum
- Gestaltung: Medien, Foliengestaltung
- Gruppenarbeit: Rollen- und Aufgabenverteilung, Teamarbeit
- Formalitäten: Quellenangabe

Praktikum zum IT-Projekt:
In diesem Praktikum werden die theoretischen Grundprinzipien der Softwareentwicklung und die Schlüsselkompetenzen zur Projektdokumentation und -präsentation durch Bearbeitung einer abgeschlossenen Aufgabenstellung, die alle relevanten Aspekte abdeckt, praktisch umgesetzt.
Mögliche Aufgabenstellungen sind dabei:
- Entwicklung verteilter Softwaresysteme
- Programmierung ergonomischer Benutzerschnittstellen (Menüs und Fenstertechniken)
- Programmierung von Softwareschnittstellen aus den fachlichen Vertiefungsbereichen des Fachbereiches Elektrotechnik
- Programmieraufgaben zur Lösung ingenieurwissenschaftlicher Fragestellungen
- Recherchen im Internet oder der Bibliothek bezogen auf die Funktionsweise realer, technisch ausgeführter Anlagen/Geräte

Seminaristische Veranstaltung, in der eine Reflexion der Projektarbeit in der Gruppe der Studierenden, kollegiale Supervision, Analyse und Berücksichtigung der wichtigsten Erfolgsfaktoren für Teamarbeit, Analyse und Einüben der für das jeweilige Projekt optimalen Dokumentations- und Präsentationsmethode; Diskussion in der und Feedback durch die Gruppe, stattfindet.

Praktikum, in dem verschiedene Projekte unter Anleitung und Vorgabe von Aufgabenstellungen durchgeführt werden.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Digitale Informationstechnik 2

Präsentation der Projektergebnisse auf der Basis einer verpflichtenden schriftlichen Ausarbeitung mit anschließender mündlicher Prüfung.

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

3,59%

OATs, IEC 61131-3 Programming, Dr. Friedrich Haase (2005)
Lewis R. W.: Programming industrial control systems using IEC 1131-3 (Rev. ed.)
Bonfati, Monari, Sampieri: IEC1131-3 Programming Methodology
Mohn, Tiegelkamp: SPS-Programmierung mit IEC1131-3
Rammer Ingo: Advanced .NET Remoting, Apress
MacDonald Matthew: User Interfaces in C#/VB.NET, Apress
Jones, Ohlund, Olson: Network Programming for .NET, Microsoft Pres
allgemeine Bücher zur SPS-Technik
Webseiten der Unternehmen WAGO und Beckhoff
Kai Luppa: Skript und Lastenheft zum IT-Projekt
Kai Luppa: Skript Grundlagen Programmierung / Softwaretechnik, FH Dortmund
Robin Nixon: Learning PHP, MySQL & JavaScript: With jQuery, CSS & HTML5 (Learning Php, Mysql, Javascript, Css & Html5), O'REILLY
W.H. Press et al., Numerical Recipes; Cambridge University Press, 2007
Rob Williams: "Real-Time Systems Development", Elsevier 2006
Jack Ganssle: "The Firmware Handbook", Elsevier 2004
Jack Ganssle: "The Art of Designing Embedded Systems", Newnes 2008
Thomas Kibalo: "Beginner's Guide to Programming the PIC32", Electronic Products, 2013
Cord Elias: "FPGAs für Maker", dpunkt.verlag, 2016
Design Patterns. Elements of Reusable Object-Oriented Software, Addison-Wesley 2009

Die Studierenden lernen die grundlegenden Eigenschaften und Berechnungsmethoden von elektrischen Mehrphasensystemen kennen. Sie sollen in die Lage versetzt werden, Mehrphasensysteme zu analysieren sowie die charakteristischen Merkmale mehrphasiger Versorgungsnetze und Installationen zu erkennen. Berechnungsmethoden für symmetrische und unsysmmetrische Zustände des Drehstromnetzes sollen beherrscht und auf vorgegebene Ersatzschaltbilder angewandt werden können. Die Auswirkung unterschiedlicher Sternpunktbehandlungen auf das Netzverhalten soll den Studierenden deutlich sein.

- Einführung
(Erzeugung von Ein- und Mehrphasensystemen, symmetrisches Strom- und Spannungssystem, Drehoperatoren, balancierte und verkettete Mehrphasensysteme);
- Drehstromsysteme
(Symmetrisch und unsymmetrisch verkettete Drehstromsysteme, komplexe Berechnung, Leistungsmessung);
- Methode der symmetrischen Komponenten
(Transformationsvorschrift und -eigenschaften, Ersatzschaltbilder und Messschaltungen);
- Nachbildung unsymmetrischer Netzzustände
(Darstellung von Parallel- und Längsunsymmetrien in symmetrischen Komponenten, Berechnung von Unsymmetrien im Drehstromnetz);
- Drehstromtransformatoren
(Aufbau, Einsatzgebiete, Funktionsweise, Ersatzschaltung, Schaltungen, Schaltgruppen, symmetrische Komponenten bei Drehstromtrafos, Sternpunktbehandlung)

Das theoretische Fach- und Methodenwissen wird in der Vorlesung präsentiert und erläutert. In den Übungen werden die vermittelten Methodenkenntnisse an praxisnahen Beispielen angewendet und vertieft.
Das Vorlesungsskript wird zum Download im Netz zur Verfügung gestellt.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Grundlagen der Elektrotechnik, insb. Wechselstromtechnik

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

2,05%

Happoldt/Oeding: Elektrische Kraftwerke und Netze,
Flosdorff/Hilgarth: Elektrische Energieverteilung,
Clausert/Wiesemann/Hindrichsen/Stenzel: Grundgebiete der Elektrotechnik,
Schlabbach: Elektroenergieversorgung,
Harnischmacher: Skript zur Vorlesung Mehrphasensysteme.

Elektrotechnische Grundlagenlehrveranstaltung, die wichtige mathematische Methoden und Werkzeuge für weiterführende Lehrveranstaltungen wie Regelungstechnik, Elektrische Maschinen, Leistungselektronik und Nachrichtentechnik bereit stellt. Die Studierenden beherrschen sowohl die zeitkontinuierliche und die zeitdiskrete Signal- und Systembeschreibung als auch die entsprechenden Darstellungen im Frequenzbereich. Sie werden befähigt, selbstständig die diversen mathematischen Methoden zielgerichtet auf konkrete Aufgaben in  der Elektrotechnik anzuwenden, bspw. für einen Schaltungs- und Reglerentwurf.




 

- Zeitsignale
       Rechteck-, Sprung-, Dirac-, si-Funktion, Fourier-Reihe, harmonische Analyse/Synthese nichtsinusförmiger periodischer Vorgänge
- Transformationen
       Fourier-Transformation, Laplace-Transformation, Fast-Fourier-Transformation
- Systeme
       Faltung, Übertragungsverhalten, Frequenzverhalten von Netzwerken, Filternetzwerke, Ortskurven, Bode-Diagramm, Spektren
- zeitdiskrete Signale und Systeme
       diskrete Fourier-Transformation, Abtasttheorem, z-Transformation, Digitalfilter

 

In der Vorlesung werden in Präsentationen die theoretischen Grundlagen vermittelt. Durch die Nutzung von Software (z. B. MATLAB, Octave oder SciLab) im Vorlesungsrahmen wird dieses Wissen praktisch eingesetzt und vertieft. In den  Übungen und Hausaufgaben wird das erworbene Wissen durch die Bearbeitung von praxisnahen Aufgaben eingesetzt. Hierbei werden Bezüge zu Anwendungen in weiterführenden Lehrveranstaltungen hergestellt.  

 

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Mathematik 1 und 2, Elektrotechnik 1

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

2,05%

Arnold Führer, Klaus Heidemann, Wolfgang Nerreter: Grundgebiete der Elektrotechnik, Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, 2011
Moeller, Fricke u.a.:   Grundlagen der Elektrotechnik, Teubner, Stuttgart 1967
Martin Werner: Signale und Systeme, 3. Auflage, Vieweg+Teubner, 2008
Uwe Kiencke, Holger Jäkel: Signale und Systeme, 4. Auflage, Oldenbourg Verlag München Wien, 2008
Horst Clausert, Gunther Wiesemann:  Grundgebiete der Elektrotechnik 2: Wechselströme, Drehstrom, Leitungen, Anwendungen der Fourier-, der Laplace- und der z-Transformation, De Gruyter Oldenbourg 2002

Ziel der Vorlesung Elektrische Maschinen ist die Erlangung der Kenntnis über und Anwendung der Grundlagen des Betriebsverhaltens Elektrischer Maschinen. Die wichtigsten Elektrischen Maschinen Transformator, Gleichstrommaschine, Asynchron- und Synchronmaschine werden grundlegend erarbeitet und durch Ersatzschaltbilder modelliert. Durch den vergleichenden Ansatz der Betrachtung der verschiedenen Elektrischen Maschinen sind die Studierenden in der Lage, sich in Details spezifischer Elektrischer Maschinen einzuarbeiten und ihr Wissen in die Entwicklung Elektrischer Maschinen einzubringen.

Praktikum:
An Transformator, Asynchron- und Synchronmaschine werden verschiedene praktische Versuche durchgeführt und deren Betriebsverhalten verstanden.

Die Lehrveranstaltung besteht aus den Kapiteln Grundlagen Elektrischer Maschinen, Transformator, Gleichstrommaschine, Synchronmaschine und Asynchronmaschine. Im Rahmen der Grundlagen Elektrischer Maschinen werden prinzipielle elektromagnetische Anordnungen bearbeitet, an denen die Anwendung des Durchflutungsgesetzes, des Induktionsgesetzes und der Kontinuitätsbedingungen in Verbindung mit elektromagnetischen Materialien diskutiert wird. Zur Unterstützung werden parametrierte Finite-Elemente-Modelle herangezogen. Im Kapitel Transformator werden die Herleitungen des Ersatzschaltbildes in Verbindung mit nichtlinearem Verhalten erarbeitet. Anhand von Zeigerdiagrammen wird das Betriebsverhalten diskutiert. Die Gleichstrommaschine wird klassisch abgeleitet und die Notwendigkeit für Zusatzwicklungen andiskutiert. Im Übergang zur Synchronmaschine wird die Gleichstrommaschine herangezogen und darauf basierend die Synchronmaschine abgeleitet. Das Betriebsverhalten wird anhand von Stromortskurven und Zeigerdiagrammen beschrieben. Gleiches gilt für die Asynchronmaschine.

Praktikum:
Klassische Versuchsanordnungen zu Transformator, Asynchron- und Synchronmaschine: Leerlauf, Kurzschluss, Belastung. Auswertung der Messergebnisse und Darstellung charakteristischer Kurven in Excel.

In der Vorlesung wird das theoretische Fachwissen dargestellt und erläutert. In der Übung wird das Erlernte an praxisnahen Beispielen vertieft.

Praktikum:
Die in der Vorlesung vermittelte Theorie wird durch praktische Versuche vertieft und ergänzt. Die einzelnen Versuche sind in speziellen Anleitungen ausführlich beschrieben. Es wird erwartet, dass der/die Studierende sich auf den Praktikumsversuch vorbereitet d.h. ihm/ihr die Aufgabenstellung vertraut ist und er/sie die zugrunde liegende Theorie beherrscht. Die Versuche werden unter fachlicher Aufsicht im Team selbstständig durchgeführt und in einer gemeinsamen Ausarbeitung dokumentiert und diskutiert.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur
Praktikum: unbenoteter Teilnahmenachweis

Modulprüfung muss bestanden sein
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis muss erbracht sein

BA Elektrotechnik

3,08%

Fischer: Elektrische Maschinen, Hanser, 2021
Hofmann: Elektrische Maschinen, Pearson, 2013

Die Studierenden werden befähigt grundlegende Schaltungen der Leistungselektronik zu analysieren und grundlegend zu dimensionieren. Sie kennen und erkennen das Schaltverhalten der einzelnen Bauelemente und sind in der Lage, diese in praktischen Anwendungen sinnvoll einzusetzen.

Praktikum:
Das Praktikum stellen eine wichtige Ergänzung der in den Vorlesungen vermittelten Theorie dar. Die Studierenden lernen, mit leistungselektronischen Geräten umzugehen, üben sich in der Handhabung hochwertiger Messgeräte wie digitalen Strom-, Spannungs-, und Leistungsmessern, Oszilloskopen bis hin zu rechnergestützten Messsystemen und Simulationsprogrammen. Sie werden angehalten, im Team zu arbeiten und ihre Messergebnisse in systematischer und übersichtlicher Form zu dokumentieren.

Es wird das Grundwissen der Leistungselektronik vermittelt. Es werden die Prinzipien erläutert, die Komponenten der Leistungselektronik vorgestellt und Grundschaltungen der Leistungselektronik behandelt. Durch den Bezug zu praxisnahen Anwendungsbeispielen werden der Schaltungsaufbau und die Komponenten vertieft.

Inhalte:   - Aufbau, Funktion und Eigenschaften moderner Leistungshalbleiter
                 - Nichtkommmutierende, netz- und selbstgeführte Stromrichterschaltungen
                 - Modulationsverfahren
Praxisnahe Anwendungen:  
                 - Wechselrichterschaltungen im industriellen Einsatz
                 - DC/DC-Wandler
                 - Drehzahlsteuerung mittels Frequenzumrichter

Praktikum:
Versuch 1  Kennlinien von Leistungshalbleitern
                       Diode, Thyristor, MOS-FET, IGBT
                       Messungen: Kennlinien der Bauelemente

Versuch 2  Gleichrichter in Einpulsschaltung (M1)
                      Ungesteuerte und gesteuerte M1-Schaltungen bei unterschiedlichen Lasten
                      Messungen: Strom- und Spannungsverläufe, Steuerkennlinien

 Versuch 3  Wechselstromsteller (W1) und  Zweipuls-Mittelpunktschaltung (M2)
                      W1-Schaltung  bei ohmscher und ohmsch-induktiver Last
                      M2-Schaltung mit und ohne Glättungsdrossel,
                      Messungen: Strom- und Spannungsverläufe, Steuerkennlinien,
                      Wirk- und Blindleistungsverläufe, Lückbetrieb

In der Vorlesung wird das theoretische Fachwissen dargestellt und erläutert. Anhand von vorgestellten Bauelementen wird deren Aufbau und Funktionalität gemeinsam erarbeitet. Die Grundschaltungen werden präsentiert und Ihre Funktion an Beispielen erklärt. Die Dimensionierung der Schaltungen in Übungen an praxisorientierten Aufgaben angewandt und weiter vertieft. Begleitend steht allen Studierenden ein Vorlesungsskript zur Verfügung.

Praktikum:
Die in der Vorlesung vermittelte Theorie wird durch praktische Versuche vertieft und ergänzt. Die einzelnen Versuche sind in speziellen Anleitungen ausführlich beschrieben. Es wird erwartet, dass der/die Studierende sich auf den Praktikumsversuch vorbereitet d.h. ihm/ihr die Aufgabenstellung vertraut ist und er/sie die zugrunde liegende Theorie beherrscht. Die Versuche werden unter fachlicher Aufsicht im Team selbstständig durchgeführt und in einer gemeinsamen Ausarbeitung dokumentiert und diskutiert.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis

Modulprüfung muss bestanden sein
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis muss erbracht sein

 BA Elektrotechnik

3,08%

Felderhoff, Rainer; Busch, Udo: Leistungselektronik
Michel, Manfred: Leistungselektronik
Specovius, Joachim: Grundkurs Leistungselektronik
Schröder, D. Elektrische Antriebe – Band 4: Leistungselektronische Schaltungen, Felderhoff, R. Leistungselektronik
Probst, Uwe: Leistungselektronik für Bachelors
Brosch, P. F. Moderne Stromrichterantriebe
Versuchsanleitungen Fachpraktikum Leistungselektronik
Vorlesungsskript Leistungselektronik

Die Studierenden kennen den Aufbau von Mikrocontrollern und die zugehörigen Grundlagen der Rechnerarchitektur. Dabei lernen sie unterschiedliche Architekturen (z. B. RISC und CISC) mit deren Vor- und Nachteilen kennen. Sie lernen einen geeigneten Mikrocontroller auf Basis von Anwendungsanforderungen auszuwählen und wie typische Entwurfsprobleme programmtechnisch gelöst werden können. Sie können eine integrierte Entwicklungsumgebung einsetzen, um technische Probleme mittels hardwarenaher Programmierung eines Mikrocontrollers zu lösen. Die Studierenden kennen die relevanten Begriffe, Zusammenhänge und Wirkprinzipien wie zum Beispiel Pipelining, Watchdog oder Interrupts. Von diesen Grundkenntnissen ausgehend sind sie in der Lage, sich in tiefere Einzelheiten, in den jeweils aktuellen Stand der Technik  und in die Anforderungen der Praxis einzuarbeiten sowie mit eigenen Konzeptions-, Entwicklungs- und Programmierarbeiten auf dem Gebiet der Embedded Systems zu beginnen.

Praktikum:
Die Studierenden sind imstande, typische Teilaufgaben der Entwicklung von Embedded Systems programmtechnisch zu lösen und die übliche E-A-Ausstattung der Mikrocontroller (E-A-Ports, Zähler/Zeitgeber, Schnittstellensteuerungen, A/D-Wandler) einzusetzen. Sie sind zudem in der Lage, die von den Herstellern angebotenen Mittel zum Kennenlernen von Mikrocontrollerfamilien – also integrierte Entwicklungsumgebungen und Starterkits – auszunutzen, um sich mit bestimmten Controllertypen vertraut zu machen.

 

Die Lehrveranstaltung stellt den elementaren Aufbau von Mikrocontrollern anhand von praxisrelevanten Beispielen vor, deren Nutzung für Anwendungsprobleme, die einschlägigen Grundlagen der Rechnerarchitektur und Kenntnisse zur hardwarenahen Programmierung.
- Grundsätzlicher Aufbau von Mikrocontroller und deren Einsatz in Anwendungen
- Prozessorarchitekturen (z. B. RISC-V)
- Pipelining
- Prozessorperipherie und Interfacetechniken, wie z.B. AD- und DA-Wandler oder Pulsbreitenmodulation
- Typische Kommunikationsschnittstellen (z.B. UART, SPI, I2C)
- Watchdogs, Interrupts, Timer und DMA-Prinzipien
- Grundlagen der hardwarenahen Programmierung von Mikrocontrollern

Praktikum:
Es werden Versuche zu  hardwarenahen Programmierung durchgeführt, die grundlegende Funktionen eines Mikrocontroller wie die Nutzung von E-A-Ports, einer seriellen Schnittstelle,  Interruptserviceroutinen, Watchdogmechanismen oder eines Timers beinhalten. Die Funktionen werden mit Hilfe geeigneter Peripheriemodule (z. B. Abstandssensor) erörtert.

In der Vorlesung werden die Wirkprinzipien und Zusammenhänge vorgestellt und näher erläutert. In den Übungen werden klausurtaugliche Aufgabenstellungen behandelt, wie z.B. Adressberechnungen, Analysen kurzer Programmsequenzen oder das Rechnen mit den einschlägigen Datentypen.

Praktikum:
Die Studierenden lernen den Umgang mit Mikrocontrollern zur Lösung gängiger technischer Probleme.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis

Modulprüfung muss bestanden sein
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis muss erbracht sein

BA Elektrotechnik

3,08%

Wüst: „Mikroprozessortechnik“, Vieweg, 2010
Brinkschulte, Ungerer: „Mikrocontroller Mikroprozessoren“, Springer, 2010
Patterson, Hennessey: "Computer Organization and Design RISC-V Edition: The Hardware Software Interface", Morgan Kaufmann, 2017
White: "Making Embedded Systems", O'Reilly Media, 2011

Die Studierenden kennen die Grundlagen elektrischer Verbund-, Transport- und Verteilnetze sowie übliche Methoden zur Lastfluss- und Kurzschlussberechnung. DIese Methoden können sie zur normgerechten Dimensionierung von Versorgungsanlagen anwenden und sind in der Lage, elektrische Energieversorgungssysteme und Netze anhand von Ersatzschaltbildern zu verstehen und zu bewerten. Darüber hinaus können die grundlegenden Berechnungsmethoden angewendet werden, die zur normgerechten Auslegung von elektrischen Versorgungsanlagen und Netzen notwendig sind.



 

Netze:
- Elektrische Netze (Aufgaben und Netzprinzip, Schaltungen und Spannungsebenen, Netzstrukturen, Lastgang und Kraftwerkseinsatz, Lastmerkmale, Gleichzeitigkeitsgrad)
- Netzberechnung und Leistungsfluss im ungestörten Betrieb (Ersatzschaltungen von Leitungen, Spannungsfall, natürliche Leistung, Blindleistungsproblematik, Lastverlagerung)
- Kurzschlussstrom-Berechnung (Kurzschlussursachen, Fehlerarten und Kurzschlusswirkungen, zeitlicher Verlauf des Kurzschlussstromes, generatorferne und generatornahe Fehler, Kurzschlussstromberechnung mit dem Verfahren der Ersatzspannungsquelle)
- Sternpunktbehandlung (symmetrische Komponenten, Erdschluss, Erdschlusskompensation, niederohmige Sternpunkterdung).

 

Das theoretische Fachwissen wird in der Vorlesung mittels Tafel- und Folienarbeit, nichtanimierten und animierten Präsentationen dargestellt und erläutert. In den Übungen werden die vermittelten Methodenkenntnisse an überschaubaren Netzausschnitten und Beispielen angewendet und der Bezug zur praktischen Anwendung hergestellt. Typische Projektbeispiele und größere Netzkonfigurationen werden mit Netzberechnungstools  vorgestellt.
Das Vorlesungsskript und Aufgabensammlungen werden zum Download im Netz zur Verfügung gestellt.

 

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Grundlagen Elektrotechnik, Mehrphasensysteme

Klausur
 

Modulprüfung muss bestanden sein
 

BA Elektrotechnik

1,54%

Oeding D., Oswald, B.R.: Elektrische Kraftwerke und Netze, Springer-Verlag Berlin
Flosdorff, R., Hilgarth, G.: Elektrische Energieverteilung, Vieweg+Teubner Verlag Wiesbaden
Heuck, K.; Dettmann, K.-D.;Schulz, D.: Elektrische Energieversorgung, Vieweg+Teubner Verlag
Schlabbach, J.: Elektroenergieversorgung,VDE-Verlag Berlin
Nelles, D. u.a.: Kurzschlussstromberechnung, VDE-Verlag Berlin
Pistora, G.: Berechnung von Kurzschlussströmen und Spannungsfällen, VDE-Verlag Berlin
Harnischmacher: Skript zur Vorlesung Netze, Praktikumsanleitung, Software-Tutorial

Die Studierenden sollen fundierte Kenntnisse über folgende Aspekte der Regelungstechnik erlangen:
- Theorie dynamischer Systeme zur Analyse und Synthese von Regelungssystemen
- Theoretische und experimentelle Modellbildungsmethoden
- Entwurf und Parametrieren einschleifiger Eingrößenregelungen

Praktikum:
Selbständiger Umgang mit rechnergestützen Entwurfs- und Simulationsverfahren in der Regelungstechnik.

Grundlagen Regelungstechnik für regelungstechnische Anwendungen in der Automation:
- Beschreibung linerarer, zeitkontinuierlicher und Systeme im Zeit- und Frequenzbereich  (Zustandsraumdarstellung, Laplace-Transformation, Frequenzgangdarstellung)
- Einfache Methoden der Stabilitätstanalyse von Regelkreisen
- Standardübertragungsglieder und -Regler- Behandlung vermaschter Systeme
- Heuristische und analytische Verfahren der Reglersynthese für einschleifige Eingrößenregelungen.
- Experimentelle Modellbildung
Praktikum:
Versuch 1: Einführung in die Regelungstechnik: Aufbau eines Regelkreises
Versuch 2: Analyse und Synthese der Standardübertragungsglieder
Versuch 3: Experimentelle Modellbildung und Reglerentwurf von industriellen Standardreglern

 

Die mathematischen und theoretischen Lehrinhalte werden in Form einer Vorlesung vermittelt. Durch Übungen, die zum Teil auch rechnergetützt (MATLAB/SIMULINK, Octave, Scilab) durchgeführt werden, wird der Bezug zur praktischen Anwendung hergestellt. Für die Anwendung auf vorhandene regelungstechnische Labormodelle stehen diverse Systeme von Speicherprogrammierbaren Steuerungen zur Verfügung. Solche Laborprozesse werden als praktische Beispiele in Übungen behandelt und vorgestellt.

Praktikum:
Das Praktikum wird in jedem Versuch rechnergestützt ausgeführt. Hierfür stehen im Labor das Programm-Paket MATLAB mit einer entsprechenden Control-Tool-Box und dem Simulationswerkzeug SIMULINK sowie eine SPS mit zugehöriger Entwicklungsumgebung zur Verfügung. Die in der Vorlesung vermittelte Theorie wird durch praktische Versuche vertieft und ergänzt. Die einzelnen Versuche sind in speziellen Anleitungen ausführlich beschrieben. Es wird erwartet, dass der/die Studierende sich auf den Praktikumsversuch vorbereitet d.h. ihm/ihr die Aufgabenstellung vertraut ist und er/sie die zugrunde liegende Theorie beherrscht. Die Versuche werden unter fachlicher Aufsicht im Team selbstständig durchgeführt und in einer gemeinsamen Ausarbeitung dokumentiert und diskutiert.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Transformationen

Klausur
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis

Modulprüfung muss bestanden sein
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis muss erbracht sein

BA Elektrotechnik

3,08%

Lunze, J.: Regelungstechnik 1
Unbehauen, H.: Regelungstechnik 1

Die Studierenden können die zugrunde liegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten von Sensoren und Aktoren erklären. Sie sind in der Lage, die Einsatzmöglichkeiten und Qualitätsmerkmale von Sensorsystemen zu beurteilen. Ferner lernen sie, wie Sensoren und Aktoren für industrielle Anlagen der Antriebs- und Automatisierungstechnik eingesetzt und ausgelegt werden können.

Sensoren und Aktoren in der Automatisierungstechnik:
- Grundbegriffe und Klassifizierungen
- Anforderungen und Auswahlkriterien
- Statisches und dynamisches Verhalten

Systembetrachtung:
- Kombination einzelner Komponenten zu Sensorsystemen
- Messdatenaufbereitung und -beurteilung, Kalibrierung und Qualitätssicherung
- Schnittstellen zu Automatisierungssystemen

Ausgewählte Anwendungen aus der Automatisierung und Fertigung:
- Berührende Verfahren zur Positions- und Abstandsmessung (z. B. Taster/ Schalter, potentiometrische Sensoren, Seilzugsensoren)
- Optische Verfahren zur Positions- und Abstandsmessung (z. B. Lichtschranken, Lasertriangulation, Auswertung der Lichtlaufzeit, digitale Messverfahren)
- Einsatz von Dehnungsmessstreifen (DMS) z. B. zur Bestimmung von Kräften, Drehmomenten oder Vibrationen

In der Vorlesung wird das Fachwissen vermittelt sowie die physikalischen Grundlagen ergänzt. Die Dimensionierung von Sensoren und Aktoren und deren Komponenten wird in der Übung an praxisnahen Aufgaben angewandt und weiter vertieft.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich:  Physik, Mathematik, Elektrotechnik 1, Wiss. Arbeiten, Digitaltechnik & Bauelemente

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

1,54%

Hesse, S.; Schnell, G.: Sensoren für die Prozess- und Fabrikautomation, Springer, 2018
Tränkler, H.-R.; Reindl, L. M.: Sensortechnik, Springer, 2014
Schiessle, E.: Industriesensorik, Vogel, 2016
Gevatter, H.-J.; Grünhaupt, U.: Handbuch der Mess- und Automatisierungstechnik in der Produktion, Springer, 2006
Mühl, T.: Einführung in die elektrische Messtechnik, Springer, 2014

Die Studierenden sollen fundierte Kenntnisse über folgende Aspekte zur Realisierung digitaler Regelungen erlangen:
- Kenntnis von Abtast- und Haltevorgängen und deren Beschreibung im z-Bereich
- Diverse Reglerentwurfsverfahren im s- und z-Bereich
- Implementierung digitaler Regelalgorithmen
- Wichtige Bedingungen und Algorithmen der digitalen Regelungstechnik
 
Praktikum:
Selbständiger Umgang mit rechnergestützten Entwurfs- und Simulationsverfahren in der Regelungstechnik sowie Beherrschen diverser Verfahren zum Entwurf digitaler Regler.

Digitale Regelungstechnik für die Implementierung auf einem Rechner oder einer SPS:
- Beschreibung linearer, zeitkontinuierlicher und zeitdiskreter Systeme (z-Transformation)
- Einfache Methoden der Stabilitätstanalyse von Regelkreisen im z-Bereich
- Quasikontinuierliche Regelung
- Kompensationsreglerentwurf im s- und z-Bereich
- Entwurf von kaskadierten Reglern
- Wichtige Algorithmen der Regelungstechnik: z. B. Anti-Windup-Verfahren, Skalierung und Linearisierung von Mess- und Stellgrößen
 
Praktikum (3 Versuche):
- Experimentelle Modellbildung und Reglerentwurf von industriellen Standardreglern als digitaler Regler
- Digitaler Kompensationsregler
- Kaskadenregelung

Die mathematischen und theoretischen Lehrinhalte werden in Form einer Vorlesung vermittelt. Durch Übungen, die zum Teil auch rechnergetützt (MATLAB/SIMULINK, , Octave, Scilab) durchgeführt werden, wird der Bezug zur praktischen Anwendung hergestellt. Für die Anwendung auf vorhandene regelungstechnische Labormodelle stehen diverse Systeme von Speicherprogrammierbaren Steuerungen zur Verfügung. Solche Laborprozesse werden als praktische Beispiele in Übungen behandelt und vorgestellt.

Praktikum:
Das Praktikum wird in jedem Versuch rechnergestützt ausgeführt. Hierfür stehen im Labor das Programm-Paket MATLAB mit einer entsprechenden Control-Tool-Box und dem Simulationswerkzeug SIMULINK sowie eine SPS mit zugehöriger Entwicklungsumgebung zur Verfügung. Die in der Vorlesung vermittelte Theorie wird durch praktische Versuche vertieft und ergänzt. Die einzelnen Versuche sind in speziellen Anleitungen ausführlich beschrieben. Es wird erwartet, dass der/die Studierende sich auf den Praktikumsversuch vorbereitet d.h. ihm/ihr die Aufgabenstellung vertraut ist und er/sie die zugrunde liegende Theorie beherrscht. Die Versuche werden unter fachlicher Aufsicht im Team selbstständig durchgeführt und in einer gemeinsamen Ausarbeitung dokumentiert und diskutiert.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Regelungstechnik

Klausur
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis

Modulprüfung muss bestanden sein
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis muss erbracht sein

BA Elektrotechnik

3,08%

Lunze, J.: Regelungstechnik 1
Lunze, J.: Regelungstechnik 2
Unbehauen, H.: Regelungstechnik 1
Unbehauen, H.: Regelungstechnik 2

In der Lehrveranstaltung "Dimensionierung elektrischer Maschinen" werden die Studierenden befähigt, Drehstromantriebe  anwendungsspezifisch zu dimensionieren.

Die Studierenden erlernen den elektromagnetischen Entwurf elektrischer Maschinen mit Hilfe analytischer Verfahren. Aufbauend auf den bekannten Grundlagen elektrischer Maschinen werden die Ersatzschaltbilder zur Beschreibung des quasistationären Betriebsverhaltens vertieft. An Beispielen erlenen die Studierenden dann die Dimensionierung der verschiedenen Komponenten des gesamten Antriebsstrangs.

Praktikum:
Synchron- und Asynchronmaschine werden praktisch mit meßtechnischen und analytischen Untersuchungen untersucht und deren Betriebsverhalten verstanden.
Kennenlernen von rechnergestützten Entwurfs- und Simulationsverfahren.

Aufbau, Konstruktion und Betriebsverhalten von Synchronmaschinen und Asynchronmaschinen.
Drehfeldentstehung, Drehfeldwicklung, Oberwellen und Oberwellenreduktion.
Asynchronmaschine, Stromverdrängung, Oberfeldtheorie der Asynchronmaschine.
Permanent-erregte Synchronmaschine, Synchronreluktanzmaschine.

Praktikum:
Messung eines Asynchronmotors und Bestimmung der Parameter des Ersatzschaltbildes. Analytischer Entwurf des Asynchronmotors und Vergleich mit den gemessenen Werten.

In der Vorlesung wird das theoretische Fachwissen dargestellt und erläutert. In der Übung wird das Erlernte an praxisnahen Beispielen vertieft.

Praktikum:
Die in der Vorlesung vermittelte Theorie wird durch praktische Versuche vertieft und ergänzt. Die einzelnen Versuche sind in speziellen Anleitungen ausführlich beschrieben. Es wird erwartet, dass der/die Studierende sich auf den Praktikumsversuch vorbereitet d.h. ihm/ihr die Aufgabenstellung vertraut ist und er/sie die zugrunde liegende Theorie beherrscht. Die Versuche werden unter fachlicher Aufsicht im Team selbstständig durchgeführt und in einer gemeinsamen Ausarbeitung dokumentiert und diskutiert.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis

Modulprüfung muss bestanden sein
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis muss erbracht sein

BA Elektrotechnik

3,08%

Vaske, Riggert: Elektrische Maschinen und Umformer Teil 2, Teubner, 1974
Nürnberg: Die Asynchronmaschine, Springer, 1979
Müller, Vogt, Ponick: Berechnugn elektrischer Maschinen, Wiley, 2009

Der/die Studierende erlernt komplexe  Schaltungen der Leistungselektronik zu analysieren und unter Einbeziehung parasitärer Effekte zu dimensionieren. Die notwendige Steuerelektronik ist in Funktion und Aufbau bekannt. Der Prozess der Erwärmung und Kühlung der Anordnung wird rechnerisch beherrscht.

Praktikum:
Die in der Vorlesung vermittelte Theorie wird durch praktische Versuche vertieft und ergänzt. Die einzelnen Versuche sind in speziellen Anleitungen ausführlich beschrieben. Es wird erwartet, dass der/die Studierende sich auf den Praktikumsversuch vorbereitet d.h. ihm/ihr die Aufgabenstellung vertraut ist und er/sie die zugrunde liegende Theorie beherrscht. Die Versuche werden unter fachlicher Aufsicht im Team selbstständig durchgeführt und in einer gemeinsamen Ausarbeitung dokumentiert und diskutiert.

Leistungselektronische Anwendungen:
- Aufbau, Funktion und Dimensionierung von Stromrichtern und Frequenzumrichtern,
- Kommutierungsvorgänge und Einschlüsse parasitärer Effekte auf das Betriebsverhalten
- thermische und elektrische Dimensionierung von Leistungshalbleitern,
- Regelverfahren,
- Rückwirkungen der Stromrichter und Frequenzumrichter.

Praxisnahe Anwendungen:  
- Steuer- und Regelverfahren von Frequenzumrichtern
- Mehrstufige Wechselrichterschaltungen
- Moderne Treiberschaltungen

Praktikum (3 Versuche):
- Drehstrom-Brückenschaltung (B6C):
B6-Schaltung im Gleich- und Wechselrichterbetrieb mit Gleichstrommaschine; Messungen: Zündimpulse, Spannung, Strom, Wirk-, Schein- und Blindleistung, Steuer-und Belastungskennlinien.

- Gleichstromsteller:
Batteriegespeister Gleichstromsteller mit Gleichstrommaschine; Messungen: Spannung, Strom, Kommutierung, Steuerkennlinien.

- Frequenzumrichter:
Pulsbreitenmodulierter U-Umrichter mit Asynchronmaschine; Messungen:   Spannung, Strom, Kennlinien, Leistungsfaktor, Wirkungsgrad, Oberschwingungen am Ein- und am Ausgang des Umrichters.

 

In der Vorlesung wird das theoretische Fachwissen dargestellt und erläutert. Aufbau und Dimensionierung wird an Anwendungen erarbeitet. Die Dimensionierung der Leistungshalbleiterschaltungen und -module wird in Übungen an praxisorientierten Aufgaben angewandt und weiter vertieft. Exponate werden zum besseren Verständnis im Rahmen der Übung  untersucht.

Praktikum:
Die in der Vorlesung vermittelte Theorie wird durch praktische Versuche vertieft und ergänzt. Die einzelnen Versuche sind in speziellen Anleitungen ausführlich beschrieben. Es wird erwartet, dass der/die Studierende sich auf den Praktikumsversuch vorbereitet d.h. ihm/ihr die Aufgabenstellung vertraut ist und er/sie die zugrunde liegende Theorie beherrscht. Die Versuche werden unter fachlicher Aufsicht im Team selbstständig durchgeführt und in einer gemeinsamen Ausarbeitung dokumentiert und diskutiert.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis

Modulprüfung muss bestanden sein
 

BA Elektrotechnik

3,08%

Felderhoff, Rainer; Busch, Udo: Leistungselektronik
Michel, Manfred: Leistungselektronik
Specovius, Joachim: Grundkurs Leistungselektronik
Schröder, D. Elektrische Antriebe – Band 4: Leistungselektronische Schaltungen, Felderhoff, R. Leistungselektronik
Lutz, Josef: Halbleiter-Leistungsbauelemente
Brosch, P. F. Moderne Stromrichterantriebe
Versuchsanleitungen Fachpraktikum Leistungselektronische Anwendungen
Vorlesungsskript Leistungselektronische Anwendungen

Zur Realisierung automatisierungstechnischer Anwendungen (regelungs- und steuerungstechnischer Art) ist die Kenntnis der Sprachnorm IEC61131-3 für speicherprogrammierbare Steuerungen unerlässlich.
Die Studierenden sollen fundierte Kenntnisse über folgende Aspekte der SPS-Technik erlangen:
- Strukturierung automatisierungstechnischer Projekte in einzelne Funktionsbausteine und Tasks
- Diverse Programmiersprachen nach der Norm IEC 61131-3
- Auswahl der zu verwendenden Programmiersprache passend zur konkreten Aufgabenstellung
- Objektorientierte Programmierung von Steuerungen

Praktikum:
Beherrschen der diversen Programmiersprachen nach der Norm IEC 61131-3 sowie selbständiger Umgang mit SPS-Entwicklungssystemen

SPS- Technik und Programmierung für die Implementierung von industriellen Regelungen und Steuerungen:
- SPS-Sprachen nach IEC 61131-3
    - gemeinsame Elemente: Datentypen, Funktionen, Bausteine
    - die Sprachen Structured Text (ST), Function Block Diagram
       (FBD), Ladder Diagram (LD), Instruction List (IL), Sequential Function Chart (SFC), Continuous Function Chart (CFC)
   - objektorientierte Programmierung
- Prozess-Interfaces von SPS
- Anforderungen an Automatisierungssysteme
- Beispiele für Anwendungen

Praktikum:
Anhand von steuerungstechnischen Aufgabenstellungen soll eine Steuerung für einen simulierten Prozess in unterschiedlichen Programmiersprachen nach der Norm IEC 61131-3 erstellt werden.

Die theoretischen Lehrinhalte werden in Form einer Vorlesung vermittelt. Durch Übungen, in denen Funktionsbausteine erstellt und getestet werden, wird der Bezug zur praktischen Anwendung hergestellt. Als SPS-Entwicklungssystem kommt CODESYS zum Einsatz, so dass ein einfacher Einstieg in die verschiedenen Sprachen und zusätzlich die Visualisierung der Prozesse ermöglicht wird.

Praktikum:
Das Praktikum wird in jedem Versuch rechnergestützt durchgeführt. Hierfür steht die Entwicklungsumgebung CODESYS in Anlehnung an die Vorlesung zur Verfügung. Die einzelnen Versuche sind in speziellen Anleitungen ausführlich beschrieben. Es wird erwartet, dass der/die Studierende sich auf den Praktikumsversuch vorbereitet d.h. ihm/ihr die Aufgabenstellung vertraut ist und er/sie die zugrunde liegende Theorie beherrscht. Die Versuche werden unter fachlicher Aufsicht im Team selbstständig durchgeführt und in einer gemeinsamen Ausarbeitung dokumentiert und diskutiert.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis

Modulprüfung muss bestanden sein
Praktikum: Unbenoteter Teilnahmenachweis muss erbracht sein

BA Elektrotechnik

3,08%

Wellenreuther, G.; Zastrow, D.: Automatisieren mit SPS: Theorie und Praxis, Springer, 2015
Pickhardt, R.: Grundlagen und Anwendung der Steuerungstechnik, Vieweg, 2000
Seitz, M.: Speicherprogrammierbare Steuerungen für die Fabrik- und Prozessautomation, Hanser, 2015
DIN EN 61131-3 (bzw. IEC 61131-3): Speicherprogrammierbare Steuerungen Teil 3: Programmiersprachen, 2014

Die Studierenden verfügen über Kenntnisse von Modellbildungsansätzen für ereignisdiskrete Systeme, z. B. endliche Automaten und Petri-Netze, und können damit einfache technische ereignisdiskrete Systeme modellieren, analysieren und diagnostizieren.

Beschreibung ereignisdiskreter Systeme
   - Automaten
   - Petrinetze
Verhalten ereignisdiskreter Systeme
   - Verhalten von Automaten
   - Verhalten der Petrinetze
Steuerungsentwurf ereignisdiskreter Systeme

 

Seminaristische Lehrveranstaltung. Ausgewählte praktische Beispiele werden in Gruppen diskutiert, modelliert und rechnergestützt simuliert.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Regelungstechnik, SPS-Technik

Klausur mit semesterbegleitenden Studienleistungen

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

1,54%

Jan Lunze: Automatisierungstechnik,  De Gruyter, 2016

Die Studierenden kennen grundlegende Methoden der Datenanalyse und sind darüber hinaus in der Lage, diese mit Python selbst
anzuwenden. Sie sind dazu befähigt, sich in die Verwendung weiterer numerischer Verfahren und Python-Bibliotheken
einzuarbeiten.

Grundkonzepte der Datenverarbeitung und -analyse mit Python
- Einlesen von Datensätzen in verschiedenen Formaten
- Visualisierung von zwei und drei dimensionalen Datensätzen
- Numerische und statistische Verarbeitung von Daten
- Bildmanipulation und -analyse
- Fitting- und Optimierungsverfahren
Die vorgestellten Methoden umfassen generelle Ansätze aus der Datenverarbeitung und -visualisierung und der
Optimierung. Der Schwerpunkt der Lehrveranstaltung liegt auf der praktischen Verwendung der Verfahren anhand von generischen und fachspezifischen Beispielen.
Die verwendeten fachspezifischen Anwendungsbeispiele kommen aus dem Bereich der Umwelttechnik und aus dem Energiemarkt und werden laufend angepasst.

Vorlesungen, Übungen mit eigenständigem Lösen von praxisnahen Aufgaben, selbstständiges Erarbeiten von Lehrstoff

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Mathematik 1 und Mathematik 2, Grundlagen der Programmierung

wird am Anfang des Semesters bekannt gegeben

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

1,54%

Skript zur Vorlesung

Die Studierenden kennen den Aufbau und die Funktionsweise von elektronischen Steuergeräten vor dem Hintergrund von Steuerungs- und Regelungsaufgaben in einem mechatronischen Gesamtsystem. Sie verstehen die grundlegenden Prinzipien der modellbasierten Entwicklung und des modellbasierten Testens, welche sie in den Zusammenhang der Entwicklung von elektronischen Steuergeräten einordnen können. Sie sind in der Lage, die Software-Tools MATLAB, Simulink und Simscape (MathWorks) zur Modellierung und Simulation von Software-Algorithmen und von elektronischen Komponenten und Systemen der Steuergeräte einzusetzen. Sie sind dabei mit dem Unterschied zwischen mathematischer und komponentenbasierer Modellierung vertraut. Als wesentliches Anwendungsbeispiel können sie ferner die Funktionsweise und Ansteuerung eines Gleichstrommotors beschreiben und können diesen zusammen mit der zugehörigen Ansteuerelektronik mit den obenstehend genannten Tools modellieren und simulieren sowie die entstehenden Simulationsergebnisse analysieren.

Die Vorlesung liefert eine Einführung in die Technologie und Funktionalität elektronischer Steuergeräte anhand von praktischen Beispielen, insbesondere aus der Automobilindustrie. Das elektronische Steuergerät aus Hard- und Software (HW/ SW) wird dabei als Teil eines mechatronischen Gesamtsystems betrachtet:
- Steuergeräte-HW: Leiterplatte und elektronische Bauelemente (Elektronik)
- Steuergeräte-SW: Algorithmen der Steuerungs- und Regelungstechnik (Informatik)
- Sensoren und Aktoren, z. B. elektromechanische Komponenten (Mechanik)

Anhand von praktischen Beispielen aus dem Bereich der Steuerung und Regelung von Gleichstrommotoren steht die Entwicklung von Elektronik und insbesondere von Software-Algorithmen der Steuergeräte im Mittelpunkt. Dabei kommen modellbasierte Methoden zur Entwicklung und zum Testen mit den professionellen Software-Tools MATLAB, Simulink und Simscape (MathWorks) zum Einsatz. Dazu wird eine praktische Einführung in diese Software-Tools gegeben:
- Möglichkeiten zur Modellierung und Simulation von dynamischen Systemen
- Beispiele: RC-Glied, RL-Glied, Gleichstrommotor (Funktionsweise und Ansteuerung)

Ebenfalls erfolgt eine praxisnahe Einführung in die modellbasierte Software-Entwicklung für eingebettete Systeme:
- Möglichkeiten zur Modellierung und Simulation von Software-Algorithmen
- Möglichkeiten zur Code-Generierung für Mikrocontroller-Entwicklungsboards
- Praktische Beispiele zur Steuerung und Regelung von Gleichstrommotoren

In der Vorlesung werden die Inhalte grundlegend vorgestellt und diskutiert. Die erarbeiteten Zusammenhänge werden anschließend in den Übungen u. a. mit den Software-Tools MATLAB, Simulink und Simscape (MathWorks) an Hand von praktischen Beispielen vertieft.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

1,54%

Reif, K.: Bosch Autoelektrik und Autoelektronik, Vieweg +Teubner, 2011
Angermann, A.; Beuschel, M.; Rau, M.; Wohlfarth, U.: MATLAB – Simulink – Stateflow, De Gruyter, 2021
Pietruszka, W. D.; Glöckler, M.: MATLAB und Simulink in der Ingenieurpraxis, Springer, 2021
Schäuffele, J.; Zurawka, T.: Automotive Software Engineering, Springer, 2016
Abel, D.; Bollig, A.: Rapid Control Prototyping, Springer, 2006
Online-Dokumentationen und Tool-Hilfen zu diversen Software-Tools der Firma MathWorks (z. B. MATLAB, Simulink, Simscape)

Die Studierenden lernen in diesem Modul ihre Kenntnisse auf dem Gebiet der eingebetteten Systeme zu vertiefen. Neben Hardwarekenntnissen von Prozesseinheiten wie Field Programmable Gate Arrays, Mikrocontrollern oder Systems-on-Chip wird insbesondere der Umgang mit zugehörigen Entwicklungsumgebungen anhand von Projektarbeiten und praktischen Übungen unter fachlicher und methodischer Anleitung gelernt. Die Studierenden erhalten dabei einen tiefen Einblick in modernste Entwurfsmethoden des Hardware- und Softwareentwurfs und einen gesamtheitlichen Überblick über die Realisierung von eingebetteten Systemen. Die Projektarbeiten orientieren sich an praxisrelevanten Aufgabenstellungen beispielsweise aus der Robotik. Sie lernen die Funktionsweise und den praktischen Einsatz unterschiedlicher digitaler und analoger Peripheriekomponenten (z. B. Time-of-Flight Sensoren, Global Positioning Systems, interiale Messeinheiten). Außerdem lernen sie die Anbindung der Peripheriekomponenten an Prozesseinheiten mittels unterschiedlicher digitialer Schnittstellen wie Serial-Peripheral-Interface, Inter-Integrated-Circuit oder Universal Asynchronous  Receiver Transmitter  Schnittstellen. In den Projektarbeiten wird zudem die Kreativität, die eigenständige Problemlösungskompetenz und die Persönlichkeitsentwicklung der Studierenden gefördert.

- Grundlagen von eingebetteten Systemen und Cyber-Physical Systems
- Architektur von praxisrelevanten Prozesseinheiten (z. B. Systems-on-Chip, Field-Programmable-Gate-Arrays)
- Digitale/analoge Baugruppen der Sensorik und Aktorik (z. B. Time-of-Flight, Global Positioning System)
- Bussysteme/Schnittstellen und deren Anwendung zur Verknüpfung digitaler Baugruppen
- Grundkenntnisse des Hardware Software Codesigns
- Entwurf und Programmierung von Sensor­ und Aktorsystemen zur Lösung eines technischen Problems

 

In den Vorlesungen werden fachliche Inhalte vorgestellt, die in Übungen durch zu lösende Problemstellungen verfestigt werden. Im Praktikum wird die Umsetzung der Methoden an Hand kleiner technischer Problemstellungen und mit Hilfe von Industriewerkzeugen eingeübt.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Mikrocontrollertechnik, Grundlagen der Programmierung

Referat oder mündliche Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

1,54%

Zynq Book
Lee, Seshia: "Embedded Systems - A Cyber-Physical Systems Approach", MIT Press, 2017
Marwedel: "Eingebettete Systeme - Grundlagen eingebetteter Systeme in Cyber-Physikalischen Systemen", Springer, 2021

Die Studentinnen und Studenten sollen die energiewirtschaftlichen Zusammenhänge des Energiemarktes kennen sowie grundlegende technische, wirtschaftliche, juristische und regulatorische Zusammenhänge verstehen. Für alle Wertschöpfungsstufen (Erzeugung, Netze, Handel und Vertrieb) sollen die Studentinnen und Studenten den Staus quo kennen und mögliche Entwicklungen mit ihren Vor- und Nachteilen diskutieren können. Sie sollen die wesentlichen Themen der Energiewende kennen und bewerten können. Dazu sollen sie u.a. einfache Investitionen im Energiebereich wirtschaftlich bewerten können sowie die Rahmenbedingungen des Energiemarktes verstehen und anwenden können. Ferner sollen sie in der Lage sein, sich energiewirtschaftliche Fragestellungen eigenständig zu erarbeiten und zu bewerten.

Ökonomie, Ökologie und Versorgungssicherheit beschreiben das Zieldreieck der Energiewirtschaft. Zusammen sind das  die Kriterien, die Energiesysteme heute - mindestens - erfüllen müssen.  Seit kurzem kommt scheinbar eine soziale Komponente hinzu. Wie der Status quo des Energiemarktes aussieht, in Bezug auf alle Wertschöpfungsstufen, also De-/Zentrale Erzeugung, Netze (Strom, Gas, Wärme, H2, ...), Handel und Vertrieb, welche Vor- und Nachteile es bei den jeweiligen zukünftigen und aktuellen Ausprägungen gibt und wie sich die jeweiligen Wertschöpfungsstufen verändern werden, wird in der Veranstaltung dargestellt und diskutiert. In dem Studienfach wird aufgezeigt, welchen Rahmenbedingungen die Energiewende, also eine klimagasneutrale Energieversorgung, unterliegt.  Dies über alle Wertschöpfungsstufen und im Kontext europäischer und internationaler Entwicklungen. Dabei wird immer wieder der Blick auf aktuelle Entwicklungen (Aktuell Bsp. Energiepreisbremsen) geworfen und deren Implikationen auf die Energiewende betrachtet sowie Entwicklungen anderer Bereiche wie z.B. der Politik (Russland), Digitalisierung (z.B. intelligente Messysteme, iMSys), BWL,VWL und Recht mit ihren Auswirkungen für ein Energiesystem diskutiert. Besonderer Wert wird darauf gelegt, viele praxisrelevante Bezüge aufzuzeigen, zT über den energiewirtschaftlichen Kontext hinaus, z.B. Projektsteuerung, Führungsverhalten, SAP.

Das theoretische Fach- und Methodenwissen wird in der Vorlesung präsentiert, erläutert und diskutiert. In Übungen werden die vermittelten Methodenkenntnisse an praxisnahen Beispielen angewandt und vertieft.
Das Vorlesungsskript wird zum Download im Netz zur Verfügung gestellt.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

1,54%

/

- Kenntnis der Grundbegriffe und Klassifizierungen von Simulationen
- Kenntnis der Vorgehensweise bei Simulationsstudien
- Überblick über die verschiedenen Typen von Simulationsmethoden und deren Differenzierung
- Bewerten der Einsetzbarkeit von Simulationsmethoden für die jeweilige Aufgabenstellung

Die Vorlesung Gebäudesimulation führt in die Methoden der Simulationstechnik ein. Thematischer Schwerpunkt ist die Untersuchung energierelevanter Fragestellungen am Gebäude. Besonderer Wert wird auf die strukturierte Herangehensweise an Simulationsaufgaben gelegt. Hierzu wird, auf Basis einer Klassifizierung von Simulationsarten, die Vorgehensweise zur Auswahl und Erstellung geeigneter Simulationsmodelle, die Durchführung von Simulationen sowie die Auswertung der Ergebnisse besprochen. Verschiedene Typen von Simulationsmethoden werden vorgestellt. Diese decken insbesondere den Bereich der computergestützten Werkzeuge ab. Dabei werden jeweils Einblicke in die mathematische Modellierung der Simulationswerkzeuge gegeben. Auf die programmiertechnische Umsetzung der Modelle wird jedoch weder in der Vorlesung noch in der Übung eingegangen (Programmierkenntnisse sind daher nicht notwendig). Ziel ist vielmehr, eine strukturierte Vorgehensweise bei der Simulation zu erlernen und unter Kenntnis der Stärken und Schwächen der verschiedenen Instrumente, das jeweils für die konkrete Aufgabenstellung am besten geeignete auszuwählen und dessen Ergebnisse richtig interpretieren zu können. Am Beispiel des Wärmehaushalts von Gebäuden wird die Vorgehensweise sowie die Auswertung und Interpretation der Ergebnisse im Rahmen von Vorlesung und begleitender Übungen am Rechner vertieft.

Die Vorlesung vermittelt eine Übersicht über Begriffe, Grundlagen und verschiedene Methoden der Gebäudesimulation. In den Übungen werden zunächst diese grundlegenden Begriffe vertieft. Nachfolgend werden, bezogen auf ein Beispielgebäude, Berechnungen des Energiebedarfs mit verschiedenen Methoden durchgeführt und verglichen (analytische Berechnung, statische Simulation, dynamische Simulation).

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
 

Klausur oder mündliche Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

1,54%

- Sauerbier, Thomas : Theorie und Praxis von Simulationssystemen, Vieweg Studium Technik, Braunschweig (1999)
- Gieseler, U.D.J., Bier, W., Heidt, F.D.: Combined thermal measurement and simulation for the detailed analysis of four occupied low-energy buildings. Proceedings of the 8th Intern. IBPSA Conf., Building Simulation, Eindhoven (2003) vol. 1, pp. 391-398
- Gieseler, U.D.J; Heidt, F.D.: Bewertung der Energieeffizienz verschiedener Maßnahmen für Gebäude mit sehr geringem Energiebedarf, Forschungsbericht, Fachgebiet Bauphysik und Solarenergie, Universität Siegen, Fraunhofer IRB-Verlag, Stuttgart (2005)
- Deutsches Institut für Normung (DIN): DIN V 18599: Energetische Bewertung von Gebäuden, Beuth Verlag, Berlin (2018)
- Baehr, H.D., Stephan, K.: Wärme- und Stoffübertragung, Springer Verlag, Berlin (2006)
- Klein, S.A., Duffie, J.A. and Beckman, W.A.: TRNSYS - A Transient Simulation Program, ASHRAE Trans. 82  (1976) pp. 623 ff

 

Das Gebiet des Asset Management befasst sich mit dem Thema Anlagenwirtschaft (engl: Asset-Management) hierbei ist die Anlagenwirtschaft die Verwaltung der Anlagen (Assets) in Betrieben gemeint. Als Anlagen sind das gesamte (Sach-)Anlagevermögen (z. B. Maschinen, Industrieanlagen, Infrastruktureinrichtungen und Gebäude) und Bereiche aus dem Umlaufvermögen (z. B. Ersatzteilwirtschaft) eingeschlossen. Der Schwerpunkt dieser Vorlesung wird aus der Sicht eines Netzbetreibers gestaltet. Betrachtet werden hierbei die Infrastruktur (Assets) wie Transformatoren, Kabel und Freileitungen.  
Die Hörer sollen in die Lage versetzt werde die Tätigkeitsfelder der Anlagenwirtschaft wie z.B. Planung und Neubau von Anlagen, Instandhaltung, Umbau, Erweiterung und Modifikation und die Stilllegung von Anlagen aus unterschiedlichen Perspektiven bewerten zu können. Insbesondere geht es darum, dass der Hörer dies im Hinblick auf die Bewertungen einer Planung im technischen Umfeld mit dem Blick auf das Ganze und im Sinne einer Chancen und Risiken orientierten Planung kennen lernt.

Einführung in das Thema Asset Management angelehnt und auf Grundlage der ISO 55000;
Asset Management – Definition, Aufgaben und Ziele, Lebenszyklus-Management, Risikomanagement, Instandhaltungs-Management, Umfeldanalysen, Strategische Maßnahmenentscheidung,  Maßnahmenplan / Mittelfristplanung,  Projektvorbereitung, Projektauswahl und Priorisierung,  Verbesserungsprozess, Asset Management Gestern, Heute und Morgen, Zusammenfassung / Prüfungsvorbereitung
Alle Inhalte werden auf Grundlage von Beispielen aus der Praxis dargestellt und erläutert. 

Das Fachwissen wird in seminaristischer Form präsentiert und vertieft. Die Inhalte werden anhand von Beispielen mit einen starken Praxisbezug vermitteltet. Die vorgestellten Methoden werden auf Grundlage von Beispielen vertieft. Hierbei werden die Hörer immer wieder angeregt sämtliche Parameter der einzelnen Schwerpunkte auf Grundlage der Betrachtung von Anlagen und Produkten – in Hinblick auf ökonomische, technische, sicherheitsrelevante sowie rechtliche Risiken - ganzheitlich zu erfassen und aus unterschiedlichen Blickwinkeln über deren gesamte Lebensdauer zu bewerten.
Die Vorlesungsunterlagen werden zum Download im Netz zur Verfügung gestellt.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündl. Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

1,54%

ISO 55000
Beiträge zu den Schwerpunkten in Form von Artikeln und Präsentationen und Veröffentlichungen aus der üblichen Literatur der Energiewirtschaft (z.B. EW, ETG)

Die Studierenden kennen die Eigenschaften und Auswahlbedingungen grundlegender Hochspannungsisolierwerkstoffe und können dieses beschreiben.
Sie kennen grundlegende Beanspruchungsarten von Isolieranordnungen und können dieses charakterisieren. Die Studierenden kennen die charakteristischen Versagensmechanismen von Hochspannungsisoliersystemen und können daraus Belastungsgrenzen aufzeigen. Basierden darauf können die Studierenden innovative Lösungsansätze vorschlagen, um die charakteristischen Eigenschaften von Isolierwerkstoffen zu optimieren.
Die Studierenden können anwendungsfallbezogene Prüfungen vorschlagen, um Isolierwerkstoffe hinsichtlich ihrer charakteristischen Eigenschaften zu qualifizieren und Isolieranordnungen bei Abnahmen und während des Betriebes zu prüfen und zu überwachen.

 

Technische Beanspruchungen von Isoliersystemen und beanspruchungsgerechte Auslegung
Isoliestoffe - Einstoffdielektrika
Isolierstoffsystem - Mehrstoffdielektrika
Bewertung von Isolierstoffen und Isolierstoffsystemen
Grenzflächen und Feldsteuerungen
Herstellung von Isoliesystemen und QS-Maßnahmen
Betriebsmittelbeispiel: Isoliersysteme rotierender elektrischer Maschinen
Betriebsmittelbeipsiel: Nanopartikulär gefülltes Epoxydharzsystem
Innovative selbstheiledende Isoliermaterialien
Betriebsmittelbeispiel: Kabelisolierung
Betriebsmittelbeispiel: HGÜ-Stützer bei Mischbeanspruchung
Überwachung und Diagnose von Isoliersystemen

Seminaristische Vorlesung
Übung
Seminarvortrag (optional)
1-2 Exkursionen (optinal & nach Abstimmung)

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung bei weniger als 10 angemeldeten Teilnehmern
Ein Teil Prüfungsleistung kann nach Absprache vorab im Rahmen von vorlesungsbezogenen Seminarvorträgen erworben werden.

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

1,54%

S. Kempen: Unterlagen zur Vorlesung
A. Küchler: Hochspannungstechnik

Das Gebiet der Kraftwerksanlagen wird von den Grundlagen der Energieversorgung,  über die technischen und politischen Randbedingungen bis zu den herkömmlichen und neuen Technologien zur Stromerzeugung und -speicherung umfassend behandelt. Die Hörer sollen damit in die Lage versetzt werden, das System der Energieversorgung von der Erzeugung bis zur Vermarktung des Produkts Strom zu verstehen und zukünftige Trends zu erkennen. Die Hörer kennen die Entwicklung von der fossil zu einer von regenerativen Quellen geprägten Stromerzeugung, die Vor-und Nachteile herkömmlicher und regenerativer Technologien und die damit verbundenen Herausforderungen an Netze und Speicher. Neben den Technologien kennen die Hörer die Grundlagen der Entwicklung, der Planung, der wirtschaftlichen Bewertung, dem Bau und der Inbetriebnahme sowie den Betrieb von Stromerzeugungsanlagen. Damit können die Hörer verschiedene Kraftwerksprojekte analysieren, bewerten und realisieren.

Grundlagen der Energieversorgung - Begriffe und Einheiten, Politik und Recht in D und Europa;
Energieträger - Vorkommen, Eigenschaften und Nutzung in D, EU, Welt;
Elektrischer Strom - Produkt, Markt und Preise;
Struktur der Stromversorgung - Netze und Netznutzung;
Kraftwerke - Energiewandlung, Technologien, Kosten und Wirtschaftlichkeit Entwicklung - Kohle, Kernkraft, Gas, GuD, KWK, Industrie-Kraftwerke;
Förderung und Perspektiven Erneuerbare Energien - Wind, Wasser, Biomasse, Sonne, Meer;
Speicher - Wasser, Batterien, Wasserstoff, Gas, "Norwegen", Power-to-X,
Betrieb und Instandhaltung, Digitalisierung in der Kraftwerkstechnik
Versorgungssicherheit / „Energiewende“ - Kraftwerkseinsatz, Kostenstrukturen, Angebot und Nachfrage
Stromerzeugungsprojekte / Kraftwerksbau - von der Idee bis zur Inbetriebnahme - Ermittlung und Bewertung der Wirtschaftlichkeit


 

Das Fachwissen wird in Vorlesungen präsentiert und vertieft. Seminaristische Elemente wie Videos, Praxisbeispiele und Diskussionen aktueller Entwicklungen tragen zum Verständnis und Lebendigkeit bei. Anhand von Handrechenbeispielen werden die vermittelten Kenntnisse angewendet .
Das Vorlesungsskript wird zum Download im Netz zur Verfügung gestellt.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündl. Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

1,54%

Diekmann, Rosenthaler: Energie: Physikalische Grundlagen ihrer Erzeugung, Umwandlung und Nutzung
VDI: Kraftwerkstechnik: zur Nutzung fossiler, nuklearer und regenerativer Energiequellen
Funke: Skript zur Vorlesung Kraftwerksanlagen

- Kenntnis der grundlegenden radiometrischen und photometrischen Grundgrößen.
- Kenntnis der Messmethoden der Grundgrößen.
- Verständnis der Funktionsweise verschiedener Lichtquellen.
- Kenntnis der Anforderungen bei der Innenraumbeleuchtung.
- Verständnis des Zusammenhangs zwischen Lichterzeugung und Energieverbrauch.
- Anwendung der radio- und photometrischen Größen zur Bewertung von Lichtquellen
    bezüglich deren Einsatzes innerhalb und außerhalb von Gebäuden.
- Fremdsprachenkompetenz (Englisch)

The lecture light technology introduces the technologies of light production and efficient illumination. First, the underlying fundamentals and relevant physical measures for light are introduced. This is followed by methods for light measurement and detection, including the human eye. The main part of the lecture covers the different mechanisms and technologies of light production. Corresponding sources include: Sun and Daylight, thermal radiators, electric discharge lamps, electroluminescent sources and light emitting diodes (LED). Applications presented are mainly in the area of light sources used in buildings and illumination techniques. Special consideration is given to energy efficient lighting in buildings.

Die Vorlesung vermittelt die Grundgrößen der Lichttechnik und deren Messmethoden, die Grundlagen der Lichterzeugung sowie Anwendungen in der Beleuchtungstechnik.
Im Rahmen der Übungen sollen die Studierenden Aufgaben zur Anwendung der Grundgrößen der Lichttechnik aus den Bereichen der Messtechnik, Lichterzeugung sowie Beleuchtungstechnik möglichst selbstständig lösen und diese in einer gemeinsamen Besprechung präsentieren.  
Vorlesungen und Übungen werden auf Englisch durchgeführt.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Mathematik (insbesondere Differential- und Integralrechnung)

Klausur oder mündliche Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

1,54%

Wyszecki, G.; Stiles, W.S.: Color Science. John Wiley & Sons, New York (2000)
Lighting Press International (LPI), PPVMEDIEN, periodical (English/German)
Hentschel, H.-J.: Licht und Beleuchtung, Hüthing Verlag, Heidelberg (2002)
Gall, D.: Grundlagen der Lichttechnik, Pflaum Verlag München (2007)
Schubert, E.F.: Light Emitting Diodes, E-Book, Cambridge University Press (2006)
Jacobs, A.: SynthLight Handbook, Low Energy Architecture Research Unit, LEARN,
         London Metropolitan University (2004),
        https://www.new-learn.info/packages/synthlight/handbook/index.html

Die Studierenden verstehen die grundlegenden Konzepte der modellbasierten Fehlerdiagnose und verfügen über Kenntnisse von Definition und Klassifikation der Fehlerdiagnose, ausgewählten modellbasierten Methoden der Fehlerdiagnose und deren Anwendungsbedingungen und Beschränkungen. Sie können für einfache technische Systeme eine passende modellbasierte Methode zur Fehlerdiagnose auswählen und daraus ein Fehlerdiagnosesystem entsprechend entwerfen. Sie beherrschen technische Begriffe hinsichtlich der Fehlerdiagnose in englischer Sprache.

Basic concepts
   - Definition and classification of fault diagnosis techniques
   - Model-based fault detection and diagnosis
Description and analysis of technical systems
   - Modeling
   - Fault detectability, isolability and identifiability
Parity equation and parity space approach                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Observer-based fault diagnosis
   - Observer design
   - Observer bank
Fault diagnosis methods considering unknown inputs

Seminaristische Lehrveranstaltung in englischer Sprache. Ausgewählte praktische Beispiele werden in Gruppen diskutiert, modelliert und rechnergestützt simuliert.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung
Inhaltlich: Regelungstechnik

Klausur mit semesterbegleitenden Studienleistungen

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

1,54%

S.X. Ding: Model-based Fault Diagnosis Techniques, Springer, 2013
 J. Chen, R.J. Patton: Robust Model-Based Fault Diagnosis for Dynamic Systems, Springer, 1999

Die Studierenden sollen ihr Wissen über die verschiedenen Bereiche der Nachhaltigkeit, Ökologie, Ökonomie und Soziales ausweiten. Sie sollen gemeinsam mit Studierenden anderer Fachbereiche über die Notwendigkeit und Konsequenzen von nachhaltigen Entwicklungen diskutieren.

Im Rahmen der seminaristischen Veranstaltung stärken die Studierenden Schlüsselkompetenzen wie strukturiertes Dokumentieren & Präsentieren der Arbeitsergebnisse, sowie deren Diskussion in der Gruppe.

- Gesellschaftliche Verantwortung und Nachhaltigkeit
- Ökologische Nachhaltigkeit, Energiemanagement, Umweltmanagement, nachhaltige Mobilität
- Ökonmische Nachhaltigkeit: Nachhaltigkeit im bewtriebswirtschaftlichen handeln
- Soziale Nachhaltig und Ethik der Nachhaltigkeit
- Ergänzungen zur Erstellung von Essays(Berichten und Präsentationen

seminaristische Vorlesung

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Präsentation (ggf. auf Basis einer schriftlichen Ausarbeitung)

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

1,54%

/

Das Lehrgebiet beschäftigt sich mit der zukünftigen Ausrichtung der Stromnetze im Rahmen der Energiewende. Es werden die neue Anforderungen, insbesonder die Herausforderungen bei der Umsetzung der Energiewende aus Netzsicht,  an die Netze thematisiert und Netzstrategien, sowie die neue Rolle der Netzbetreiber zur Erfüllung aufgezeigt. Neue Mess-, Steuer- und Regelungstechnik sowie der Einsatz innovativer Komponenten im Netzbereich und smarter Haushaltstechnik werden dem Hörer vorgestellt und anhand von Praxisbeispielen vermittelt. Der Hörer vertieft das Wissen durch die Vermittlung der Grundlagen zum Aufbau der Konzepte und Komponeten, der Betriebsweise und lernt die Vor- und Nachteile beim Netzeinsatz kennen. Auch auf neue Planungs- und Betriebskonzepte zur Netzbewirtschaftung sowie innovative Werkzeuge zur Netzplanung  wird eingegangen.

Herausforderungen bei der Umsetzung der Energiewende im Netzbereich
Netzplanung / Neuartige Planungsansätze und Betriebskonzepte / Umsetzung der Digitalisierung in den Netzen
Intelligente Zähl- und Messsysteme, Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnik im Netzbereich, Smarte Haushaltstechnik (Smart  home)
Spannungsregler (rONT,  Weitbereichsregelung, elektronische Regler)
Intelligente Ortsnetzstationen, Ladesäulen für E-Fahrzeuge, steuerbare Netzschalter
Speichersysteme (Hausspeicher, Netzspeicher, Power to gas, …)
Supraleiter,  Wetterbedingte Freileitungsauslastung, Hochtemperaturleiterseil
Intelligente Energienetze (Hoch-, Mittel- und Niederspannung)
Netzstrategien
Zukünftige Rolle der Netzbetreiber

 

Das Fachwissen wird in Form von Vorlesungen präsentiert und anhand von Praxisbeispielen werden die theoretischen Grundlagen der Konzepte und neuartigen Komponenten  vertieft.  Beispiele für den Einsatz dieser neuen Konzepte und Technologien im Netzbereich werden aufgezeigt und anschließend von den Studierenden analysiert und  bewertet.
Das Vorlesungsskript wird zum Download im Netz zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus gibt es Filmmaterial zur Vertiefung der jeweiligen Inhalte sowie diverse Fachartikel.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündl. Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

1,54%

Bernd Michael Buchholz, Zbigniew Antoni Styczynski:  Smart Grids: Grundlagen und Technologien;
Mathias Uslar, Michael Specht, Christian Dänekas, Jörn Trefke, Sebastian Rohjans, José M. González, Christine Rosinger, Robert Bleiker: Standardization in Smart Grids: Introduction to IT-Related Methodologies, Architectures and Standards
Sterner, Michael, Stadler, Ingo: Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration
Wolfgang Schellong: Analyse und Optimierung von Energieverbundsystemen
Stefan Willing: Skript zur Vorlesung Netzstrategien und Innovative Betriebsmittel
Diverse Fachartikel

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Abschluss des Moduls in der Lage
- Algorithmen zum numerischen lösen klassischer mathematischer Probleme (Lösen von Gleichungen, Differential-&Integralrechnung, Differenitalgleichungen) zu entwerfen
- numerische Interpolationsverfahren anzuwenden
- die Performance eines numerischen Algorithmus bezüglich seiner Laufzeit einzuschätzen
- die Konvergenz eines numerischen Algorithmus zu analysieren
- Vor- und Nachteile von Machine-Learning Verfahren darzustellen
- Anwendungsgebiete von Monte-Carlo-Verfahren zu erkennen.

- Grundlagen Computer, Algorithmen & Diskretisierung
- Numerisches lösen von Gleichungen mit einer Variablen
- Interpolation
- Numerische Differential & Integralrechnung
- Numerisches lösen von Differentialgleichungen
- Numerisches lösen von Gleichungssystemen
- Approximationstheorie
- Zufallszahlen & Monte Carlo Simulationen
- Künstliche Intelligenz & Machine Learning

2 Stunden Vorlesung + 1 Stunde Übung. In der Vorlesung werden die fachlichen Konzepte und Inhalte vermittelt.
An Rechen- und Programmieraufgaben werden die numerischen Verfahren praktisch eingesetzt und die Studierenden in die Lage versetzt, selbstständig numerische Lösungen für praxisnahe Anwendungen zu entwerfen.
In den gemeinsamen Übungsstunden werden die Lösungen vorgestellt und diskutiert.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

1,54%

-Faires, Burden: Numerische Methoden, Spektrum Lehrbuch
-Zurmühl: Praktische Mathematik, Springer
-Huckle, Schneider: Numerische Methoden, Springer
-Gerlach: Computerphysik, Springer (Einführungskapitel)

Die Studierenden lernen die Komponenten eines typischen Schaltwandlers kennen und verstehen ihr Zusammenspiel. Sie sind in der Lage, die einzelnen Bestandteile nach Spezifikation auszulegen und können die Herleitung, der dafür verwendeten Formel nachvollziehen. Die Studierenden können die Stabilität des Regler durch die angepasste Wahl der Reglerparameter Parameter sicherstellen und durch Simulation bewerten. Sie kennen typische Wandlerarchitekturen und Modulations- und Steuerarten und was die Vorteile und Nachteile der einzelnen Ansätze darstellen. Sie wissen welche Eigenschaften eines Schaltreglers für die Anwendung relevant sind und können im Entwicklungsprozess Entwurfsentscheidungen treffen, um die benötigten Eigenschaften zu erreichen.

-Bestandteile und Funktion eines spannungsgeführten Tiefsetzstellers
-Auslegungsregeln des LC-Filters
-Dimensionierung der Schaltstufe
-Reglerentwurf und Stabilisierung
-Extraktion der Reglereigenschaften durch Simulation
-lückender und nichtlückender Betrieb
-Stromführung
-Hystereseregelung
-Multiphasen und Multilevel Wandler
-Nullstrom und Nullspannungschaltung
-Resonanzbetrieb

Vorlesung, Übung, Seminar

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

1,54%

Basso, Switch-Mode Power Supplies, Second Edition: SPICE Simulations and Practical Designs, 2014
Choi, Pulsewidth Modulated DC-to-DC Power Conversion: Circuits, Dynamics, and Control Designs,  Wiley IEEE-Press, 2013

In der Lehrveranstaltung "Special electrical machines" werden die Studierenden befähigt, ihr in den Grundlagen der elektrischen Maschinen erworbenes Wissen auf ein breites Spektrum von Sondermaschinen anzuwenden.

Die Studierenden lernen verschiedene Anforderungen kennen, bei denen Standardmaschinen nicht mehr eingesetzt werden können. Sie können zum Einen begründen, wieso dann spezielle Maschinen erforderlich sind und zum Anderen auch, warum die eingesetzen Sondermaschinen genau den Anforderungen gerecht werden. Für jede Maschine werden ihre Konstruktion, Anwendungsgebiete und das Betriebsverhalten erkläutert und bewertet.

 

Synchronreluktanzmotor, Linearmotor, Hermetische Pumpen (Spaltrohrmotor, Magnetkupplung), Unterwassermotor, High-speed-motor, Schrittmotor, High-torque-motor, Explosionsgeschützter Motor, Axialflussmotor, Hocheffizienzmotor

Seminaristische Veranstaltung, Präsentationen

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung oder Referat

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik

1,54%

Fachartikel, Herstellerinformationen

Herstellung der Kommunikationsfähigkeit in der technischen englischen Sprache.
Fähigkeit zum Lesen, Verstehen und Kommunizieren von Bedienungs- und Programmieranleitungen, Technischen Merkblättern, Datenblättern.
Die Studierenden können eine Präsentation in englischer Sprache über technische Themen erstellen und durchführenDie Studierenden können eine Präsentation in englischer Sprache über technische Themen erstellen und durchführen

Technisches Vokabular der ET  /  Technical vocabulary of the ET
Besonderheiten technischer Literatur (Fachzeitschriften, Fachblätter)  /  Specific features of technical literature (technical periodicals, technical sheets)
Fachübersetzungen deutsch/englisch und englisch/deutsch  /  Technical translations German / English and English / German
Ausarbeiten einer englischsprachigen Präsentation  /  Working out an English presentation

Seminaristische Veranstaltung, Präsentationen

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Klausur oder mündliche Prüfung

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

1,54%

Technische Datenblätter, Fachartikel (z. B. IEEE), diverse Lehrbücher "Technical English" / "English for Engineers"

Das Praxissemester soll die Studierenden an die berufliche Tätigkeit des Ingenieurs durch konkrete Aufgabenstellungen und ingenieurnahe Mitarbeit in Unternehmen, Betrieben oder anderen Einrichtungen des Berufsfeldes heranführen. Es soll insbesondere dazu dienen, die im Studium erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten anzuwenden und die bei der praktischen Tätigkeit gemachten Erfahrungen zu reflektieren und auszuwerten.

Das Modul hat das Ziel, die Entscheidungssicherheit der Studierenden zu schulen und zu festigen, durch:
- Erweiterung des anwendungsbezogenen Wissens an praktischen Beispielen;
- Erstellung von berufsbegleitenden Dokumentationen;
- Vertiefung von Präsentationstechniken.

Im Praxissemester wird die oder der Studierende durch eine dem Ausbildungsstand angemessene Aufgabe mit ingenieurmäßiger Arbeitsweise vertraut gemacht. Sie oder er soll diese Aufgabe nach entsprechender Einführung selbstständig, allein oder in der Gruppe, unter fachlicher Anleitung bearbeiten.

Als Tätigkeitsbereiche kommen insbesondere in Betracht: Projektierung, Planung, Parametrierung, Dienstleistung und Beratung, Konstruktion, Entwicklung, Produktion, Fertigung, Test, Betrieb und Betreuung von Infrastruktur, Kraftwerks- und Netzbetrieb, Energievertrieb- und Energiehandel, Energiemanagement,  Montage, Instandsetzung, Betriebs- und Zeitwirtschaft, Vertriebswesen,  Informationstechnik, EDV, Qualitätswesen, Sicherheitswesen und Betriebsforschung.

Das Praxissemester wird in der Regel im sechsten Fachsemester abgeleistet und umfasst einen zusammenhängenden Zeitraum von mindestens 20 Wochen.
Im ingenieurswissenschaftlichen Arbeitsgebiet soll an einem anspruchsvollen Projekt aus allen Gebieten der Elektrotechnik die Vorgehensweise und die Problemlösungsstrategien eines Ingenieurs bei der Lösung von Aufgaben vermittelt werden. Die Studierenden können so Einsicht in die Zusammenhänge von praktischer Ausbildung und Studium gewinnen und die neu gewonnen Kenntnisse mit dem Lehrinhalten des Studiums verknüpfen.

Jeder Studierende stellt in einem schriftlichen Bericht und einem Referat mit anschließender Diskussion sich, die Praxisstelle und seine Tätigkeit vor. Durch die Anfertigung dieses Referats wird die Fähigkeit einer schriftlichen und mündlichen Berichterstattung sowie Bewertung und Abgrenzung von Aufgaben und Ergebnissen geschult.
Neben dem eigenen Vortrag müssen die Studierenden im Rahmen des Praxisseminars eine festgelegte Anzahl an Vorträgen der Kommilitonen hören. Damit sind auch Einblicke in andere Tätigkeitsfelder möglich und der Erfahrungshorizont über das eigene Praxissemester hinaus erweitert.

 

Praktische Ingenieurstätigkeit an einem anspruchsvollen Projekt.
Bericht, Referat und Diskussion.

Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Vortrag und Teilnahmenachweise

Schriftlicher Bericht und Referat im Praxisseminar als bestanden bewertet.
Vorliegen des Zeugnisses der Praxisstelle über ausreichende Mitarbeit.

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

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In der Bachelor-Thesis sollen die Studierenden ihre im Studium erarbeiteten Fach-, Methoden- und Schlüsselkompetenzen innerhalb einer vorgegebenen Frist bei der Bearbeitung einer komplexen Aufgabe in einem Fachgebiet anwenden. Sie erlangen in dieser Abschlussarbeit die Befähigung, sowohl fachliche Einzelheiten als auch fachübergreifende Zusammenhänge nach wissenschaftlichen und fachpraktischen Methoden selbstständig zu bearbeiten und zu dokumentieren.

Im Kolloquium sind die Arbeitsergebnisse in Form eines Fachvortrags zu präsentieren. Dabei sollen die Studierenden die wesentlichen Kernpunkte, Methoden und Problemfelder der Thesis in komprimiert aufbereiteter Form darstellen. Die Studierenden beherrschen Techniken zur Darstellung, Erläuterung und Verteidigung der erzielten Ergebnisse zu dem  in der Thesis bearbeiteten  Arbeitsgebiet. Sie können sich einer Fachdiskussion zu den Themen der Thesis stellen, sie in den jeweiligen industriellen Gesamtrahmen einordnen und Fragen der wissenschaftlichen Lösungswege sowie deren Randbedingungen beantworten.  

Die Bachelor-Thesis ist eine eigenständige Bearbeitung einer praxisnahen, ingenieurgemäßen Aufgabenstellung mit einer ausführlichen Darstellung und Erläuterung ihrer Lösung. Die Aufgabenstellung stammt aus einem der im Studiengang vorhandenen Fachgebiete.
Eine externe Bearbeitung in einem Industrieunternehmen ist möglich und erwünscht. Hierbei sind die Bedingungen der Prüfungsordnung zu beachten.
Die Bachelor-Thesis wird in der Regel im sechsten bzw. siebten Fachsemester abgeleistet und umfasst einen zusammenhängenden Zeitraum von 12 Wochen.
Die vorgegebenen Fristen sind der Prüfungsordnung zu entnehmen.

Die Bachelor-Thesis wird durch einen Fachvortrag im Rahmen eines Kolloquiums abgeschlossen. Das thematisch abgegrenzte Aufgabengebiet der Thesis wird dabei mit ingenieurwissenschaftlichen Methoden aufgearbeitet und präsentiert.
Argumentationsketten für die gewählte Vorgehensweise und die inhaltliche Vorgehensweise bei der Bearbeitung werden gebildet und diskutiert.

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Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

Thesis und Vortrag

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

Thesis: 15%, Kolloquium: 5%

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Die "Betriebliche Praxis"soll die Studierenden an die berufliche Tätigkeit durch konkrete, praxisorientierte Aufgabenstellung bzw. praktische Mitarbeit in Betrieben
oder anderen Einrichtungen der Berufspraxis heranführen.
Sie soll insbesondere dazu dienen, die im bisherigen Studium erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten durch Bearbeitung einer konkreten Aufgabe anzuwenden und zu reflektieren.

Die "Betriebliche Praxis" ist eine eigenständige Bearbeitung eines Projektes mit nachweislich konkretem Praxisbezug.
Die Beschreibung, Erläuterung und Präsentation der bearbeiteten Lösung sind Bestandteil des Moduls und dienen schon als Vorbereitung auf die Bachelor-Thesis.
Die Aufgabenstellung stammt aus einem der im Studiengang vorhandenen Fachgebieten.
Bei der Bearbeitung des Projekts werden die Studierenden durch eine Mentorin oder einen Mentor der Hochschule begleitet.

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Formal gelten die Vorgaben der jeweils gültigen Prüfungsordnung

projektbezogene Arbeit mit Dokumentation und deren Präsentation

Modulprüfung muss bestanden sein

BA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft und Energiedatenmanagement

5,13%

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