Modulhandbuch

Modulhandbuch
Anlage 7.1
Modulhandbuch
Bachelor-Studiengang
Elektrotechnik
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Inhaltsverzeichnis
Pflichtmodule und Wahlpflichtfächer
1. UND 2. SEMESTER
2
3. SEMESTER
20
4. SEMESTER
33
5. SEMESTER
53
6. SEMESTER
72
WAHLPFLICHTFÄCHER - 6. SEMESTER
75
Nomenklatur der Modulbezeichnungen im Hauptstudium (ab 3. Semester):
<laufende Nr. lt. Studienpaln> <Studienschwerpunkt> - <Kurzzeichen> - <Version>
Beispiel:
03-REG-01
09A-ROB-01
Regelungstechnik (in beiden Schwerpunkten)
Robotik (im Schwerpunkt Automatisierungstechnik)
1
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Pflichtmodule:
1. und 2. Semester
2
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Einführung in die Elektrotechnik"
Kennnummer:
IET-01
Work load
300 h
Kreditpunkte
10 CP
Studiensemester
1. +2. Sem.
Dauer
2 Sem.
Kontaktzeit
4 SWS / 60 h
½ SWS / 6 h
4 SWS / 60 h
½ SWS / 6 h
Selbststudium
60 h
24 h
60 h
24 h
Kreditpunkte
4 CP
1 CP
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
Einführung in die Elektrotechnik I
Praktikum zur Elektrotechnik I
Einführung in die Elektrotechnik II
Praktikum zur Elektrotechnik II
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übung
b) Praktikum
c) Lehrvortrag, Übung
d) Praktikum
3
Gruppengröße
a) nicht begrenzt
b) max. 15
c) nicht begrenzt
d) max. 15
4
Qualifikationsziele
"Einführung in die Elektrotechnik" ist ein Basismodul für die Bachelor-Studiengänge
Allgemeiner Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen und Elektrotechnik.
Nach der Beantwortung der Frage: "Was ist elektrischer Strom?" und der Definition
verschiedener Formen des Stroms und der elektrischen Spannung sowie einer Belehrung
über die Gefahren beim Arbeiten mit elektrischen Spannungen, werden
Gleichstromnetzwerke behandelt. Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden,
Strom- und Spannungsaufteilungen sowie Leistungsverteilungen innerhalb von
Gleichstromnetzwerken mit einfachen mathematischen Methoden selbstständig zu lösen.
Im Weiteren werden die elektrischen Netzwerke für sinusförmige Spannungen und Ströme
behandelt, die von den Studierenden mit Hilfe der komplexen Darstellung der Effektivwerte
von Strom und Spannung zu analysieren sind. Darüber hinaus werden Messmethoden zur
Messung von Strom, Spannung, Frequenz und Phase erlernt.
Die Studierenden erhalten einen Einblick in das Dreiphasen-Wechselstromnetz sowie dem
Aufbau, der Wirkungsweise und der Anwendung von Transformatoren.
Mit einer Einführung in die Physik der Halbleiter sollen die Studierenden in die Lage
versetzt werden, die Funktionsweise von Halbleiterdioden, bipolaren und unipolaren
Transistoren sowie Thyristoren zu verstehen. Darüber hinaus werden einfache
Anwendungen dieser Bauelemente gezeigt und die Berechnungsmethoden für kleine
elektronische Schaltungen erworben. Daran schließt sich die Anwendung von
Operationsverstärkern an.
Den Abschluss bildet eine Einführung in die Digitaltechnik, in dessen Rahmen die
Studierenden logische Schaltungen kennen lernen und deren Minimierung selbstständig
durchführen sollen. Die Studierenden erhalten ferner einen Überblick über die
Digitalisierung analoger Signale und deren Probleme.
Die einzelnen Themen werden durch Übungen und zum Teil durch praktische
Laborversuche vertieft, in denen die Studierenden Methoden- und Messkompetenzen
3
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
erwerben sollen.
Die Studierenden der Studiengänge Allgemeiner Maschinenbau und
Wirtschaftsingenieurwesen sollen einen breiten Überblick über die elektrische
Schaltungstechnik bis hin zur Anwendung von elektronischen Bauelementen erhalten.
Für die Studierenden des Studiengangs Elektrotechnik das Modul die Basis für
weiterführende Module der elektrischen Schaltungstechnik und Elektronik.
5
Inhalte
a) Der elektrische Strom
Gleichstromschaltungen mit linearen Bauelementen
Der Wechselstromkreis
Messtechnik
Dreiphasenwechselstrom
Der Transformator
b)
Messungen mit dem Oszilloskop
Messungen an einem Gleichstromnetzwerk
Einfache Messungen an Wechselstromkreisen
c)
Einführung in die Physik der Halbleiter
Halbleiterbauelemente und ihre Anwendungen
Integrierte analoge Halbleiterschaltungen
Grundlagen der digitalen Schaltungstechnik
d)
Messungen an einem Transformator
Der bipolare Transistor als Verstärker
Schaltungen mit einem Operationsverstärker
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für alle Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften (Elektrotechnik,
Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen)
7
Teilnahmevoraussetzungen
Zulassung zu einem der Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften
8
Prüfungsformen
a) Benotete schriftliche Klausur
b) Unbenoteter Leistungsnachweis
c) Benotete schriftliche Klausur
d) Unbenoteter Leistungsnachweis
Bildung der Modulnote: 1:1 (a:c)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8a und c; vorhandene Leistungsnachweise nach 8b und d
10
Stellenwert der Note in der Endnote
5%
11
Häufigkeit des Angebots
Für a, b, c und d je 2 mal pro Jahr (Sommersemester und Wintersemester)
4
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
a) Prof. Dr. Weber
b) Prof. Dr. Weber
c) Prof. Dr. Weber
d) Prof. Dr. Weber
13
Sonstige Informationen
Skripte mit Beispielaufgaben (Teil I und Teil II) können erworben werden
Alte Klausuren und Praktikumsunterlagen können mit Passwort unter der Adresse
www.gm.fh-koeln.de/~weber gedownloadet werden.
v4.1
5
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Einführung in die Mechanik"
Kennnummer:
IME-01
1
Work load
300 h
Kreditpunkte
10 CP
Studiensemester
1.+ 2. Sem.
Dauer
2 Sem.
Lehrveranstaltungen
a) Einführung in die Mechanik I
Kontaktzeit
5 SWS / 75 h
Selbststudium
75 h
Kreditpunkte
5 CP
b) Einführung in die Mechanik II
5 SWS / 75 h
75 h
5 CP
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übung
b) Lehrvortrag, Übung
3
Gruppengröße
a) max. 250 (Übung 100)
b) max. 250 (Übung 100)
4
Qualifikationsziele
"Einführung in die Mechanik" ist ein Basismodul für die Bachelor-Studiengänge
Allgemeiner Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen und Elektrotechnik.
Es werden die Grundlagen der ebenen Statik einschließlich Reibung vermittelt und
Einblicke in die Festigkeitslehre gegeben. Die Studierenden sollen in die Lage versetzt
werden, mechanische Belastungen in einfachen Bauteilen rechnerisch zu erfassen und
einfache Dimensionierungen solcher Bauteile vornehmen zu können.
Die Statik basiert - wie die gesamte technische Mechanik – auf Erkenntnissen der Physik
und nutzt zur Beschreibung und Lösung von Problemen die Methoden der Mathematik. Es
soll den Studierenden nicht nur Wissen vermittelt werden, sondern auch das Denken in
technischen Zusammenhängen gefördert werden. Unterschiedlich erscheinende
Problemstellungen können mit Hilfe relativ weniger Begriffe und Axiome gelöst werden.
Eine Vielzahl von anwendungsorientierten Beispielen soll den Studierenden der
Elektrotechnik in die Lage versetzen, die Statik auf konkrete Aufgabenstellungen
anzuwenden. Für die Studierenden der Studiengänge Allgemeiner Maschinenbau ist das
Modul die Grundlage für weiterführende Module, u.a. der Technischen Mechanik I und II,
Konstruktion / Maschinenelemente, Angewandte Konstruktion, FEM,
Schweißkonstruktionen, Allgemeine Maschinendynamik und für die Studierenden des
Studienganges Wirtschaftsingenieurwesen die Grundlage für das Modul
Konstruktion/Maschinenelemente sowie das gesamte Verständnis technischer Aufgaben.
5
Inhalte
a) Statik ebener Systeme
o Axiome der Statik starrer Körper
o Ebene, zentrale Kräftesysteme
(graphische und analytische Lösung)
o Ebene, allgemeine Kräftesysteme
o Mehrköpersysteme
o Schnittgrößen und deren Verläufe für Stäbe und Balken bei Punkt – und
Streckenlasten
o Reibung (Coulomb’sche Reibung allgemein, Keil-, Schrauben- , Zapfen- und
Seilreibung, Rollwiderstand
6
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
b) Festigkeitsberechnung ebener Systeme
o Inhalt von Festigkeitsnachweisen
o Einachsiger, linearer Spannungszustand
Werkstoffverhalten bei einachsiger Beanspruchung
Berechnung von Deformationen und Spannungen aus Längskräften
o Berechnung von Wärmedehnungen und Wärmespannungen
o Biege- und Querkraftbeanspruchung des Balken
o Torsionsbeanspruchung des Balken
o Knicken des Stabes
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für alle Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften (Elektrotechnik,
Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen)
7
Teilnahmevoraussetzungen
Zulassung zu einem der Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften
8
Prüfungsformen
a) Benotete schriftliche Klausur
b) Benotete schriftliche Klausur
Bildung der Modulnote: 1:1 (a:b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8a und b).
10
Stellenwert der Note in der Endnote
5%
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr (Sommersemester und Wintersemester)
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
a) Prof. Dr. Kruppa Sommersemester, Prof. Dr. Röbig Wintersemester
b) Prof. Dr. Kruppa Sommersemester, Prof. Dr. Röbig Wintersemester
13
Sonstige Informationen
Literatur, Skripte, Übungsaufgaben und Beispielklausuren können unter der Adresse
www.gm.fh-koeln.de/~cadlabor abgerufen werden
7
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Informatik"
Kennnummer:
IINF-01
Work load
240 h
Kreditpunkte
8 CP
Studiensemester
1. und 2. Sem.
Dauer
2 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
45 h
15 h
15 h
45 h
Kreditpunkte
3 CP
1 CP
2 CP
2 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung Informatik I
b) Praktikum
c) Vorlesung Informatik II
d) Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag
b) Praktikum
c) Lehrvortrag
d) angeleitete Projektarbeit
3
Gruppengröße
a) max. 250
b) max. 16
c) max. 250
d) max. 4
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
• die Grundkonzepte moderner Hardware kennen lernen und verstehen,
• die Programmiersprache Visual Basic erlernen,
• die Grundlagen von HTML erlernen,
• objektorientierte Grundkonzepte verstehen und anwenden können,
• selbständig kleinere Programmieraufgaben durchführen können,
• Methoden zu team-orientierter Softwareentwicklung kennen lernen und
• Kompetenzen zur Arbeit in Teams entwickeln.
5
Inhalte
a) Vorlesung Informatik I
• Historie der Computertechnologie
• Rechnerstrukturen und Prozessoren
• Bussysteme
• Speicher
• Eingabegeräte
• Ausgabegeräte
• Zahlensysteme und binäre Rechenoperationen
• Office-Pakete
• Visual Basic – Grundlagen, Programmierung
• HTML
b) Praktikum
• Visual Basic Programme
• Struktogramme
8
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
c) Vorlesung Informatik II
• Objektorientierte Programmierung
• Automaten
• Petri-Netze
• Formale Sprachen
• Ethernet
• Internet
d) Projektarbeit
• Projektmanagement
• Lastenheft und Pflichtenheft
• Programmerstellung
• Programmdokumentation
• Benutzerhandbuch
• Marketing
• Teamarbeit
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für alle Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften (Elektrotechnik,
Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen)
7
Teilnahmevoraussetzungen
Zulassung zu einem der Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften
8
Prüfungsformen
a) Benotete schriftliche Klausur
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung.
Unbenotete Teilprüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung unter a)
c) Benotete schriftliche Klausur
d) Benotung der schriftlichen Ausarbeitung und Ergebnispräsentation (Prämierung der
besten Projektarbeiten – Sponsor: Industrieunternehmen der Region)
Bildung der Modulnote:
3:2:2 (a:c:d)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
a) erfolgreiche Prüfung nach 8a)
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben.
c) erfolgreiche Prüfung nach 8c)
d) erfolgreiche Prüfung nach 8d)
10
Stellenwert der Note in der Endnote
4%
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) Sommersemester und Wintersemester
b) Sommersemester und Wintersemester
c) Sommersemester und Wintersemester
d) Sommersemester und Wintersemester
9
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Bongards
a) Prof. Scheuring
b) Von Scheidt
c) Hardt
d) Prof. Bongards, Prof. Klasen, Prof. Scheuring
13
Sonstige Informationen
-
v4.1
10
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Mathematik"
Kennnummer
IMA-01
Work load
360 h
Kreditpunkte
12 CP
Studiensemester
1. +2. Sem.
Dauer
2 Sem.
Kontaktzeit
6 SWS / 90 h
4 SWS / 60 h
Selbststudium
90 h
120 h
Kreditpunkte
6 CP
6 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Mathematik I
b) Mathematik II
2
Lehrformen
Lehrvortrag 4SWS, Übungen, häufig in Kleingruppen 2SWS
Lehrvortrag, Übung.
3
Gruppengröße
a) Lehrvortrag max. 250 und Übungsaufgabenkontrolle max. 100.
Kleingruppen bis 10. Einteilung der Studierenden gemäß Vortest.
b) Lehrvortrag und Übungsaufgabenkontrolle max. 250
4
Qualifikationsziele
Mathematik und ihre Anwendungen :
Die Anwendung der Algebra, Vektorrechung, Funktionslehre und Analysis für
Anwendungsgebiete der Ingenieur- und im geringeren Maße auch der
Wirtschaftswissenschaften beherrschen.
Eigenschaften des Computereinsatzes für Auswertungs-, Berechnungs- und
Darstellungszwecke aktiv beherrschen und bewerten lernen.
5
Inhalte
Mathematik und ihre Anwendungen 1:
a) Sie können Gleichungen und Ungleichungen für Problemstellungen aufstellen und
erläutern, welche Variablen unbekannt und welche Formvariablen sind, sowie welche
Nebenbedingungen erfüllt sein sollten.
b) Sie können die Vektorrechnung in 2 und 3 Dimensionen für geometrische
Konstruktionen und Berechnungsaufgaben anwenden. Sie sind in der Lage,
zusammengesetzte Pfade im Raum mithilfe geeigneter Ansätze in Parameterform vektoriell
zu beschreiben.
c) Sie können Funktionsbeschreibungen bzw. Funktionsdefinitionen mit einer reellen
Variablen für vorgegebene Aufgabenstellungen erzeugen durch Modifikationen und
Zusammensetzung elementarer Funktionen. Sie sind somit in der Lage, Vorgänge der
Natur, Zusammenhänge der Technik oder Wirtschaft mittels international vereinbarter
konsistenter Beschreibungen zu mathematisieren.
d) Mit den Mitteln der Analysis können Sie optimale Lösungen technisch-ökonomischer
Fragestellungen finden und ihre Stabilität bewerten.
Das Praktikum (inkl. Hausarbeiten) gehört zum Regelunterricht. Die Darstellung und
numerische Berechnung anwendungsorientierter Aufgaben werden computerbasiert erübt,
z.B. durch Einsatz eines Tabellenkalkulationsprogramms. Schwerpunkte bilden hierbei die
Ergebniskontrolle (Plausibilitätskontrolle) und die Empfindlichkeit der berechneten
Lösungen von den Eingabeparametern (Sensitivitätsanalysen).
11
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Mathematik und ihre Anwendungen 2 :
a) Wenn das nicht bereits im 1. Semester erfolgt ist, werden kurz die Themen
Matrizenrechnung sowie Lineare Gleichungssysteme behandelt.
b) Sie wenden Ihre Kenntnisse der Differenzialrechnung für die Lösung von Problemen an,
speziell für Optimierungsprobleme.
c) Nach Behandlung der Themen Stammfunktion, bestimmtes Integral, uneigentliche
Integrale wenden Sie die erworbenen Kenntnisse für die Bestimmung von Flächeninhalten
und auf andere Probleme an.
d) Für Funktionen von zwei (und mehr) Variablen werden die Begriffe "Partielle Ableitung"
und Totales Differenzial" behandelt und für die Untersuchung der Fehlerfortpflanzung und
die Lösung von Optimierungsproblemen (mit Nebenbedingungen) benutzt.
e) Für Funktionen von zwei und drei Variablen werden Doppelintegrale und
Volumenintegrale eingeführt und für die Lösung von einfachen geometrischen Problemen
benutzt.
f) Der Begriff Linienintegral wird eingeführt und benutzt, um die Arbeit bei der
Verschiebung eines Massepunktes in einem Kraftfeld auf einer Raumkurve zu berechnen.
g) Für einige spezielle gewöhnliche Differenzialgleichungen 1. Ordnung (eventuell auch 2.
Ordnung) werden die Methoden zur Bestimmung der allgemeinen Lösung behandelt.
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für alle Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften (Elektrotechnik,
Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen)
7
Teilnahmevoraussetzungen
Zulassung zu einem der Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften
8
Prüfungsformen
a) Benotete schriftliche Klausur
b) Benotete schriftliche Klausur
Bildung der Modulnote: 1:1 (a:b) Beide Teile müssen einzeln bestanden sein.
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Erfolgreiche Prüfung nach 8a) und 8b) sowie regelmäßige Teilnahme an Praktika und
Hausarbeiten im gleichen Semester.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
6,0%
11
Häufigkeit des Angebots
a) 2 mal pro Jahr (Sommersemester und Wintersemester)
b) 2 mal pro Jahr (Sommersemester und Wintersemester)
12
Modulbeauftragter und Lehrende
a) Prof. Dr. Böhm-Rietig, Prof. Dr. Bartz-Beielstein
b) Prof. Dr. Götte
12
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
13
v4.1
Sonstige Informationen
Skripte, Übungsaufgaben und Beispielklausuren können unter der Adresse
www.gm.fh-koeln.de/~boehm oder ~bartz oder ~goette
oder aus dem ILIAS eLearning-Angebot der Hochschule abgerufen werden.
Verwendete Literatur:
L.Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Bände 1 und 2.
ISBN 3-528-74236-4, 3-528-74237-2 Verlag Vieweg, Fachbücher der Technik, 1984 ff.
L. Papula: Klausur- und Übungsaufgaben aus dem gleichen Verlag, 2005.
Wolfgang Schäfer, Kurt Georgi, Gisela Trippler:Mathematik- Vorkurs
Teubner-Verlag, Erscheinungsdatum: 2002, ISBN: 3-519-10249-8 .
13
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Physik"
Kennnummer:
IPHY-01
1
Work load
360 h
Kreditpunkte
12 CP
Studiensemester
1.+2. Sem.
Dauer
2 Sem.
Lehrveranstaltungen
a) Physik I
Kontaktzeit
6 SWS / 90 h
Selbststudium
90 h
Kreditpunkte
6 CP
b) Physik II
6 SWS / 90 h
90 h
6 CP
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übung, Praktikum
b) Lehrvortrag, Übung, Praktikum
3
Gruppengröße
a) Vorlesung max. 250, Übung 100, Praktikum 15
b) Vorlesung max. 250, Übung 100, Praktikum 15
4
Qualifikationsziele
"Physik" ist ein Basismodul für die Bachelor-Studiengänge Allgemeiner Maschinenbau,
Wirtschaftsingenieurwesen und Elektrotechnik.
In der Lehrveranstaltung werden grundsätzliche physikalische Phänomene und
Gesetzmäßigkeiten an einigen überschaubaren Beispielen behandelt. Hierbei soll der Blick
für das übergreifende Konzept und die Struktur der Physik geschärft werden. Praxisnahe
Übungsbeispiele sollen die Fähigkeit schulen, allgemeine Problemstellungen zu
analysieren, systematische Lösungsansätze zu formulieren und schließlich die Lösung
durchzuführen. In der praktischen Ausbildung wird an einigen Beispielen ein Verständnis
für das Messen, den Messprozess und die Dokumentation von Laborversuchen vermittelt.
Die Studierenden sollen in die physikalischen Grundlagen der Ingenieurwissenschaften
eingeführt werden. Sie lernen dabei die Zusammenhänge zwischen verschiedenen
Ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen kennen.
5
Inhalte
a)
o Kinematik und Dynamik des Massenpunktes
o Erhaltungssätze für Energie, Impuls und Drehimpuls
o Gravitationsfeld, elektrische und magnetische Felder
o Statik und Dynamik der Fluide
b)
o Thermodynamik
o Schwingungen, harmonische, gedämpfte und fremderregte
o Wellen, Akustik und Optik
o Relativitätstheorie, Atom- und Kernphysik
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für alle Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften (Elektrotechnik,
Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen)
14
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Zulassung zu einem der Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften
8
Prüfungsformen
a) Benotete schriftliche Klausur 1,5 h
b) Benotete schriftliche Klausur 1,5 h
Bildung der Modulnote: 1:1 (a:b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8a und b).
10
Stellenwert der Note in der Endnote
6%
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) Sommersemester und Wintersemester
b) Sommersemester und Wintersemester
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
a) Prof. Dr. Heift, Prof. Dr. Kurtz
b) Prof. Dr. Heift, Prof. Dr. Kurtz
13
Sonstige Informationen
Literatur: P. Tipler, G. Mosca: "Physik"
v4.1
F. KUYPERS: "PHYSIK FÜR INGENIEURE UND
NATURWISSENSCHAFTLER"
Übungsaufgaben, Praktikumsunterlagen sowie detaillierte Terminpläne der Vorlesung
können auf der Veranstaltungsseite unter www.gm.fh-koeln.de/~physik/ingwiss
abgerufen werden.
15
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Betriebswirtschaftslehre I"
Kennnummer:
IBWL-01
Work load
120 h
Kreditpunkte
4 CP
Studiensemester
1. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
45 h
15 h
Kreditpunkte
3 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Übung
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, seminaristische Lehrveranstaltung; b) Übung
3
Gruppengröße
a) max. 100; b) max. 100
4
Qualifikationsziele
Die Veranstaltung gibt einen Überblick über die für angehende Ingenieure wichtigste
Themengebiete der Allgemeinen Betriebswirtschaftslehre. Im Laufe der Veranstaltung
werden die Studierenden in die wichtigsten Entscheidungsbereiche wirtschaftlichen
Handelns eingeführt, von der Unternehmensgründung über die Konzeption einer
tragfähigen Strategie bis hin zu den betriebswirtschaftlichen Entscheidungen im
Tagesgeschäft. Vorlesungs- und Übungselemente wechseln sich im Rahmen der
Veranstaltung ab.
5
Inhalte
A. Einführung
1. Grundbegriffe: Wirtschaft, Betrieb und Unternehmung
2. Die Unternehmung als System
3. Unternehmungsziele
B. Strategische Planung des Leistungsprogramms
1. Strategie und strategische Planung
2. Konzepte der strategischen Planung
C. Konstitutive Entscheidungen in der Gründungsphase
1. Überblick
2. Aufstellung eines Business Plans
3. Wahl der Rechtsform
D. Betriebliche Leistungsbereiche (1): Materialwirtschaft und Produktion
1. Materialwirtschaft
2. Produktion
E. Betriebliche Leistungsbereiche (2): Marketing/Absatz
1. Marketingbegriff und –konzept
2. Grundlagen des Marketingmanagements
F. Betriebliche Finanzbereiche: Finanzierung und Investition
1. Finanzierung
2. Investition
16
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul im ingenieurwissenschaftlichen Grundstudium
7
Teilnahmevoraussetzungen
Keine
8
Prüfungsformen
Klausur
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Klausur bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2%
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr (Sommersemester und Wintersemester)
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragte: Prof. Dr. Halfmann
Lehrende: Prof. Dr. Halfmann
13
Sonstige Informationen
Literatur:
•
Wöhe, Günter: Einführung in die Betriebswirtschaftslehre. 22. Auflage, München
2005.
•
Olfert, Klaus/Rahn, Horst-Joachim: Einführung in die Betriebswirtschaftslehre. 7.
Auflage, Ludwigshafen 2003.
•
Hopfenbeck, Waldemar: Allgemeine Betriebswirtschafts- und Managementlehre.
14. Auflage, Landsberg 2002.
•
Schierenbeck, Henner: Grundzüge der allgemeinen Betriebswirtschaftslehre. 15.
Auflage, München, Wien 2003.
17
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Betriebswirtschaftslehre II"
Kennnummer:
IBWL-02
Work load
120 h
Kreditpunkte
4 CP
Studiensemester
2. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
4 SWS / 60 h
Selbststudium
60 h
Kreditpunkte
4 CP
1
Lehrveranstaltungen
Vorlesung, Übungen
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
3
Gruppengröße
b) max. 250
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
• das Betriebliche Rechnungswesen in den unternehmerischen Gesamtzusammenhang
einordnen können,
• die Aufgaben des internen und externen Rechnungswesen kennen,
• eine Bilanz und eine Gewinn- und Verlustrechnung interpretieren können,
• grundlegende Buchungstechniken beherrschen und
• die Methoden der Kostenrechnung und Kalkulation anwenden können.
5
Inhalte
• Aufgaben und Grundbegriffe des externen und internen Rechnungswesens
• Bilanz und Gewinn- und Verlustrechnung
• Jahresabschluss und Auswertung
• Systeme der Kosten- und Leistungsrechnung
• Kostenartenrechnunge
• Vollkostenrechnung - Betriebsabrechnungsbogen
• Teilkostenrechnung (Deckungsbeitragsrechnung
• Prozesskostenrechnung und Controlling
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studieng Wirtschaftsingenieurwesen
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Informatik vermittelt werden
8
Prüfungsformen
Benotete schriftliche Prüfung
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2%
18
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr, jeweils im Sommersemester und Wintersemester
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Dr. Behr
Lehrende: Prof. Dr. Behr, Prof. Dr. Wilke
13
Sonstige Informationen
Materialien zum download unter www.gm.fh-koeln.de/~wilke
v4.1
19
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Pflichtmodule:
3. Semester
20
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Programmieren"
Kennnummer:
01-PRO-01
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
3. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
70 h
20 h
Kreditpunkte
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
Vorlesung
Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 4
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen in einer problemorientierten, strukturierten Programmiersprache
einfache, technische Anwendungen implementieren können. Es soll die vollständige
Syntax und Semantik einer Programmiersprache vermittelt werden, damit die oder der
Studierende Einblick in die Möglichkeiten und den Umfang einer modernen
Programmiersprache gewinnen kann.
Generell ist es das Ziel, die Studierenden in die Lage zu versetzen, aufbauend auf den in
der Lehrveranstaltung vermittelten Kenntnissen die Programmierung beruflicher
Anwendungen durch eigenständige Übung sicher zu beherrschen.
5
Inhalte
a) Vorlesung Programmieren
1. Anweisungen, Daten und Funktionen
o Einführung, Aufbau eines einfachen Programms
o Variablenkonzept und Datentypen
o Unterprogramme, Prozeduren und Funktionen
o Programmstrukturierung und Anweisungen
o Blockstruktur und Speicherbelegung
o Graphik
o Datenein/ausgabe
o Präprozessor und Makros
2. Erweiterungen des Datenkonzepts
o Strukturierte Datentypen (Felder, Verbunde, Unions, Bitfelder)
o Selbstdefinierte Datentypen
o Zeiger
o Lineare Listen als dynamische Datenstrukturen
o Zeiger und Felder
21
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
b) Praktikum
Die Praktikumsversuche werden mit Hilfe des PCs durchgeführt, damit die Studierenden
jederzeit die Möglichkeit haben, die gestellten Aufgaben in Programme umzusetzen. Es
werden zu folgenden Themen Programmieraufgaben gestellt:
• Formatierte Ein- und Ausgabe von Variablen, einfache Algorithmen
• Einlesen von und Ausgabe in Dateien
• Graphische Darstellung von Objekten
• Verwendung strukturierter Datentypen
• Anlegen und Verwalten dynamischer Listen
Das Praktikum ist so angelegt, dass jeweils eine Aufgabe schriftlich gestellt und zuvor
erläutert wird, die Praktikanten diese Aufgabe bis zum nächsten Termin lösen bzw. das
Programm implementieren, und im Praktikum die Problemlösung erläutert oder eventuelle
Fehler korrigiert werden. Die Programme werden mit einer Dokumentation versehen.
Neben der reinen "Codierung" wird vor allem die Fehlersuche in Programmen und der
entsprechende Gebrauch eines Werkzeugs dazu (Debugger) geübt.
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik. Schwerpunktmodul für den
Bachelor-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Grundlage sind Kenntnisse im Fach "Informatik".
8
Prüfungsformen
a) Klausur
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und Ausarbeitung der Praktikumsaufgaben
(d.h. Implementierung von Programmen). Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung
für Prüfung unter a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) Sommersemester und Wintersemester
b) Sommersemester und Wintersemester
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Blume
a) Lehrender: Prof. Blume
b) Lehrender: Prof. Blume
13
Sonstige Informationen
Es werden ein ausführliches Skript, Übungsblätter und die Folien zur Verfügung gestellt.
22
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Angewandte Mathematik“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
02-AMAT-01
150 h
5 CP
3.Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Mathematik für Maschinenbauer
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Übung
3
Gruppengröße
max. 250 (Übung 100)
4
Qualifikationsziele
Angewandte Mathematik:
Die Anwendung der Reihenentwicklung, Laplacetransformation, lin.
Differenzialgleichungen und der Wahrscheinlichkeitsrechnung für Anwendungsgebiete der
Ingenieurwissenschaften beherrschen
5
Inhalte
o Zahlenreihen, Taylorreihen und Fourierreihen
o Laplacetransformation
o Anwendung von lin. Dgln. m. konst. Koeffizienten, z.B. für schwingfähige Systeme
o Lösung der lin. Dgln. m. konst. Koeffizienten auch mit der Laplacetransformation
o Numerische Lösungsverfahren für Dgln. 1. Ordnungen (z.B. Runge-Kutta)
o Wahrscheinlichkeitsrechnung
o mathematische Statistik
o Fehler- u. Ausgleichsrechnung
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Maschinenbau
7
Teilnahmevoraussetzungen
Zulassung zu einem der Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften
8
Prüfungsformen
Benotete schriftliche Klausur
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
SS und WS
23
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Götte
13
Sonstige Informationen
v4.1
Skripte, Übungsaufgaben und Beispielklausuren können unter der Adresse
www.gm.fh-koeln.de/ ~goette
abgerufen werden.
Verwendete Literatur:
L.Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Bände 2 und 3.
ISBN 3-528-94237-1 und 3-528-34937-9Verlag Vieweg, Fachbücher der Technik, 1984
ff.
24
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Regelungstechnik"
Kennnummer:
03-REG-01
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
3. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
65 h
25 h
Kreditpunkte
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, seminaristische Lehrveranstaltung, Übung (Vortrag)
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 4
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen die Grundlagen und praktische Methoden der Regelungstechnik
an linearen einschleifigen Regelkreisen kennen lernen. Sie sollen die Begriffe der
Regelungstechnik kennen und praktische Einstellregeln beherrschen sowie die Grenzen
ihrer Einsatzmöglichkeiten abschätzen können. Lineare Systeme sollen im Zeit- und im
Frequenzbereich berechnet und das Stabilitätsverhalten untersucht werden können.
Im Praktikum soll mit Einsatz von Simulationssoftware das Verständnis für das
dynamische Verhalten von Regelkreisen vertieft werden. Durch Vergleich mit realen
Laboranlagen sollen die Grenzen von computergestützten Simulationen erfahren werden.
5
Inhalte
Vorlesung Regelungstechnik:
• Regler und Regelstrecken - Einführung
• Einführung Laplace-Transformation
• Systemelemente, Aufstellung von DGLs
• Systembeschreibung durch Antwortfunktion
• Übertragungsfunktion und Strukturen
• Frequenzgang, Ortskurve, Bode-Diagramm
• P, PT1, PT2, PTn - Glied
• I, D-Glied
• PID, P, PI, PD - Regler
• Regelkreis: Statisches, Führungs-, Störverhalten
• Stabilität – allgemein, Hurwitz und vereinfachtes Nyquist-Kriterium
• Empirische Reglereinstellung T-Summe etc.
Praktikum
ƒ Einführung Simulationssoftware Winfact
• Modellierung von Regelstrecken: Drehzahl, Füllstand, Durchfluss
• Regleroptimierung am Simulationsmodell
• Überprüfung des Streckenmodells mit der realen Versuchsanlage
• Regleroptimierung am Versuchsmodell mit Stabilitätsanalyse
25
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik Schwerpunktmodul im BachelorStudiengang "Wirtschaftsingenieurwesen"
7
Teilnahmevoraussetzungen
Bestandenes Grundstudium
8
Prüfungsformen
a) Klausur oder alternativ mündliche Prüfung
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von 100%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfung unter a) bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr (Sommersemester und Wintersemester)
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Bongards
a) Lehrender: Prof. Bongards
b) Lehrender: Prof. Bongards
13
Sonstige Informationen
-
26
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Elektrotechnik"
Kennnummer:
04-IET-1
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
3. Sem.
Dauer
1 Sem.
1
Lehrveranstaltungen
Elektrotechnik I
Praktikum zur Elektrotechnik
Kontaktzeit
4 SWS / 60 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
60 h
15 h
Kreditpunkte
4 CP
1 CP
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übung
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) nicht begrenzt
b) max. 10
4
Qualifikationsziele
"Elektrotechnik" ist ein Basismodul für die Studienrichtungen Automatisierungstechnik und
Elektronik des Bachelor – Studiengangs Elektrotechnik.
Die Studierenden sollen in diesem Modul die Fähigkeiten erwerben, elektrische und
elektronische Netzwerke zu analysieren und zu entwickeln. Dazu wird zunächst die
Vierpoltheorie vermittelt, die die Studierenden in die Lage versetzen soll, umfangreiche
Netzwerke durch elementare Vierpole zu beschreiben. Als Analysemethoden werden das
Maschenstrom- und Knotenpunktpotenzial-Verfahren erlernt.
Im Weiteren werden Ausgleichsvorgänge sowohl über die Lösung von
Differentialgleichungen als auch über die Lösung mit Hilfe der Laplace-Transformation
betrachtet, die von den Studierenden selbstständig analysiert werden müssen.
Mit Hilfe des Bildbereichs erwerben die Studierenden Kompetenz bei der Betrachtung von
Übertragungsfunktionen. Insbesondere werden diese Kompetenzen auf den Gebiet der
Stabilitätsbestimmung von rückgekoppelten System und deren Stabilitätsreserven
erworben. Ferner sollen das Frequenz-, Sprung- und Impulsverhalten von Filtern vermittelt
werden.
Die einzelnen Themen werden durch Übungen und zum Teil durch praktische
Laborversuche vertieft, in denen die Studierenden Methoden- und Messkompetenzen
erwerben sollen.
5
Inhalte
a) Vierpoltheorie
Netzwerkanalyse
Ausgleichsvorgänge
Übertragungsfunktionen
Stabilität rückgekoppelter Systeme
b)
6
Vierpolmessungen an einer Transistorschaltung
Ausgleichsvorgänge einfacher Netzwerke
Messungen von Übertragungsfunktionen
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für die Studienrichtungen Automatisierungstechnik und Elektronik des
27
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Bachelor–Studiengangs Elektrotechnik; Schwerpunktmodul im Bachelor-Studiengang
"Wirtschaftsingenieurwesen".
7
Teilnahmevoraussetzungen
Zulassung zum Hauptstudium im Studiengang Elektrotechnik
8
Prüfungsformen
a) Benotete schriftliche Klausur
b) Unbenoteter Leistungsnachweis
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8a; vorhandener Leistungsnachweis nach 8b
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a; b) Sommersemester und Wintersemester
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
a) Modulbeauftragter und Lehrender: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Weber
b) Modulbeauftragter und Lehrender: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Weber
13
Sonstige Informationen
Skripte mit Beispielaufgaben können erworben werden
Alte Klausuren und Praktikumsunterlagen können mit Passwort unter der Adresse
www.gm.fh-koeln.de/~weber gedownloadet werden.
Zur Vorlesung wird ein Tutorium zur Vertiefung des Stoffes angeboten.
28
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Elektronik"
Kennnummer:
05-Elektronik-01
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
3. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
65 h
25 h
Kreditpunkte
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 8
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen mit realen Bauelementen und Problemen bei der Realisierung von
Schaltungen (z.B. auf Boards) vertraut gemacht werden.
15
Inhalte
a) Vorlesung Elektronik
• Reale passive Baulelemente: Ausführungsformen, Parasitäten,
Temperaturabhängigkeit, Ersatzschaltbilder, Miller-Effekt
• Fourier-Zerlegung von Signalen: Wirkung von Nichtlinearitäten und Unstetigkeiten
der 1. Ableitung
• Grundlagen der Leitungsprozesse in Halbleitern: Dotierung, Bänderstruktur,
Besetzungswahrscheinlichkeit
• Diode Struktur und Poissongleichung im thermodynamischen Gleichgewicht
• Diode Sperrfall: Raumladungszone, differentielle Sperrschichtkapazität
• Diode Vorwärtsbetrieb: Stromtransport, Rekombination, Diodenformel, wichtige
Parametern (z.B. uT, ni), Durchbruch, Hochinjektion, Ersatzschaltbild
• Bipolar-Transistor: Struktur, Betriebsbereiche, Ausgangskennlinienfeld, interne
Funktion, Stromanteile, wichtige Formeln, Early-Spannung
• Bipolar-Transistor: Kleinsignalgrößen, Ersatzschaltbilder (π,T), Anwendungen
• Struktur MIS-Diode mit Inversion und Akkumulation
• MOS-Transistor: Ladungsanteile, Gate-Kapazität, Betriebsbereiche und Kennlinien
• MOS-Transistor: Early-Spannung, Ersatzschaltbild, Grenzen des Betriebsbereichs
• MOS-Transistor-Anwendungen: CMOS-Inverter, Transmission-Gate
• Stromspiegel und aktive Lasten (Bipolar und MOS), Anwendungen
• Gain-Bandwidth-Product
• Übersicht A/D-, D/A-Wandlung:Nyquist-Frequenz, idealer Tiefpass, Fehlerquellen
• A/D-, D/A-Wandlung: Quantisierung, Konversions-Charakteristik,
Diskretisierungsfehler, LSB, Arbeitsbereich
• A/D-, D/A-Wandlung: Beispielarchitekturen: SAR-Wandler, Sigma-Delta-Wandler
29
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
b) Praktikum Elektronik
• Simulation von einfachen Schaltungen (Opamp + Dioden), DC-, TR, AC-Analyse
• Simulation einer Schaltung aus Timer-IC und Diodenlasten, Aufbau dieser
Schaltung auf Lochrasterplatine
• Messung des Rückwärtsstroms der Test-Dioden, Klassifizierung der parasitären
Elemente, Vergleich mit der Simulation
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik. Schwerpunktmodul für den
Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Einführung in die Elektrotechnik I + II vermittelt werden
8
Prüfungsformen
a) Klausur bzw. mündliche Prüfung
b) Leistungsnachweis durch schriftliche Ausarbeitung der Aufgaben und erfolgreiche
Teilnahme am Praktikum. Die Aufgaben und der Praktikumsbeitrag jedes Teilnehmers
werden korrigiert und bewertet. Die erbrachte Leistung geht zu 25% in die Endnote ein.
Prüfung unter a)
Bildung der Modulnote: siehe 8b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) Sommersemester und Wintersemester
b) Sommersemester und Wintersemester
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Kampmann
a) Lehrender: Prof. Kampmann
b) Lehrender: Prof. Kampmann
13
Sonstige Informationen
Als Simulator wird Saber (Synopsys) verwendet. Falls aus QdL-Mitteln finanzierbar, soll
der Desktop der Entwicklungsumgebungen exportiert werden (NXclient), so dass die
Studierenden ohne Installationsaufwand einen permanenten Zugang auch von externen
Rechnern erhalten.
Literatur:
Dimitrijev, S., Understanding semiconductor devices, ISBN 0-19-513186-X
Sedra A.S., Smith, K.C., Microelectronic circuits, ISBN 0-19-514252-7
30
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Kommunikation und Führung"
Kennnummer
06-IKF-01
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
3. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
4 SWS / 60 h
Selbststudium
90 h
Kreditpunkte
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Kommunikation und Führung
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Übung
3
Gruppengröße
100
4
Qualifikationsziele
Fachkompetenz, Methodenkompetenz in Fragen der Personalführung
5
Inhalte
• Einführung
- Betriebliche Rahmenbedingungen der Personalführung
- Aktuelle Herausforderungen und Entwicklungstendenzen
- Ausrichtungen in der Personalführung
• Kulturorientierte Personalführung
- Kulturmodelle und –prinzipien
- Kulturumsetzung und interkulturelle Führung
• Gruppenbezogene Führungsansätze
- Gruppen, Gruppenformen, -verhalten und –dynamik
- Ausgewählte Ansätze der Gruppenführung
• Individualführung
- Motivationstheorien und Führung
- Führungsstilmodelle
- Neue Ansätze der Führung
• Bedingungen menschlicher Leistungsbereitschaft
- Arbeitsmotivation und psychologische Arbeitsgestaltung
- Personalentwicklung
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für alle Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften (Elektrotechnik,
Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen)
7
Teilnahmevoraussetzungen
Bestandenes Grundstudium
8
Prüfungsformen
Benotete schriftliche Klausur
31
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr (Sommersemester und Wintersemester)
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragte: Prof. Dr. Koeppe
Modulbeauftragte: Prof. Dr. Koeppe
13
Sonstige Informationen
Literatur:
Buckingham, M.; Coffman, C.: Erfolgreiche Führung gegen alle Regeln. Campus Verlag
Frankfurt/New York. 2001
Böckermann, R.: Personalführung. Wirtschaftsverlag Bachem, aktuelle Auflage
Hentze, J. Personalwirtschaftslehre I. UTB, 1999
Koeppe, G.: Skript Personalführung
Richter, M.: Personalführung. Schäffer-Poeschel, aktuelle Auflage
Rosenstiel, L. v.: Organisationspsychologie. Schäffer-Poeschel, aktuelle Auflage
Scholz, Ch.: Personalmanagement. Vahlen, aktuelle Auflage
32
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Pflichtmodule:
4. Semester
33
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Automatisierungssysteme"
Kennnummer:
07A-AUT-01
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
4. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
65 h
25 h
Kreditpunkte
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, seminaristische Lehrveranstaltung, Übung (Vortrag)
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 4
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen die Grundlagen, Architekturen, Funktionen und Merkmale von
Automatisierungssystemen und deren Komponenten (SPS, HMI, Feldgeräte, Feldbus)
verstehen und selbständig die Projektierung und Programmierung dieser Systeme
durchführen können.
Dabei sollen sie insbesondere konzeptionell in der Lage sein, die Schnittstellen zwischen
den einzelnen Automatisierungskomponenten für unterschiedliche Aufgabenstellungen
und Anwendungsfälle zu spezifizieren.
5
Inhalte
Vorlesung
Historische Entwicklung der Industriellen Automation
Sensoren und Aktoren
Automatisierungssysteme (Abgrenzung SPS, IPC, embedded Systeme)
Betriebssysteme, Echtzeitbetrieb
Programmierung von Automatisierungssystemen
Feldbussysteme
Bedienen & Beobachten (HMI)
Dokumentation und Normen
Anwendungsbeispiele aus der Fertigungsindustrie
Praktikum
Projektierung von Automatisierungssystemen
Programmierung von Automatisierungssystemen (Modellanlagen, Telematik-Portal)
Projektierung von Feldbussystemen
Projektierung HMI
Projektierung OPC
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Maschinenbau;
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Elektrotechnik/Automatisierungstechnik.
Schwerpunktmodul im Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen.
34
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Informatik vermittelt werden
8
Prüfungsformen
a) Klausur und benoteter Gruppenvortrag (Verhältnis für Notenbildung 4:1)
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: siehe 8a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr (Sommersemester und Wintersemester)
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klasen
a) Lehrender: Prof. Klasen
b) Lehrender: Prof. Klasen
13
Sonstige Informationen
Literatur:
webbasierter Kurs STEP 7: www.fh-koeln.de/sce
35
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Industrielle Kommunikationssysteme“
Kennnummer:
08A-InOM-01
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
4. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
65 h
25 h
Kreditpunkte
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, seminaristische Lehrveranstaltung, Übung (Vortrag)
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 4
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen die Grundlagen, Architekturen, Funktionen und Merkmale von
Industriellen Kommunikationssystemen verstehen und selbständig die Projektierung und
Programmierung dieser Systeme durchführen können.
Die Studierenden sollen im Einzelnen
o für PROFIBUS, PROFINET und ein weiteres Feldbussystem die Protokolle der
relevanten Schichten des ISO/OSI-Modells verstehen und Datentelegramme
interpretieren können,
o Messaufbauten erstellen können,
o selbständig Datenanalysen und Fehlererkennung durchführen können
o die Funktionalität und Einsetzbarkeit (Stärken/Schwächen) der einzelnen Systeme
bewerten können
5
Inhalte
Vorlesung
o Historische Entwicklung der Industriellen Kommunikationssysteme
o Feldbusse PROFIBUS, INTERBUS, CAN
o PROFIBUS Protokolle
o Industrial Ethernet (Ethernet/IP, PROFINET)
o IP-basierte Protokolle und Dienste
o PROFINET Protokolle (RT, IRT)
o Management-Protokolle (snmp, LLDP)
o GSD / GSDML
o OPCxml
o WLAN und Bluetooth für Automatisierungsprotokolle
o IT-Security Aspekte in der Automation
o Funktionale Sicherheit (Safety) und Kommunikationssysteme
o Anwendungsbeispiele (PROFINET, WLAN, Mobilfunk)
Praktikum
o Projektierung PROFINET
o Messaufbau, Ethernet Monitoring
o Protokollanalyse PROFINET
36
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
o Management-Protokolle (SNMP-, LLDP-Protokoll)
o Protokollanalyse IP-basierte Dienste (Schwerpunkt http)
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Maschinenbau/Informatik-Ingenieur;
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Elektrotechnik/Automatisierungstechnik.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Informatik vermittelt werden
8
Prüfungsformen
a) Klausur und benoteter Gruppenvortrag (Verhältnis für Notenbildung 4:1)
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von
min. 75% der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung
für Prüfung unter a)
Bildung der Modulnote: siehe 8a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
SS und WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klasen
a) Prof. Klasen
b) Prof. Klasen
13
Sonstige Informationen
Literatur:
Schnell, G.: Bussysteme in der Automatisierungs- und Prozesstechnik, Vieweg
Popp, M.: Das PROFINET IO-Buch, Hüthig
37
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Robotik"
Kennnummer:
09A-ROB-01
Work load
150 h
1
Lehrveranstaltungen
Vorlesung
Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 4
4
Qualifikationsziele
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
4. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
65 h
25 h
Kreditpunkte
5 CP
Die Studierenden sollen die grundlegenden Methoden und Techniken der
Industrierobotersteuerungen und Robotik kennen lernen und verstehen. Speziell sollen
drei Ziele erreicht werden:
• Die Studierenden sollen das "System" Industrieroboter mit seinen Komponenten,
Funktionsschemata und Anwendungen kennen lernen sowie die Einbindung in eine
industrielle Umwelt.
• Es sollen Kenntnisse vermittelt werden über die Steuerung, Programmierung und
Simulation von Robotern, außerdem über deren Eigenschaften, die für eine Auswahl
bei der Beschaffung und für den Einsatz von Industrierobotern wichtig sind.
• Die Studierenden sollen einen erhalten Überblick über die modernen Entwicklungen in
der Robotik und über neue Einsatzfelder (Serviceroboter, autonome mobile Roboter)
Die Studierenden sollen in der Lage sein, ein Industrierobotersystem zu bedienen und
einfache Anwendungsaufgaben sowohl im Teach-in-Verfahren als auch mit Hilfe einer
Roboterprogrammiersprache zu programmieren. Generell soll der zukünftige Ingenieur in
die Lage zu versetzen, mit Robotern umzugehen und die speziellen Anforderungen und
Probleme der Robotik zu verstehen.
5
Inhalte
Vorlesung Robotik
1. Aufbau, Steuerung und Einsatz von Industrierobotern
Einführung und Historie
Komponenten eines Industrieroboters
Robotersteuerung
Sensorik und Industrielles Umfeld
Programmierung von Industrierobotern
Manipulatoren
Einsatz von Industrierobotern
38
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
2. Mathematische Grundlagen zur Robotersteuerung
Kartesische Koordinatensysteme und geometrische Operationen
Frame-Konzept
Homogene Transformationen
Vorwärtstransformation und inverse Koordinatentransformation
Interpolationsverfahren
3. Serviceroboter
Aufbau und Funktion von autonomen mobilen Robotern
Anwendungen in Bauindustrie, Medizin-, Unterwassertechnik, Verkehrswesen u.a.
Neue Techniken in der Robotik
Praktikum
Bedienen und Anwendung des Teach-in-Verfahrens bei verschiedenen Robotertypen
Teach-in-Programmierung von einfachen Bewegungsprogrammen
Offline-Programmierung von Bewegungsprogrammen
Anwendung des Frame-Konzepts und geometrischer Operatoren beim Programmieren
mit Roboterprogrammiersprachen
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/Automatisierungstechnik.
Schwerpunktmodul für den Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Grundlage sind Kenntnisse in den Fächern Programmieren (für die Praktikumsaufgaben),
Mathematik (für die Übungsaufgaben zur Steuerung von Robotern) und Regelungstechnik
(für das Verständnis der Robotersteuerung).
8
Prüfungsformen
a) Klausur
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung der
Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung unter a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr (Sommersemester und Wintersemester)
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Blume
a) Lehrender: Prof. Blume
b) Lehrender: Prof. Blume
13
Sonstige Informationen
Es werden ein ausführliches Skript, Übungsblätter und die Folien zur Verfügung gestellt.
39
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Systemtheorie“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
07E-SYST-01
150 h
5 CP
4. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
65 h
25 h
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag
b) Test vor jeder Übung (ca.20 min), passend zum Aufgabenblatt, Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 8
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen mit den Grundlagen der Systemtheorie vertraut sein.
5
Inhalte
a) Vorlesung Systemtheorie
o Übertragungsfunktionen in der S-Ebene, Pol- und Nullstellen
o Darstellung von Systemen: Block-, Signalfluss-Darstellung, Zustandsraum
o Abtasttheorem, Z-Transformation mit Abbildungseigenschaften
o Abbildung von Pol- und Nullstellen von der S- in die Z-Ebene (mit Anwendungen)
o Elementare zeitdiskrete Filterstrukturen
o transponiertes System, Eigenschaften, Regeln zur Konstruktion
o Herleitung der DFT/FFT
o Grundlagen der Multiratensignalverarbeitung
o Multiraten/Multiphasen-Darstellung von Filtern
b) Praktikum Systemtheorie (Anwendungen in Matlab/Simulink)
o Pol- und Nullstellen in S- und Z-Ebene, Abtastung
o Eigenschaften der DFT/FFT
o Multiraten-System (Beispiel: Downsampling-Filter eines Sigma-Delta-AD-WandlerModells)
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/Elektronik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Elektrotechnik vermittelt werden
8
Prüfungsformen
a) Klausur, alternativ mündliche Prüfung
b) Leistungsnachweis durch Teilnahme an 75% der regelmäßigen Tests jeweils zu Beginn
40
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
der Übung als Voraussetzung für Prüfung unter a)
Bildung der Modulnote: siehe 8a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Kampmann
a) Prof. Kampmann
b) Prof. Kampmann
13
Sonstige Informationen
Generell soll der Desktop des Rechnersystems für den Lehrbetrieb exportiert werden
(NXclient, falls finanzierbar), um den Studierenden einen Zugang zu allen Werkzeugen des
CAE-Labors zu geben und gleichzeitig von Rechner-Installationsaufgaben zu entlasten.
Literatur:
Girod et. al., Einführung in die Systemtheorie, ISBN 3-519-06194-5
Lüke, Signalübertragung, ISBN 3-540-54824-6
Vaidyanathan, P.P., Multirate systems and filter banks, ISBN 0-13-605718-7
41
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Analoge Systeme“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
08E-ASYS-01
150 h
5 CP
4. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
65 h
25 h
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Seminar, Kolloquium
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 15
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen die Grundlagen, Architekturen, Funktionen und Merkmale von
Analogen Systemen verstehen lernen. Sie sollen befähigt werden selbständig analoge
Schaltungen zu entwickeln.
5
Inhalte
a) Vorlesung Analoge Systeme
o Einführung in die Theorie analoger Systeme
o Modellbildung und Simulation
o Verfahren zur Berechnung analoger Systeme
o Analoge Grundschaltungen
o Feldprogrammierbare Analogbausteine
o Theorie und Technik des Analogfilters
o Umwelt und Analogelektronik
o Ausblick: Opto- und Quantenelektronik
b) Praktikum Analoge Systeme
o Simulation von Analogschaltungen mit PSPICE
o Methoden der symbolischen Elektronik mit MathCad
o Berechnung, Aufbau und Vermessung von Analogfiltern
o Kolloquium zum Praktikum
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/Elektronik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Einführung in die Elektrotechnik I + II und Elektronik vermittelt
werden
8
Prüfungsformen
a) Klausur
42
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
b) Leistungsnachweis durch schriftliche Ausarbeitung der Aufgaben und erfolgreiche
Teilnahme am Praktikum. Praktikumsbeitrag jedes Teilnehmers wird korrigiert und
bewertet.
Prüfung unter a)
Bildung der Modulnote: siehe 8b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Dr. H. Bärwolff
a) Prof. Dr. H. Bärwolff
b) Prof. Dr. H. Bärwolff
13
Sonstige Informationen
Als Simulatoren werden PSPICE, MathCad und Filtersoftware eingesetzt. Es wird eine
Exkursion durchgeführt.
Literatur:
- Tietze/Schenk, Einführung in die Halbleiterelektronik, Springer, 2005
- M. E. van Valkenburg et. al., Design of Anlog Filters, Oxford University Press 2001
- B. Beetz, Elektroniksimulation mit PSPICE, Vieweg 2005
- Wunsch/Schreiber, Analoge Systeme, Springer 2002
- Johns/Martin, Analog Integrated Circuit Design, John Wiley, 2001
Skripte, Übungsaufgaben, Praktikumsunterlagen, detaillierte Terminpläne sowie
weiterführende Informationen zur Vorlesung können auf den jeweiligen
Veranstaltungsseiten unter
http://www.gm.fh-koeln.de/~baerwolf/
abgerufen werden.
43
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Digitale Systeme“
Kennnummer:
Work load
09E-DSYS-01
150 h
Lehrveranstaltungen
1
2
3
4
5
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
5 CP
4. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
a) Vorlesung Digitale Systeme
3 SWS / 45 h 65 h
4 CP
b) Praktikum
1 SWS / 15 h 25 h
1 CP
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen am PC und verschiedenen Hardwareaufbauten
Gruppengröße
a) max. 50
b) max. 16
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
die Grundkonzepte von modernen digitalen Systemen kennen lernen und verstehen,
die Vor- und Nachteile verschiedener Architekturen verstehen,
anwendungsbereites Wissen über programmierbare Logik erwerben
die Modellierungssprache VHDL in den Grundzügen erlernen
selbständig kleine FPGA- Anwendungen mittlerer Komplexität erstellen können.
Inhalte
a) Vorlesung Digitale Systeme
Grundlagen logischer Funktionen
o Darstellung binärer Informationen: Würfel, Wahrheitstabellen
o Logische Grundfunktionen, Shannonscher Entwicklungssatz und
Inversionssatz, Boolsche Algebra, Funktionen und Funktionale
o Vollständige Operatorensysteme: UND - ODER - NICHT; NAND - NOR; UND Antivalenz; Negierte Logik; Maxterm / Minterm Entwicklung
o kanonische Formen dualer Logik Systeme: disjunktive Normalform; konjunktive
Normalform, Umrechnung der Systeme ineinander
Optimierung
o Technologieunabhängige Optimierung: Karnaugh- Tafeln; Optimierung nach
Quine Mc- Clusky, Behandlung von unvollständigen Wahrheitstabellen
o Technologieunabhängige Optimierung in silicon compilern: structuring,
flattening
o Hazards und Spikes und systhematische Methoden zu dessen Elimination
o Trade- off Leistung- Kosten
Kombinatorische Logik
o Gatter und Logik Familien Beispiele f. die Realisierung von elementaren
Gattern in CMOS
o Einführung in VHDL 1: Grundaufbau einer VHDL- Datei, Schlüsselwörter,
Definitionen, Anweisungen, Operatoren; Beispiele für kombinatorische und
sequentielle Logik
o Multiplexer / Demultiplexer / Dekoder, Multiplexer als allgemeiner Logik Block,
Realisierung beliebiger Logik- Funktionen mit Multiplexern
o Einführung in VHDL 2: Strukturierte Modellierung, components und
Signalzuweisungen zu physikalischen Einheiten
sequentielle Logik
o Flip- Flops / Latches / Speicherbausteine, Schieberegister, LFSR
o Zustandsautomaten, VHDL: parallele prozesse und synchronisation
b) Praktikum :
44
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
6
7
8
9
10
11
12
13
v4.1
o Ein- Ausgabe, Flankentriggerung, Schrittmotor- Ansteuerung
o PWM, Elektronischer Würfel, Reaktionszeitmesser,
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/Elektronik
Teilnahmevoraussetzungen
Mathematik 1 und 2 , Grundlagen der Elektrotechnik
Prüfungsformen
a) Benotete schriftliche Prüfung
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
bei personellen Engpässen nur einmal jährlich
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klein
a) Prof. Klein
b) Prof. Klein
Sonstige Informationen
Literatur: Katz: Contemporary Logic Design; Reichhardt / Schwarz „ VHDL- Synthese,
Roth: „Digital Systems Design Using VHDL“
45
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Bussysteme und Interfaces"
Kennnummer:
10-BSIV
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
4. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
65 h
25 h
Kreditpunkte
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
Vorlesung Bussysteme
Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen am PC und verschiedenen Hardwareaufbauten
3
Gruppengröße
a) max. 50
b) max. 16
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
• die Grundkonzepte von Bussystemen verstehen,
• die Bitübertragung über Physikalische Layer verstehen,
• Anwendungsbereites Wissen über Arbitrierungsverfahren erwerben,
• die Vor- und Nachteile verschiedener Übertragungsverfahren einordnen können ,
• selbständig einfache Bussysteme aufbauen und Konfigurieren,
• einfache USB Systeme über Device Driver programmieren ( ansteuern / auslesen)
• kleine Client- Server Anwendungen über TCP / IP Sockets selbständig erstellen.
5
Inhalte
a) Vorlesung Bussysteme und Interfaces
Grundstruktur von Bussystemen / Kommunikationsschnittstellen
• Grundbegriffe der Informationstheorie: Entropie, Redundanz, Entscheidungsgehalt
• Einfache Kanalmodelle, Kanalkapazität ( Shannon, Nyquist – Modell), Einfluss von
Störungen / Rauschen
• Physikalische Bitübertragung ( NRZ / RZ Signale, elementare Bitkodierungen)
• BUS- Topolgien ( Ring, Stern, Bus... )
• Arbitrierungsverfahren ( CSMA- CD, CSMA-CA, TDMA, Token- Ring)
• Anforderungen an Echtzeitsysteme, Algorithmen für globale Zeitbasen ( Lyndius- Welch,
Fault Tolerant Averaging, Fault Tolerant Midpoint )
• Methoden zur Sicherung der Datenintegrität, und Prüfung ( Checksummen, LFSR ,
Reed- Solomon Parity)
• statistische Ermittlung von Bitfehlerraten
• Grundprinzipien analoger und digitaler Modulationsverfahren
Übertragungsmedien für Bussysteme
• Leitungen, Grundzüge der Leitungstheorie: Herleitung der TEM Wellen- gleichung aus
dem Ersatzschaltbild, Impedanztransformation einer Leitung
• Wellenwiderstand, Reflexionsverhalten bei beliebigem Abschluss
46
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
• Gekoppelte Leitungen, Übersprechen, Vor- und Nachteile paralleler /
• serieller Übertragung
Beispielsysteme für Feldbusse und Interfaces
• USB
• CAN
• Ethernet und TCP / IP / UDP, insbesondere Socket- Programmierung
• Einordnung der Schnitstellen im ISO / OSI Referenzmodell
• Vor- und Nachteile einzelner Systeme
• standardisierte SW- Schnittstellen zur Hardware
Übersicht, und Einführung in Entwicklungswerkzeuge
b ) Praktikum
• Ansteuerung und Auslesen von USB Hardware
• Dekodierung einer CAN- Botschaft am Oszilloskope, Benchmarkung der
• Arbitrierung bei verschiedenen Frames
• Programmierung von TCP / IP Sockets ( einfache Client-Server Anwendungen )
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik. Schwerpunktmodul für den
Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen.
7
Teinahmevoraussetzungen
Mathematik 1 und 2, Grundlagen der Elektrotechnik, Modul Informatik, Fortgeschrittene
Kenntnisse in mindestens einer höheren Programmiersprache ( C oder ggf. Visual Basic)
8
Prüfungsformen
a) Benotete schriftliche Prüfung
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) Sommersemester und Wintersemester
b) Sommersemester und Wintersemester
47
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Dr. Klein
q) Lehrender: Prof. Dr. Klein
r) Lehrender: Prof. Dr. Klein
13
Sonstige Informationen
Literatur: Lawrenz: "Controller Area Network", USB: "USB Complete", Nocker: "Digitale
Kommunikationssysteme 1", Lochmann: Digitale Nachrichtentechnik
48
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Messsysteme"
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
11-MES-01
150 h
5 CP
4. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
65 h
25 h
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Seminar, Kolloquium
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 15
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen mit den Grundlagen der Messtechnik vertraut gemacht werden,
insbesondere aber alle Detailgruppen eines komplexen Meßsystems, vom Sensor bis zur
A/D-Wandlung kennen gelernt haben. Sie sollen danach imstande sein ein Meßsystem zu
konzipieren.
5
Inhalte
a) Vorlesung Messsysteme
o Einführung in die Theorie der Meßsysteme
o Messvorgang und die Definition von Maßeinheiten
o Fehlertheorie in Meßsystemen
o Systematik der physikalischen Effekte
o Arten und Aufbau von Sensoren
o Konzepte der Messelektronik und Meßverstärker
o Abtasttheorem und A/D-Wandlung
o Rechnergestützte Meßsysteme
o Bedeutung der Software (LabView/LabWindows)
o Beispiele von größeren Meßsystemen und Ausblick
b) Praktikum Elektronik
o Simulation eines Meßsystems mit PSPICE
o Vermessung von Dioden-Kennlinien
o Aufbau, Eichung und messtechnische Anwendung eines Analogmultiplizierers
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/Elektronik. Schwerpunktmodul
für den Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Einführung in die Elektrotechnik I + II und Elektronik vermittelt
werden.
49
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
8
v4.1
Prüfungsformen
a) Klausur
b) Leistungsnachweis durch schriftliche Ausarbeitung der Aufgaben und erfolgreiche
Teilnahme am Praktikum. Praktikumsbeitrag jedes Teilnehmers wird korrigiert und
bewertet. Es wird ein Kolloquium durchgeführt.
Die Modulnote wird mit folgender Gewichtung gebildet:
Praktikumsbeitrag 20 %, Kolloquium 20 % und Klausur 60 %.
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) Sommersemester und Wintersemester
b) Sommersemester und Wintersemester
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Dr. H. Bärwolff
a) Lehrender: Prof. Dr. H. Bärwolff
b) Lehrender: Prof. Dr. H. Bärwolff
13
Sonstige Informationen
Als Simulatoren werden PSPICE, MathCad und DAQ-Software eingesetzt. Es wird eine
Exkursion durchgeführt.
Literatur:
- Tietze/Schenk, Einführung in die Halbleiterelektronik, Springer, 2005
- Felderhoff/Freyer, Elektrische und elektronische Messtechnik, Hanser, 2003
- Gordon, et. al., Low Level Measurements, Keithley, 2006
Skripte, Übungsaufgaben, Praktikumsunterlagen, detaillierte Terminpläne sowie
weiterführende Informationen zur Vorlesung können auf den jeweiligen
Veranstaltungsseiten unter
http://www.gm.fh-koeln.de/~baerwolf/
abgerufen werden.
50
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Projektmanagement"
Kennnummer:
12-IPM-01
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
4. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
4 SWS / 60 h
Selbststudium
90 h
Kreditpunkte
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Vorlesung
2
Lehrformen
Lehrvortrag durch Dozenten, Gruppenarbeiten, Fallbearbeitungen, Rollenspiele (z.B. zur
Auftragsvereinbarung), Simulationsübungen (z.B. zur Präsentation von Zwischen- und
Endergebnissen der Projektarbeit), Übungen mit Softwaretool "MS Project".
3
Gruppengröße
max. 50
4
Qualifikationsziele
Ziel dieses Moduls ist es, den Teilnehmenden handlungsrelevantes und wissenschaftlich
fundiertes Wissen zum Projektmanagement zu vermitteln. Projekte im Sinne der Bearbeitung zeitlich befristeter, komplexer und innovativer Aufgabenstellungen haben einen
zentralen Stellenwert in Unternehmen und Organisationen unterschiedlicher Art, wobei Ingenieurtätigkeiten, sei es in leitender oder ausführender Funktion, oftmals im Rahmen von
Projekten (z.B. im Rahmen der Produktentwicklung) stattfinden. Die Teilnehmenden sollen
insbesondere handlungsrelevantes Wissen dazu aufbauen, wie Projekte zu initiieren, zu
planen und durchzuführen sind. Dabei wird auf die sachbezogenen Aspekte der
Projektarbeit (z.B. Terminplanung mit Netzplantechnik) ebenso eingegangen wie auf die
sozialpsychologischen Aspekte (z.B. Führung, Teamarbeit) dieser Tätigkeit.
5
Inhalte
• Grundbegriffe des Projektmanagements. Projektbeteiligte und deren Funktionen.
Führungsaufgaben in Projekten.
• Ziele und Ebenen der Projektarbeit. Modelle der Aufbau- und Ablauforganisation von
Projekten.
• Auftrags- und Zielklärung bei Projekten, Lasten- und Pflichtenheft.
• Instrumente zur Projektplanung (Projektstrukturplan, Netzplan …)
• MS Project als Softwaretool zur Unterstützung von Projektarbeit (mit Übungen).
• Motivation der Projektgruppenmitglieder: Modelle und Einwirkungsmöglichkeiten
• Einzel- und Gruppenleistung: Synergieeffekte oder Leistungsfiasko durch
Gruppenarbeit? Modelle, empirische Befunde, Übungen
• Erfolgs- und Misserfolgsfaktoren des Projektmanagements
• Rollenvielfalt in Projektgruppen: Modelle und Instrumente. Anforderungsprofile für
Projektleiter.
• Projektcontrolling, Berichtswesen und Dokumentation in Projekten
• Entwicklungsmodelle für Projektgruppen. Start und Reflexion von Projektgruppenarbeit.
Abschluss der Projektgruppenarbeit und Erfahrungsnutzung.
• Management international zusammengesetzter Projektgruppen: Zur Rolle von
Kulturunterschieden.
• Präsentation von Zwischen- und Endergebnissen der Projektarbeit. Sitzungsgestaltung
bei Projektgruppenmeetings.
51
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Bestandes Grundstudium
8
Prüfungsformen
Klausur
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde, was
über die Klausur ermittelt wird.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr (Sommersemester und Wintersemester)
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Dr. Stumpf
Modullehrender: Prof. Dr. Stumpf
13
Sonstige Informationen
Ausgewählte Literatur:
Burghardt, M. (2000). Projektmanagement. Leitfaden für die Planung, Überwachung und
Steuerung von Entwicklungsprojekten (5. Auflage). Erlangen: Publicis MCD Verlag.
Gebert, D. (2004). Innovation durch Teamarbeit. Eine kritische Bestandsaufnahme.
Stuttgart: Kohlhammer.
Kraus, G. & Westermann, R. (2002). Projektmanagement mit System. Organisation,
Methoden und Steuerung (3. Auflage). Wiesbaden: Gabler.
Küster, J., Huber, E., Lippmann, R., Schmid, A., Schneider, E., Witschi, U., Wüst, R.
(2006). Handbuch Projektmanagement. Berlin: Springer.
Mayrshofer, D. & Kröger, H. A. (2001). Prozeßkompetenz in der Projektarbeit. Ein
Handbuch für Projektleiter, Prozeßbegleiter und Berater (2. Auflage). Hamburg:
Windmühle.
Möller, T. & Dörrenberg, F. (2003). Projektmanagement. München: R. Oldenbourg.
Stumpf, S. & Thomas, A. (Hrsg.). (2003). Teamarbeit und Teamentwicklung. Göttingen:
Hogrefe.
52
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Pflichtmodule:
5. Semester
53
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Softwaretechnik“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
13A-SWT-01
150 h
5 CP
5. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
65 h
25 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 12
4
Qualifikationsziele
Den Studierenden sollen Fähigkeiten und Kenntnisse zur fachlichen und organisatorischen
Abwicklung auch größerer Softwareprojekte vermittelt werden. Insbesondere soll ein
Problembewusstsein für die einzelnen Software-Erstellungsphasen sowie die
Schnittstellenproblematik und persönliche Zusammenarbeit im Team vermittelt werden.
Generell sollen die Studierenden in die Lage versetzt werden, sich mit Programmierern
und Informatikern fachlich zu verständigen und bei Software-Projekten mitzuarbeiten.
Dazu sollen Grundkenntnisse über verschieden Software-Werkzeuge und deren Vor- und
Nachteile vermittelt werden.
Im Rahmen einer umfangreicheren Implementierung sollen die sozialen Kompetenzen der
Studierenden und ihre Teamfähigkeit weiter ausbaut werden.
5
Inhalte
a) Vorlesung Softwaretechnik
4. Softwaretechnische Methoden und Werkzeuge
o Historie zur Softwarekrise
o Phasen und Anforderungen an die Softwarekonstruktion
o Strukturierte und objektorientierte Analyse
o Unterschiedliche Methoden und Werkzeuge zur Softwareentwicklung
o Schnittstellen und Seiteneffekte
5. Organisatorische, gruppendynamische und rechtliche Aspekte
o Gruppendynamische Prozesse
o Anforderungen an den Software-Ingenieur
o Projektorganisation
o Hilfsmittel für das Projektmanagement
o Software und Recht
b) Praktikum
Die Praktikumsversuche werden in Gruppen von 8 bis 12 Studierenden durchgeführt.
Ihnen wird eine softwaretechnische Aufgabe gestellt. Zur Bewältigung der Aufgabe ist es
54
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
notwendig, dass die Praktikanten sich organisieren, die Programmierung kann nicht mehr
abgeschottet auf die eigene Problematik erfolgen, vielmehr müssen verbindliche
Schnittstellen definiert und eingehalten werden. Als Ergebnis zählt nicht nur die individuelle
Leistung des einzelnen, sondern auch die Teamarbeit.
Während der Problemlösung und Implementierung finden Gruppensitzungen statt, in
denen jeder einzelne seinen Arbeitsaufwand, seine Probleme und sein nächstes Arbeitspaket angeben muss. Außerdem stellen vorher gewählte Verantwortliche den
Entwicklungsstand der gesamten Gruppe und Probleme innerhalb des Teams dar. Es wird
dann gemeinsam versucht, Lösungswege zu finden.
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studieng Elektrotechnik/Automatisierungstechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Grundlage sind Kenntnisse in den Fächern „Informatik“ und „Programmieren“.
8
Prüfungsformen
a) Klausur
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und Ausarbeitung der Praktikumsaufgaben.
Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung unter a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Blume
a) Prof. Blume
b) Prof. Blume
13
Sonstige Informationen
Es werden ein ausführliches Skript, Übungsblätter und die Folien zur Verfügung gestellt.
55
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Prozess- und Produktionsleitsysteme“
Kennnummer:
14A-PPL-01
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
5. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
2 SWS / 15 h
Selbststudium
60 h
30 h
Kreditpunkte
3,5 CP
1,5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Vorlesung
Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 50
b) max. 4
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen am Beispiel der Technologie moderner Prozessleitsysteme die
• Grundlagen,
• Grundkonzepte,
• Aufbau und Strukturierung,
• Konfiguration und
• Parametrierung
von großen, verteilten Automatisierungssystemen verstehen und selbständig anwenden
können.
Darüber hinaus sollen sie sowohl konzeptionell als auch in der informationstechnischen
Umsetzung in der Lage sein, Konzepte und Entwicklungen aus der Informatik in die Welt
der Automatisierungstechnik selbständig zu transferieren und zur Lösung von neuen
Problemstellungen einzusetzen.
5
Inhalte
Vorlesung
• Historischer Überblick
• Grundbegriffe
• Systemstrukturen von Prozessleitsystemen
• Programmierung und Konfiguration (FUP, SFC, CFC, realer PID-Regler)
• Grafische Darstellungen, Pläne und Dokumentation
• Messwertverarbeitung
• Rezeptfahrweise
• Prozessbeobachtung und Bedienung
• Sicherheit
• Zuverlässigkeit
Praktikum
• Durchführung unter Einsatz des modernen PLS SIEMENS SIMATIC PCS7
• Systemkonfiguration
• CFC: PID-Regelung
• CFC: Kaskadenregelung
• SFC: Ablaufsteuerung
56
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für die Bachelor-Studiengänge Elektrotechnik mit Schwerpunkt
Automatisierungstechnik und Technische Informatik. Schwerpunktmodul im Studiengang
Wirtschaftsingenieurwesen.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Bestandenes Grundstudium
8
Prüfungsformen
a) Benotete Klausur
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben.
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
a) erfolgreiche Prüfung nach 8a)
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a).
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr (Wintersemester)
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Scheuring
a) Prof. Scheuring
b) Prof. Scheuring
13
Sonstige Informationen
Literatur:
Schnell, G. und Wiedemann, B. (Hrsg.): Bussysteme in der Automatisierungs- und
Prozessleitechnik. Vieweg Verlag, Braunschweig, Wiesbaden, 2006.
Schuler, H. (Hrsg.): Prozessführung. R. Oldenbourg Verlag, München, Wien, 1999.
Strohrmann, G.: Automatisierungstechnik, Band 1. R. Oldenbourg Verlag, München,
Wien, 1998.
Strohrmann, G.: Automatisierungstechnik, Band 2. R. Oldenbourg Verlag, München,
Wien, 1996.
Zacher, S. (Hrsg.): Automatisierungstechnik kompakt. Vieweg Verlag, Braunschweig,
Wiesbaden, 2000.
u.v.a.
57
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Elektrische Antriebssysteme“
Kennnummer:
15A-EAN-1
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
5. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
65 h
25 h
Kreditpunkte
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Vorlesung
Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, seminaristische Lehrveranstaltung, Übung (Vortrag)
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 4
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen die Grundlagen, Architekturen, Funktionen und Merkmale von
elektrischen Antriebssystemen und deren Komponenten (Umrichter, Servosysteme, etc.)
verstehen und selbständig die Projektierung, Inbetriebnahme und Optimierung dieser
Systeme durchführen können.
Dabei sollen sie insbesondere konzeptionell in der Lage sein, die Antriebe für
unterschiedliche Aufgabenstellungen und Anwendungsfälle zu spezifizieren.
5
Inhalte
a) Vorlesung
• Antriebssysteme
• Dokumentation und Normen
• Anwendungsbeispiele aus der Fertigungsindustrie
b) Praktikum
• Projektierung von Gleichstrom, Drehstrom und Servomotoren
• Drehzahl-/Drehmoment-Kennlinien
• Positioniersysteme
• Schnittstellen für Servosysteme
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/Automatisierungstechnik.
Schwerpunktmodul für den Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Informatik vermittelt werden
8
Prüfungsformen
a) Klausur und benoteter Gruppenvortrag (Verhältnis für Notenbildung 4:1)
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a). Bildung der Modulnote: siehe 8a)
58
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) Sommersemester und Wintersemester
b) Sommersemester und Wintersemester
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klasen
a) Lehrender: Prof. Schoenwandt
b) Lehrender: Prof. Schoenwandt
13
Sonstige Informationen
Literatur:
webbasierter Kurs STEP 7: www.fh-koeln.de/sce
59
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Digitale Signalverarbeitung“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
13E-DSV-01
150 h
5 CP
5. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
1 SWS / 15 h
3 SWS / 45 h
25 h
65 h
1 CP
4 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) seminaristische
Lehrveranstaltung
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag
b) Praktikum, seminaristische Lehrveranstaltung
3
Gruppengröße
a) max. 24
b) max. 12
4
Qualifikationsziele
Ziel des Kurses ist den in der Vorlesung Systemtheorie angebotenen Stoff zu vertiefen und
gleichzeitig die für eine praktische Anwendung zusätzlichen Aspekte hinzuzufügen.
5
Inhalte
a) Vorlesung Digitale Signalverarbeitung
o Bilinear-Transformation
o Komplexe Polstelle, Aufbau von Oszillatoren
o Beispiel eines FIR-Systems: Hilbert-Filter
o grundlegende Betrachtungen zu Linearphasen-Filtern
o Multiraten-Signalverarbeitung, Erweiterung: Sub-Band-Coding
o Zahldarstellung in Fixed Point und Floating Point, Numerische Probleme
b) Praktikum Digitale Signalverarbeitung
o Einführung in die Arbeitsumgebung, PN-Machting (Bsp. Tiefpass)
o Anwendung bilinear-Transformation (Bsp. Allpass, mit Anwendung des Allpasses)
o Aufbau eines Oszillators und eines DCO, Probleme der Steuerung
o Aufbau eines Hilbert-Filters, Test, Anwendung für Phasendetektor, Welligkeit
o Berechnung und Implementierung elementarer Filter (TP,HP,BP, BS,
Differenzierer) aus der Vorgabe im Frequenzbereich (inv. Fourier-Transf, IDFT,
etc.)
o Anwendung von Fensterfunktionen
o Vergleich mit Ergebnissen eines kommerziellen Filterdesign-Werkzeugs (QED von
Momentum Systems)
o Systembeispiel: PLL für Sinus-Signale; Stabilität, statisches und dynamisches
Verhalten
o Multiraten/Multiphasen-Implementierung eines FIR-Filters, Multiraten-FilterdesignWerkzeug (Momentum Systems)
o Beispiele zu numerischen Problemen: Wortlängenprobleme in FIR-Filtern
(Instabilitäten), Rauschen durch A/D-Wandlung
60
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studieng Elektrotechnik/Elektronik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Systemtheorie vermittelt werden
8
Prüfungsformen
Klausur und benoteter Gruppenvortrag (Verhältnis für Notenbildung 4:1)
Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75% der
Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung unter a)
Bildung der Modulnote: siehe 8a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Kampmann
a) Prof. Kampmann
b) Prof. Kampmann
13
Sonstige Informationen
Im Kurs wird mit kleinen Programmen in C bzw. C++ gearbeitet, die jeder Studierende
vollständig einsehen und gegebenenfalls auch weiterentwickeln kann. Der Code lässt sich
nach wenig aufwändiger Anpassung auf jedem Laptop/PC betreiben und kann auch auf
Mikrorechneranwendungen übertragen werden.
Generell soll der Desktop des Rechnersystems für den Lehrbetrieb exportiert werden
(NXclient, falls finanzierbar), um die Studierenden einen Zugang zu allen Werkzeugen des
CAE-Labors zu geben und gleichzeitig von Rechner-Installationsaufgaben zu entlasten.
Literatur:
Oppenheim et al., Zeitdiskrete Signalverarbeitung, ISBN 3-8273-7077-9
Kammeyer, Kroschl, Digitale Signalverarbeitung, ISBN3-851-0072-6
Proakis, Digital Signal Processing, ISBN 0-13-394289-9
61
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Elektronische Systeme“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
14E-ESYS-01
150 h
5 CP
5. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 45 h
1 SWS / 25 h
45 h
35 h
3 CP
2 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Seminar, Kolloquium
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 30
b) max. 30
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen mit ausgewählten Themen der Elektronik wie der inneren
Architektur von Operationsverstärkern (OVs), und der Nanoelektronik vertraut gemacht
werden, um nur einige Schwerpunkte zu nennen. Die Herangehensweise an industrielle
Projekte wird im Rahmen eines Projektlabors geübt.
5
Inhalte
a) Vorlesung Elektronische Systeme
o Einführung in die Theorie elektronischer Systeme
o Gesteuerte Quellen und Stromspiegel
o Die Architektur von Operationsverstärkerschaltungen
o Die 4 Grundtypen von OVs und Anwendungsschaltungen
o Rauschen in elektronischen Systemen
o Zuverlässigkeit in elektronischen Systemen
o Einführung in die Nanoelektronik
o Ausblick: Molekularelektronik
b) Praktikum Elektronische Systeme
o Es wird ein Projektpraktikum angeboten. Im Rahmen des Praktikums werden
aktuelle Aufgabenstellungen aus der Industrie bearbeitet. Die Herangehensweise
an die Lösung eines Projektes wird exemplarisch geübt. Es wird ein Team gebildet,
ein Projektleiter ernannt und ein Pflichtenheft mit Projektzielen erstellt. Ein
Kolloquium bildet den Abschluß des Projektpraktikums.
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/Elektronik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Einführung in die Elektrotechnik I + II , Elektronik und Analoge
Systeme vermittelt werden
62
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
8
v4.1
Prüfungsformen
a) Klausur
b) Leistungsnachweis durch schriftliche Ausarbeitung der Aufgaben und erfolgreiche
Teilnahme am Projektlabor. Beitrag jedes Teilnehmers wird korrigiert und bewertet.
Prüfung unter a)
Bildung der Modulnote: siehe 8b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Dr. H. Bärwolff
a) Prof. Dr. H. Bärwolff
b) Prof. Dr. H. Bärwolff
13
Sonstige Informationen
Als Simulatoren werden PSPICE, MathCad, und weitere Software eingesetzt. Es wird eine
Exkursion durchgeführt.
Literatur:
- Sedra/Smith, Microelectronic Circuits, Oxford University Press 2004
- Tietze/Schenk, Einführung in die Halbleiterelektronik, Springer, 2005
- Birolini A., Qualität und Zuverlässigkeit technischer Erzeugnisse, Springer, 2002
- Gray/Meyer, Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, John Wiley, 2001
Skripte, Übungsaufgaben, Praktikumsunterlagen, detaillierte Terminpläne sowie
weiterführende Informationen zur Vorlesung können auf den jeweiligen
Veranstaltungsseiten unter
http://www.gm.fh-koeln.de/~baerwolf/
abgerufen werden.
63
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Leistungselektronik"
Kennnummer:
15E-LEL-1
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
5. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
Selbststudium
65 h
25 h
Kreditpunkte
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Vorlesung
Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, seminaristische Lehrveranstaltung, Übung (Vortrag)
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 4
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen die Grundlagen, Architekturen, Funktionen und Merkmale von
Komponenten und Systemen der verstehen und selbständig Systemauslegungen
durchführen können.
Dabei sollen sie insbesondere konzeptionell in der Lage sein, die Systeme und
elektronischen Komponenten für unterschiedliche Aufgabenstellungen und
Anwendungsfälle zu spezifizieren.
5
Inhalte
a) Vorlesung
• Leistungselektronik
• Dokumentation und Normen
• Anwendungsbeispiele aus der Industrie
b) Praktikum
• Messungen an Umrichtern
• Leistungsmessung an Motoren
• Konfiguration von Drehstromantrieben
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/Elektronik.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die in den Modulen Elektronik und Elektrotechnik vermittelt werden.
8
Prüfungsformen
a) Klausur
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a). Bildung der Modulnote: siehe 8a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
64
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) Sommersemester und Wintersemester
b) Sommersemester und Wintersemester
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Bongards
a) Lehrender: Prof. Schoenwandt
b) Lehrender: Prof. Schoenwandt
13
Sonstige Informationen
Literatur:
65
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Embedded Systems“
Kennnummer:
Work load
EMBS
150 h
Lehrveranstaltungen
1
2
3
4
5
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
5 CP
5. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
a) Vorlesung Embedded
3 SWS / 45 h 65 h
4 CP
Systems
1 SWS / 15 h 25 h
1 CP
b) Praktikum
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen am PC und verschiedenen Hardwareaufbauten
Gruppengröße
a) max. 50
b) max. 16
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
die Grundkonzepte von Mikrocontrollern kennen lernen und verstehen,
die Vor- und Nachteile verschiedener Architekturen verstehen,
anwendungsbereites Wissen über die on- Chip Peripherie eines
Mikrocontrollers erwerben
selbständig kleine Anwendungen mittlerer Komplexität erstellen können,
Inhalte
a) Vorlesung Embedded Systems
Grundlagen und Architekturen von Prozessorstrukturen
o Von Neumann- Rechner / Harvard- Architektur
o CISC / RISC Architekturen, CPU- Datenpad
o ALU und elementare Maschinentypen ( Akkumulatormaschiene )
o Pipelining, barrel- shifter, Daten- Hazards
o Peripherie von Mikroprozessoren ( Timer, UART, Port-Logik, ADC ...)
o Interrupt-Hardware und Verarbeitung, Polling, DMA
o standardisierte SW- Schnittstellen zur Hardware
o Übersicht, und Einführung in Entwicklungswerkzeuge ( ASM, C )
o cache Topologien und Replacement Strategien
o Echtzeit TASK- Sheduler
Programmier- und Entwufsmethoden für Software
Assemblerprogramme, und Syntax
Cross- Compiler ( C )
Ausblick auf UML, CASE- Tools, Programmierung in Struktogrammen und
State- charts
Erlernen von Beispiel CPU's
o
o
o
Freescale HCS12 / S12X oder TI MSP- 430
Programmiermodell der CPU
Aufbau und Funktion der on-Chip Peripherie ( Timer, ADC, Port,
Kommunikationsschnittstellen, UART / FULL- CAN Controller, CANBetriebsparameter )
Systempartitionierung
o
o
o
o
o jeweilige Vorteile / Nachteile / Grenzen von Hardware / Softwarelösungen
o Trade- off Leistung – Kosten
o
Programm- und Arbeitsspeicher
66
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Physikalischer Aufbau ROM, EPROM, FLASH, EEPROM
Physikalischer Aufbau RAM, D-RAM, SD-RAM
Speicherorganisation, Paging, Refresch
Vergleich der Betriebs- und Leistungsparameter
b) Praktikum
Hardwarenahes Programmieren einfacher Beispielanwendungen in C
6
7
8
9
10
11
12
13
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für alle Elektrotechnik Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften (
Automatisierungstechnik, Elektronik )
Teilnahmevoraussetzungen
Programmiersprache C, Grundlagen der Elektrotechnik
Prüfungsformen
a) Benotete schriftliche Prüfung
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
bei personellen Engpässen nur einmal jährlich
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klein
a) Prof. Klein
b) Prof. Klein
Sonstige Informationen
Literatur: Kreidl et. al. „Mikrocontroller- Design “, Herrmann: „ Rechnerarchitektur“,
Sturm: „ Mikrocontrollertechnik“
67
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Technisches Englisch“
Kennnummer
Work load
150 h
1
Lehrveranstaltungen
Technisches Englisch
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
Dauer
5. Semester
1 Semester
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
2
Lehrformen
Seminar
3
Gruppengröße
Max. 20
4
Qualifikationsziele
Das Ziel dieses Seminars ist es, auf der Grundlage von „everyday English“ die vier
Kommunikationsfertigkeiten – Hören, Lesen, Sprechen und Schreiben – für den Bereich
Technisches Englisch zu entwickeln, zu festigen und zu vertiefen. Der Schwerpunkt liegt
hierbei im Bereich der mündlichen Kommunikation. Die Studenten werden, immer mit Blick
auf ihre spätere Berufstätigkeit, in die Lage versetzt, selbständig und zeitökonomisch unter
Zuhilfenahme der relevanten Hilfsmittel in der Fremdsprache zu agieren.
5
Inhalte
Im Seminar werden sowohl authentische Texte verschiedener Quellen, z.B.
Fachzeitschriften, Tageszeitungen, Berichte, Fachbücher etc., als auch für den
fremdsprachlichen Unterricht aufbereitete Texte verwendet. Diese Texte haben primär die
Funktion, die Fertigkeit des „reading for gist“ zu entwickeln. Im Anschluss daran steht eine
detailliertere Analyse des Fachinhalts in Bezug auf Verständnis, Wortschatz und
Grammatik.
Die Komponente „listening skills“ wird u.a. durch eine Reihe von Hörverständnisübungen
erarbeitet, wobei Muttersprachler realistische Alltagssituationen für den Bereich
Technisches Englisch simulieren.
Im Verlauf des Seminars kommen die unterschiedlichsten Methoden zum Einsatz:
„controlled and free practice“ von Grammatikstrukturen, Wortschatzarbeit, Textanalyse,
Sprachniveau, individuelle Präsentationen, Paar- und Gruppenarbeit, Rollenspiele,
Diskussionen etc.
Begleitend zum Präsensseminar werden Multimedia-Programme des Selbstlernzentrums
Sprachen mit in die Arbeit integriert.
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für alle Bachelor-Studiengänge der Elektrotechnik und des Maschinenbaus
7
Teilnahmevoraussetzungen
Zulassung zu einem der Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften
8
Prüfungsformen
Zulassung zur Klausur setzt eine 80% Anwesenheit im Seminar voraus
68
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
50 % benotete Mitarbeit im Seminar
50 % schriftliche Klausur
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Erfolgreiche Prüfung nach 8
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5%
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr (SS u WS)
12
Modulbeauftragter und Lehrende
a) Monika Fey-McClean OStR’in
b) Ricarda Spence StR’in
13
Sonstige Informationen
Literatur und Lernsoftware
Clarke, David u. a.: “Technical English at Work” , Cornelsen Verlag
Bauer, Hans-Jürgen: “English for Technical Purposes“, Cornelsen Verlag
Glendinning, McEwan: “Oxford English for Electronics”, Oxford University Press
Glendinning, McEwan: “O. E. for Electrical and Mechanical Engineering”, Oxford U. P
Hollett, Vicky /Sydes, John: “ Tech Talk”, Oxford University Press
CM and D Johnson: “General Engineering”, Cassel
Condensed Muret-Sanders: “German–English/English-German Dictionary”, Langenscheidt
Collins Cobuild: “Essential English Dictionary“, The University of Birmingham
RAYMOND MURPHY: “ENGLISH GRAMMAR IN USE”, CAMBRIDGE
UNIVERSITY PRESS
Swan, Micheal , Walter Catherine: “how English works”, Oxford University Press
“TechnoPlus English“, Eurokey Software GmbH
“The Winds of Change“ - Communication Strategies in English for Technical Purposes,
Max Hueber Verlag, Software
PANKHURST, JAMES U.A.: “TECHNOLOGY MATTERS”, INTERAKTIVE
SOFTWARE, CORNELSEN
69
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Team-Projektarbeit"
Kennnummer:
18-TPA-01
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
5. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
2 SWS / 30 h
10 h
Selbststudium
110 h
Kreditpunkte
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Projektarbeit
Kolloquium
2
Lehrformen
a) Teamarbeit
b) Teamkolloquium
c) Ausarbeitung Projektdokumentation und Präsentation
3
Gruppengröße
a) max. 4
b) max. 4
4
Qualifikationsziele
Ziel dieses Moduls ist es, den Studierenden anhand einer konkreten Projektaufgabe
berufspraktische Erfahrungen bei der Erarbeitung einer Lösung. Zusammenarbeit mit
Auftraggebern.
5
Inhalte
Die Aufgabenstellungen und Inhalte orientieren sich an aktuellen Industrieprojekten oder
industriellen Aufgabenstellungen. Zu den Aufgaben und Inhalten gehören im allgemeinen:
1. Erarbeitung Lastenheft
2. Erarbeitung von Lösungsalternativen
3. Entscheidung über Vorgehensweise und technische Lösungen
4. Ausarbeiten der technischen Lösung
5. Treffen von technischen Entscheidungen
6. Entscheidungsfindung im Team
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul im Hauptstudium Elektrotechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse des Projektmanagements, wie sie im gleichnamigen Modul vermittelt werden.
8
Prüfungsformen
Projektarbeit und Kolloquium bilden die Gesamtnote mit einer Gewichtung von 3:1
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Kolloquium und die Hausarbeit zusammen
bestanden wurden.
70
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr: Sommersemester und Wintersemester
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Dr. Klasen
Lehrender: alle Lehrenden im Hauptstudium Elektrotechnik
13
Sonstige Informationen
Literatur: themenabhängig
v4.1
71
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Pflichtfächer
6. Semester
72
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Ingenieurethik“
Kennnummer:
19-IETH-01
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
6. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
1 SWS / 15 h
3 SWS / 45 h
Selbststudium
15 h
75 h
Kreditpunkte
1 CP
4 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Seminar
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übung
b) Seminar mit Vorträgen und Diskussion
3
Gruppengröße
a) max. 30
b) max. 30
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen ethische Konzepte und moralische Prinzipien und ihre
Wandlungen im Laufe der Zeit kennen lernen.
Sie lernen, Prinzipien der Ethik als Richtschnur für ihr späteres berufliches Handeln zu
nutzen und setzen sich mit Ethik-Kodizes für die Ingenieurstätigkeit auseinander.
An praktischen Beispielen lernen die Teilnehmer den Umgang mit ethischen Konzepten
und die Bewältigung von Ziel- und Wertkonflikten. In der Vorstellung und Diskussion der
Fallbeispiele mit den anderen Seminarteilnehmern trainieren die Teilnehmer ihre
moralische Urteilsfähigkeit.
5
Inhalte
a) Vorlesung Ingenieurethik
o Warum Ethik?
o Philosophische Ansätze einer Ethik der Technik
ƒ Was heißt Ethik und Moral?
ƒ Ist Moral begründbar?
ƒ Ethikkonzepte
ƒ Moralische Prinzipien
ƒ Moralische Werte
ƒ Das gute Leben
ƒ Das Prinzip Verantwortung
ƒ Warum muss die Technik ein Gegenstand der Ethik sein?
ƒ Technologiefolgen-Abschätzung
ƒ Umweltethik
b) Seminar
Aus einer Liste von ca. 50 Problembeschreibungen mit ethischen Dilemmata oder
moralischen Problemstellungen aus der Arbeitswelt des Ingenieurs wählen die
Kursteilnehmer eine Aufgabe aus und erarbeiten alleine oder in kleinen Gruppen ein
max. 90-minütiges Referat mit ausführlicher Erläuterung des Problems, Vorstellung
und Bewertung von Handlungsalternativen und mit gezielter Einbindung des
Auditoriums bei der Problembearbeitung bzw. –lösung. Das Seminar schließt mit
einem Auswertungsworkshop zur Bilanzierung der Lernergebnisse.
73
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
6
Verwendbarkeit des Moduls
Pflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Keine
8
Prüfungsformen
a) Teilnahmenachweis
b) Benoteter Vortrag
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn an Teil a) aktiv teilgenommen wurde und wenn der
Vortrag unter b) bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Bongards
a) Prof. Bongards
b) Prof. Bongards und Prof. Stumpf
13
Sonstige Informationen
Ausgewählte Literatur:
Brown, M. T. (1996). Der ethische Prozeß. Strategien für gute Entscheidungen. München,
Mering: Rainer Hampp Verlag.
Lenk. H. & Ropohl. G. (Hrsg.). (1993). Technik und Ethik (2., revidierte und erweiterte Auflage). Stuttgart: Reclam.
Staehli, F. (1998). Ingenieurethik an Fachhochschulen. Aarau: Sauerländer.
Düwell, M., Hübenthal, Ch. & Werner, M. H. (Hrsg.). (2006). Handbuch Ethik (2.,
aktualisierte und erweiterte Auflage). Stuttgart: Verlag J. B. Metzler.
74
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Wahlpflichtfächer - 6. Semester
75
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul "Personalführung"
Kennnummer:
WPF-PEF
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
6. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
4 SWS / 60 h
Selbststudium
90 h
Kreditpunkte
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Seminar
2
Lehrformen
Lehrvortrag durch Dozenten, Gruppenarbeiten, Gesprächssimulationen/Rollenspiele,
Fallanalysen, Präsentationen von Studierenden
3
Gruppengröße
max. 20
4
Qualifikationsziele
Ziel dieses Moduls ist es, dass die Teilnehmenden handlungsrelevantes und
wissenschaftlich fundiertes Wissen zum Themenbereich "Personalführung" aufbauen, das
sie später als Führungskraft und als Geführte nutzen können. Relevante Theoriekonzepte
zu diesem Themenkomplex werden dargestellt und einschlägige empirische
Untersuchungen hierzu werden behandelt. Besonderer Wert wird auf die anschauliche
Vermittlung von praktikablen Instrumenten aus diesem Bereich, wie z.B. dem Zielvereinbarungsgespräch, gelegt. Entsprechende Übungen im Rahmen von Gesprächssimulationen, die die Funktionsweise dieser Instrumente aufzeigen, werden durchgeführt.
Unter der Personalauswahl- und Personalentwicklungsinstrumenten wird vertieft auf das
Assessment Center eingegangen, da die hier behandelten Probleme des Beobachtens,
Beurteilens und Rückmeldens bis in den Führungsalltag hinein von Bedeutung sind.
Aufgrund der gegenwärtig und künftig hohen Relevanz internationalen Managements
werden ferner Grundkonzepte, empirische Studien und Gestaltungsansätze zum
interkulturellen Managementhandeln (z.B. Auslandsentsendung) thematisiert.
5
Inhalte
Grundlagen der Personalführung
• Führungsdefinitionen
• Führung und Macht in Organisationen
• Rollenkonzept der Führung
• Empirische Studien zum Führungsalltag in Organisationen
• Modelle
der
Führungsforschung
(Verhaltenstheoretische
Transformationale Führung …)
• Instrumente zur Führungsstilanalyse
Ansätze,
Konflikte als Bestandteil organisationsinterner Prozesse
• Kommunikative Grundlagen des Konfliktgeschehens
• Modelle zu Arten und Bewältigungsmechanismen von Konflikten
Instrumente der Personalführung
• Überblick
• Jährliches Mitarbeitergespräch
• Zielvereinbarungs- und Entwicklungsgespräch
76
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Instrumente der Personalauswahl und –entwicklung
• Überblick
• Assessment Center
• Teamentwicklung
Aspekte internationalen Managements
• Definition von Grundbegriffen (Kultur, interkulturelle Kompetenz …)
• Zentrale Kulturmerkmale und -unterschiede
• Interkulturelle Anpassungsverläufe
• Empirische Ergebnisse der Forschung zu Auslandsentsendungen
• Ansätze interkulturellen Trainings
6
Verwendbarkeit des Moduls
Schwerpunktmodul für den Bachelor-Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen
Wahlpflichtfach für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Bestandenes Grundstudium
8
Prüfungsformen
a) Präsentation zu einem ausgewählten Thema; b) Klausur
Bildung einer Gesamtnote unter Gewichtung von a) und b) im Verhältnis 1:1
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde, was
über die Präsentation und schriftlichen Bericht zu einem ausgewählten Thema ermittelt
wird.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr (Sommersemester und Wintersemester)
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Stumpf; Lehrender: Prof. Stumpf
13
Sonstige Informationen
Ausgewählte Literatur:
Bergemann, N. & Sourisseaux, A. L. J. (Hrsg.) (2003). Interkulturelles Management (3.,
vollständ. überarbeitete und erweitere Auflage). Berlin: Springer.
Gebert, D. (2002). Führung und Innovation. Stuttgart: Kohlhammer.
Neuberger, O. (1991). Führen und geführt werden. Stuttgart: F. Enke Verlag.
Schuler, H. (Hrsg.). (2001). Lehrbuch der Personalpsychologie. Göttingen: Hogrefe.
Stumpf, S. & Thomas, A. (Hrsg.). (2003). Teamarbeit und Teamentwicklung. Göttingen:
Hogrefe.
Thomas, A., Kinast, E.-U. & Schroll-Machl, S. (Hrsg.). (2003). Handbuch interkulturelle
Kommunikation und Kooperation, Bd. 1: Grundlagen und Praxisfelder. Göttingen:
Vandenhoeck & Ruprecht.
77
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Personalentwicklung für Ingenieure“
Kennnummer:
WPF-PEE
Work load
150 h
Kreditpunkte
5 CP
Studiensemester
6. Sem.
Dauer
1 Sem.
Kontaktzeit
3 SWS / 45h
Selbststudium
105 h
Kreditpunkte
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Seminar
2
Lehrformen
Lehrvortrag durch Dozenten, Übungen.
Projektarbeit.
3
Gruppengröße
max. 25
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden lernen in der Veranstaltung die Assessment-Center-Methodik kennen,
die in vielen Unternehmen zur externen und internen Personalauswahl sowie zur
Personalentwicklung eingesetzt wird. In einem einführenden Lehrvortrag werden die
Studierenden mit den zentralen Komponenten von Assessment Centern
(Anforderungsprofil, Übungen, Beobachtungs- und Beurteilungssystematik,
Rückmeldeprozedere) und deren Gestaltungsprinzipien vertraut gemacht. In einer darauf
aufbauenden Projektarbeit werden in Projektteams ausgewählte Komponenten eines
Assessment Centers, das auf die Simulation relevanter Aspekte aus dem Tätigkeitsfeld
von Ingenieuren abzielt, entwickelt, erprobt und evaluiert. Studierende lernen in diesem
Entwicklungsprozess sehr plastisch die Anforderungen kennen, die im Berufsleben an die
Selbstmanagement-, Sozial- und Führungskompetenz von Ingenieuren gestellt werden. Im
Zuge der Erprobung und Durchführung des Assessment Centers werden Beobachtungs-,
Beurteilungs- und Rückmeldefähigkeiten als spezifische Kompetenzen der
Mitarbeiterführung entwickelt. Ferner trainieren die Studierenden im Rahmen der
Projektarbeit ihre Projektmanagement- und Teamfähigkeiten.
5
Inhalte
• Überblick zu Personalentwicklungsmethoden
• Einführung in die Assessment Center Methodik: Überblick über Aufbau und Ablauf
eines Assessment Centers; zentrale Komponenten eines Assessment Centers;
wissenschaftliche Befunde zu Aussagekraft und Nutzen von Assessment Centern;
Qualitätsstandards für die Entwicklung und Implementierung von Assessment Centern.
• Definition eines Projektes zur Entwicklung, Erprobung und Evaluierung spezifischer auf
die Ingenieurstätigkeit bezogener Assessment-Center-Komponenten. Projektplanung.
• Vorbereitung der Studierenden auf die Übernahme spezifischer Funktionen im
Assessment Center, hier insbesondere Beobachtertraining (Prinzipien der
Verhaltensbeobachtung und –beurteilung, Beobachtungsfehler, Handhabung von
Beobachtungsinstrumenten wie Checklisten und Urteilsskalen,
Beurteilungsformulierung, Rückmeldungsgespräch).
• Projektdurchführung: Entwicklung, Erprobung und Evaluierung von AssessmentCenter-Komponenten. Präsentation und Diskussion von Zwischenergebnissen zu
Meilensteinterminen.
• Abschlusspräsentation der Projektergebnisse und Anfertigung eines Projektberichtes.
78
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Keine
8
Prüfungsformen
Schriftlicher Projektbericht
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde, was
über die Bewertung des schriftlichen Projektberichtes ermittelt wird.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
• SS und WS
c) SS und WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Stumpf
Modullehrender: Prof. Stumpf
13
Sonstige Informationen
Ausgewählte Literatur:
Stumpf, S. , Graner, U. & Symanzik, Th. (2001). Assessment-Center-Entwicklung als
Lernprojekt: Das Regensburger FAST-Projekt und seine Relevanz für die betriebliche
Nachwuchsförderung. In W. Sarges (Hrsg.), Weiterentwicklungen der Assessment
Center-Methode (2., überarbeitete und erweiterte Auflage, S. 125-141). Göttingen:
Hogrefe.
Stumpf, S., Luft, S. & Wolf, Ch. (2005). Ingenieure benötigen mehr als Fachwissen: Ein
Förder-Assessment-Center für Studierende der Ingenieurwissenschaften.
Arbeitsbericht, FH Köln, Campus Gummersbach.
Sünderhauf, K., Stumpf, S. & Höft, S. (Hrsg.). (2005). Assessment Center. Von der
Auftragsklärung bis zur Qualitätssicherung. Ein Handbuch von Praktikern für Praktiker.
Lengerich: Pabst Science Publishers.
Thornton, G. C. III & Mueller-Hanson, R. A. (2004). Developing organizational simulations.
A guide for practitioners and students. Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum.
Thornton, G. C. III & Rupp, D. E. (2006). Assessment Centers in human resource
management. Strategies for prediction, diagnosis, and development. Mahwah, NJ.:
Lawrence Erlbaum.
79
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Aktoren und Sensoren in der industriellen Anwendung“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
WPF-AS
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Aktoren und Sensoren in der
industriellen Anwendung
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Referat
3
Gruppengröße
max. 40
4
Qualifikationsziele
In diesem Modul sollen die Studierenden in der industriellen Praxis eingesetzte
Gerätetechnik in den Bereichen der Sensorik und Aktorik kennen lernen. Im Gegensatz zu
Lehrveranstaltungen, die sich schwerpunktmäßig mit dem Aufbau elektronischer
Schaltungen beschäftigen, geht es hier primär um die physikalisch-technischen
Grundlagen von Sensor- und Aktorsystemen sowie um deren gerätetechnische
Realisierung. Aufbauend auf der Kenntnis der möglichen physikalisch-technischen
Prinzipien sollen die Studierenden in der Lage sein
o Aufgaben- und Problemstellungen der Sensorik und Aktorik zu erfassen und zu
analysieren,
o geeignete Lösungsmethoden auszuwählen, sowie
o die Resultate zu präsentieren.
5
Inhalte
o Grundlagen der Messtechnik
o Messsysteme mit ohmschen und kapazitiven Sensoren
o Messsysteme mit induktiven und magnetischen Sensoren
o Messsysteme mit gravimetrischen Sensoren
o Messsysteme mit thermischen Sensoren
o Messsysteme mit Piezosensoren
o Messsysteme mit ionenleitenden Sensoren
o Messsysteme mit Laufzeit- und Doppler-Sensoren
o Messsysteme mit optischen Sensoren
o Elektromotoren (realisierungstechnische Aspekte, kein Ersatz für Grundlagen)
o Stellventile
o Regler ohne Hilfsenergie
o Wägetechnik
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Studiengang Elektrotechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
keine
80
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
8
Prüfungsformen
Benotung der schriftlichen Ausarbeitung und Ergebnispräsentationen (Verhältnis für
Notenbildung 2:1).
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Das Modul ist bestanden, wenn die Prüfung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
WS oder SS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrender: Prof. Scheuring
13
Sonstige Informationen
keine
81
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Optimierung technischer Prozesse“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
WPF-OPT
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Optimierung technischer
Prozesse
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Lehrgespräch, Übung
3
Gruppengröße
max. 40 (Übungsgruppen ca. 4)
4
Qualifikationsziele
In diesem Modul sollen die Studierenden die Grundlagen der Optimierung technischer
Prozesse kennen lernen und auf einfache Problemstellungen selbständig anwenden
können.
5
Inhalte
o Gütekriterien
o Lineare und nichtlineare Optimierung
o Stationäre und dynamische Optimierung
o Optimierung von Systemen ohne Nebenbedingungen
o Optimierung von Systemen mit Gleichungsnebenbedingen
o Optimierung von Systemen mit Ungleichungsnebenbedingungen
o Abbildung bzw. Transformation „realer“ Aufgabenstellungen in Standardformen, die
von numerischen Optimierungspaketen gelöst werden können
o Optimierungsalgorithmen des Softwarepakets Matlab
o Viele Anwendungsbeispiele zu obigen Themen
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Studiengang Elektrotechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
keine
8
Prüfungsformen
Benotung der schriftlichen Ausarbeitungen und Ergebnispräsentationen (Verhältnis für
Notenbildung 3:1).
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Das Modul ist bestanden, wenn die Prüfung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
82
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
1 mal pro Jahr
WS oder SS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrender: Prof. Scheuring
13
Sonstige Informationen
keine
83
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Reglerentwurf im Zustandsraum“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
WPF-RZ
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Reglerentwurf im Zustandsraum
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Lehrgespräch, Übung
3
Gruppengröße
max. 40 (Übungsgruppen ca. 4)
4
Qualifikationsziele
Aufbauend auf der Basisvorlesung Regelungstechnik werden die Studierenden weiter in
die Theorie der Regelungstechnik eingeführt. Als Ergebnis sollen sie die Gebiete
o Systemtheorie im Zustandsraum,
o Reglerentwurf im Zustandsraum und
o Zustandsbeobachter
verstehen und selbständig anwenden können.
5
Inhalte
o Anforderungen an Regelkreise
o Auswahlkriterien für Mess-, Regel- und Stellgrößen
o Grundstrukturen von Regelungen
o SISO- und MIMO-Regelsysteme
o Einführung in die Zustandsraumdarstellung (ZR)
o Gleichgewicht und Stabilität im ZR
o Nichtlineare Systeme und Linearisierung im ZR
o Kompositionale Modellbildung im ZR
o Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit
o Zustandsrückführung
o Dynamischer Mehrgrößenregler
o Beobachter
o Viele Übungsaufgaben zu obigen Themen
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Studiengang Elektrotechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Besuch der Vorlesung Regelungstechnik
8
Prüfungsformen
Benotung der schriftlichen Ausarbeitungen und Ergebnispräsentationen (Verhältnis für
Notenbildung 3:1).
84
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Das Modul ist bestanden, wenn die Prüfung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
WS oder SS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrender: Prof. Scheuring
13
Sonstige Informationen
Literatur:
o Lunze, J.: Automatisierungstechnik – Methoden für die Überwachung und
Steuerung kontinuierlicher und ereignisdiskreter Systeme, Oldenbourg Verlag,
München 2003
o Freund, E.: Regelungssysteme im Zustandsraum I, Oldenbourg Verlag, München
1987
o Weinmann, A.: Regelungen – Analyse und technischer Entwurf, Springer Verlag,
Wien 1994
85
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Simulationstechnik“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
WPF-ST
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Simulationstechnik
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Lehrgespräch, Übung
3
Gruppengröße
max. 40 (Übungsgruppen ca. 4)
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen die grundlegenden Methoden der Simulation kontinuierlicher
Systeme verstehen. Im Weiteren sollen sie unter Nutzung von Simulationswerkzeugen
eigenständig kleinere Problemstellungen abbilden und simulieren können.
5
Inhalte
o Grundlagen von Systemanalyse und Systemtheorie
o Modellklassifikation
o Modellierung dynamischer Systeme
o Modellgleichungen auf Basis von „First-Principle“-Modellen
o Modellgleichungen auf Basis von „Black-Box“-Modellen
o Parameterschätzung von „Black-Box“-Modellen
o Grundlagen der Numerik
o Numerische Integration gewöhnlicher DGL-Systeme
o Gleichungsorientierte Simulation in der Umgebung Matlab/Simulink
o Blockorientierte Simulation in der Umgebung Matlab/Simulink
o Modellierung und simulative Untersuchung vieler Anwendungsbeispiele
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Studiengang Elektrotechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Keine
8
Prüfungsformen
Benotung der schriftlichen Ausarbeitungen und Ergebnispräsentationen (Verhältnis für
Notenbildung 3:1).
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Das Modul ist bestanden, wenn die Prüfung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
86
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
11
v4.1
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
WS oder SS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrender: Prof. Scheuring
13
Sonstige Informationen
keine
87
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Mobile Automation – Industrielle Anwendungen“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
WPF MobA
150 h
5 CP
6. Semester
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Mobile Automation
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Lehrgespräch, Übung, Vortrag
3
Gruppengröße
max. 40 (Übungsgruppen ca. 4)
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden erhalten einen Überblick über die in der Automation einsetzbaren
Wireless-Technologien und -Lösungen. Sie lernen anhand aktueller F&E-Projekte die
Möglichkeiten und Grenzen der Wireless-Technologien in der Automation einzuschätzen.
5
Inhalte
• Grundlagen Wireless-Standards
• Netzwerkinfrastrukturen
• Mobilfunknetze, Netzwerkübergänge
• Sensornetze
• M2M-Kommunikation
• Mobile Maintenance
• Mobile Security
• Präsentation der Ergebnisse und Abschlussbericht
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik und Technische Informatik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Grundkenntnisse Informatik und Kommunikationstechnik
8
Prüfungsformen
Benotung der schriftlichen Ausarbeitungen und Vortrag (Verhältnis für Notenbildung 3:1).
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Das Modul ist bestanden, wenn die Prüfung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
WS oder SS
88
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klasen
hauptamtlich Lehrender: Prof. Klasen
13
Sonstige Informationen
Aktuelle Informationen zu den genannten Themenbereichen:
www.webmation.de und www.industrial-security.de
v4.1
89
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Industrial Internet“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
WPF INDINT
150 h
5 CP
6. Semester
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Industrial Internet
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Lehrgespräch, Übung, Vortrag
3
Gruppengröße
max. 40 (Übungsgruppen ca. 4)
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden erhalten einen Überblick über die in der Automation einsetzbaren
Internet-Technologien. Sie lernen anhand aktueller F&E-Projekte die Möglichkeiten und
Grenzen der Internet-Technologien in der Automation einzuschätzen.
5
Inhalte
• Vertiefung der IP-basierten Protokolle
• Netzwerkinfrastruktur
• Web-Technologien in der Automation
• Teleservice
• eServices und wissensbasierte Dienstleistungen
• mobile Dienste
• Industrial Security
• Präsentation der Ergebnisse und Abschlussbericht
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik und Technische Informatik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Grundkenntnisse Informatik und Kommunikationstechnik
8
Prüfungsformen
Benotung der schriftlichen Ausarbeitungen und Vortrag (Verhältnis für Notenbildung 3:1).
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Das Modul ist bestanden, wenn die Prüfung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
WS oder SS
90
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klasen
hauptamtlich Lehrender: Prof. Klasen
13
Sonstige Informationen
Aktuelle Informationen zu den genannten Themenbereichen:
www.webmation.de und www.security-in-automation.com
v4.1
91
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Industrial Security“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
WPF ISEC
150 h
5 CP
6. Semester
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Industrial Security
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Lehrgespräch, Übung, Vortrag
3
Gruppengröße
max. 40 (Übungsgruppen ca. 4)
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden erwerben vertiefende Kenntnisse über die in der Automation zu
berücksichtigenden Security-Aspekte. Sie können das Security-Vorgehensmodell auf die
Entwicklung und den Einsatz security-relevanter Geräre, Systeme und Anlagen anwenden
und kennen angemessene Security-Maßnahmen.
5
Inhalte
• Vorgehensmodell VDI 2182
• Schutzziele und Bedrohungsszenarien
• Risiken und Maßnahmen
• Monitoring von Automatisierungsprotokollen
• Security-Aspekte von Automatisierungsprotokollen
• Präsentation der Ergebnisse und Abschlussbericht
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik und Technische Informatik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Grundkenntnisse Informatik und Kommunikationstechnik
8
Prüfungsformen
Benotung der schriftlichen Ausarbeitungen und Vortrag (Verhältnis für Notenbildung 3:1).
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Das Modul ist bestanden, wenn die Prüfung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
WS oder SS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
92
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modulbeauftragter: Prof. Klasen
hauptamtlich Lehrender: Prof. Klasen
13
Sonstige Informationen
Aktuelle Informationen zu den genannten Themenbereichen:
www.security-in-automation.com
93
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Computational Intelligence – Industrielle Applikationen“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
CIA
150 h
5 CP
6 Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Computational Intelligence –
Industrielle Applikationen
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Lehrgespräch, Übung
3
Gruppengröße
max. 40 (Übungsgruppen ca. 4)
4
Qualifikationsziele
Es wird ein Einblick in industrielle Anwendungen von CI-Verfahren (Fuzzy-Control,
Neuronale Netze und Genetische Algorithmen) gegeben und ihr Einsatz an industriellen
Applikationen aus der Umwelttechnik geübt.
5
Inhalte
• Auffrischen der Kenntnisse über Fuzzy-Control
• Erarbeiten / Repetition von Prinzip und Funktion Neuronaler Netze und Genetischer
Algorithmen
• Einsatz von Fuzzy-Reglern in der Simulationsumgebung Winfact
• Betrieb von Neuronalen Netzen mit Matlab oder mit proprietärer Software
• Erlernen der Handhabung von Neuronalen Netzen zur Vorhersage von
Betriebszuständen an Kläranlagen
• Aufbau eines prädiktiven Reglers am Simulationsmodell mit Neuronalen Netzen
und mit Fuzzy-Control
• Präsentation der Ergebnisse und Abschlussbericht
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Studiengang Elektrotechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
keine
8
Prüfungsformen
Benotung der schriftlichen Ausarbeitungen und Ergebnispräsentationen (Verhältnis für
Notenbildung 3:1).
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Das Modul ist bestanden, wenn die Prüfung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
94
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
1 mal pro Jahr
WS oder SS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrender: Prof. Bongards
13
Sonstige Informationen
Die Ausbildung im WPF wird eingebunden in unsere aktuellen Forschungsprojekte im
Bereich Umwelttechnik, womit eine Ausbildung auf dem aktuellen Stand der
internationalen F&E im Bereich der Automatisierung der Abwassertechnik gewährleistet
ist.
95
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Steuern und Regeln in der Umwelttechnik“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
SRU
150 h
5 CP
6 Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Steuern und Regeln in der
Umwelttechnik
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Lehrgespräch, Übung
3
Gruppengröße
max. 40 (Übungsgruppen ca. 4)
4
Qualifikationsziele
Es wird ein Überblick der steuer- und regelungstechnischen Aufgaben in ausgewählten
Gebieten der Umwelttechnik, speziell in der Abwassertechnik, gegeben und erste
praktische Erfahrungen an konkreten Aufgaben gesammelt.
5
Inhalte
• Funktionsprinzip abwassertechnischer Anlagen
• Simulation abwassertechnischer Anlagen
• Erarbeitung der Theoretischen Grundlagen: Regelungsverfahren für die
Sauerstoffzufuhr beim Belebungsverfahren
• Erarbeitung der Theoretischen Grundlagen: Steuern und Regeln der N-Elimination
beim Belebungsverfahren
• Integration von linearen PID-Reglern für den Sauerstoffeintrag in das
Simulationsmodell
• Einfache betriebswirtschaftliche Analyse unterschiedlicher Regelungsverfahren
• Präsentation der Ergebnisse und Abschlussbericht
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Studiengang Elektrotechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
keine
8
Prüfungsformen
Benotung der schriftlichen Ausarbeitungen und Ergebnispräsentationen (Verhältnis für
Notenbildung 3:1).
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Das Modul ist bestanden, wenn die Prüfung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
96
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
1 mal pro Jahr
WS oder SS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrender: Prof. Bongards
13
Sonstige Informationen
Die Ausbildung im WPF wird eingebunden in unsere aktuellen Forschungsprojekte im
Bereich Umwelttechnik, womit eine Ausbildung auf dem aktuellen Stand der
internationalen F&E im Bereich der Automatisierung der Abwassertechnik gewährleistet
ist.
97
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Evolutionäre Algorithmen in der Robotik“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
EAR-01
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
2 SWS / 30 h
2 SWS / 30 h
45 h
45 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Seminar, Übungen
b) Projektarbeit
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 8
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden werden mit aktuellen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in einem
interdisziplinären Bereich von Evolutionären Algorithmen und Robotik vertraut gemacht.
Dabei werden praktische Kenntnisse über Werkzeuge und Methoden sowohl
softwaretechnischer Art als auch zur Programmierung von Robotern vermittelt.
Generell ist es das Ziel, die Studierenden in die Lage zu versetzen, aufbauend auf den in
der Lehrveranstaltung vermittelten Kenntnissen in Teilbereichen der Entwicklung von
Autonomen Robotern und der Programmierung von Industrierobotern mitzuwirken.
5
Inhalte
a) Vorlesung Evolutionäre Algorithmen in der Robotik
o Grundlagen zu Evolutionäre Algorithmen (EA)
o Evolutionsstrategie
o Evolutionärer Algorithmus in der Roboterprogrammierung
o Parameter und Modellbildung eines EAs für Roboter
b) Projektarbeit
Bearbeitung von Einzelprojekten unter Einsatz eines Evolutionären Algorithmus’ für die
zeitliche Steuerung von Prozessabläufen
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studieng Elektrotechnik/Automatisierungstechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Grundlage sind Kenntnisse im Fach „Informatik“, „Programmieren“ und „Softcomputing“.
8
Prüfungsformen
a) Klausur
b) Benotung der Implementierungen, schriftlichen Ausarbeitungen und
Ergebnispräsentationen (Verhältnis für Notenbildung 1:1:1).
Gesamtnote ergibt sich aus a) und b) im Verhältnis 1:2.
98
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
9
v4.1
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr im SS
a) SS
b) SS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Blume
a) Prof. Blume
b) Prof. Blume
13
Sonstige Informationen
-
99
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Parallele Prozesse und Betriebssysteme“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
PBS-01
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
45 h
45 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Übungen
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag
b) Angeleitete Übungen
3
Gruppengröße
a) max. 40
b) max. 3
4
Qualifikationsziele
Ziel ist die Vermittlung von Grundwissen über parallele Prozesse (Tasks) sowie den
Aufbau und die Wirkungsweise von Betriebssystemen. Die Studierenden sollen die
Problematik und unterschiedlichen Konzepte der Programmierung paralleler Prozesse
kennen lernen sowie deren Umsetzung in Betriebssystemen.
Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, bei der Auswahl und Anpassung von
Betriebssystemen mitzuwirken. Durch die vermittelten Kenntnisse sollen sie auch parallele
Programmabläufe sicher programmieren und synchronisieren können.
5
Inhalte
a) Vorlesung Parallele Prozesse und Betriebssysteme
Einführung, Begriffe, Übersicht
Betriebssystemarten und -aufbau
Prozesse und Tasks
Parallele Abläufe
Synchronisationsmechanismen
Prozesskommunikation
Strategien der Prozessorzuteilung
Speicherverwaltung
Beispiele für Betriebssysteme
b) Übungen
Bearbeitung von Übungsaufgaben zur Programmierung paralleler Ablaufe und
Betriebssystemverwaltung
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studieng Elektrotechnik/Automatisierungstechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Grundlage sind Kenntnisse im Fach „Informatik“, „Programmieren“.
100
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
8
Prüfungsformen
a) Klausur
b) keine
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
v4.1
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr im WS
a) WS
b) WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Blume
a) Prof. Blume
b) Prof. Blume
13
Sonstige Informationen
-
101
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Softwareprojekt“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
SWP-01
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
1 SWS / 15 h
3 SWS / 45 h
30 h
60 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Seminar
b) Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Seminaristische Veranstaltung
b) Angeleitete Projektarbeit
3
Gruppengröße
a) max. 20
b) max. 10
4
Qualifikationsziele
Ziel der Lehrveranstaltung ist die Umsetzung der in den vorherigen Vorlesungen
Programmieren und Softwaretechnik gewonnen Fähigkeiten und Kenntnissen in einem
praktischen Projekt. Die Studierenden sollen anhand einer umfangreicheren
Implementierungsaufgabe die praktische Bewältigung programmier- und
kommunikationstechnischer Probleme erlernen und trainieren.
Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, bei größeren Softwareprojekten
adäquat mitwirken und mit Informatikern zusammenarbeiten zu können. In diesem
Rahmen sollen auch die sozialen Kompetenzen und Teamfähigkeit weiter ausgebaut
werden.
5
Inhalte
a) Seminar Softwareprojekt
Methoden und Werkzeuge zur Softwareerstellung
Projektorganisation
Analyse der Softwareaufgabe und Schnittstellendefinition
Definition eines Zeitplanes und von Milestones
Präsentation der Implementierungsergebnisse
b) Projektarbeit
Bearbeitung einer Softwareaufgabe und Implementierung eines Programms in einem
Team
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studieng Elektrotechnik/Automatisierungstechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Grundlage sind Kenntnisse im Fach „Informatik“ und „Programmieren“.
8
Prüfungsformen
a) keine
b) Benotung der Implementierung, schriftlichen Ausarbeitungen und
102
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Ergebnispräsentationen (Verhältnis für Notenbildung 1:1:1).
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr im SS
a) SS
b) SS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Blume
a) Prof. Blume
b) Prof. Blume
13
Sonstige Informationen
-
103
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Vertiefung Programmieren“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
VPR-01
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
SWS / 15 h
SWS / 45 h
30 h
60 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Vorlesung
Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Vorlesung
b) Angeleitete Projektarbeit
3
Gruppengröße
a) max. 20
b) max. 3
4
Qualifikationsziele
Ziel der Lehrveranstaltung ist die Erweiterung und Vertiefung der in der vorherigen
Vorlesungen Programmieren gewonnen Fähigkeiten und Kenntnissen in einem
praktischen Projekt. Die Studierenden sollen anhand von Implementierungsaufgaben neue
Bereiche der Programmierung erlernen und trainieren.
Neben den programmiertechnischen Fähigkeiten sollen auch die sozialen Kompetenzen
und die Teamfähigkeit weiter ausgebaut werden.
5
Inhalte
a) Vorlesung Vertiefung Programmieren
Erweiterung der prozeduralen Programmierung durch die Objektorientierte
Programmierung
Maschinennahes Programmieren
Gemeinsame Spezifikation von Softwareaufgaben
Definition eines Zeitplanes und von Milestones
b) Projektarbeit
Angeleitetes Einarbeiten und Bearbeitung einer Softwareaufgabe
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studieng Elektrotechnik/Automatisierungstechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Grundlage sind Kenntnisse im Fach „Informatik“ und „Programmieren“.
8
Prüfungsformen
a) keine
b) Benotung der Implementierung, schriftlichen Ausarbeitungen und
Ergebnispräsentationen (Verhältnis für Notenbildung 1:1:1).
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
104
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr im WS
a) WS
b) WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Blume
a) Prof. Blume
b) Prof. Blume
13
Sonstige Informationen
-
105
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Konzepte und Implementierung von AD-/DA-Wandlern“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
ADDA-01
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
2 SWS / 30 h
2 SWS / 30 h
30 h
60 h
2 CP
3 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, seminaristische Lehrveranstaltung
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 24
b) max. 8
4
Qualifikationsziele
Detaillierte Kenntnisse der Eigenschaften verschiedener Wandler-Architekturen und ihre
Einsatzbereiche
ein guter Überblick über die verschiedenen Aspekte beim Entwurf von Nyquist-Raten- und
Sigma-Delta-Wandlern und erste Erfahrungen bei der Implementierung
Grundkenntnisse in der Charakterisierung von AD- und DA-Wandlern
5
Inhalte
a) Vorlesung Konzepte und Implementierung von AD-/DA-Wandlern (im Aufbau)
Nyquist-Raten-ADCs: Quantisierung, Offset, Verstärkungsfehler (jeweils ADC
und DAC), Definitionen der integralen Nichtlinearität, Monotonie, missing
code, Auswirkung von Matching-Problemen
Nyquist-Raten-ADCs: dynamisches Verhalten verschiedener Architekturen,
THD, SNDR, ENOB
Nyquist-Raten-ADCs: verschiedene Architekturen im Detail
Nyquist-Raten-ADCs: messtechnische Charakterisierung
Sigma-Delta-Wandler: Struktur ADC, DAC, Aspekte der Überabtastung, UpSampling, Down-Sampling, Multiraten-Filter
Sigma-Delta-Loops: Noise-Shaping, STF, NTF für verschiedene Architekturen
Sigma-Delta-Loops: Single-Loop- und Multi-Loop-Architekturen (AD, DA)
Sigma-Delta-Loops: Töne, Stabilität, Dithering, SDNR = f(Vin),
Aussteuergrenzen, dynamisches Verhalten, Verhalten des gesamten Wandlers
b) Praktikum Konzepte und Implementierung von AD-/DA-Wandlern (im Aufbau)
Messtechnische Charakterisierung von Nyquist-Raten-Wandern
Ergänzung von analogen und digitalen Funktionsblöcken eines pipelined ADC
Einfluss der Verstärkung der 1. Stufe beim Single-Loop-SD-ADC
VHDL-Code für den SD-Loop eines DA-Wandlers und Experimente zur
Auflösung (1-, 3-, 5-Bit-Quantisierer), Stabilität und Betriebsgrenzen (auf
FPGA)
106
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
6
v4.1
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/ Elektronik und
Elektrotechnik/Automatisierungstechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Digitale Systeme und Analoge Systeme vermittelt werden
8
Prüfungsformen
a) Klausur bzw. mündliche Prüfung
b) Leistungsnachweis durch erfolgreiche Teilnahme an den Übungen und praktischen
Aufgaben
Bildung der Modulnote: siehe 8a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
a) nach Bedarf und Absprache mit den Studierenden
b) nach Bedarf und Absprache mit den Studierenden
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Kampmann
a) Prof. Kampmann
b) Prof. Kampmann
13
Sonstige Informationen
Für System-Simulationen und Verifikation von VHDL-Code und analogen Schaltungsteilen
wird der VHDL-AMS-Simulator im IC-Flow (Mentor Graphics) eingesetzt. Zur VHDL-CodeSynthese kommen die Werkzeuge von Synopsys zum Einsatz. Als Technologien werden
die 0.5 µm-Technologie der Fa. AMI (Europractice) und Altera FPGAs verwendet. Falls
aus QdL-Mitteln finanzierbar, soll der Desktop der Entwicklungsumgebungen exportiert
werden (NXclient), so dass die Studierenden ohne Installationsaufwand einen
permanenten Zugang auch von externen Rechnern erhalten.
Literatur:
VAN DE PLAASCHE, R., CMOS INTEGRATED ANALOG-TO-DIGITAL AND
DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTERS,
ISBN 1-4020-750-6
BAKER, J.R., CMOS - MIXED SIGNAL CIRCUIT DESIGN, ISBN 0-471-22754-4
107
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
NORSWORTHY, S.R. ET.AL., DELTA-SIGMA DATA CONVERTERS, ISBN 07803-1045-4
Schreier, R., Temes, G.C., Understanding Delta-Sigma-Converters, ISBN 0-471-46585-2
108
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Analoghochsprachen“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
ANAH-01
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
2 SWS / 30 h
2 SWS / 30 h
30 h
60 h
2 CP
3 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, seminaristische Lehrveranstaltung
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 24
b) max. 8
4
Qualifikationsziele
vertiefte Kenntnisse der Funktionsweise von Analog-Simulatoren
Anfangserfahrungen in einer Analog-Hochsprache (VHDL-AMS)
Kenntnisse in der Modellierung von Funktionsblöcken auf unterschiedlichen
Abstraktionsebenen
erste Einblicke in die Bauelemente-Modell-Entwicklung und Parameter-Extraktion
5
Inhalte
a) Vorlesung Analoghochsprachen
Vorbetrachtungen zur Simulation analoger (bzw. analog/digitaler) Systeme und
zur Modellentwicklung, Netzwerk-Darstellung in der Elektronik, Hydraulik,
Mechanik
Knotenadmittanzverfahren, Eigenschaften der Admittanzmatrix
Eintrag (Stamp) einzelner Elemente in der Matrix (passive Elemente, gesteuerte
Quellen)
Modifiziertes Knotenadmittanzverfahren, Tableau-Formulierung
Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme: Newton-Verfahren
Lösung von linearen DGLs: einfache Integrationsverfahren, Integrationsordnung
und Abbruchfehler, Stabilität dieser Verfahren
Lösung eines Systems von nichtlinearen zeitabhängigen DGLs
verschiedene Systeme und ihre Darstellung in einer Simulation
Aufbau und Anwendung der Analog-Hochsprache VHDL-AMS
Grundlegender Aufbau der Sprachelemente
Ableitung nach der Zeit, implizite Integration
Modellierung im Frequenzbereich
Zusammenspiel von Analog-Simulator und ereignisgesteuerter Simulation
Modellierung und Kalibrierung, Zusammenspiel von Modell-Entwicklung und
Parameter-Extraktion in einer gemeinsamen Entwicklungsumgebung (mit
Demonstration IC-CAP(Agilent))
b) Praktikum Analoghochsprachen
109
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Ergänzung Simulator-Code (nichtlinear, transient) in 5 Versuchen
Vergleich Beschreibungsformen für einen Resonanzkreis (VHDL-AMS, analog)
Aufbau eines thermischen Netzwerks mit verschiedenen Quellen (VHDL-AMS,
analog, Kopplung elektrisch-thermisch)
AD-Wandler mit sukzessiver Approximation (VHDL-AMS, mixed signal)
PLL (VHDL-AMS, analog, 2 Abstraktionsebenen)
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/Elektronik und
Elektrotechnik/Automatisierungstechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Elektronik vermittelt werden
8
Prüfungsformen
a) Klausur bzw. mündliche Prüfung
b) Leistungsnachweis durch erfolgreiche Teilnahme an den Übungen und praktischen
Aufgaben
Bildung der Modulnote: siehe 8a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
a) nach Bedarf und Absprache mit den Studierenden, typischerweise im WS
b) nach Bedarf und Absprache mit den Studierenden, typischerweise im WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Kampmann
a) Prof. Kampmann
b) Prof. Kampmann
13
Sonstige Informationen
Es wird SaberHDL (Synopsys) und der VHDL-AMS-Simulator im IC-Flow (Mentor
Graphics) eingesetzt. Falls aus QdL-Mitteln finanzierbar, soll der Desktop der
Entwicklungsumgebungen exportiert werden (NXclient), so dass die Studierenden ohne
Installationsaufwand einen permanenten Zugang auch von externen Rechnern erhalten.
Literatur:
VLACH J., SINGAL K., COMPUTER METHODS FOR CIRCUIT ANALYSIS AND
DESIGN,
ISBN 0-442-28108-0
110
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
CHRISTEN E. ET. AL., DESIGN AUTOMATION CONFERENCE 1999: VHDLAMS TUTORIAL
ASHENDEN, P.J., ET.AL., THE SYSTEM DESIGNER'S GUIDE TO VHDL-AMS,
ISBN 1-55860-749-8
Mantooth, H.A., Fiegenbaum M., Modeling with an Analog Hardware Description
Language, ISBN 0-7923-9516-6
111
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Grundlagen IC-Design“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
GRDIC-01
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
2 SWS / 30 h
2 SWS / 30 h
30 h
60 h
2 CP
3 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, seminaristische Lehrveranstaltung
b) Übung, Praktikum
3
Gruppengröße
max. 24
max. 8
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen mit dem prinzipiellen Aufbau eines IC und den typischen
Schaltungskonzepten und analogen Funktionsgruppen vertraut gemacht werden.
Darüber hinaus soll ein grundlegendes Verständnis entwickelt werden für die
Randbedingungen und Werkzeuge, die im Design integrierter Schaltungen (ICs) eingesetzt
werden.
5
Inhalte
a) Vorlesung Grundlagen IC-Design
grundlegende Funktion, grundlegender Technologie-Schritte in einer
Bipolartechnologie, Isolation, Dotierung, simpler Inverter
Verknüpfung der technologischen Struktur mit den elektrischen Eigenschaften
für Bipolar-Diode und Transistor, detaillierte Diskussion von Kennlinien
Technologie-Ablauf einer BCD-Technologie (Bipolar-, CMOS, DMOS)
MIS-Struktur: Ladungsträgerverteilung bei verschiedenen Gate-Spannungen,
Kapazität über der Gate-Spannung, Threshold-Spannungseinstellung
MOS-Transistor: Kennlinien und Abhängigkeiten
Transmission-Gate (Aufbau, Funktion)
e-Gesetz für Treiberfähigkeit
DMOS-Transistor: Struktur, Funktion, selbstjustierende Herstellung
Überblick über Maßnahmen zur Qualitätssicherung in der IC-Fertigung
ESD-Schutz von integrierten Schaltungen
CMOS-Opamp: Grundlagen Differenzverstärker mit MOS-Transistoren,
nichtidealer Gleichlauf (Matching),
CMOS-Opamp: Kleinsignal-Beschreibung, aktive Lasten, technologischer
Bezug des Verstärkung-Bandbreite-Produkts (GBW)
Slew-Rate beim einstufigen Verstärker, Miller-Kapazität
Differentieller CMOS-Opamp mit Common-Mode-Feedback
b) Übungen und Praktikum Grundlagen IC-Design
Aufbau und Einrichtung einer Bandgab-Referenz mit Power-Up-Reset in 5
112
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Einzelversuchen
Konstruktionsaufgabe: on-Chip-Übertemperaturabschaltung mit Hysterese
CMOS: Einrichtung Umschaltpunkt CMOS-Inverter, NAND-Gatter
Ladungskompensation am CMOS-Transmission-Gate (Abhängigkeiten)
CMOS-Opamp: Bestimmung von Verstärkung, Phasenreserve, CMRR und
PSRR aus der AC-Simulation
Erweiterung mit 2. Stufe (Miller-OTA), Kompensation der 2. Polstelle für eine
brauchbare Phasenreserve (Miller-Kapazität)
Einfache Switched-Capacitor-Filter, single-ended-out und differentiell
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/ Elektronik und
Elektrotechnik/Automatisierungstechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die in den Modulen Elektronik und Analoge Systeme vermittelt werden
8
Prüfungsformen
a) Klausur bzw. mündliche Prüfung
b) Leistungsnachweis durch erfolgreiche Teilnahme an den Übungen und praktischen
Aufgaben
Bildung der Modulnote: siehe 8a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
a) nach Bedarf und Absprache mit den Studierenden, typischerweise im SS
b) nach Bedarf und Absprache mit den Studierenden, typischerweise im SS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Kampmann
a) Prof. Kampmann
b) Prof. Kampmann
13
Sonstige Informationen
Es werden die Programme Saber (Synopsys) und IC_Flow (Mentor Graphics) eingesetzt.
Als Technologie wird die 0.5 µm-Technologie der Fa. AMI (Europractice) verwendet. Falls
aus QdL-Mitteln finanzierbar, soll der Desktop der Entwicklungsumgebungen exportiert
werden (NXclient), so dass die Studierenden ohne Installationsaufwand einen
permanenten Zugang auch von externen Rechnern erhalten.
Literatur:
BAKER, J., LI, H.W., BOYCE, D.E., CMOS - CIRCUIT DESIGN, LAYOUT, AND
113
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
SIMULATION,
ISBN 0-7803-3416-7
Laker, K.R., Sansen, W.M.C., Design of Analog Integrated Circuits and Systems,
ISBN 0-07-036060-X
Johns, D.A., Martin, K., Analog Integrated Circuit Design, ISBN 0-471-14448-7
Razavi, B., Design of Analog Integrated Circuits, ISBN 0-07-118815-0
Gray, P.R., Analysis and design of analog integrated circuits, ISBN 0-471-32168-0
114
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „IC-Layout, Routing und Chip-Finishing“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
ICLAY-01
150 h
5 CP
5. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
SWS / 30 h
SWS / 30 h
30 h
60 h
2 CP
3 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, seminaristische Lehrveranstaltung
b) Praktikum
3
Gruppengröße
a) max. 8
b) max. 8
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen mit dem prinzipiellen Ablauf der Layout-Erstellung und den
typischen Fragestellungen (z.B. Leistungsverteilung, Substrat-Kopplung) vertraut sein.
5
Inhalte
a) Vorlesung IC-Layout, Routing und Chip-Finishing
Standard-Elemente in CMOS-Technologie: Zusammenhang zwischen 2DLayout-Informationen und der technologischen Struktur (3D)
Zustandekommen der geometrischen Randbedingungen (Design Rules)
Hierarchische Verwendung von Layout-Zellen, Routing auf übergeordneter
Ebene
Ablauf von IC-Projekten unter Layout-Aspekten
Prüfmethoden: DRC (design rule check), LVS (layout versus schematic), ERC
(electical rule check)
grundsätzliche Ideen zum Floor Planning von Mixed-Signal-ICs
physikalische Aspekte bei der Implementierung: Maximal-Belastungen, Einfluss
und Beherrschung von parasitären Einflüssen, Synchronisation von Laufzeiten
auf Bussen, Substratkopplung
Verifikation nach dem Layout: digital und analog, Auswertung in der
Simulation
Floorplanning-Probleme bei großen Systemen
Verbessertes Matching von analogen Komponenten: X-Anordnungen bzw.
Common-Centroid
Aspekte beim Chip-Finishing und auf Wafer-Ebene, Tape Out
b) Praktikum IC-Layout, Routing und Chip-Finishing
Layout elementarer digitaler Komponenten
Hierarchische Verwendung von Layout-Zellen, manuelles Routing
Schematic Driven Layout
Design analoger Komponenten mit gutem Matching
Extraktion von parasitären Elementen (Analog-Simulation)
115
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Placement and Routing generierter digitaler Netzlisten (aus VHDL-Synthese),
Verifikations-Simulation
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/ Elektronik und
Elektrotechnik/Automatisierungstechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Grundlagen IC-Design vermittelt werden
8
Prüfungsformen
a) Klausur bzw. mündliche Prüfung
b) Leistungsnachweis durch erfolgreiche Teilnahme an den Übungen und praktischen
Aufgaben
Bildung der Modulnote: siehe 8a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
a) nach Bedarf und Absprache mit den Studierenden, typischerweise im SS
b) nach Bedarf und Absprache mit den Studierenden, typischerweise im SS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Kampmann
a) Prof. Kampmann
b) Prof. Kampmann
13
Sonstige Informationen
Es wird die IC-Station (Mentor Graphics) eingesetzt. Als Technologie wird die 0.5 µmTechnologie der Fa. AMI (Europractice) verwendet. Falls aus QdL-Mitteln finanzierbar, soll
der Desktop der Entwicklungsumgebungen exportiert werden (NXclient), so dass die
Studierenden ohne Installationsaufwand einen permanenten Zugang auch von externen
Rechnern erhalten.
Literatur:
HASTINGS, ALAN, THE ART OF ANALOG LAYOUT, ISBN 0-13-087061-7
Clein, Dan, CMOS IC Layout, ISBN 0-7506-7194-7
116
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Fortgeschrittenes Design digitaler Systeme mit VHDL“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
SVHDL-01
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
SWS / 30 h
SWS / 30 h
30 h
60 h
2 CP
3 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
b) Praktikum
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, seminaristische Lehrveranstaltung
b) Praktikum
3
Gruppengröße
max. 24
max. 8
4
Qualifikationsziele
fundierte Kenntnisse in der Anwendung von VHDL
Kenntnis der Eigenarten von Werkzeugen für Logik- und Rechenwerks-Synthese
erste Erfahrungen mit Top-Down Entwurfsverfahren
Einblick in die Funktionsweise von programmierbaren Teilsystemen
Einblick in Arbeitsstrukturen in Projekten, in denen eine HW-Beschreibungs-sprache
(VHDL, Verilog, System-C) verwendet wird
5
Inhalte
a) Vorlesung Fortgeschrittenes Design digitaler Systeme mit VHDL
Vertiefung von VDHL, insbesondere Delta-Delay
Beschränkungen für synthesefähigen VHDL-Code
Einführung in die Funktion einer seriellen Schnittstelle: UART
Einführung in Aufbau und Funktion eines RISK-Prozessors (MIPS-Derivat, 4
Befehlstypen)
Implementierung von Pipelining
Synthese von Rechenwerken, HW-SW-Codesign
b) Praktikum Fortgeschrittenes Design digitaler Systeme mit VHDL
Aufbau und Inbetriebnahme UART (Code-Ergänzung, 3 Versuche)
Implementierung des MIPS-Derivats (Code-Ergänzung, 5 Versuche)
Einbindung eines komplexen Rechenwerks
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für den Bachelor-Studiengang Elektrotechnik/Elektronik und
Elektrotechnik/Automatisierungstechnik
7
Teilnahmevoraussetzungen
Kenntnisse, die im Modul Digitale Systeme vermittelt werden
8
Prüfungsformen
117
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
a) Klausur bzw. mündliche Prüfung
b) Leistungsnachweis durch erfolgreiche Teilnahme an den Übungen und praktischen
Aufgaben
Bildung der Modulnote: siehe 8a)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn jede einzelne Prüfungsleistung bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
a) nach Bedarf und Absprache mit den Studierenden, typischerweise im WS
b) nach Bedarf und Absprache mit den Studierenden, typischerweise im WS
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Kampmann
a) Prof. Kampmann
b) Prof. Kampmann
13
Sonstige Informationen
Zur Synthese werden Werkzeuge von Synopsys (design_analyzer, modul compiler)
eingesetzt. Als Simulator wird Modelsim von Mentor Graphics verwendet. Die
synthetisierten Netzlisten werden auf Altera-FPGAs übertragen und getestet. Falls aus
QdL-Mitteln finanzierbar, soll der Desktop der Entwicklungsumgebungen exportiert werden
(NXclient), so dass die Studierenden ohne Installationsaufwand einen permanenten
Zugang auch von externen Rechnern erhalten.
Literatur:
ROTH, CH.H.: DIGITAL SYSTEMS DESIGN USING VHDL, ISBN 0-534-95099-X
PATTERSEN D.A., HENESSY J.L., COMPUTER ARCHITECTURE, ISBN 0-12370490-1
ASHENDEN, P.J., THE DESIGNER'S GUIDE TO VHDL, ISBN 1-55860-674-2
Hunter, R.D.M., Johnson, T.T., Introduction to VHDL, ISBN 0-412-73130-4
118
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „ Digitale Regelungssysteme im KFZ “
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
ET-WPF40
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung Digitale
Regelungssysteme im KFZ
b) Praktikum / Projektarbeit
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
60 h
30 h
4 CP
1 CP
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen an vernetzten Sensorsystemen
3
Gruppengröße
a) max. 10
b) max. 10
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
die Grundkonzepte zum Aufbau von digitalen Regelungssystemen im KFZ
verstehen.
Elementare Technologien für digitale Regelungssysteme kennen lernen und
anwenden,
5
Inhalte
a) Vorlesung Digitale Regelungssysteme im KFZ
Einsatzgebiete digitaler Regler im KFZ: Temperatur, Klima,
Motormanegement,
Antriebsstrang und Fahrwerk, Regelung von Elektromotoren
Entwurf von Reglern mit Matlab
Digitale Regler mit Mikrocontrollern / DSP
vernetzte Regler und Anbindung intelligenter Sensoren
b) Praktikum
Entwurf eines digitalen Reglers Matlab
Umsetzung eines einfachen Reglers auf Mikroprozessor / DSP / FPGA
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahl- Pflichtmodul für die Elektronik im Elektrotechnik Bachelor-Studiengang der
Ingenieurwissenschaften
7
Teinahmevoraussetzungen
Mathematik 1 und 2 , Grundlagen der Elektrotechnik
8
Prüfungsformen
a) Benotete Projektarbeit
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min.
75% der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für
Prüfung unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
119
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
9
v4.1
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
bei personellen Engpässen nur einmal jährlich
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klein
a) Prof. Klein
b) Prof. Klein, Dipl. Ing. L. Buchmann
13
Sonstige Informationen
Literatur: Braess: Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, Walentowitz: Handbuch KFZElektronik
120
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Elektromagnetische Verträglichkeit“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
EMV
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
60 h
30 h
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung Elektromagnetische
Verträglichkeit
b) Praktikum / Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen EMV- Testgeräten ( Störfestigkeitsmessung / Abstrahlung in
GTEM- Zelle )
3
Gruppengröße
a) max. 10
b) max. 10
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
b.
c.
die Grundkonzepte zum Aufbau eigenstörsicherer Systeme verstehen
elementare Methoden und Schaltungstechniken zum EMV- konformen
Design kennen lernen und anwenden,
d.
Anwendungsbereites Wissen über grundlegende einschlägige Test /
Messverfahren erwerben
121
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
5
v4.1
Inhalte
a) Vorlesung Elektromagnetische Verträglichkeit
1. Anforderungen und Gesetzliche Grundlagen
•
Warum EMV- Richtlinien ? Beispiele für die Notwendigkeit
•
Richtlinien für die Industrieelektronik
•
Richtlinien für die KFZ- Elektronik
•
Herstellerspzifische Richtlinien
2. Einkopplungs / Abstrahlmechanismen
•
galvanisch
•
kapazitiv
•
induktiv
•
elektromagnetsich
•
elektrostatische Entladung
3. Gegenmassnahmen in Hardware
•
Schaltungstechnik
•
Leiterbahnführung
•
PCB- Aufbautechnik
•
Gehäusedesign (Hohlleiterausbreitung, Schirmwirkung )
•
Kabel ( Schirmung, Masseführung )
4. Gegenmassnahmen in Software
• Ein- Ausschaltsequenzen
• PWM- Ansteuerungen
5. Messverfahren
Störfestigkeitsmessung (GTEM, Stripline, Antenneneinstrahlung)
Störabstrahlung (GTEM, Stripline, Antenneneinstrahlung)
•
leitungsgeführte Störungen
•
ESD- Prüfung
•
Anforderungsklassen: Unterschiede KFZ- Elektronik, Industrieelektronik,
Medizintechnik usw.
b) Praktikum
•
•
6. Praxisübungen
•
•
•
•
6
Aufbau von Messplätzen ( Gerätekonfiguration, Entwicklung von
Messsoftware )
Leiterplattenerstellung nach EMV- Richtlinien
Störfestikeitsmessungen an Testmustern
Design von HF Filtern und Vermessung mit dem Network Analyzer
Verwendbarkeit des Moduls
Wahl- Pflichtmodul für die Elektronik im Elektrotechnik Bachelor-Studiengang der
Ingenieurwissenschaften
7
Teinahmevoraussetzungen
Mathematik 1 und 2 , Grundlagen der Elektrotechnik
122
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
8
Prüfungsformen
a) Benotete Projektarbeit
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
bei personellen Engpässen nur einmal jährlich
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klein
a) Prof. Klein
b) Prof. Klein, Dipl. Ing. L. Buchmann
13
Sonstige Informationen
Literatur: Würth: Trilogie der Induktivitäten, Franz: EMV
123
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „ Entwicklungsmethodik in der Kfz-Elektronik “
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
ET-WPF37
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
60 h
30 h
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
Entwicklungsmethodik in
der Kfz-Elektronik
b) Praktikum / Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen an Planungstools / Anforderungsmanagement, CASE- Tools
3
Gruppengröße
a) max. 10
b) max. 10
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
a. die Grundkonzepte und Methoden zum entwickeln eines KFZ- Steuergeräte
verstehen
b. elementare Prozesse für die Serieneinführung kennen lernen und anwenden,
5
Inhalte
a) Vorlesung Entwicklungsmethodik in der Kfz-Elektronik
o Planungsprozesse im Entwicklungsprozess
o Software- Prozessmodelle und CASE Tools
o
o
Hardware Verifikation und Worst- Case Toleranzberechnung mit
Schaltkreissimulatoren, Yield- Analysen
o Lasten / Pflichtenhefte
o Verifikation / Validierung
b) Praktikum
•
Entwicklung einer kleinen Baugruppe im Projektteam
•
Erstellen aller Lasten und Pflichtenhefte
•
Umsetzung der Entwicklung in Hard- und Software
•
Verifikation / Validierung
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahl- Pflichtmodul für die Elektronik im Elektrotechnik Bachelor-Studiengang der
Ingenieurwissenschaften
7
Teinahmevoraussetzungen
Mathematik 1 und 2 , Grundlagen der Elektrotechnik, Elektronische Systeme
124
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
8
Prüfungsformen
a) Benotete Projektarbeit
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
bei personellen Engpässen nur einmal jährlich
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klein
a) Prof. Klein
b) Prof. Klein, Dipl. Ing. L. Buchmann
13
Sonstige Informationen
Literatur: Braess: Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, Walentowitz: Handbuch KFZElektronik
125
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „ Kommunikations- und Datenübertragungssysteme im Kfz“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
ET-WPF38
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
60 h
30 h
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
Kommunikations- und
Datenübertragungssystemeim Kfz
b) Praktikum / Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen an vernetzten Sensorsystemen
3
Gruppengröße
a) max. 10
b) max. 10
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
die Grundkonzepte zum Aufbau moderner Bussysteme im KFZ verstehen
die Grundkonzepte zur KFZ – Diagnose verstehen
elementare Technologien für KFZ- Busvernetzungen kennen lernen und anwenden,
5
Inhalte
a) Vorlesung Kommunikations- und Datenübertragungssysteme im Kfz
Bussysteme und Interkommunikation im KFZ
•
•
CAN / LIN; serielle Busssysteme
TTP / C; Byteflight, Flexray
Softwareorganisation und Einbindung in Betriebsysteme
•
•
•
Echtzeitverhalten, Systemverfügbarkeit
Modularisierung
Betriebssystem OSEK; Übersicht über Entwicklungs- und Simulationstools
Interne Diagnose
•
Selbsttest von Elektronik, Hydraulik, Mechatronik
b) Praktikum
c) Projektarbeit mit Aufbau eines Bussystemes
d) Protokollimplementierung auf Mikrocontrollern
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahl- Pflichtmodul für die Elektronik im Elektrotechnik Bachelor-Studiengang der
Ingenieurwissenschaften
126
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
7
v4.1
Teinahmevoraussetzungen
Mathematik 1 und 2 , Grundlagen der Elektrotechnik, Embedded systems
8
Prüfungsformen
a) Benotete Projektarbeit
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
bei personellen Engpässen nur einmal jährlich
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klein
a) Prof. Klein
b) Prof. Klein, Dipl. Ing. L. Buchmann
13
Sonstige Informationen
Literatur: Braess: Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, Walentowitz: Handbuch KFZElektronik
127
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „ Mikrorechnertechnik “
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
ET-WPF41
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
60 h
30 h
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
Mikrorechnertechnik
b) Praktikum / Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen an vernetzten Sensorsystemen
3
Gruppengröße
a) max. 10
b) max. 10
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
die Grundkonzepte von 8 / 16 / 32 Bit CPU'sverstehen,
mit dem einschägigen Entwicklungswerkzuegen vertraut werden,
selbständig kleine Projekte mit 8 / 16 / 32 Bit Controllern bearbeiten können.
5
Inhalte
a) Vorlesung Mikrorechnertechnik
CPU Architekturen von 8 / 16 / 32 Bit Prozessoren
Assembler- Befehlssatz und Hochsprachenprogrammierung
Pipelining und Instruction Prefetch Methoden
Memory Management ( MMU ) und shared Memory
externer Datenbus: Timing, Setup / Hold- Zeiten
nested Interrupts und enhanced DMA
CPU Workload minimierung
on- Chip Coprozessoren ( z.B. S12 X- Gate )
Communication Qeues
Debug Schnittstellen und Methoden
System Monitoring ( externe Watchdogs, Brown- Out detection,
Spannungsüberwachung)
b) Praktikum
•
•
6
Compiler, Linker, make Files, Debugger
Erstellen einer Applikation mittlerer Komplexität
Verwendbarkeit des Moduls
Wahl- Pflichtmodul für die Elektronik im Elektrotechnik Bachelor-Studiengang der
Ingenieurwissenschaften
7
Teinahmevoraussetzungen
Mathematik 1 und 2 , Grundlagen der Elektrotechnik, Embedded Systems
128
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
8
Prüfungsformen
a) Benotete Projektarbeit
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
bei personellen Engpässen nur einmal jährlich
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klein
a) Prof. Klein
b) Prof. Klein, Dipl. Ing. L. Buchmann
13
Sonstige Informationen
Literatur: Herrmann: Rechnerarchitektur, Wayne / Wolf: Computers as Components
129
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Mikrosensorik und Sensorsysteme im Kfz“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
ET-WPF37
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
60 h
30 h
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung Mikrosensorik und
Sensorsysteme im Kfz
b) Praktikum / Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen an vernetzten Sensorsystemen
3
Gruppengröße
a) max. 10
b) max. 10
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
die Grundkonzepte zum Aufbau vernetzter Sensorsysteme im KFZ verstehen
elementare Technologien für KFZ- Sensoren kennen lernen und anwenden,
130
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
5
v4.1
Inhalte
a) Vorlesung Mikrosensorik und Sensorsysteme im Kfz
KFZ spezifische Anforderungen an Sensoren
Umweltbeständigkeit
EMV
Grosseriendesign und Worst- Case Toleranzauslegung der Hardware
Produktqualifikation
Qualitätsziele und Recycling
•
•
•
•
•
Technologien zur Realisierung von KFZ- Sensoren und Auswerteelektronik
Sensoren in Halbleitertechnologie
diskrete Sensorelemente in Dünnschichttechnologien bzw. sonstigen
Technologien
•
Simulation und Modellierung von Sensorsystemen ( VHDL- AMS, FEM )
•
Anwendungsspezifische Schaltkreise ( ASIC )
•
•
Aufbau von Sensor- Systemen
Multi- Chip Modul
monolithische Integration
PCB- Baugruppe
•
•
•
b) Praktikum
Praxisübungen
•
•
6
Projektarbeit mit Aufbau eines Sensorsystemes
Charakterisierung und Vermessung des Systemes
Verwendbarkeit des Moduls
Wahl- Pflichtmodul für die Elektronik im Elektrotechnik Bachelor-Studiengang der
Ingenieurwissenschaften
7
Teinahmevoraussetzungen
Mathematik 1 und 2 , Grundlagen der Elektrotechnik, Embedded systems
8
Prüfungsformen
a) Benotete Projektarbeit
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
131
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
10
v4.1
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
bei personellen Engpässen nur einmal jährlich
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klein
a) Prof. Klein
b) Prof. Klein, Dipl. Ing. L. Buchmann
13
Sonstige Informationen
Literatur: Braess: Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, Walentowitz: Handbuch KFZElektronik
132
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „ Elektronische Systeme in der Sicherheitstechnik “
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
ET-WPF34
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
60 h
30 h
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung Elektronische
Systeme in der Sicherheitstechnik
b) Praktikum / Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen an vernetzten Sensorsystemen
3
Gruppengröße
a) max. 10
b) max. 10
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
die Grundkonzepte zum Aufbau von vernetzter Sicherheitssysteme im KFZ oder
anderen Bereichen der Elektronik verstehen
elementare Technologien für Sicherheitssysteme kennen lernen und anwenden,
133
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
5
Inhalte
a) Vorlesung
v4.1
Elektronische Systeme in der Sicherheitstechnik
1. Übersicht über Sicherheitssysteme
• Airbag- Systeme, Lenkradschlösser, Schliesssysteme, Pedale,
Lenksysteme, Motorsteuerung, und Kraftstoffversorgung
2. Besonderheiten bei der Produktspezifikationen und Entwicklung
• Dokumentationspflichtige Teile ( D- Teile )
• gesetzliche und allgemeine Vorschriften / Verordnungen
( QS- 9000, DIN EN 292 )
• spezielle Vorschriften für elektronische Komponenten und Software
( VDE 0801 )
3. Methoden zur Fehlervermeidung
•
FMEA nach DIN 25448: Design- FMEA, Prozess- FMEA
•
FTA nach DIN 25424, Interpretation und Auswertung der Ergebnisse
•
praktische Übungen mit CAE- Tools
4. Fail- Safe Konzeption von Hardware
•
Redundante Komponenten, Bauteileauslegung und Dimensionierung
•
Eigendiagnose und Fehlermeldung / Fehlermanagement
•
unabhängige Verifikation und Validierung ( Methoden und Strategien )
•
kontrollierter Wiedereintritt nach Fehlfunktion ( WDT bei Mikroprozessoren )
5. Fail- Safe Konzeption von Software
•
Spezifikation mit CASE- Tools ( Stateflow, StateCad ...)
•
Abläufe und Prozessmodelle ( V- Modell, Style Guides, MISRI, VDE 0801
)
•
unabhängige Verifikation und Validierung ( Methoden und Strategien )
6. Planung und Dokumentation bei Sicherheitssystemen
•
Projektplanung, spezielle Pläne für die HW / SW- Erstellung
•
Dokumentation und Archivierung
7. Systemzuverlässigkeit
•
Lebensdauermodelle und Berechnungen, Qualitätsplanung
•
Komponentenauswahl, und Lieferantenbewertung
•
Prozessplanung und Umsetzung für die Serienfertigung, Re-Qualifikation
8. Quality enginneering
•
TQM, 0 Fehler- Strategie: Anspruch und Wirklichkeit
•
Feldbeobachtung, und Rückführung der Ergebnisse in den
Entwicklungsprozess
•
Analyse defekter Bauelemente ( Schliffbilder, REM, analytische Methoden
f. Mikrosysteme )
b) Praktikum
•
Erstellen einer ausführbaren Spezifikation mit Stateflow / Matlab
•
Erstellen einer System FMEA für ein Sicherheitssystem
•
Fehlertolerante Auslegung von Softwarekomponenten
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahl- Pflichtmodul für die Elektronik im Elektrotechnik Bachelor-Studiengang der
Ingenieurwissenschaften
134
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
7
v4.1
Teinahmevoraussetzungen
Mathematik 1 und 2 , Grundlagen der Elektrotechnik, Elektronische Systeme
8
Prüfungsformen
a) Benotete Projektarbeit
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
bei personellen Engpässen nur einmal jährlich
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klein
a) Prof. Klein
b) Prof. Klein, Dipl. Ing. L. Buchmann
13
Sonstige Informationen
Literatur: Braess: Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, Walentowitz: Handbuch KFZElektronik
135
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „ Signalprozessortechnik “
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
ET-WPF42
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
60 h
30 h
4 CP
1 CP
1
Lehrveranstaltungen
a) Vorlesung
Signalprozessortechnik
b) Praktikum / Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen an vernetzten Sensorsystemen
3
Gruppengröße
a) max. 10
b) max. 10
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
die Grundkonzepte von digitalen Signalprozessoren verstehen,
mit den einschlägigen Entwicklungswerkzeugen vertraut werden,
selbständig kleine Projekte im Bereich digitale Signalverarbeitung
bearbeiten können.
5
Inhalte
a) Vorlesung Signalprozessortechnik
DSP Hardware- Architekturen von fixed Point / floating Point DSP's
Entwicklungswerkzeuge: Compiler, Linker, Debugger
Pipelining und Instruction Prefetch Methoden, Laufzeitoptimiemrung
Bootloader
multi CPU Core Architekturen
Memory Management ( MMU ) und Speicher Partitionierung
CPU Workload minimierung
externer Datenbus, on- Chip Peripherie ( CAN, ADC, Timer )
Debug Schnittstellen und Methoden
event sheduler und Betriebssystem- Anbindungen
Anwendungen: Radartechnik, Audio- und Bildverarbeitung
b) Praktikum
•
•
6
Compiler, Linker, make Files, Debugger
Erstellen einer Applikation mittlerer Komplexität
Verwendbarkeit des Moduls
Wahl- Pflichtmodul für die Elektronik im Elektrotechnik Bachelor-Studiengang der
Ingenieurwissenschaften
7
Teinahmevoraussetzungen
Mathematik 1 und 2 , Grundlagen der Elektrotechnik, Embedded Systems
136
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
8
Prüfungsformen
a) Benotete Projektarbeit
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
bei personellen Engpässen nur einmal jährlich
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klein
a) Prof. Klein
b) Prof. Klein, Dipl. Ing. L. Buchmann
13
Sonstige Informationen
Literatur: Oppenheim / Schafer: Digital Signal Processing, Smith: Digital Signal
Processing, TI: TMS320C6000 / C2000 teaching matertial
137
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „ Externe Kommunikations- und Verkehrsleitsysteme für die
Automobiltechnik „
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
ET-WPF39
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Lehrveranstaltungen
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
a) Vorlesung Externe
Kommunikations- und
Verkehrsleitsysteme für die
Automobiltechnik
3 SWS / 45 h
1 SWS / 15 h
60 h
30 h
4 CP
1 CP
1
b) Praktikum / Projektarbeit
2
Lehrformen
a) Lehrvortrag, Übungen
b) Praktikum mit Übungen an GPS und Wireless- Systemen
3
Gruppengröße
a) max. 10
b) max. 10
4
Qualifikationsziele
Die Studierenden sollen
die Grundkonzepte von GPS und Verkehrsleitsystemen verstehen
die Grundkonzepte von Wireless Kommunikationssystemen verstehen,
138
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
5
v4.1
Inhalte
a) Vorlesung
1. Übersicht über Verkehrsleitsysteme
• aktuelle Navigationssysteme, elektronische Kartensysteme
• Systeme in landwirtschaftlichen Maschinen
2. Grundlagen der Signalverarbeitung mit Pseudo- Zufallszahlen
•
Pseudozufallscodes, scrambling, descrambling
•
Signale bei GPS
•
Satellitenkommunikation, und Grundlagen von Spread- Spectrum Systemen
3. GPS / DGPS
•
Funktionsprinzipien und Satellitensysteme: GLONAS, Jupiter
•
Komponenten: Technologischer Aufbau eines GPS Empfängers, Antennen,
Chipsätze, Systemaufbau
•
Verbesserung der Genauigkeit durch Radsensoren, Kompass, realisierte
Ergebnisse, Dead- Reconing
•
DGPS- Korrektur und Komponenten: Erzielbare Genauigkeit, Dienstanbieter
•
Schnittstellen: NMEA, binäre Übertragung, Messages und Packete
4. Verkehrserfassung
• Sensoren und Detektionsprinzipien: Radar, Infrarot, Induktive / magnetische
Sensoren
• Transponder, Maut- Kontrolle und Datenübermittlung
5. Externe Kommunikation / Informationstechnologie
•
UMTS / GPRS: Protokolle, physikalische Bitübertragung
•
Internet, Datenübermittlung
•
Ortung und Notdienste, Diebstahlwarnung
•
Flottenmanagement, Gefahrgutüberwachung, elektronisches Fahrtenbuch
•
Ferndiangnose / Fernwartung
•
künftige Entwicklungen
b) Praktikum
•
Entwicklung eines einfachen Navigationssystemes, basierend auf
vorhandenen
Chipsätzen / Modulen und Antennen
•
Verifikation / Validierung des Modules, Untersuchung der erreichten
Reproduzierbarkeit und Auflösung
optional:
•
scrambler - descrambler in VHDL / C
•
Innbetriebnahme von GPS / DGPS Systemen
•
Erweiterung eines GPS Systemes durch Kompass / Radsensor
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahl- Pflichtmodul für die Elektronik im Elektrotechnik Bachelor-Studiengang der
Ingenieurwissenschaften
7
Teinahmevoraussetzungen
Mathematik 1 und 2 , Grundlagen der Elektrotechnik, Embedded Systems
139
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
8
Prüfungsformen
a) Benotete Projektarbeit
b) Leistungsnachweis durch aktive Teilnahme und schriftliche Ausarbeitung von min. 75%
der Praktikumsaufgaben. Unbenotete Prüfungsleistung als Voraussetzung für Prüfung
unter a)
Bildung der Modulnote: 1:0 (a:b)
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Die Kreditpunkte für das Modul werden vergeben, wenn das Modul bestanden wurde.
Das Modul gilt als bestanden, wenn die Prüfungsleistung unter a) bestanden wurde.
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
2 mal pro Jahr
a) SS und WS
b) SS und WS
bei personellen Engpässen nur einmal jährlich
12
Modulbeauftragter und Lehrende
Modulbeauftragter: Prof. Klein
a) Prof. Klein
b) Prof. Klein, Dipl. Ing. L. Buchmann
13
Sonstige Informationen
Literatur: Braess: Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, Walentowitz: Handbuch KFZElektronik, Mansfeld: Satellitenortung und Navigation
140
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Laser und elektrooptische Systeme“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
LEO-01
150 h
5 CP
6.Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Laser und elektrooptische
Systeme
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Übung, Praktikum
3
Gruppengröße
max. 12 (Praktikum 12)
4
Qualifikationsziele
„Laser und elektrooptische Systeme“ ist ein Wahlpflichtmodul für den Bachelor Studiengänge Elektrotechnik.
Im Rahmen dieses Moduls wird den Studierenden eine Grundqualifikation im Bereich
„Optische Technologien“ vermittelt. Unter dem Begriff „Optische Technologien“ wird das
gesamte Anwendungsfeld der Optik und Optoelektronik zusammengefasst. Landes- und
bundesweite Netzwerke koordinieren eine Vielzahl von Aktivitäten im Bereich Forschung,
Entwicklung und industrieller Implementierung dieses Bereichs der technologischen
Entwicklung. Somit werden die Studierenden in ihrem Berufsleben zunehmend mit dieser
Technik konfrontiert. Sie sollen mit diesen Fächern die anwendungsorientierten
Grundlagen dieses Arbeitsfeldes erlernen.
5
Inhalte
Inhalte Laser und Elektrooptische Systeme
o Grundlagen der Wellen, Wellenausbreitung und Wellenüberlagerung
o Licht- Materie Wechselwirkung
o Lichtverstärkung und Laserprinzip
o Verschiedene Lasersysteme
o Pulslasersystem
o Elektrooptische und nichtlineare optische Effekte
o Laseranwendungen
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für die Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften
(Elektrotechnik)
141
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
7
v4.1
Teilnahmevoraussetzungen
Erfolgreicher Abschluss der Fächer des Grundstudiums der Bachelor-Studiengänge
Ingenieurwissenschaften
8
Prüfungsformen
Praktikumsausarbeitungen und Seminarvortrag mit Ausarbeitung
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
a) SS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Kurtz
13
Sonstige Informationen
Literatur:
o
o
o
o
o
o
o
o
Eugene Hecht: Optik
Bergmann, Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik Bd. 3 Optik
Meschede: Optics, Light and Lasers
Kneubühl/Sigrist: Laser
Ch. Davis: Lasers and Elektro-Optics – Fundamentals and Engineering
W. T. Silfvast: Laser Fundamentals
Glaser: Photonik für Ingenieure
Yu, Yang: Introduction to Optical Engineering
Skripte, Übungsaufgaben, Praktikumsunterlagen, detaillierte Terminpläne sowie
weiterführende Informationen zur Vorlesung können auf den Veranstaltungsseiten unter
a) www.gm.fh-koeln.de/~kurtz/LEOS/LEOS.htm abgerufen werden.
142
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Optische Messtechnik und integrierte Optik“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
OMI-01
150 h
5 CP
6.Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Optische Messtechnik und
integrierte Optik
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Übung, Praktikum
3
Gruppengröße
max. 12 (Praktikum 12)
4
Qualifikationsziele
„Optische Messtechnik und integrierte Optik“ ist ein Wahlpflichtmodul für den Bachelor Studiengang Elektrotechnik.
Im Rahmen dieses Moduls wird den Studierenden eine Grundqualifikation im Bereich
„Optische Technologien“ vermittelt. Unter dem Begriff „Optische Technologien“ wird das
gesamte Anwendungsfeld der Optik und Optoelektronik zusammengefasst. Landes- und
bundesweite Netzwerke koordinieren eine Vielzahl von Aktivitäten im Bereich Forschung,
Entwicklung und industrieller Implementierung dieses Bereichs der technologischen
Entwicklung. Somit werden die Studierenden in ihrem Berufsleben zunehmend mit dieser
Technik konfrontiert. Sie sollen mit diesen Fächern die anwendungsorientierten
Grundlagen dieses Arbeitsfeldes erlernen.
5
Inhalte
Inhalte Optische Messtechnik und integrierte Optik
o Geometrische Optik und Wellenoptik
o Laserprinzip
o Elektrooptische Messverfahren
o Lichtwellenleitertechnik
o Mikrooptik und integrierte Optik
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für die Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften
(Elektrotechnik)
7
Teilnahmevoraussetzungen
Erfolgreicher Abschluss der Fächer des Grundstudiums der Bachelor-Studiengänge
Ingenieurwissenschaften
8
Prüfungsformen
143
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Praktikumsausarbeitungen und Seminarvortrag mit Ausarbeitung
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
WS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Kurtz
13
Sonstige Informationen
Literatur:
Eugene Hecht: Optik
Bergmann, Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik Bd. 3 Optik
Meschede: Optics, Light and Lasers
Kneubühl/Sigrist: Laser
Schröder: Technische Optik
Litfin (Hrsg): Technische Optik in der Praxis
Glaser: Photonik für Ingenieure
Yu, Yang: Introduction to Optical Engineering
Soifer, Kotlyar, Doskolovich: Iterative Methods for Diffractive Optical Elements
Computation
o Sinzinger, Jahns: Microoptics
o Herzig (ed.): Micro-Optics, Elements Systems and Applications
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Skripte, Übungsaufgaben, Praktikumsunterlagen, detaillierte Terminpläne sowie
weiterführende Informationen zur Vorlesung können auf den Veranstaltungsseiten unter
www.gm.fh-koeln.de/~kurtz/OMIO/OMIO.htm abgerufen werden.
144
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
145
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Optoelektronik“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
OE-01
150 h
5 CP
6.Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Optoelektronik
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Übung, Praktikum
3
Gruppengröße
max. 12 (Praktikum 12)
4
Qualifikationsziele
„Optoelektronik“ ist ein Wahlpflichtmodul für den Bachelor - Studiengänge Elektrotechnik.
Dieses Moduls führt zu einer Grundqualifikation der Studierenden im Bereich „Optische
Technologien“. Unter dem Begriff „Optische Technologien“ wird das gesamte
Anwendungsfeld der Optik und Optoelektronik zusammengefasst. Landes- und
bundesweite Netzwerke koordinieren eine Vielzahl von Aktivitäten im Bereich Forschung,
Entwicklung und industrieller Implementierung dieses Bereichs der technologischen
Entwicklung. Somit werden die Studierenden in ihrem Berufsleben zunehmend mit dieser
Technik konfrontiert. Sie sollen mit diesen Fächern die anwendungsorientierten
Grundlagen dieses Arbeitsfeldes erlernen.
5
Inhalte
Inhalte Optoelektronik
o Einführung in die Optoelektronik
o Halbleiterelektronik und Bändermodell
o Photophysikalische Effekte
o Grundlagen der Strahlungsemitter
o Grundlagen der Strahlungsempfänger
o Optoelektronische Koppelelemente
o Optoelektronische Anwendungsschaltungen
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für die Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften
(Elektrotechnik)
7
Teilnahmevoraussetzungen
Erfolgreicher Abschluss der Fächer des Grundstudiums der Bachelor-Studiengänge
Ingenieurwissenschaften
146
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
8
Prüfungsformen
Praktikumsausarbeitungen und Seminarvortrag mit Ausarbeitung
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8
10
Stellenwert der Note in der Endnote
v4.1
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
SS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Bärwolff
13
Sonstige Informationen
Literatur:
o
o
o
o
o
Eugene Hecht: Optik
Schmidt/Feustel: Optoelektronik
Tietze/Schenk: Einführung in die Halbleiterelektronik
Wagemann/Schmidt: Grundlagen der optoelektronischen Halbleiterbauelemente
Reider: Photonik-Einführung in die Grundlagen
Skripte, Übungsaufgaben, Praktikumsunterlagen, detaillierte Terminpläne sowie
weiterführende Informationen zur Vorlesung können auf den Veranstaltungsseiten unter
a) http://www.gm.fh-koeln.de/~baerwolf/
abgerufen werden.
147
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Spezielle Gebiete der modernen Physik und ihre
Anwendungen“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
SGP-01
150 h
5 CP
6.Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Quanteninformationsverarbeitung
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Übung, Praktikum
3
Gruppengröße
max. 25 (Praktikum 12)
4
Qualifikationsziele
„Quanteninformationsverarbeitung“ ist ein Wahlpflichtmodul für die Bachelor Studiengänge Allgemeiner Maschinenbau und Elektrotechnik.
Die technologischen Grenzen konventioneller Informationsverarbeitungssysteme werden
in absehbarer Zeit erreicht werden. Die Studierenden sollen mit neuen Konzepten zur
Überwindung dieser Grenzen vertraut gemacht werden, die heute noch im Stadium der
Grundlagenforschung bzw. auf der Schwelle zur kommerziellen Nutzung sind.
Es werden zunächst die erforderlichen Grundlagen der Quantenphysik
(Zustandsbeschreibung, Überlagerungszustände, verschränkte Zustände)
anwendungsbezogen vermittelt. Damit können Konzepte und Realisierungen der
Quantenkryptographie, Quantenteleportation behandelt werden. Spezielle
Quantenalgorithmen und die Umsetzung in experimentellen Systemen sollen den
Studierenden den Stand der aktuellen Forschung und die Perspektiven und Probleme der
zukünftigen Entwicklung auf diesem Gebiet aufzeigen.
5
Inhalte
o Beschreibung von Quantenzuständen
o Überlagerungszustände
o Verschränkte Zustände
o Kryptographie und Quantenkryptographie
o Quantenteleportation
o Realisierungen Quantenkryptographie
o Quantenalgorithmen
o Realisierungen (Ionenfallen-, NMR-Systeme)
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für die Bachelor-Studiengänge der Ingenieurwissenschaften
(Elektrotechnik, Maschinenbau)
148
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
7
v4.1
Teilnahmevoraussetzungen
Erfolgreicher Abschluss der Fächer des Grundstudiums der BachelorStudiengänge Ingenieurwissenschaften
8
Prüfungsformen
Praktikumsausarbeitungen und Seminarvortrag
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr
a) SS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr. Heift, Prof. Dr. Kurtz
13
Sonstige Informationen
Literatur: Dagmar Bruß: Quanteninformation
Jürgen Audretsch (Hrsg.): Verschränkte Welt
Jürgen Audretsch: Verschränkte Systeme
Bouwmeester, Ekert, Zeilinger (Eds.): The Physics of Quantum
Information
Feynman, Leighton, Sands: Feynman Vorlesungen über Physik, Bd. III
Anton Zeilinger: Einsteins Schleier
Skripte, Übungsaufgaben, Praktikumsunterlagen, detaillierte Terminpläne sowie
weiterführende Informationen zur Vorlesung können auf der Veranstaltungsseite
unter
www.gm.fh-koeln.de/~physik/QIV/Quanten.htm abgerufen werden.
149
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Ausgewählte Kapitel zur Elektrotechnik“
Kennnummer:
1
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
Lehrveranstaltungen
Ausgewählte Kapitel zur
Elektrotechnik
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Übung, Praktika
3
Gruppengröße
nicht begrenzt
4
Qualifikationsziele
„Ausgewählte Kapitel zur Elektrotechnik “ ist ein Wahlpflichtmodul für die
Studienrichtungen Automatisierungstechnik und Elektronik des Bachelor – Studiengangs
Elektrotechnik sowie ein Schwerpunktfach in dem Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen
mit dem Schwerpunkt Elektrotechnik.
Die Studierenden werden in diesem Modul mit unterschiedlichen in sich abgeschlossenen
Themenbereichen aus der Elektrotechnik konfrontiert. Dabei hält das Modul eine Vielzahl
dieser Themenbereiche bereit, die dann auf Wunsch der teilnehmenden Studierenden
individuell für ein Semester zusammengestellt werden sollen. Ziel des Moduls ist die
Vermittlung grundlegender Kenntnisse aus den gewählten Themenbereichen.
Zu einzelnen Themen werden auch Praktika angeboten.
5
Inhalte (aus den folgenden nicht abgeschlossenen Themenbereichen)
Transistorverstärker (bipolar und unipolar, mehrstufig, Endstufen))
Oszillatoren
Differenzverstärker
Modulationsverfahren
Antennen
Wellenleiter
Radartechnik
Fourieranalyse
Elektromagnetische Felder
..........
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für die Studienrichtungen Automatisierungstechnik und Elektronik des
Bachelor – Studiengangs Elektrotechnik.
Schwerpunktfach in dem Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen mit dem Schwerpunkt
Elektrotechnik.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Zulassung zum Hauptstudium im Studiengang Elektrotechnik
8
Prüfungsformen
a) benotetes Referat oder benotete eigenständige Hausarbeit
150
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8a
10
Stellenwert der Note in der Endnote
v4.1
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
Nach Bedarf und Nachfrage.
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Weber
13
Sonstige Informationen
151
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Theoretische Elektrotechnik I“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
TET-01
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Theoretische Elektrotechnik I
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Übung
3
Gruppengröße
nicht begrenzt
4
Qualifikationsziele
„Theoretische Elektrotechnik I“ ist ein Wahlpflichtmodul für die Studienrichtungen
Automatisierungstechnik und Elektronik des Bachelor – Studiengangs Elektrotechnik.
Die Studierenden sollen in diesem Modul mit Hilfe der höheren Mathematik Einblicke in
Feldtheorie erhalten. Dabei sollen sie die abstrakte Denkweise erlernen, die es ihnen
erlaubt, komplizierte Gleichungen und deren Aussagen zu interpretieren. Anhand von
Beispielen sollen die Studierenden in die Lage werden, einfache feldtheoretische
Betrachtungen selbstständig durchzuführen.
5
Inhalte
Mathematische Grundlagen
Das elektrostatische Feld
Potenzialtheorie
Das stationäre Strömungsfeld
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für die Studienrichtungen Automatisierungstechnik und Elektronik des
Bachelor – Studiengangs Elektrotechnik.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Zulassung zum Hauptstudium im Studiengang Elektrotechnik
8
Prüfungsformen
a) benotetes Referat oder benotete eigenständige Hausarbeit
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8a
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr im WS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
152
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Weber
13
Sonstige Informationen
Skripte mit Beispielaufgaben können erworben werden
153
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Theoretische Elektrotechnik II“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
Dauer
TET-02
150 h
5 CP
6. Sem.
1 Sem.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
4 SWS / 60 h
90 h
5 CP
1
Lehrveranstaltungen
Theoretische Elektrotechnik II
2
Lehrformen
Lehrvortrag, Übung
3
Gruppengröße
nicht begrenzt
4
Qualifikationsziele
„Theoretische Elektrotechnik II“ ist ein Wahlpflichtmodul für die Studienrichtungen
Automatisierungstechnik und Elektronik des Bachelor – Studiengangs Elektrotechnik.
Die Studierenden sollen in diesem Modul mit Hilfe der höheren Mathematik Einblicke in
Feldtheorie erhalten. Dabei sollen sie die abstrakte Denkweise erlernen, die es ihnen
erlaubt, komplizierte Gleichungen und deren Aussagen zu interpretieren. Anhand von
Beispielen sollen die Studierenden in die Lage werden, einfache feldtheoretische
Betrachtungen selbstständig durchzuführen.
5
Inhalte
Das magnetostatische Feld
Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Feld
6
Verwendbarkeit des Moduls
Wahlpflichtmodul für die Studienrichtungen Automatisierungstechnik und Elektronik des
Bachelor – Studiengangs Elektrotechnik.
7
Teilnahmevoraussetzungen
Bestandene Prüfung im Modul „Theoretische Elektrotechnik I“
8
Prüfungsformen
a) benotetes Referat oder benotete eigenständige Hausarbeit
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
erfolgreiche Prüfung nach 8a
10
Stellenwert der Note in der Endnote
2,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
1 mal pro Jahr im SS
12
Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Weber
154
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
13
v4.1
Sonstige Informationen
Skripte mit Beispielaufgaben können erworben werden
155
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Bachelor-Arbeit
und
Kolloquium
6. Semester
156
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Bachelorarbeit“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
22-BaP-01
360 h
12 CP
6. oder 7.
Kontaktzeit
Selbststudium
Kreditpunkte
Konsultationen
und
Präsentation
von Zwischenergebnissen
360 h
12 CP
1
Lehrveranstaltungen
Bachelorarbeit
Dauer
3 Monate
max. 4 Monate
siehe BPO
2
Lehrformen
wissenschaftliche Abschlussarbeit
3
Gruppengröße
Die Bachelorarbeit ist in der Regel eine individuell anzufertigende Arbeit. Sie kann auch in
der Form einer Gruppenarbeit durchgeführt werden, wenn sicher gestellt ist, dass die
Prüfungsleistung der oder des Einzelnen eindeutig bewertet werden kann. (siehe
Bachelor-Prüfungsordnung § 26 (4).
4
Qualifikationsziele
Befähigung zur selbständigen Anfertigung einer wissenschaftlichen Abschlussarbeit, die
den einschlägigen Forschungsstand berücksichtigt.
Die Bachelorarbeit ist eine wissenschaftliche Abschlussarbeit. Sie soll zeigen, dass der
Prüfling befähigt ist, innerhalb einer vorgegebenen Frist eine Aufgabe aus seinem
Fachgebiet sowohl in ihren fachlichen Einzelheiten als auch in den fachübergreifenden
Zusammenhängen nach wissenschaftlichen und berufspraktischen Methoden selbständig
zu bearbeiten. Eine interdisziplinäre Zusammenarbeit ist auch bei der Abschlussarbeit
wünschenswert.
5
Inhalte
Das Modul beinhaltet das Lösen einer praxisrelevanten Problemstellung mit Hilfe
wissenschaftlicher Methoden.
Verwendbarkeit des Moduls
Abschlussarbeit im Studiengang „Elektrotechnik“
7
Teilnahmevoraussetzungen
Die Voraussetzungen für die Zulassung zu einer Bachelorarbeit sind in §27 der
Bachelorprüfungsordnung festgelegt
8
Prüfungsformen
Schriftliche Ausarbeitung mit einem Textteil von ca. 60 Seiten
157
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Eine mit mindestens ausreichend bewertete Arbeit (siehe BPO §29)
10
Stellenwert der Note in der Endnote
v4.1
6,5 %
11
Häufigkeit des Angebots
Sommer- und Wintersemester
12
Modulbeauftragter
Die jeweilige Prüferin bzw. der jeweilige Prüfer
13
Sonstige Informationen
-
158
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
v4.1
Modul „Kolloquium zur Bachelorarbeit“
Kennnummer:
Work load
Kreditpunkte
Studiensemester
22-BaK-01
90 h
3 CP
6. oder 7.
Kontaktzeit
Konsultation,
mündliche
Prüfung
Selbststudium
Kreditpunkte
90 h
3CP
1
Lehrveranstaltungen
Kolloquium zu Bachelorarbeit
Dauer
Mündliche
Prüfung – ca.
45 Minuten
s. BPO
2
Lehrformen
Vortrag / mündliche Prüfung
3
Gruppengröße
Individuelle Prüfung
4
Qualifikationsziele
Das Kolloquium dient der Feststellung, ob der Student oder die Studentin befähigt ist, die
Ergebnisse der Bachelorarbeit, ihre fachlichen und methodischen Grundlagen,
fachübergreifende Zusammenhänge und außerfachliche Bezüge mündlich darzustellen,
selbständig zu begründen und ihre Bedeutung für die Praxis einzuschätzen.
5
Inhalte
Themenstellung der Bachelorarbeit
Verwendbarkeit des Moduls
Kolloquium zur Bachelorarbeit im Studiengang „Elektrotechnik“
7
Teilnahmevoraussetzungen
Die Voraussetzungen für die Zulassung zu einem Kolloquium sind in §30 (2,3) der
Bachelorprüfungsordnung festgelegt
8
Prüfungsformen
Mündliche Prüfung
9
Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten
Bestandene mündliche Prüfung
159
Modulhandbuch Bachelor-Studiengang Elektrotechnik
10
v4.1
Stellenwert der Note in der Endnote
1%
11
Häufigkeit des Angebots
Sommer- und Wintersemester
12
Modulbeauftragter
Die Betreuerin bzw. der Betreuer der Bachelorarbeit
13
Sonstige Informationen
-
160
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