Fachgebiet Industrieelektronik und Digitaltechnik

Das Fachgebiet Industrieelektronik und Digitaltechnik

Das Fach Industrieelektronik wird im Hauptstudium aller Studiengänge des Fachbereichs gelehrt. Die Methoden der Analyse und Synthese von digitalen und analogen Schaltungen werden dabei vermittelt. Der Schwerpunkt liegt bei Schaltungstechniken, wie sie vorwiegend im Bereich kommerzieller Systeme der Meßtechnik, Steuerungs- und Regelungstechnik zu finden sind.

In den Fächern der Mikroprozessortechnik werden Grundkenntnisse über den Aufbau und die Funktion von Mikroprozessoren vermittelt. Am Beispiel von bewährten und modernen Mikrocontrollern wird deren Hardware sowie die Programmierung in C und Assembler vorgestellt und in Laboren, Projektarbeiten und Abschlussarbeiten praktisch angewendet.  

In den Fächern Entwurf integrierter Analogschaltungen und Mikroelektronik werden die speziellen praktischen Problemstellungen und die entsprechenden Lösungen der Schaltungstechnik im Bereich mikro- und nanoelektronischer Halbleiterschaltungen gelehrt.

Lehrveranstaltungen

 

Überblick:

Laborräume

Im Laborraum Mikroprozessortechnik werden folgende Labore durchgeführt:
Das Labor „Digitaltechnik“ führt in das praktische Arbeiten mit typischen digitalen Bausteinen (klassische Gatter, FPGAs und Mikrocontroller) ein und ergänzt die entsprechenden Grundlagenvorlesungen.
Im Labor „Mikrocontroller“ wird der Umgang mit modernen Mikrocontrollern (32 Bit ARM) und dafür geeigneten Entwicklungssystemen erlernt. Ein Schwerpunkt sind die heute üblichen vielfältigen Peripherieschnittstellen (I2C, ISP, I2S, USART, Ethernet, WLAN, etc.), die den Mikrocontroller zur Basis für die Entwicklung von elektronischen Geräten und Komponenten machen. Als hersteller- und prozessorunabhängige Umgebung wurde das bekannte Arduino gewählt.

Das Wahllabor „CPS- und IoT-Design“ geht dann stark in die Programmierung von Anwendungen mit Mikrocontrollern und geeigneten Kommunikationspartnern (Smartphones, Tablets, etc.) zum Aufbau Cyber-physikalischer Systeme (autonome Module, Software-Agenten, etc.) und berücksichtigt heute übliche Ankopplungen an das Internet/Intranet (LAN, WLAN, LoRaWAN).

Forschung und Entwicklung

Die Mitglieder des Fachgebietes sind in vielfältigen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten engagiert. Häufig werden die Arbeiten mit einem Kooperationspartner aus der Industrie durchgeführt. Unverzichtbar ist dabei die studentische Mitarbeit, z.B. in Form von Abschlussarbeiten.

In einer Kooperation mit DIACOVERE/Annastift geht es z.B. darum, mit elektronischen Komponenten die Lebenssituation von Behinderten zu verbessern. Ein Schwerpunkt ist dabei eine behindertengerechte Heimautomatisierung, die dezentral und autark arbeitet und grundsätzlich nicht über das Internet angreifbar ist oder Daten an externe Server übermittelt.

In der Lichttechnik wird das Langzeit-Verhalten und die Wirkung der Ansteuerung auf LED-Module erprobt und versucht, das Tierwohl bei der Aufzucht von Nutztieren durch ein artgerecht zusammengesetztes und gesteuertes Licht zu verbessern.

Weitere kooperative Aktivitäten sind thematisch im Audio-Bereich angesiedelt. Hier geht es beispielsweise um die Entwicklung von Techniken zur dynamischen Umgebungserfassung mit Hilfe von Ultraschall, z. B. zur Unterstützung sehbehinderter Menschen. Aber auch um die Entwicklung smarter Algorithmen zur Klangoptimierung bei der Musikwiedergabe, die insbesondere die individuellen Hörfähigkeiten objektiv berücksichtigt. Auch hier liegt die Unterstützung hörbeeinträchtigter Menschen im Fokus der Anwendung.

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