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Hochschule Heilbronn Modulhandbuch Mechatronik und Mikrosystemtechnik

Februar 2007 Seite 1

Modulhandbuch

Fakultät für Mechanik und Elektronik

Studiengang Mechatronik und Mikrosystemtechnik

mit Abschluss Bachelor of Engineering (B. Eng.)

Datum der Einführung: 1.9.2006 Verantwortlicher Studiengangleiter: Prof. Dr.-Ing. J. Wild (Studiendekan) : [email protected]

Erstellungsdatum: 14.02.2007 Version des Modulhandbuches 1.1



Überblick über die Module des Studiengangs MM

Modulnr Verantwortlich G1 Mathematik Prof. Dr. Günter Sell G2 Physik Prof. Dr. rer. nat. Kurt Rauschnabel G3 Informatik Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler G4 Werkstoffe und Chemie Prof. Dr.-Ing. August Burr G5 Elektrotechnik Prof. Dr. Herbert Olbrich G6 Technische Mechanik Prof. Dr.-Ing. Peter Schmolz G7 Konstruktion Prof. Dr.-Ing. Peter Ott H1 Mathematisch-naturwissenschaftliche Vertiefung Prof. Dr. rer. nat. Kurt Rauschnabel

H2 Optik, Mess- und Prüftechnik Prof. Dr.-Ing. Peter Ott, Prof. Dr. rer. nat. Georg Bucher

H3 Fertigungstechnik Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl H4 Elektronik Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler H5 Grundlagen der Mechatronik Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern

H6 Mechatronik Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern, Prof. Dr.-Ing. Jörg Wild

H7 Praktisches Studiensemester Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl

H8 Vertiefung Mechatronik Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern, Prof. Dr.-Ing. Jörg Wild

H9 Angewandte Mechatronik alle Profs., Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern H10 Technisches Management Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl H11 Studienarbeit alle Profs., Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern H12 Ausgewählte Kapitel der Mechatronik und Mikrosystemtechnik alle Profs., Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern

H13 Führung und Ethik Prof. Dr.-Ing. Peter Ott H14 Abschlussprojekt alle Profs., Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern



Ziele des Studiengangs MM

Sowohl die Fahrzeughersteller wie die -zulieferer aber auch aus mittelständischen Maschinenbaufirmen des regionalen Umfelds sind heute weitgehend Hersteller mechatronischer Produkte geworden, sodass die vom Studiengang Mechatronik und Mikrosystemtechnik gewählte Ausrichtung den Anforderungen einem Großteil der regionalen Industrie gerecht wird. Die Schwerpunkte an der Hochschule Heilbronn liegen in den Richtungen Mechatronische Geräteentwicklung, Optik, Kunststofftechnik, Automatisierungstechnik) und Mikrosystemtechnik (Aufbau- und Verbindungstechnik, Mikrodosierung, Mikrospritzguss). Um die Absolventen des Studiengangs berufsqualifizierend unter Berücksichtigung der obigen Aussage auszubilden, liegt die Zielsetzung im Vermitteln von:

• Theoretischem und anwendungsorientiertem Wissen • Interdisziplinäres Denken in Systemen • Methodischer Kompetenz • Praktischer Anwendung der Kenntnisse in Projekten • Sozialer und personaler Kompetenz, wie z. B. Teamfähigkeit oder Präsentationstechnik.

Das Gesamtkonzept des Studiengangs Mechatronik und Mikrosystemtechnik ist so gestaltet, dass zum einen eine tragfähige ingenieurwissenschaftliche Grundausbildung, zum anderen aber auch die Ausrichtung auf Anwendungsbereiche der Mechatronik und Mikrosystemtechnik erreicht wird. Die Absolventinnen und Absolventen sind daher in vielfältigen Bereichen der Industrie einsetzbar, da sie sowohl fundierte theoretische Kenntnisse als auch Erfahrung in unterschiedlichen Anwendungsbereichen mitbringen.



Grundstudium



Modul G1 : Mathematik (131010)

Qualifikationsziele

• Schulung mathematischer Denk- und Arbeitsweise • Beherrschen von Rechenoperationen bei

Zahlen, Vektoren, Matrizen und Funktionen • Kenntnis und Anwendung mathematischer Sätze

Fachliche Voraussetzungen für die Teilnahme

keine

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. Günter Sell Credits 10 SWS 10 Workload in Stunden 250 Zuordnung von Leistungspunkten

Die bei den Submodulen vorgesehene Anzahl von Credits wird nur vergeben, wenn die vorgesehene Prüfungs(vor)leistung erfolgreich erbracht wurde.

Verwendbarkeit des Moduls Das Modul ist Pflichtmodul im Grundstudium. Das Modul kann bei Vorliegen der notwendigen fachlichen Voraussetzungen in anderen Studiengängen wiederverwendet werden.

Ansiedlung im Studium Grundstudium

Veranstaltung G1.1 Mathematik 1 (131010) im 1. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. Günter Sell Semester 1 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Mathematics 1

Credits 6 Workload (in h) 150 Workload - Kontaktstunden 67.5 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 81.5 SWS 6 Prüfung SK 60 Lehrsprache deutsch Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungsaufgaben Inhalte • Komplexe Zahlen

• Vektoren • Matrizen • Differentialrechung bei Funktionen

einer Veränderlichen • Integralrechnung bei Funktionen

einer Veränderlichen

Literatur / Lernquellen • James: Modern engineering mathematics • Meyberg / Vachenauer: Höhere Mathematik 1, 2 • Papula: Mathematik für Ingenieure 1, 2, 3 • Salas / Hille: Calculus • Sell: Skript mit Übungsaufgaben und Lösungen



Veranstaltung G1.2 Mathematik 2 (131012) im 2. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. Günter Sell Semester 2 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Mathematics 2

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 53.0 SWS 4 Prüfung LK 120 Lehrsprache deutsch Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungsaufgaben Inhalte • Differential- und Integralrechnung

bei Funktionen mehrerer Veränderlichen und bei vektorwertigen Funktionen

• Lineare Differentialgleichungen

Literatur / Lernquellen • James: Modern engineering mathematics • Meyberg / Vachenauer: Höhere Mathematik 1, 2 • Papula: Mathematik für Ingenieure 1, 2, 3 • Salas / Hille: Calculus • Sell: Skript mit Übungsaufgaben und Lösungen



Modul G2 : Physik (131020)

Qualifikationsziele

Die Studierenden kennen die naturwissenschaftliche Methodik sowie wichtigsten physikalischen Grundlagen der Technik. Sie können technisch-naturwissenschaftliche Probleme strukturieren und naturwissenschaftliche Methoden zur Lösung dieser Probleme anwenden. Sie können mathematische Verfahren auf die Lösung technisch-naturwissenschaftlicher Fragestellungen übertragen. Die Studierenden können physikalisch-technische Experimente durchführen, dokumentieren und auswerten, die Messergebnisse darstellen und die Ergebnisse sowie deren Genauigkeit bewerten.


Kenntnisse in Mathematik und Physik im Umfang der Oberstufenkurse der Gymnasien

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. rer. nat. Kurt Rauschnabel Credits 8 SWS 8 Workload in Stunden 200 Zuordnung von Leistungspunkten




Veranstaltung G2.1 Physik 1 (131021) im 1. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Kurt Rauschnabel Semester 1 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Physics 1

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 54.0 SWS 4 Prüfung SK 60 Lehrsprache Deutsch Lehr- und Lernmethoden Vorlesung und betreute Übungen Inhalte • Physikalische Größen und Einheiten, SI-System,

Größengleichungen, Dimensionsanalyse • Struktur der Materie • Kinematik und Dynamik, Translation und Rotation, Energie-, Impuls-

und Drehimpulserhaltung • Bewegung des starren Körpers, Massenträgheitsmomente, Kreisel,

Präzession und Nutation • Bewegte Bezugssysteme,Trägheitskräfte, Zentrifugal- und

Corioliskraft • Geometrische Optik und einfache optische Geräte



Literatur / Lernquellen • Hering, E. et al., Physik für Ingenieure, Springer

• Tipler, P. u. Mosca, G., Physik, Elsevier • Dobrinski. P. et al., Physik für Ingenieure, Teubner

Veranstaltung G2.2 Physik 2 (131022) im 2. Semester


Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 25.5 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Zur Teilnahme an 131022 Physik 2 muss 131023 Labor Physik bestanden

sein. Prüfung LK 120 Lehrsprache Deutsch Lehr- und Lernmethoden Vorlesung und betreute Übung Inhalte • Kräfte und Felder: Elektrisches, magnetisches und Gravitationsfeld,

Bewegung in elektr., magn. und Gravitationsfeld • Schwingungen: mechanische und elektr. Schwingungen, Dämpfung,

Resonanz, Überlagerung von Schwingungen • Wellen: Wellenausbreitung, mech. Wellen, Schall,

elektromagnetische Wellen, Interferenz, Beugung, Reflexion, Brechung, Dopplereffekt, Polarisation, Dispersion

• Messen und Messgenauigkeit: Messung, Darstellung von Messergebnissen, Messunsicherheit,statistische Auswertung, Fehler- und Ausgleichsrechnung

Sonstiges / Besonderheiten Vorlesung und Labor sind eng verknüpft. Im Labor wird der in der Vorlesung behandelte Stoff vertieft, die für das Labor benötigten Grundlagen der Messwertanalyse und Fehlerrechnung werden in der Vorlesung behandelt.

Literatur / Lernquellen • Hering, E. et al., Physik für Ingenieure, Springer • Tipler, P. u. Mosca, G., Physik, Elsevier • Dobrinski. P. et al., Physik für Ingenieure, Teubner



Veranstaltung G2.3 Labor Physik (131023) im 2. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Kurt Rauschnabel Semester 2 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Experimental Physics Laboratory Course

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 27.5 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Zur Teilnahme an 131023 Labor Physik muss 131021 Physik 1 bestanden

sein. Prüfung SL Lehrsprache Deutsch Lehr- und Lernmethoden Laborpraktikum

selbständige Vor- und Nachbereitung der Versuche Durchführung der Messungen und Ausarbeitung der Versuchsberichte in Teams Coaching-Sitzungen

Inhalte Laborversuche zu den Themen Mechanik, Elektrodynamik, Schwingungen, Wellen, Optik, Thermodynamik und Wärmelehre

Literatur / Lernquellen • Geschke, D. (Hrsg.), Physikalisches Praktikum, Teubner • Hering, E. et al., Physik für Ingenieure, Springer • Walcher, W., Praktikum der Physik, Teubner



Modul G3 : Informatik (131030)

Qualifikationsziele

Die Studierenden können

• mit dem binären Zahlensystem rechnen, • kennen die logischen Grundschaltungen (Gatter) • und sind in der Lage einfache Schaltnetze und Schaltwerke zu entwerfen.

Die Grundlagen der Mikroprozessortechnik sind bekannt, ebenso die Peripherieerweiterungen und die Integration von Mikroprozessoren und Peripherieelementen zu Mikrocontrollern. Die Studierenden können:

• Applikationen in den Programmiersprachen Assembler und der Hochsprache C entwerfen, implementieren und testen.

• Grundlegende Algorithmen und Datenstrukturen, vorwiegend aus dem Bereich der embedded Systems, bewerten und anwenden

Im Rahmen der Vorlesungen und der zugehörigen Übungen werden die Studierenden mit der AVR-basierten Mikrocontrollerfamilie der Firma ATMEL vertraut.


Mathematik und Physik Grundkenntnisse erworben durch die Hochschulreife.

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Credits 8 SWS 8 Workload in Stunden 200 Zuordnung von Leistungspunkten






Veranstaltung G3.1 Technische Informatik (131031) im 1. Semester

Dozent(en) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Semester 1 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Computer Engineering

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 54.0 SWS 4 Prüfung SK 60 Lehrsprache deutsch und englisch Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungsaufgaben und Fallbeispielen, begleitende

Laborübungen Inhalte • Zahlensysteme

• Boole'sche Algebra • Schaltnetze • Realisierung von Schaltnetzen • Schaltwerke • Mikrocomputer, Mikrocontroller • Programmieren in Assembler

Literatur / Lernquellen • Gruhler, G,; Meroth, A.; Schröder, J.: Arbeitsunterlage für die Vorlesung Technische Informatik

• ATMEL - Handbücher für die AVR-Mikroprozessorfamilie

Veranstaltung G3.2 Praktische Informatik (131032) im 2. Semester

Dozent(en) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Semester 2 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Computer Science 1 - Programming

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 27.5 SWS 2 Prüfung PA Lehrsprache deutsch und englisch Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungsaufgaben und Fallbeispielen. Inhalte Programmieren in C

• Einführung in die Programmiersprache, Datenstrukturen, Funktionen, Operatoren, Kontrollmechanismen

• Algorithmen • Hardwarenahe Programmierung • Generelle Vorgehensweise bei der Entwicklung von Software

Literatur / Lernquellen • Günther Lambrecht: Programmieren in C, eine elementare Einführung, Vieweg Verlag Braunschweig, 1991 ISBN 3-528-13362-



7

Veranstaltung G3.3 Labor Informatik (131033) im 2. Semester

Dozent(en) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Semester 2 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Computer Science Lab

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 27.5 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Zur Teilnahme an 131033 Labor Informatik muss 131031 Technische

Informatik bestanden sein. Prüfung PA Lehrsprache deutsch und englisch Lehr- und Lernmethoden Begleitende Laborübungen zu G 3.2 und selbständige Bearbeitung eines

eigenen Projekts Inhalte Praktische Übungen zu G 3.2

Im Rahmen einer Projektarbeit bearbeiten die Studenten in Gruppen technische Problemstellungen aus dem Gebiet der technischen und der praktischen Informatik. Dabei soll ingenieurgemäße Vorgehensweise trainiert werden. Die Studentengruppen werden während der Kontakzeiten betreut und angeleitet. Erwartet werden zielgruppengerechte Dokumentation der Arbeitsergebnisse, abgeschlossen durch eine Präsentation vor den Studenten des teilnehmenden Semesters.

Literatur / Lernquellen



Modul G4 : Werkstoffe und Chemie (131040)

Qualifikationsziele

Die Studierenden kennen die physikalisch-chemischen Grundlagen des Stoffaufbaus und der Stoffumwandlung. Sie sind vertraut mit den üblichen mechanischen und thermischen Behandlungsverfahren, die das Werkstoffgefüge bestimmen. Sie erkennen, dass die Werkstoffeigenschaften aus dem Gefüge folgen.


keine

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr.-Ing. August Burr Credits 6 SWS 6 Workload in Stunden 150 Zuordnung von Leistungspunkten






Veranstaltung G4.1 Chemie (131041) im 1. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. Uwe Wiechmann Semester 1 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 26.5 SWS 2 Prüfung LK 60 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden kennen die physikalisch-chemischen Grundlagen des

Stoffaufbaus und der Stoffumwandlung. Sie sind in der Lage beliebige Reaktionen aus thermodynamischer Sicht beurteilen. Sie kennen die Konzepte es chemischen Gleichgewichts und können es auf Säure-Base- und Redoxreaktionen anwenden. Die Studierenden kennen den Zusammenhang zwischen Stoffaufbau und Werkstoffeigenschaften, insbesondere bei Metallen, Silicium, Glas, Keramik und Kunststoffen. Die Herstellungsverfahren für die wichtigsten Werkstoffe sind ihnen bekannt.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung und Übungen Inhalte Atombau Chemische Bindung – Atombindung – Ionenbindung – metallische

Bindung – zwischenmolekulare Bindung Aggregatzustände Energetik chemischer Reaktionen (chemische Thermodynamik) Geschwindigkeit chemischer Reaktionen (Kinetik) Chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz Säuren, Basen und Salze Reduktion und Oxidation – Elektrochemie (Galvanismus, Elektrolyse) – Korrosion Anorganische Werkstoffe – Metalle – Silicium – Glas und Keramik Organische Werkstoffe –Einführung in die Organische Chemie – Kunststoffe

Sonstiges / Besonderheiten Die Fachprüfung 131440 Werkstoffe und Chemie ist nur bestanden, wenn sowohl die Prüfungsleistung 131041 Chemie als auch die Prüfungsleistung 131042 Werkstoffe mit mindestens „ausreichend“ (4,0) bewertet wurden.

Literatur / Lernquellen • Forst, D., M. Kolb, H. Roßwag, Chemie für Ingenieure, VDI Verlag • Mortimer, C. E., U. Müller, Chemie, Thieme-Verlag • Riedel, E., Allgemeine und Anorganische Chemie, Walter de Gruyter

Veranstaltung G4.2 Werkstoffe (131042) im 2. Semester

Dozent(en) Prof Dr. August Burr, Prof. Dr. Rainer Scheffel Semester 2 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Engineering Materials

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 53.5 SWS 4 Eingangsvoraussetzungen Grundkenntnisse der Chemie Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden erkennen, dass die in der Technik gewünschten



Werkstoffeigenschaften (Härte, Festigkeit, Zähigkeit usw.) sich nicht alleine nur aus der chemischen Zusammensetzung der Werkstoffe automatisch ergeben, sondern wesentlich durch mechanische und thermische Behandlungsverfahren und durch die Verarbeitungsart festgelegt werden. Erst das damit eingestellte Werkstoffgefüge bzw. Struktur ist der Träger der gewünschten Eigenschaften.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungen Inhalte Metalle Grundlagen

-Kristallgitter -Gitterbaufehler -Legierungsbildung -Zustandsdiagramme -Diffusion -Phasenumwandlungen -Wärmebehandlungsmöglichkeiten -elastische Verformung -plastische Verformung -Gewaltbrüche -Ermüdung -Rekristallisation -Warmfestigkeit Technische NE-Metalle und ihre Legierungen Stähle -Härten, Anlassen, Vergüten -weitere Wärmebehandlungsverfahren -Thermomechanische Behandlungsverfahren -Nichtrostende Stähle -Werkzeugstähle Gusseisen & Temperguss Polymere Grundlagen -Einteilung und Benennung -Polyreaktionen -Aufbau und molekulare Strukturen -Amorhe und teilkristalline Strukturen -Überstrukturen und Gefüge -Viskoelastizität und Deformationsverhalten -Thermisch- mechanisches Verhalten -Eigenschaften und Anwendung von Polymeren -Verarbeitungsverfahren

Sonstiges / Besonderheiten Die Fachprüfung 131440 Werkstoffe und Chemie ist nur bestanden, wenn sowohl die Prüfungsleistung 131041 Chemie als auch die Prüfungsleistung 131042 Werkstoffe mit mindestens „ausreichend“ (4,0) bewertet wurden.

Literatur / Lernquellen • Bargel / Schulze, Werkstoffkunde, Springer Verlag Berlin 2005 • Riehle / Simmchen, Grundlagen der Werkstofftechnik, DVG Stuttgart

1997 • Ashby / Jones, Werkstoffe1, Spektrum 2006 • Ashby / Jones, Werkstoffe2, Spektrum 2006 • Hellerich, W., G. Harsch, S. Hänle: Werkstoffführer Kunststoffe.

München, Wien: Hanser-Verlag, 2004



Modul G5 : Elektrotechnik (131050)

Qualifikationsziele

Die Studierenden kennen die elektrotechnischen Grundmethoden und –regeln und können einfache Schaltungen der Elektrotechnik und Elektronik analysieren. Das Modul legt den Grundstein für den Aufbau der in höheren Modulen vorausgesetzten Kenntnisse und Fertigkeiten.


Schulische Physikkenntnisse der Hochschulzugangsberechtigung

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. Herbert Olbrich Credits 8 SWS 8 Workload in Stunden 200 Zuordnung von Leistungspunkten




Veranstaltung G5.1 Elektrotechnik 1 (131051) im 1. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. Herbert Olbrich Semester 1 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Principles of Electrical Engineering 1

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 54.0 SWS 4 Prüfung SK 60 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden können alle Größen Gleichstromkreisen berechnen. Sie

sind in der Lage, einfache elektrische und magnetische Felder zu berechnen.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung Inhalte • Gleichstromkreis

• Verfahren zur Netzwerkberechnung • Elektrostatisches Feld und Kondensatoren • Stationäres Strömungsfeld • Magnetisches Gleichfeld und Spule

Literatur / Lernquellen • Hagmann,G.: Grundlagen der Elektrotechnik, Aula Verlag, Wiebelsheim



• Lindner, Brauer, Lehmann, Taschenbuch der Elektrotechnik

Elektronik, Hanser, Leipzig

Veranstaltung G5.2 Elektrotechnik 2 (131052) im 2. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. Herbert Olbrich Semester 2 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Principles of Electrical Engineering 2

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 53.0 SWS 4 Prüfung LK 120 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studiernden sind in der Lage, mit Hilfe der komplexen Rechnung Größen

in Wechselstromnetzwerken zu berechnen. Sie haben das galvanische Ersatzschatnild des Tranformators kennengelernt und können damit einfache Berechnungen von Tranformatoren durchführen.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung Inhalte • Wechselstrom

• Komplexe Zeiger • Netzwerke bei Wechselstrom • Induktion und Transformator • Einführung Vierpol-Theorie

Literatur / Lernquellen • Hagmann,G. Grundlagen der Elektrotechnik, Wiebelsheim 2005 • Lindner, Brauer, Lehmann, Taschenbuch der Elektrotechnik

Elektronik, Hanser, Leipzig



Modul G6 : Technische Mechanik (131060)

Qualifikationsziele

Die Studierenden können konkrete Problemstellungen aus dem Gebiet der Technischen Mechanik folgenden Teilgebieten zuordnen: Stereostatik, Elastostatik, Kinematik, Kinetik. Die Studierenden sind in der Lage mechanische Systeme in analysierbare Teilsysteme zu zerlegen, die das Problem beschreibenden Gleichungen aufzustellen und zu lösen, die Ergebnisse auf Plausibilität zu prüfen und zu deuten.


Schulwissen Mathematik und Physik inkl. Vektorrechnung, Differential- und Integralrechnung. Studienanfänger können ihre Kenntnisse im Mathematik-Brückenkurs vor Beginn der Vorlesungen auffrischen.

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr.-Ing. Peter Schmolz Credits 8 SWS 8 Workload in Stunden 200 Zuordnung von Leistungspunkten






Veranstaltung G6.1 Technische Mechanik 1 (131061) im 1. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Peter Schmolz Semester 1 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Engineering Mechanics

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 54.0 SWS 4 Prüfung SK 60 Lehrsprache deutsch Lehr- und Lernmethoden • Vorlesung mit Übungsbeispielen. Studierende erhalten wöchentliche

Arbeitsblätter als Hausarbeit. Arbeitsblätter werden eine Woche später im Rahmen eines Tutoriums besprochen.

• Selbststudium: Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Übungsaufgaben und begleitende Prüfungsvorbereitung

Inhalte • Einführung Aufgaben und Einteilung der Technischen Mechanik

• Stereostatik: Grundlagen und Axiome der Statik, Vektorrechnung, Kraftbegriff, Moment einer Kraft - zentrales und nicht-zentrales ebenes Kräftesystem, Kräftepaar, Resultierende, Kräftezerlegung

• Gleichgewichtsbetrachtungen: Gleichgewichtsbedingungen bei Einzelkörper, Gleichgewicht bei Körpersystemen, Berechnung von Lagerreaktionen

• Abstützen von Körpern: statisch bestimmte und statisch unbestimmte Lagerung, Gerberträger

• Schwerpunktsberechnung: Gewichts-, Massen-, Volumen-, Flächen- und Linienmittelpunkt, Guldinsche Regeln, Schwerpunkte zusammengesetzter Körper

• Haftung und Gleitung: Phänomene, Coulombsche Gesetz der Haftung, Reibungskegel, Berechnungsansätze, Selbsthemmung, Reibung bei Schraubenverbindungen, Seilhaftung, Gleitreibung, Rollreibung

Literatur / Lernquellen • B. Assmann, Technische Mechanik, Statik, Oldenbourg Verlag • B. Assmann, Technische Mechanik, Festigkeitslehre, Oldenbourg

Verlag • J., H. Dankert, Technische Mechanik, Teubner Verlag • Gross, Hauger Schnell: Technische Mechanik 1; Springer Verlag • Holzmann, Meyer, Schumpich: Technische Mechanik Teil 1+3,

Teubner Verlag



Veranstaltung G6.2 Technische Mechanik 2 (131062) im 2. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Peter Schmolz Semester 2 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Engineering Mechanics

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 53.0 SWS 4 Prüfung LK 120 Lehrsprache deutsch Lehr- und Lernmethoden • Vorlesung mit Übungsbeispielen. Studierende erhalten wöchentliche

Arbeitsblätter als Hausarbeit. Arbeitsblätter werden eine Woche später im Rahmen eines Tutoriums besprochen.


Inhalte • Innere Kräfte und Momente: Normalkraft-, Schubkraft- und Momentenverläufe bei Balkentragwerken unter Einzelkräften und verteilten Lasten

• Spannungen: Mehrachsiger Spannungszustand, ebener Spannungszustand, Spannungstransformationen, Hauptspannungsrichtungen, Hauptspannungen, Mohrscher Spannungskreis

• Dehnungen: Dehnungsdefinitionen, Spannungs- Dehnungsdiagramm, Elastizitätsgesetz, Werkstoffkennwerte Verallgemeinertes Hooke'sches Gesetz, Zusammenhang zwischen den Werkstoffkenngrößen

• Zug- und Druckbeanspruchung: Spannungen und Verformungen, Wärmeeinfluss

• Flächenträgheitsmomente: Transformationen von Trägheitsmomenten, Hauptträgheitsachsen, Hauptträgheitsmomente, Widerstandsmomente, Trägheitsmomentezusammengesetzter Flächen

• Elementare Theorie der Biegung: Grundlagen der reinen Biegung, Biegespannung, Verformung, Biegelinie Schubspannungen bei Querkraftbelastung, Schubverformung, effektive Schubflächen

• Torsion: Torsion von Stäben mit kreisförmigen Querschnitten, Schubspannungen, Verformungen

Literatur / Lernquellen • B. Assmann: Festigkeitslehre, Oldenbourg Verlag • J., H. Dankert: Technische Mechanik, Teubner Verlag • Gross, Hauger Schnell: Technische Mechanik Teil 1+2; Springer

Verlag • Holzmann, Meyer, Schumpich: Technische Mechanik Teil 1+3,

Teubner Verlag



Modul G7 : Konstruktion (131070)

Qualifikationsziele

Das Lernziel des Moduls Konstruktion ist es, einfachere Konstruktionsaufgaben im mechatronischen Umfeld mittels eines 3D-CAD-Werkzeugs im Team lösen, gestalten, dokumentieren und präsentieren zu können, wobei detaillierte Auslegungsmethoden nicht erforderlich sind. Die Phasen und Stufen des Konstruktionsprozess, deren Eigenschaften und grundlegende Methoden dafür wie Lösungs- und Bewertungsmethoden sollen bekannt sein. Teamarbeit soll allgemein und speziell im Hinblick auf den Konstruktionsprozess reflektiert werden können. Grundlagenkenntnisse des technischen Zeichnens und des Einsatzes eines 3D-CAD-Systems sollen beherrscht und angewandt, sowie die darin enthaltenen Projektionsmethoden verstanden werden. Die Entstehung einer Konstruktion soll bewusst und mit dem zuvor genannten Werkzeugeinsatz durchlebt worden sein. Die Kenntnis der Bedeutung und die Motivation für die Beschäftigung mit der in diesem Modul ausgeklammerten detaillierten Materialauswahl-, Berechnungs- und anderen Auslegungsmethoden für komplexe Konstruktionen soll vorhanden sein.


Schulmathematik der Hochschulreife

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr.-Ing. Peter Ott Credits 12 SWS 10 Workload in Stunden 300 Zuordnung von Leistungspunkten






Veranstaltung G7.1 Grundlagen Konstruktion (131071) im 1. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Peter Ott Semester 1 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) engineering design basics

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 25.5 SWS 2 Prüfung SK 120 Lehrsprache deutsch Lernziele • Herstellung eines einheitlichen Niveaus bezüglich der Grundlagen

des technischen Zeichnens • Vorbereitung auf CAD im 2. Semester bzgl. Projektion und 3D-

Darstellung • Rämliches Vorstellungsvermögen schulen

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungsaufgaben und Fallbeispielen, gemeinsame Übungen zur Präsenzzeiten, Referate

Inhalte 1. Grundlagen der darstellenden Geometrie 1. Darstellungsmedien, Eigenschaften der Projektion 2. Projektionsarten 3. Mathematische Normalprojektion eines Punktes 4. Zeichnerische Normal- und Umprojektion von Punkten,

Strecken und Ebenen 5. Anwendungsbeispiele, Übungen

2. Grundlagen des technischen Zeichnens 1. Fertigungszeichnung einfacher Körper 2. Besondere Darstellungen, Ansichten und Symbole 3. Toleranzen, Passungen 4. Anwendungsbeispiele, Übungen

3. Freihandzeichnen

Literatur / Lernquellen • Tabellenbuch Mechatronik, Europa-Lehrmittel, 2001 • Fucke, R. Darstellende Geometrie für Ingenieure, Hanser, 1998 • Labisch, S., Weber, C., Technisches Zeichnen, Vieweg, 2004 • Viebahn, U., Technisches Freihandzeichnen, Springer, 1993 • Skripte unter ilias.hs-heilbronn.de



Veranstaltung G7.2 Konstruktion 1 (131072) im 1. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Peter Ott Semester 1 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) engineering design 1

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 77.5 Workload - Detailbemerkungen

Wegen Projektcharakter (Konstruktionswettbewerb) viel selbständige Teamarbeit notwendig

SWS 2 Prüfung LE Lehrsprache deutsch Lernziele • Konstruktion als komplexen Entwicklungsprozeß begreifen

• Konstruktionsmethodik nach VDI-Richtlinie 2221 kennen und vereinfacht anwenden können

• Einfache Methoden zur Lösung komplexer technischer Probleme kennen

• Die Bedeutung des Produkts für die Konstruktion kennen • Produktplanung vereinfacht kennen / Mut zum Unternehmertum

haben • Interdisziplinäre Teamarbeit als das Arbeitsumfeld des

Konstrukteurs kennen und erlebt haben • Teamarbeit bewusst erlebt haben und reflektieren können

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Coachingsitzungen und weitere Betreuung auch per E-learningsystem der Teamarbeit im Rahmen des Konstruktionswettbewerbs

Inhalte 1. Grundlagen der Konstruktionsmethodik 1. Grundlagen technischer Systeme 2. Arbeitsmethodik 3. Der Konstruktionsprozess

2. Das Produkt planen 1. Impluse für Produktideen 2. Analyse von Produkten und deren Umfeld 3. Auswahl einer Produktidee 4. Die Anforderungsliste für die Entwicklung

3. Teamarbeit 1. Erfolgsfaktoren 2. Teamarbeitsphasen 3. Teamregeln 4. Konfliktbewältigung 5. Besprechungen 6. Präsentation und Dokumentation

4. Die Lösung suchen 1. Lösungsmethoden 2. Entwicklung eines Konzepts 3. Bewertung von Lösungsvarianten

5. Konstruktionswettbewerb als Übung

Sonstiges / Besonderheiten Jedes Semester findet der Konstruktionswettbewerb für die Erstsemestert aller technischen Studiengänge der Hochschule Heilbronn statt. Die Teilnehmer der Lehrveranstaltung nehmen in Teams an diesem Wettbewerb teil. Zum Wettbewerb muss eine technische Lösung demonstriert und eine Dokumentation erstellt werden. Neben dem Leistungsnachweis für die Lehrveranstaltung werden in der Regel Geldpreise der Industrie vergeben,



siehe http://konstruktionswettbewerb.hs-heilbronn.de . Die Teamarbeit im Rahmen des Konstruktionswettbewerbs soll von Teilnehmern der Lehrveranstaltung H13.1, Führung von Teams, aus dem 7. Semester als praktische Übung mit betreut werden.

Literatur / Lernquellen • Conrad, K.-J., Grundlagen der Konstruktionslehre, Hanser, 1998 • Pahl, G., Beitz, W., Konstruktionslehre, Springer, 1997 • Skripte unter ilias.hs-heilbronn.de

Veranstaltung G7.3 Konstruktion 2 (131073) im 2. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Robert Paspa Semester 2 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Engineering Design 2

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Zur Teilnahme an 131073 Konstruktion 2 und 131074 CAD muss 131071

Grundlagen Konstruktion bestanden sein. Prüfung PA Lehrsprache deutsch Lernziele • Erleben des Prozesses bei der Entwicklung technischer Produkte

• Analysieren einer Aufgabenstellung • Erkennen der relevanten technischen Disziplinen • Beschaffung von Informationen (Literatur, Hersteller, Internet) • Finden und generieren von Lösungen • Umsetzten der prinzipiellen Ideen in eine 3D-Konstruktion • Dokumentieren des Arbeitsfortschritts • Aufgabenverteilung und Verantwortlichkeit im Team

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Coachingsitzungen und weitere Betreuung auch per E-learningsystem der Teamarbeit im Rahmen des Konstruktions-Projekts in Zusammenhang mit CAD

Inhalte 1. Aufgabenstellung o Vorstellung der Aufgabenstellung o Analysieren der Aufgabe

2. Benachbarte Disziplinen o Erkennen der technischen Zusammenhänge der

Konstruktionsaufgabe o Erarbeiten der Grundlagen für die jeweilige(n) technische

Disziplin(en) 3. Konstruktionsprozess

o Prinzipielle Lösungen finden, bewerten und auswählen o Realisieren der gewählten Lösung mit Hilfe eines 3D-CAD-

Systems o Herstellungsgerechte Gestaltung von Bauteilen und

Baugruppen 4. Methodeneinsatz (fließt in die einzelnen Arbeitsschritte mit ein)

o Entwicklungsprozess nach VDI 2222 / 2223 o Aufgabenstellung detaillieren o Anforderungsliste o Lösungen generieren



o Lösungen analysieren, bewerten und auswählen

Sonstiges / Besonderheiten Konstruktions-Projekt zusammen mit Vorlesung CAD Literatur / Lernquellen • Pahl, G., Beitz, W., Konstruktionslehre, Springer, 1997

• Hoischen, H.; Hessern W. (Hrsg.): Technisches Zeichnen. 30. Auflage. Düsseldorf, Schwann-Girardet: Cornelsen

• Muhs, D.; Wittel, H.; Jannasch, D.; Voßiek, J.: Roloff/Matek Maschinenelemente. 17. Auflage. Wiesbaden: Vieweg, 2005

• Krause, W. (Hrsg.): Konstruktionselemente der Feinmechanik. 3. Auflage. München Wien: Hanser, 2004

Veranstaltung G7.4 CAD (131074) im 2. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Jörg Wild Semester 2 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Computer Aided Design

Credits 1 Workload (in h) 25 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 2.5 Workload - Detailbemerkungen in Verbindung mit Konstruktion 2

SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Zur Teilnahme an 131073 Konstruktion 2 und 131074 CAD muss 131071

Grundlagen Konstruktion bestanden sein. Prüfung PA Lehrsprache deutsch Lehr- und Lernmethoden Vorlesung/Übung, findet im CAD-Labor direkt an PC-Workstations statt.

Nach der Vorstellung neuen Stoffs wird direkt gemeinsam am System geübt. Nach fünf Doppelterminen kann mit diesen Grundlagen das Projekt in Konstruktion 2 bearbeitet werden. Dazu gibt es zwei weitere Coaching-Termine, an denen sowohl Unterstützung für den richtigen Einsatz von CAD wie für die Konstruktion erfolgt.

Inhalte 1. Bauteil- und Skizziererumgebung 1. Erzeugung von Bedingungen im Skizzierer 2. Erzeugen eines Bauteils durch Rotation 3. Auszugsschräge 4. Verfeinern des Modells 5. Erzeugen eines Bauteils durch Translation 6. Verrundung 7. Darstellungsmöglichkeiten 8. Verwendung von Körpern und booleschen Operationen 9. Verdecken und Anzeigen von Körpern 10. Weitere Skizzierfunktionen 11. Bohrungen/Gewinde 12. Muster verwenden 13. Schalenelement 14. Ordnung der Operationen im Spezifikationsbaum 15. Konstruktionselemente 16. Erstellen von Formeln 17. Erweiterte Dialogfenster 18. 3D-Elemente projizieren

2. Baugruppenumgebung 1. Einfügen von Bauteilen 2. Erstellen von Bedingungen



3. Handhabung der Bauteile 4. Kompass-Gebrauch 5. Erstellung von mehrfach verwendeten Bauteile 6. Arbeiten mit Katalogen

3. Zeichnungsableitung 4. Drucken

Sonstiges / Besonderheiten System CATIA V5, jeweils neueste Release. Mit Einsatz von Lehrbeauftragten aus der Industrie, die den täglichen Einsatz von 3-D CAD kennen.

Literatur / Lernquellen • Ziethen, D. R.: CATIA V5 Baugruppen Zeichnungen, Hanser, München, 2006

• Hertha, M.: CATIA V5 - Flächenmodellierung, Hanser, München, 2006

• Klepzig, W. u. Weibach, L.: 3D-Konstruktion mit CATIA V5 : parametrisch-assoziatives Konstruieren von Teilen und Baugruppen in 3D für CATIA V5, Hanser, München, 2005

Veranstaltung G7.5 Arbeitstechniken (131075) im 2. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer.nat. M.A. Susanne Wilpers Semester 2 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Working methods

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 27.5 SWS 2 Prüfung SP Lehrsprache deutsch Lernziele In den Arbeitsgrundlagen wird in Gruppenarbeit das Arbeiten mit technischer

Fachliteratur (Informationsbeschaffung, Bewertung, Aufbereitung) anhand kleiner Projekte aus der Fachrichtung eingeübt

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Präsentationen, Fallbeispiele Inhalte • Lernstrategien

• Erstellen wissenschaftlicher Arbeiten und Dokumentationen • Literaturrecherche, Zitate • Einführung in das Angebot der Bibliothek der Hochschule Heilbronn • Präsentationstechnik • Präsentation einer in Gruppen durchgeführten kleinen Studienarbeit

Sonstiges / Besonderheiten Die Studierenden erhalten in der Mitte des Semesters eine Konstruktionsaufgabe im Rahmen der Vorlesung Konstruktion 2 und CAD, die im Team bearbeitet werden muss. Diese Aufgabe wird nach Möglichkeit selbstständig in Gruppen gelöst, das Arbeitsergebnis wird dokumentiert und präsentiert. Zielgruppe ist das Plenum des Semesters

Literatur / Lernquellen • Rost, Friedrich (2003): Lern- und Arbeitstechniken für das Studium. Opladen: Leske+Budrich.

• Schräder-Naef, R. (2003): Rationeller Lernen lernen. Beltz • Sesnik, Werner (2003): Einführung in das wissenschaftliche

Arbeiten, Oldenbourg Verlag, 6. Auflage, ISBN 3-486-27442-2



Hauptstudium



Modul H1 : Mathematisch-naturwissenschaftliche Vertiefung (131110)

Qualifikationsziele

• Die Studierenden sollen in der Lage sein, die mathemathisch-naturwissenschaftliche Methodik auf technische Problem anzuwenden. Sie kennen die mathematischen Fourier- und Laplacetransformationen und können diese auf technische Systeme anwenden.

• Die Studierenden kennen die physikalischen Eigenschaften der Fluide und können einfache fluidmechanische und theromdynamische Probleme bearbeiten. Sie kennen die Grundlagen der Mikrophysik und sind in der Lage, ihr Detailwissen in diesen Gebieten selbständig zu vertiefen.

• Die Studierenden sollen weiterführende Kenntnisse im Grundlagenfach Technische Mechanik erwerben.


Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. rer. nat. Kurt Rauschnabel Credits 6 SWS 6 Workload in Stunden 150 Zuordnung von Leistungspunkten


Verwendbarkeit des Moduls Das Modul ist Pflichtmodul im Hauptstudium. Das Modul kann bei Vorliegen der notwendigen fachlichen Voraussetzungen in anderen Studiengängen wiederverwendet werden.

Ansiedlung im Studium Hauptstudium

Veranstaltung H1.1 Mathematik 3 (131111) im 3. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. Günter Sell Semester 3 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 26.0 SWS 2 Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele • Schulung mathematischer Denk- und Arbeitsweise

• Kenntnis und Anwendung mathematischer Sätze

Lehr- und Lernmethoden • Vorlesung mit Übungsaufgaben • Beispiele und Übungen mit Computeralgebra

Inhalte • Unendliche Reihen Zahlenreihen, Potenzreichen, Fourierreihen

• Laplacetransformation

Sonstiges / Besonderheiten Die Fachprüfung 131510 Mathematisch-naturwissenschaftliche Vertiefung ist nur bestanden, wenn jeweils die Prüfungsleistungen 131111 Mathematik 3, 131112 Physik 3 und 131113 Technische Dynamik mit mindestens „ausreichend“ (4,0) bewertet wurden.

Literatur / Lernquellen • James: Modern engineering mathematics



• Kreyszig: Advanced engineering mathematics • Meyberg / Vachenauer: Höhere Mathematik 1, 2 • Papula: Mathematik für Ingenieure 1, 2, 3 • Sell: Skript mit Übungsaufgaben und Lösungen

Veranstaltung H1.2 Physik 3 (131112) im 3. Semester


Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 26.0 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Die im Grunstudium erworbenen Kenntnisse, insbesondere in Physik und

Mathematik. Prüfung LK 90 Lehrsprache Deutsch Lernziele Die Studierenden kennen die physikalischen Eigenschaften der Fluide und

können einfache fluidmechanische und theromdynamische Probleme bearbeiten. Sie kennen die Grundlagen der Mikrophysik und sind in der Lage, ihr Detailwissen in diesen Gebieten selbständig zu vertiefen.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung und betreute Übung Inhalte • Fluide (Druck, Oberflächenspannung, Viskosität, Strömungen)

• Thermodynamik und Wärme (Grundbegriffe, Hauptsätze der Thermodynamik, ideale und reale Gase, Kreisprozesse)

• Einführung in die Mikrophysik (Atom-, Quanten- und Festkörperphysik)


Literatur / Lernquellen • Hering, E. et al., Physik für Ingenieure, Springer • Tipler, P. u. Mosca, G., Physik, Elsevier • Dobrinski. P. et al., Physik für Ingenieure, Teubner



Veranstaltung H1.3 Technische Dynamik (131113) im 3. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Peter Schmolz Semester 3 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Engineering Mechanics / Dynamics

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 26.0 SWS 2 Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele • Die Studierenden erwerben die Qualifikation für bewegte

mechanische Systeme, die Problem beschreibenden Gleichungen aufzustellen und zu lösen, die Ergebnisse auf Plausibilität zu prüfen und zu deuten.

Lehr- und Lernmethoden • Vorlesung mit Übungsbeispielen. Studierende erhalten wöchentliche Arbeitsblätter als Hausarbeit.


Inhalte Kinematik:

• Punktbewegungen: Geschwindigkeit und Beschleunigung bei gerader und krummer Bahnbewegung, Grundaufgaben der Kinematik

• Allgemeine Bewegung des starren Körpers: Drehung um feste Achsen, Spur- und Polkurven, Momentanpol

Kinetik:

• Dynamisches Grundgesetz • Schwerpunktsatz • Drehimpulssatz:

Drehimpulssatz eines starren Körpers, Massenträgheitsmomente, Trägheitsradius, Schwungmoment


Literatur / Lernquellen • B. Assmann: Kinematik und Kinetik, Oldenbourg Verlag • J., H. Dankert: Technische Mechanik, Teubner Verlag • Gross, Hauger Schnell: Technische Mechanik Teil 3; Springer

Verlag • Holzmann, Meyer, Schumpich: Technische Mechanik Teil 2,

Teubner Verlag



Modul H2 : Optik, Mess- und Prüftechnik (131120)

Qualifikationsziele

Lernziel des Moduls Optik, Mess- und Prüftechnik ist es, die Grundlagen der technischen Optik und der Messtechnik zu kennen. Diese Grundlagen sowie die Methoden und Verfahren zur Identifizierung und Auswahl von Kunststoffen sollen praktisch in Labortätigkeiten angewendet werden können. Darüber hinaus sollen einfachere Laborversuche im Team selbständig durchgeführt, ausgewertet, die Ergebnisse interpretiert und in Form von Laborberichten bzw. Laborbüchern dokumentiert werden können. Der Zusammenhang zwischen Theorie und Praxis für ingenieurnahe Tätigkeiten sowie die Bedeutung und Eigenschaften einer einfachen Modellbildung und sollen verstanden werden. Die effiziente Beschaffung von Informationen für einfache ingenieurnahe praktische Aufgaben soll beherrscht werden.


Module des Grundstudiums: Mathematik (G1), Physik (G2), Informatik (G3), Werkstoffe und Chemie (G4), Elektrotechnik (G5), Technische Mechanik (G6), Konstruktion (G7)

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr.-Ing. Peter Ott, Prof. Dr. rer. nat. Georg Bucher Credits 14 SWS 10 Workload in Stunden 350 Zuordnung von Leistungspunkten




Veranstaltung H2.1 Messtechnik (131121) im 3. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Georg Bucher Semester 3 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Metrology and Measurementsystems

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 26.5 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Grundkenntnisse in physikalischen Messverfahren, Einheiten,

Fehlerrechnung wie im Labor Physik vermittelt Prüfung SK 60 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden, lernen wie man Messdaten erhebt, auswertet,

hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und Aussagekraft beurteilt, die möglichen Fehlergrenzen absteckt und die Ergebnisse aussagekräftig darstellt. Die Veranstaltung ist eng verzahnt mit den Veranstaltungen H5.1, Sensorik und H2.3 Labor Messtechnik. Aufbau und Inhalt der Veranstaltung fassen die Messtechnik als Teilgebiet der Systemdynamik auf. Die rasant ansteigende Rechenleistung auch von preisgünstigen Prozessoren werden das



Gebiet der Messtechnik von Grund auf umkrempeln, da auch rechenaufwändige Signalbearbeitung immer mehr Einzug halten wird in allen möglichen Messgeräten bis herunter zum einfachen Handmultimeter. Auf diese Umwälzungen will die Veranstaltung die Studierenden vorbereiten. Die Veranstaltung versetzt die Studierenden in die Lage, komplexe Messaufgaben anzugehen und die erhobenen Daten bestmöglich auszuwerten. Erste Schritte in dieser Richtung werden bereits in der Veranstaltung H2.3, Labor Messtechnik, eingefordert.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Projekte mit konkreten Beispielen Inhalte • kurze Auffrischung: Normale, Standards, Einheiten, Fehlerangaben,

Fehlerrechnung, Fehlerfortpflanzung, • statistische Auswerteverfahren, • Methoden der Signalerfassung, • Bearbeitung analoger und digitaler Messsignale, digitale

Filterverfahren, • Darstellung von Messdaten im Zeit- und Frequenzbereich, • Beschreibung von Messsystemen mit den Methoden der

Systemdynamik, • dynamisches Messen mit Hilfe mathematischer Filterverfahren, • Fourieranalyse kontinuierlicher und diskreter Messdaten, • Gewinnung und Bearbeitung zweidimensionaler Messdatensätze, • mathematische Filter- und Beobachterstrukturen.

Literatur / Lernquellen • H. Frohne/E. Ueckert, Grundlagen der elektrischen Messtechnik, Teubner Verlag , ISBN 3-540-54655-3

• Kiencke/Kronmüller/Eger, Messtechnik, Springer Verlag, ISBN 3-540-42097-5

Veranstaltung H2.2 Technische Optik 1 (131122) im 3. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Peter Ott Semester 3 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Optical Engineering 1

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 51.5 SWS 2 Prüfung SK 60 Lehrsprache deutsch Lernziele • Grundlegende Methoden zur Beschreibung und zum Vorentwurf

optoelektronischer Systeme anwenden • Einfache optoelektronische Systeme verstehen

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Demonstrationen und Übungen Inhalte 1. Grundlagen optoelektronischer Systeme

1. Brechungsgesetz, Fermatsches Prinzip 2. Eigenschaften von Licht 3. Aufbau optoelektronischer Systeme 4. Lichtquellen und deren Charakterisierung 5. Optoelektronische Detektoren 6. Optische Medien

2. Einfache brechende und reflektierende Elemente



1. Prismen, Retroreflektoren 2. Polarisationsabhängige Reflexions- und Brechungsfaktoren 3. Fasern, Lichtleiter

3. Die Abbildung 1. Eigenschaften der Abbildung 2. Beurteilung der Abbildungsgüte 3. Abbildungsgleichungen und Konstruktionsstrahlen 4. Paraxiale Durchrechnung und Eigenschaften von Fläche

und Linsen 5. Linsensysteme 6. Bündelbegrenzung, Blenden und Pupillen

4. Aufbau ausgewählter optoelektronischer Instrumente

Literatur / Lernquellen • Schröder, G., Technische Optik, Vogel, 1990 • Skript und Präsentation unter ilias.hs-heilbronn.de • Gross, H., Handbook of Optical Systems: Vol. 1. Fundamentals of

Technical Optics, ed.

Veranstaltung H2.3 Labor Messtechnik (131123) im 4. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Georg Bucher Semester 4 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 51.0 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Zur Teilnahme an 131123 Labor Messtechnik muss 131121 Messtechnik

bestanden sein. Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Veranstaltung zeigt an konkreten Laboraufgaben den Einsatz

verschiedener Sensortypen, die Erhebung und Speicherung sowie die Bearbeitung und Auswertung von Messdaten. Begleitend werden die technischen Grenzen von Sensoren ausgelotet und die Fehlergrenzen überprüft. Die Veranstaltung konfrontiert die Studierenden mit verschiedenen Sensoren, mit deren Reaktion auf äußere Störungen, mit Signalbe- und –verarbeitung und nicht zuletzt mit der Datenauswertung. Gefordert wird darüber hinaus Entwurf und Realisierung einfacher Operationsverstärkerschaltungen zur Bearbeitung von Messsignalen. Dies findet hier noch unter Anleitung erfahrener Betreuer statt, ist aber sicher eine gute Vorbereitung auf den rauhen Berufsalltag.

Lehr- und Lernmethoden vorbereitete Laboraufgaben zu Präsenzzeiten, schriftliche Testaufgaben zu den einzelnen Versuchen, schriftliche Ausarbeitung zur jeweiligen Laboraufgabe.

Inhalte Liste der zu bearbeitenden Laboraufgaben:

• Dehnungsmessstreifen – Bestimmung von Kraft Biegung, Drehmoment (1),

• Messungen am Serienschwingkreis (1), • Temperaturerfassung mit diversen Sensorprinzipien (1), • Untersuchungen zur Sprung- und Impulsantwort diverser Sensoren

(1), • Frequenzanalyse von Signalen (1), • Untersuchung der Hochfrequenzeigenschaften diverser elektrischer



und magnetischer Bauteile (1),

• Anwendungen zum Oszilloskop und Speicheroszilloskop (2), • analoge Signalformung mit Operationsverstärkerschaltungen (3).

Sonstiges / Besonderheiten In Klammer ist die Anzahl der Bearbeitungseinheiten in Versuchstagen angegeben. Die Aufgaben werden in Zweiergruppen bearbeitet. Die Zusammenstellung der Laboraufgaben kann von Semester zu Semester variieren.

Literatur / Lernquellen • Wilhelm Walcher, Praktikum der Physik, Teubner Verlag, ISBN 978-3-8351-0046-6

• Jan Oringa/Johannes Willem Maaskant, Handbuch der elektrischen Messtechnik, Franzis' Verlag, ISBN 3-7723-7391-7

• Steingold et. al., Interfaceschaltungen zur Messwerterfassung, Oldenbourg Verlag, ISBN 3-486-27141-5

Veranstaltung H2.4 Labor Technische Optik (131124) im 4. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Peter Ott Semester 4 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Optical Engineering Lab

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 50.5 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Zur Teilnahme an 131124 Labor Technische Optik muss 131122 Technische

Optik 1 bestanden sein. Prüfung LK 120 Lehrsprache deutsch Lernziele • Praktische Anwendung des aus der Vorlesung Technische Optik 1

erworbenen Wissens erfahren, Gefühl für Optik haben • Grundlagen der optischen Messtechnik kennen • Dokumentation von optischen Versuchen können • Methoden zur Beschreibung und zum Entwurf optoelektronischer

Systeme beherrschen und anwenden können

Lehr- und Lernmethoden Laborpraktikum mit Betreuung, Laborberichte, Referate Inhalte • Simulation eines optischen Systems mit einer Raytracing-Toolbox

auf Matlab-Basis • Laborversuche zu

o Vermessung der Brennweite und der Hauptebenen eines Abbildungsobjektivs

o Vermessung der Abstrahlcharakteristik und des Lichtstroms einer LED

o Optoelektronisches Autokollimationsfernrohr o Wollastonprisma o Vertiefung Simulation

• Recherche, Kurzreferat und Beitrag zu einem optoelektronischen Thema

Literatur / Lernquellen • Schröder, G., Technische Optik, Vogel, 1990



• Skript und Präsentation unter ilias.hs-heilbronn.de

Veranstaltung H2.5 Labor Werkstoffprüfung (131125) im 4. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. August Burr Semester 4 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Prüfung SL Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden sind in der Lage die Vielzahl von Kunststoffarten mit

systematischen Methoden und Verfahren zu identifizieren. Sie lernen anhand der zu ermittelnden physikalischen Eigenschaften die Auswahl von Kunststoffen für verschiedene Anwendungsgebiete zu treffen und eine Bewertung fur die Einsatzmöglichkeiten der verschiedenen Kunststofftypen durchzuführen.

Lehr- und Lernmethoden Laborübungen Selbststudium: Vorbereitung der Versuche Anfertigung der Versuchsberichte

Inhalte Kunststoffidentifizierung -Dichteermittlung -Schmelzbereich -Glasübergänge -Brennverhalten -Beilsteinprobe -Geruch und Reaktion der Schwaden -Thermische Analysen (DSC, TGA) -Infrarotspektroskopie (FTIR) -Aschegehalt Mechanische Eigenschaften -Schlagzähigkeitsversuche -Zugprüfung Fließverhalten -MVR-Ermittlung Gefügestrukturen -Überstrukturen unterm polarisierten Licht -Auflichtuntersuchungen -Dünnschnitttechnik

Literatur / Lernquellen • Hellerich, W., G. Harsch, S. Hänle: Werkstoffführer Kunststoffe. München, Wien: Hanser-Verlag, 2004



Modul H3 : Fertigungstechnik (131130)

Qualifikationsziele

• Die Studenten und Studentinnen kennen die grundlegenden Fertigungsverfahren der Mikro- und Feinwerktechnik. Sie kenn weiterhin die wichtigsten Eigenschaften mechanischer Bauelemente

• Die Studenten und Studentinnen können 1. mechanische Bauelemente auslegen 2. einfache feinwerktechnische Fertigungsaufgaben lösen 3. einfache Herstellaufgaben für mikrotechnische Bauelemente lösen


Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl Credits 12 SWS 12 Workload in Stunden 300 Zuordnung von Leistungspunkten




Veranstaltung H3.1 Bauelemente (131131) im 3. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Robert Paspa Semester 3 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Mechanical Construction Elements

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 53.0 SWS 4 Prüfung LK 120 Lehrsprache Deutsch Lernziele • Kenntnisse über Funktion und Einsatz der wichtigsten

mechanischen Bauelemente • Ermittlung der Belastung und Beanspruchung von Bauelementen in

technischen Konstruktionen • Dimensionierung und Berechnung der Festigkeit mechanischer

Bauelemente • Auswahl, konstruktive Gestaltung und Einbau mechanischer

Bauelemente

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungen Selbststudium: Vorlesungsnachbereitung, Bearbeiten von Übungsaufgaben, Literaturstudium

Inhalte 1. Festigkeitslehre o Beanspruchungs- und Belastungsarten,

Vergleichspannungshypothesen



o Werkstoffverhalten, Werkstoffgrenzwerte o Kerbwirkung, Gestaltfestigkeit o Knicken, Beulen o Flächenpressung, Hertz'sche Pressung

2. Achsen und Wellen o Funktion, Dimensionierung und Gestaltung o Kritische Drehzahlen

3. Welle-Nabe-Verbindungen o Pressverbände, Klemmverbindungen, Spannringe,

Spannelemente o Passfedern, Keilwellen, Zahnwellen

4. Kupplungen o Dauerkupplungen (Starre Kupplungen,

Ausgleichskupplungen) o Schaltkupplungen (Fremdbetätigt, Moment-, Drehzahl,- und

Richtungsbetätigt) 5. Federn

o Blattfedern, Spiralfedern, Schenkelfedern, Tellerfedern o Drehstabfedern, Schraubenfedern o Gummifedern

6. Verbindungselemente Verbindungsverfahren o Schraubverbindungen o Nietverbindungen o Sicherungsringe o Stiftverbindungen o Kleben o Löten o Schweißen

7. Zahnradgetriebe - Zahnräder - Verzahnungen o Verzahnungsgesetz, Evolventenverzahnung o Unterschnitt und Grenzzähnezahl, Profilverschiebung - V-

Getriebe

Sonstiges / Besonderheiten Die Fachprüfung 131530 Fertigungstechnik ist nur bestanden, wenn jeweils die Prüfungsleistungen 131131 Bauelemente, 131132 Feinwerktechnische Fertigung und 131133 Mikrotechnische Fertigung mit mindestens „ausreichend“ (4,0) bewertet wurden.

Literatur / Lernquellen • Muhs, D.; Wittel, H.; Jannasch, D.; Voßiek, J.: Roloff/Matek - Maschinenelemente (mit Tabellenband und Berechnungssoftware auf CD-ROM). 17. Auflage. Wiesbaden: Vieweg-Verlag: 2005

• Muhs, D.; Wittel, H.; Jannasch, D.; Voßiek, J.: Roloff/Matek - Maschinenelemente Aufgabensammlung. 11. Auflage. Wiesbaden: Vieweg-Verlag: 2001

• Niemann : Maschinenelemente Band 1. 3. Auflage. Berlin: Springer-Verlag 2000

• DUBBEL – Taschenbuch für den Maschinenbau 20. Auflage. Berlin: Springer-Verlag 2001

• Beitz, Grote: DUBBEL interaktiv – Studentenausgabe - Das elektronische Taschenbuch für den Maschinenbau (CD-ROM) 1. Auflage. Berlin: Springer-Verlag 2002



Veranstaltung H3.2 Feinwerktechnische Fertigung (131132) im 3. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl Semester 3 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Precision Engineering Production

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 26.0 SWS 2 Prüfung LK 90 Lehrsprache Deutsch Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Fallbeispielen Inhalte 1. Einführung in die Fertigung mechatronischer Systeme

2. Urformen 3. Umformen 4. Trennen 5. Fügen 6. Beschichten 7. Rapid Prototyping 8. Einführung in die Montagetechnik 9. Leitlinie zur Gestaltung von Fertigungsprozessen


Literatur / Lernquellen • Awiszus, B.; Bast, J.; Dürr, H.; Matthes, K.-J.: Grundlagen der Fertigungstechnik, Hanser FV, Leipzig, 3. Aufl., 2006. ISBN 3-446-40745-6

• Matthes, K.-J.; Riedel, F.: Fügetechnik, Hanser FV, Leipzig, 2003. ISBN 3-446-22133-6



Veranstaltung H3.3 Mikrotechnische Fertigung (131133) im 4. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl Semester 4 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Semiconductor and MEMS Production

Credits 6 Workload (in h) 150 Workload - Kontaktstunden 67.5 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 80.5 SWS 6 Prüfung LK 120 Lehrsprache Deutsch Lernziele Allgemenes Verständnis der Fertigung von Halbleitern und Mikrosystemen Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungsaufgaben und Fallbeispielen Inhalte In der Vorlesung werden alle Grundlagen zur Herstellung von

mikrotechnischen Bauelementen erläutert. Solche Bauelemenete sind z. B.:

• diskrete Halbleiter wie Dioden oder Transistoren • integrierte Schaltungen wie Mikroprozessoren, Speicher oder ASICs • Mikrosysteme wie Tintendruckköpfe, Drucksensoren oder CCDs • Solarzellen

Substratherstellung und Siliziumfertigung

1. Einführung 2. Werkstoffe 3. Substratherstellung 4. Vakuumtechnik 5. Schichterzeugung

1. Thermische Oxidation 2. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD) 3. Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD)

6. Lithografie 7. Schichtstrukturierung 8. Schichtmodifikation 9. Mikromechanik

o Volumen-Mikromechanik o Oberflächen-Mikromechanik o Verfahren zum Wafer-Bonden

10. Prozessabläufe, -fehler 11. Reinraumtechnik 12. Messtechnik für die mikrotechnische Fertigung 13. Kalkulation in der mikrotechnische Fertigung

Zur Vorlesung, die komplett multimedial aufbereitet ist und in der z. Z. insgesamt 69 Filme und Animationen gezeigt werden, gibt es ein überwiegend farbiges Skript mit einem Umfang von 112 Seiten. Das Skript enthält u. a. alle Bilder und Grafiken, eine Formelsammlung und ein umfangreiches Glossar.

Aufbau- und Verbindungstechnik

1. Konzepte 2. Chip-Montage

o Vorbereitung o Die-Bonden



o serielle Bond-Verfahren o Bumping-Technologien o Simultane Montageverfahren (TAB, CSP, FC)

3. Gehäuste Bauelemente 4. Substrate 5. Wärmeabfuhr von Bauelementen



Literatur / Lernquellen • Ehrfeldt, W. (Herausgeber): Handbuch Mikrotechnik , München; Wien: Hanser, 2001. ISBN: 3-446-21506-9

• Hoppe, B.: Mikroelektronik 1, Vogel Fachbuch Kamprath-Reihe Bd.1 Prinzipien, Bauelemente und Werkstoffe der Siliziumtechnologie. 1997. ISBN: 3-8023-1518-9

• Hoppe, B.: Mikroelektronik 2, Vogel Fachbuch Kamprath-Reihe Bd.2 Herstellprozesse für integrierte Schaltungen. 1997. ISBN: 3-8023-1588-X

• Hilleringmann, U.: Silizium-Halbleitertechnologie, Teubner, 4., durchges. u. erg. Aufl. 2004. XIII, ISBN 3-519-30149-0

• Pupp, W.; Hartmann, K.: Vakuumtechnik Grundlagen und Anwendungen, Hanser, München, 1991. ISBN 3-446-15859-6



Modul H4 : Elektronik (131140)

Qualifikationsziele

Die Studierenden kennen die grundlegenden Eigenschaften von folgenden elektronischen Bauelementen und beherrschen die zugehörigen wichtigsten Grundschaltungen:

• Diskrete Halbleiter-Bauelemente (Dioden, Transistoren, Optobauelemente) • Operationsverstärker und Komparatoren • Programmierbare Logikschaltungen • Mikrocontroller und ihre Peripherie


• einfache elektronische Schaltungen auf der Basis der genannten Bauelemente entwickeln durch Berechnung, Simulation und Schaltplanentwurf

• kleine 1-2-seitige Leiterplatten-Layouts erstellen • elektronische Schaltungen in Betrieb nehmen und verifizieren • einfache Analogfilter mit Operationsverstärkern entwickeln • Peripherieschaltungen zu Mikrocontrollern im Hardware-Software-Codesign entwickeln • einfache Analogwertverarbeitung auf Mikrocontrollern durchführen • Logikschaltungen auf der Basis von programmierbaren Logikbauelementen entwerfen

Die Studierenden sind sprachlich in der Lage

• Technische Unterlagen in Englisch zu verstehen • technische Sachverhalte in Englisch zu kommunizieren • Präsentationen in Englisch zu erstellen und vorzutragen


Abgeschlossene technische Grundlagen aus dem Grundstudium:

• Mathematik • Elektrotechnik • Technische und Praktische Informatik

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Credits 10 SWS 9 Workload in Stunden 250 Zuordnung von Leistungspunkten






Veranstaltung H4.1 Elektronische Schaltungstechnik (131141) im 3. Semester

Dozent(en) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Semester 3 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Electronic Circuit Design

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 33.75 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 41.3 SWS 3 Prüfung PA Lehrsprache deutsch und englisch Lernziele Die Studierenden kennen die grundlegenden Eigenschaften von folgenden

elektronischen Bauelementen und beherrschen die zugehörigen wichtigsten Grundschaltungen:

• Diskrete Halbleiter-Bauelemente (Dioden, Transistoren, Optobauelemente)

• Operationsverstärker und Komparatoren • Mikrocontroller und ihre Peripherie


• einfache elektronische Schaltungen auf der Basis der genannten Bauelemente entwickeln durch Berechnung, Simulation und Schaltplanentwurf

• einfache Analogfilter mit Operationsverstärkern entwickeln • einfache Analogwertverarbeitung auf Mikrocontrollern durchführen


• Technische Unterlagen in Englisch zu verstehen

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit integrierten Übungen anhand konkreter Beispiele Anfertigung von Hausarbeiten und Referaten

Inhalte • Operationsverstärker (OPV) als idealer Verstärker • Grundschaltungen mit OPV • Integrator und Differentiator • Filterschaltungen mit OPV • Schaltungen mit Komparatoren und Schmitt-Triggern • Dioden: Typen, Funktion und grundlegende Schaltungstechnik • Transistoren: Typen, Funktion und grundlegende Schaltungstechnik • Optobauelemente: Typen, Funktion und Schaltungstechnik • Verarbeitung analoger Signale mit Mikrocontrollern

Sonstiges / Besonderheiten Enge Kopplung mit der Veranstaltung H4.2 Labor Elektronische Schaltungstechnik

Literatur / Lernquellen • Tietze, U.; Schenk, Ch.: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer Verlag

• Zirpel, M.: Operationsverstärker, Franzis Verlag

Veranstaltung H4.2 Labor Elektronische Schaltungstechnik (131142) im 3. Semester



Dozent(en) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Semester 3 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Laboratory Electronic Circuit Design

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Prüfung PA Lehrsprache deutsch und englisch Lernziele Die Studierenden können

• einfache elektronische Schaltungen entwickeln durch Berechnung, Simulation und Schaltplanentwurf

• kleine 1-2-seitige Leiterplatten-Layouts erstellen • elektronische Schaltungen in Betrieb nehmen und verifizieren • einfache Analogfilter mit Operationsverstärkern entwickeln • Peripherieschaltungen zu Mikrocontrollern im Hardware-Software-

Codesign entwickeln • einfache Analogwertverarbeitung auf Mikrocontrollern durchführen


• Technische Unterlagen in Englisch zu verstehen • technische Sachverhalte in Englisch zu kommunizieren • Präsentationen in Englisch zu erstellen und vorzutragen

Lehr- und Lernmethoden Begleitende Laborübungen zu H4.1 Selbständige Bearbeitung eines eigenen Projekts aus der SchaltungstechnikErstellung von Dokumentationen und Präsentationen

Inhalte • Berechnung und Simulation von elektronischen Schaltungen • Schaltplanerstellung mit einem Elektronik-CAD-Programm • Entwurf eines 1-2-seitigen Leiterplatten-Layouts • Verifikation von elektronischen Schaltungen • Umgang mit grundlegendem Messequipment

Sonstiges / Besonderheiten Im ersten Teil des Semesters enge Kopplung mit H4.1 Elektronische Schaltungstechnik




Veranstaltung H4.3 Digitaltechnik (131143) im 4. Semester

Dozent(en) Prof. Dipl.-Ing. Ermenfried Prochaska Semester 4 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Digital Circuits

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 26.0 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen • Grundkenntnisse der Digitaltechnik zum Entwurf einfacher

Schaltnetze • Boolesche Algebra • Minimierung (Karnoughdiagramm) • Grundlagen der Halbleiterbauelemente • Funktion von Gattern und Flipflops • Zustandstabelle für sequentielle Schaltungen

Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele Der Student kann auf systematische Art und Weise kombinatorische und

sequentielle Schaltungen auf der Basis verschiedener Beschreibungsmethoden (inkl. VHDL) mit einer geeigneten Entwicklungssoftware entwerfen und realisieren. Die Prinzipien digitaler Schaltungen sind verstanden worden, damit deren Auswirkungen auf technische Systeme beurteilt werden zu können.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Übungen Inhalte • Einführung in Aufbau und Entwurf digitaler Systeme

• Einführung in die Entwicklungsumgebung • Entwurf von Schaltnetzen für CPLDs und FPGAs:

Hierarchisches Design, Wahrheitstabelle, Boole'sche Algebra, VHDL • Entwurf einfacher Schaltwerke für CPLDs und FPGAs • Logik- und Zeitsimulation digitaler Schaltungen • Hardwaretest • Entwurf eines digitalen Systems am Beispiel einer Uhr • Beschreibungsarten im hierarchischen Entwurf • Systemspezifikation • Modulentwurf • Simulation (behavioral , post layout) • Inbetriebnahme der Module • Hardwaretest des Gesamtsystems




Veranstaltung H4.4 Technisches Englisch (131144) im 4. Semester

Dozent(en) Import W1: M.Sc. Stephen Merrick Semester 4 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Technical English

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 27.5 SWS 2 Prüfung LR Lehrsprache englisch Lernziele Die Studierenden sind in der Lage in englischer Sprache im technischen

Bereich zu kommunizieren sowie technische Fachliteratur zu verstehen. Sie können eine technische Präsentation in Englisch erstellen und vortragen.

Lehr- und Lernmethoden Seminar mit seminaristischen Vorträgen, Dialogen und Präsentationen sowie Selbststudium mit:

• Gruppen- und Einzelarbeit • Nachbereitung • Literaturstudium • Vokabelstudium • Vorbereitung • Übungen

Inhalte • Chairing a meeting • Applying for a job (including company profile and interview) • Reporting on a visit to an industrial plant • Preparing a presentation • Telephoning abroad • Describing a process • Summarizing information • Applying translation techniques




Modul H5 : Grundlagen der Mechatronik (131150)

Qualifikationsziele

Die Studierenden lernen die wichtigsten Komponenten mechatronischer Systeme wie Aktoren und Sensoren kennen und deren Bedeutung im Gesamtsystem. Sie kennen grundlegende Beschreibungsformen dynamischer Systeme. Ferner können sie mit dem Simulationswerkzeug MATLAB/SIMULINK diese einfachen Systeme simulieren. Sie sind außerdem in der Lage mit dem Computer Algebra System MuPAD die Komponenten im Zeit- und Bildbereich zu bearbeiten, zum Gesamtsystem zusammenzusetzen, zu linearisieren und Systemantworten im Zeitbereich darzustellen und zu bewerten.


Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern Credits 9 SWS 8 Workload in Stunden 225 Zuordnung von Leistungspunkten




Veranstaltung H5.1 Sensorik (131151) im 3. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Georg Bucher Semester 3 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Sensors and Sensorsystems

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 26.0 SWS 2 Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden erwerben die Fähigkeit, Messgrößen mit Hilfe von

Messwandlern zu erfassen, darzustellen und der weiteren Bearbeitung zugänglich zu machen. Zusätzlich werden die Möglichkeiten und Grenzen der Wandlerprinzipien aufgezeigt. An ausgewählten Beispielen wird die mathematische Modellierung von Sensoren vorgeführt und so die Brücke zur Systemdynamik geschlagen. Die Veranstaltung ist eng mit den Veranstaltungen H 2.1 Messtechnik und H 2.3 Labor Messtechnik verzahnt. Die Auswahl der Themenschwerpunkte umfasst sowohl klassische Sensoren, wie z.B Dehnmessstreifen, als auch moderne Sensoren auf Halbleiterbasis. Die ausgewählten Beispiele zeigen die ganze Spannweite vom sündhaft teuren Gammadiffraktometer bis zum Eurocent-Artikel, der millionenfach im Auto verbaut wird.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Projekte und Referate zu speziellen Aspekten,



Coachingsitzungen mit dem Dozenten.

Inhalte • Vom Signal zum Messwert - die Aufgaben eines Sensors, • Elektrisches Messen nichtelektrischer Größen, • Temperatursensoren, • Halbleitersensoren, • scannende Sensorsysteme und bildgebende Sensoren, • Sensoren zur Schwingungs- und Frequenzanalyse, • hochdynamische Sensoren, • digital arbeitende Sensoren mit inkrementeller und absoluter

Kodierung, • Sensoren zur Vermessung von Nanostrukturen, • Behandlung von Querempfindlichkeiten, • vernetzte Sensorsysteme, • mathematische Beschreibung von Sensoren.

Literatur / Lernquellen • Wiegleb, Sensortechnik, Franzis', ISBN 3-7723-8111-1 • Bernstein,Sensoren und Messelektronik, Pflaum Verlag ISBN 3-

7905-0736-9 • Dieter Eberlein und 4 Mitarbeiter, Lichtwellenleitertechnik, expert

verlag, ISBN 3-8169-2602-9

Veranstaltung H5.2 Grundlagen und Simulation dynamischer Systeme (131152) im 3. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern Semester 3 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 5 Workload (in h) 125 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 78.0 SWS 4 Prüfung LK 120 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden erlernen den Umgang mit dem Simulationstool

MATLAB/SIMULINK und dem Computeralgebra Programm MuPAD. Sie sind in der Lage, nichtlineare (stetige) Systeme zu linearisieren und im Zeit- und Frequenzbereich zu beschreiben. Sie können einfache Teilsysteme zu einem komplexen System zusammensetzen und diese Systeme mit Hilfe von MATLAB/SIMULINK bzw. MuPAD simulieren und die Simulatinsergebnisse interpretieren. Sie kennen die wichtigsten Verfahren zur numerischen Integration und können die Vor- und Nachteile dieser beurteilen.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungen Inhalte • Einführung in das Simulationstool MATLAB/SIUMULINK sowie in

das Computer Algebra Programm MuPAD • Numerische Verfahren zur Integration gewöhnlicher

Differentialgleichungen • Mathematische Modelle und ihre Einteilung zur Beschreibung

mechatronischer Systeme • statisches und dynamisches Verhalten der Systeme • Lineare und nichtlineare Systeme, Linearisierung • LAPLACE-Transformation und das Lösen linearer zeitinvarianter

gewöhnlicher Differentialgleichungen • Die Übertragungsfunktion und ihre Eigenschaften • Charakterisierung wichtiger Systeme anhand von Testantworten • Blockschaltbilder und Blockschaltbildumformungen



• Der Frequenzgang: Ortskurvendarstellung und Bode-Diagramm • Zustandsraumdarstellung und Normalformen • Zusammenstellung grundlegender Systeme

Literatur / Lernquellen • H. Unbehauen: Regelungstechnik 1, Vieweg Verlag • Creutzig, C; Gehrs,K.; Oevel, W.: Das MuPAD Tutorium, Springer

Verlag • Angermann, A; Beuschel, M; Rau, M; Wohlfahrt, U; : Matlab-

Simulink- Stateflow, Oldenbourg Verlag • Scherf, H.E.: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme

Veranstaltung H5.3 Aktorik (131153) im 4. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern Semester 4 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 26.0 SWS 2 Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden lernen die unterschiedlichen Aktorrealisierungen und ihre

Vor- und Nachteile kennen. Sie kennen die Prinzipien der elektromechanischen Aktoren, auf denen der Schwerpunkt der Vorlesung liegt. Sie können näherungsweise elektrodynamische und elektromagnetische Wandler berechnen. Sie können das dynamische Verhalten eines Permanentmagnet- Gleichstrommotors berechnen und geeignete Näherungen angeben. Sie wissen unter welchen Bedingungen Kreisdrehfelder erzeugt werden können und kennen die Funktionsweise von Induktionsmaschinen sowie die Berechnungsmethoden für den stationären Fall.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungen Inhalte • Aufbau und Wirkungsweise von Aktoren

• Überblick über elektromagnetische, fluidische und neuartige Aktoren • Mechanische Grundlagen: einfache Riementriebe, Drehzahlwandler

und ihre Optimierung sowie Anforderungen an den Aktor aufgrund der vorgegebenen (einachsigen) Bewegung

• Magnetkreisberechnungen und Permanentmagnetmaterialien • Stationäre Kennlinien von Motoren und Lasten sowie stabile und

instabile Betriebspunkte • Die Gleichstromnebenschlussmaschine und ihr dynamisches

Verhalten • Der Universalmotor • Drehfeldentstehung • Die Asynchronmaschine und ihr stationäres Verhalten

Literatur / Lernquellen • Meins, J. : Elektromechanik, Teubner Studienbücher • Fischer, R.: Elektrische Maschinen, Hanser Verlag • Kremser, A.: Grundzüge elektrischer Maschinen und Antriebe, B.G.

Teubner Stuttgart • Stölting, H-D.; Kallenbach, E.: Handbuch elektrische Kleinantriebe,

Hanser Verlag • Heimann, Gerth, Popp: Mechatronik, Fachbuchverlag Leipzig



Modul H6 : Mechatronik (131160)

Qualifikationsziele

Die Studierenden erwerben ein Grundverständnis für die Entwicklung mechatronischer/feiwerktechnischer Geräte. Sie können Systemverhaltens mechanischer Systeme erkennen und beschreiben. Sie sind in der Lage, feinwerktechnische Systeme hinsichtlich ihrer Funktionalität sowie die steuer- und regelungstechnischen Strukturen zu analysieren. Sie sind in der Lage die Stabilität des geschlossenen Regelkreises zu analysieren und für lineare zeitinvarinate Systeme geeignete klassische Regler zu entwerfen.


Grundstudium

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern, Prof. Dr.-Ing. Jörg Wild Credits 9 SWS 8 Workload in Stunden 225 Zuordnung von Leistungspunkten




Veranstaltung H6.1 Systeme der Feinwerktechnik (131161) im 4. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Jörg Wild Semester 4 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Systems of Precision Engineering

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 53.0 SWS 4 Eingangsvoraussetzungen Grundkenntnisse der Konstruktion

Grundkenntnisse der Technischen Mechanik Prüfung LK 120 Lehrsprache Deutsch Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungsaufgaben, integrierte Studienarbeit zur

Wälzlagerkonstruktion Inhalte 1. Definition der Mechatronik

2. Geräte mit Steuerung durch Mikroelektronik 3. Störgrößen und deren Minimierung

1. Komparatorprinzip 2. Freiheitsgrade 3. Führungen und Lagerungen



4. Kompensationsprinzip

4. Werkstoffe elektromechanischer Geräte 1. Leiterwerkstoffe 2. Kontaktwerkstoffe 3. Isolatoren 4. Magnetwerkstoffe

5. Präzisionslagerungen 1. Stick-Slip-Effekt 2. Aerostatische Lagerungen und Führungen 3. Gleitlagerungen 4. Wälzlagerungen

1. Fest-Loslagerung 2. Angestellte Lagerung 3. Anwendungsbeispiele

5. Sonderlager 6. Linearführungen 7. Federführungen

6. Wellenkupplungen 7. Aktoren

1. Magnetsysteme 1. Ventile 2. Klappanker 3. Relais

2. Piezoelektrische Aktoren 3. Bewegungsgesetze 4. Der lineare gedämpfte Einmassenschwinger

1. Gedämpfte Eigenschwingungen 2. Arten der Anregung 3. Harmonische Anregung 4. Allgemein periodische Anregung 5. Praxisbeispiele

Literatur / Lernquellen • Krause W.: Konstruktionselemente der Feinmechanik , Hanser, München, 2004

• Krause W.: Gerätekonstruktion in Feinwerktechnik und Elektronik, Hanser, München, 2000

• Ringhandt H., Wirth Ch.: Feinwerkelemente, Hanser, München, 1992

• Stölting H.-D., Kallenbach E.: Handbuch Elektrische Kleinantriebe, Hanser, München, 2002

• Mechatronik Tabellen, Westermann Schulbuch-Verlag, 2005



Veranstaltung H6.2 Regelungstechnik 1 (131162) im 4. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern Semester 4 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 5 Workload (in h) 125 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 78.0 SWS 4 Prüfung LK 120 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden können die Stabilität von (linearen, zeitinvarianten)

Regelkreisgliedern, des geschlossenen Regelkreises und auch von vermaschten Regelkreisen analysieren und einen klassischen Regler nach dem Frequenzkennlinien- und dem Wurzelortskurvenverfahren entwerfen. Sie sind in der Lage hierzu das Computer-Algebra-System MuPAD erfolgreich einzusetzen und hiermit auch komplexe Regelsystem zu entwerfen.

Lehr- und Lernmethoden • Vorlesung mit zahlreichen Übungsaufgaben unter Einbeziehung eines Computer-Algebra-Systems

• Stofferarbeitung u. a. anhand eines speziell entwickelten Lehrmodells, das als Bausatz vorhanden ist

• Selbststudium: Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, Übungsaufgaben und Prüfungsvorbereitung

Inhalte • Einführung anhand einiger Beispiele (u. a. Magnetfeldregelung) • Phasenminimale und nicht phasenminimale Systeme • Stabilitätskriterien, (algebraische und graphische) • Das Nyquist-Kriterium (für Ortskurve und Bode-Diagramm) • klassische Reglertypen • Reglerrealisierungen • Regelkreisanforderungen ( stationäres Verhalten und

Übergangsverhalten des Regelkreises) • Reglerentwurf: Einstellregeln (Ziegler Nichols, Chien Rhones

Reswick, T-Summen-Regel, Betragsoptimum, symmetrisches Optimum, Kompensationsverfahren nach Kessler)

• Frequenzkennlinienverfahren • Wurzelortskurvenverfahren • Regelung mit Vorsteuerung nach dem Prinzip der inversen Dynamik • Vermaschte Regelkreisstrukturen

Sonstiges / Besonderheiten Die Fachprüfung 131160 Mechatronik ist nur bestanden, wenn die Prüfungsleistung 131162 Regelungstechnik 1 mit mindestens „ausreichend“ (4,0) bewertet wurden.

Literatur / Lernquellen • Unbehauen, H.: Regelungstechnik 1, Vieweg Verlag • W. Leonhard, W.: Einführung in die Reglungstechnik: Vieweg Verlag • H. Gassmann, H.: Theorie der Reglungstechnik, Verlag Harri

Deutsch • Dorf, R. C.; Bishop, R. H.: Moderne Regelungssysteme, Pearson

Studium



Modul H7 : Praktisches Studiensemester (131170)

Qualifikationsziele

Die Studenten und Studentinnen bearbeiten in der betrieblichen Praxis ihrem Ausbildungsstand angemessene ingenieurtechnische Aufgaben und wenden dabei die im Studium erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten an. Durch die in der Arbeitswelt gewonnenen Erfahrungen und vertiefte Einblicke in typische Ingenieurtätigkeiten erhalten sie eine Orientierung für die Belegung ihrer Wahlpflichtfächer sowie für die Projektarbeit. Darüber hinaus erleichtert das Praxissemester den Berufseinstieg und vermittelt erste Kontakte zu Unternehmen der Branche und erleichtert das Finden eines aktuellen Themas für die Bachelorthesis.


Die Module des Grundstudiums müssen erfolgreich abgeschlossen sein.

Eckdaten des Moduls





Veranstaltung H7.1 Betreute Praxisphase (131171) im 5. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl Semester 5 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Supervised Internship

Credits 26 Workload (in h) 650 Workload - Kontaktstunden 0 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 650.0 Workload - Detailbemerkungen

Im vorgeschriebenen Ableistungszeitraum von 26 Wochen dürfen Feiertage und durch den Studierenden unverschuldete Fehlzeiten enthalten sein. Mindestens 100 Präsenztage sind jedoch in jedem Fall nachzuweisen.

SWS 0 Prüfung Lehrsprache deutsch Lernziele Im praktischen Studiensemester sollen die Studenten und Studentinnen

ingenieurmäßige Tätigkeiten und ihre fachlichen Anforderungen kennen lernen. Sie können sich dazu entweder an die folgenden Empfehlungen halten oder nach Zustimmung durch den Leiter des Praktikantenamts auf einen Tätigkeitsbereich konzentrieren.

Lehr- und Lernmethoden Durchführung von Projekten Inhalte • Erwerb konkreter und einschlägiger Erfahrungen auf dem Gebiet der

Mechatronik und Mikrosystemtechnik



• Durchführung berufsqualifizierender Tätigkeiten • Beschäftigung mit spezifischen studienrelevanten

Aufgabenstellungen aus der Sicht der Ausbildungsstelle • Erstellung eines detaillierten wissenschaftlichen Praktikantenberichts


Veranstaltung H7.2 Kolloquien begleitend zum praktischen Studiensemester (131172) im 5. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl Semester 5 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Colloquium accompanying interships

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 55.0 SWS 4 Prüfung SR Lehrsprache deutsch Lernziele Selbständiges wissenschaftliches Arbeiten und Präsentation von

Ergebnissen Lehr- und Lernmethoden Referate, Hausarbeiten, Coaching-Sitzungen mit dem Dozenten Inhalte Vor-Kolloquium:

• Festlegung der Ausbildungsinhalte • Vermittlung von "Softskills" für eine erfolgreiche praktische Tätigkeit • Vermittlung der rechtlichen und organisatorischen Bedingungen • Vermittlung der Anforderungen an das praktische Studiensemester

Nach-Kolloquium:

• Auswertung von studentischen Erfahrungsberichten • Diskussion der Ergebnisse im Hinblick auf die weitere Ausbildung • Präsentation mit PowerPoint-Vortrag

Literatur / Lernquellen • Hering, L.; Hering, H.: Technische Berichte. Vieweg Fachbücher der Technik. Neuauflage 2007. ISBN: 3-8348-0195-X

• Bernstein, D.: Die Kunst der Präsentation, Campus Verlag, Frankfurt/M., 1999

• Franck, N.; Stary, J.: Gekonnt visualisieren. UTB Uni-Taschenbücher Bd.2818, 2006. ISBN 3-8252-2818-5



Modul H10 : Technisches Management (131210)

Qualifikationsziele

Fachliches Wissen und Anwendungskompetenz ist nur eine Teil dessen, was zur Entwicklung und Fertigung von mechatronischen und mikrotechnischen Produkten erforderlich ist. Dazu kommen ökonmische, ethische und vor allem psychologische Aspekte. Die Studentinnen und Studenten werden durch dieses Modul befähigt, in ihrer täglichen Arbeit diese Aspekte zu verstehen und angemessen zu berücksichtigen. Insbesondere wissen sie:

• mit welchen allgemeinen Methoden man Probleme systematisch lösen kann • wie komplexe, ggf. auch überbetriebliche Projekte organisiert und abgewickelt werden • wie Fehlermöglichkeits- und Einflussanalysen durchgeführt werden • welche Möglichkeiten es gibt, geistiges Eigentum zu schützen • wie wirtschaftliche Aspekte zu berücksichtigen sind


Eckdaten des Moduls





Veranstaltung H10.1 Betriebswirtschaftslehre (131211) im 6. Semester

Dozent(en) Lehrauftrag: Dipl.-Ökon. Axel Israng Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Business Administration

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 53.5 SWS 4 Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele Im Mittelpunkt der Ingenieurausbildung steht heute überwiegend die

Vermittlung von technischen und naturwissenschaftlichen Grundlagen und Kenntnissen. Mit dem Beginn der Berufstätigkeit in einem Unternehmen oder einer beruflichen Selbstständigkeit ist neben ingenieurtechnischem Wissen insbesondere auch Denken und Handeln unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten gefordert. Die Lehrveranstaltung gibt einen Überblick über die interdisziplinären Aufgabenstellungen und Anforderungen an Ingenieure in einem Unternehmen.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Fallbeispielen



Inhalte 1. Unternehmensformen und -konzentration

1. Rechtsformen der Unternehmen 1. Überblick über die Rechtsformen 2. Kaufmannseigenschaft 3. Firma 4. Handelsregister 5. Gesellschaft des bürgerlichen Rechts (BGB-

Gesellschaft) 6. Einzelunternehmung 7. Offene Handelsgesellschaft (OHG) 8. Kommanditgesellschaft (KG) 9. Aktiengesellschaft (AG) 10. Gesellschaft mit beschränkter Haftung (GmbH) 11. GmbH & Co. KG 12. Europäisches Gesellschaftsrecht

2. Formen der Kooperation und Konzentration 1. Ursachen wirtschaftlicher Konzentration 2. Formen und Arten der

Unternehmenszusammenschlüsse 3. Kartelle 4. Konzerne 5. Trusts

2. Der betriebliche Leistungsprozess 1. Zielsystem der Unternehmung 2. Betriebliche Produktionsfaktoren 3. Betriebliche Kennzahlen 4. Marktorientierung als Grundlage für unternehmerisches

Handeln 5. Planung und Organisation eines Geschäftsprozesses

3. Arbeitsrecht 1. Überblick Individual- und Kollektivarbeitsrecht als Grundlage

des Arbeitsverhältnisses 2. Einzelarbeitsvertrag 3. Kollektiver Arbeitsvertrag (Tarifvertrag) 4. Mitbestimmungs- und Mitwirkungsmöglichkeiten der

Arbeitnehmer 5. Arbeitsschutzgesetze 6. Kündigungsschutzgesetz 7. Jugendarbeitsschutzgesetz 8. Mutterschutzgesetz 9. Unfallschutzgesetz

Sonstiges / Besonderheiten Die Fachprüfung 131600 Technisches Management ist nur bestanden, wenn die Prüfungsleistung 131213 Integrierte Produktentwicklung mit mindestens „ausreichend“ (4,0) bewertet wurde.

Literatur / Lernquellen • Wöhe, G.: Einführung in die Allgemeine Betriebswirtschaftslehre • Schierenbeck, H.: Grundzüge der Betriebswirtschaftlehre,

Oldenbourg 1998 • Schmalen, H.: Grundlagen und Probleme der Betriebswirtschaft,

Köln 1996 • Handelsgesetzbuch • Ebert, G.: Kosten- und Leistungsrechnung, Wiesbaden 1997

Veranstaltung H10.2 Patentwesen (131212) im 6. Semester

Dozent(en) Patentanwalt Dipl.-Ing. Hans Müller Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Industrial Judicial Protection/Patents



Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 26.5 SWS 2 Prüfung LK 60 Lehrsprache deutsch Lernziele In zunehmendem Maße ist der in Forschung und Entwicklung tätige

Ingenieur gezwungen, im Zusammenhang mit seiner Tätigkeit auch wirtschaftliche und rechtliche Aspekte zu beurteilen und in die Entscheidungsfindung einfließen zu lassen. Unter anderem sind Kenntnisse darüber erforderlich, welche Möglichkeiten bestehen, Entwicklungen und Erfindungen rechtlich zu schützen, und was unternommen werden muss, um geeignete Schutzrechte zu erhalten.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Fallbeispielen Inhalte 1. Einführung zur historischen Entwicklung von gewerblichen

Schutzrechten 2. Die wichtigsten deutschen gewerblichen Schutzrechte

1. Patent 2. Gebrauchsmuster 3. Marke 4. Geschmacksmuster

3. Informationsquellen 1. Orte: Internet, Patent-Informationsstellen, Patentämter 2. Inhalte: Anmeldenamen, Erfindernamen, Begriffe,

Patentklassifikationen 4. Informationen zu Prioritäts-Nachanmeldungen, zum EP-Patent

und/oder einer internationalen Patentanmeldung (PCT-Anmeldung) 5. Behandlung von Arbeitnehmer-Erfindungen

Sonstiges / Besonderheiten Die Fachprüfung 131600 Technisches Management ist nur bestanden, wenn die Prüfungsleistungen 131213 Integrierte Produktentwicklung mit mindestens „ausreichend“ (4,0) bewertet wurde.

Literatur / Lernquellen • Bundesgesetzbuch • Hubmann, H.: Gewerblicher Rechtsschutz, Beck-Verlag, München

Veranstaltung H10.3 Integrierte Produktentwicklung (131213) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Integrated Product Development

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 26.5 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Erfahrungen aus dem praktischen Studiensemester oder aus einer

gleichwertigen länger dauernden Beschäftigung sind vorhanden. Prüfung LK 60 Lehrsprache Deutsch Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Fallbeispielen und Präsentationen



Inhalte 1. Integrierte Produktentwicklung

o Der Mensch als Problemlöser o Technische Systeme und Eigenschaften o Methodik für die Produkterstellung o Methoden für die Entwicklung

2. Projektmanagement o Projektorganisation o Projektplanung o Projektüberwachung und Projektsteuerung o Verhaltenstheoretische Ansätze o EDV-Unterstützung im Projektmanagement

3. Concurrent oder Simultaneous Engineering o Umfeld, Voraussetzungen, Definitionen o Probleme traditioneller Produktentstehung o Was ist Simultaneous Engineering? o Was bewirkt Simultaneous Engineering? o Simultaneous Engineering in der Praxis

4. Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) o Fehlerentstehung und -behebung o Geschichte der FMEA o Einordnung der FMEA in den Produktlebenslauf o Ablauf einer FMEA o Anwendungsgebiete o Vor- und Nachteile o Tipps für eine erfolgreiche Durchführung

Zur Vorlesung, die komplett multimedial aufbereitet ist gibt es ein Skript mit einem Umfang von 49 Seiten. Das Skript enthält u. a. alle Bilder, Grafiken und ein umfangreiches Glossar.

Sonstiges / Besonderheiten Die Fachprüfung 131600 Technisches Management ist nur bestanden, wenn die Prüfungsleistungen 131213 Integrierte Produktentwicklung mit mindestens „ausreichend“ (4,0) bewertet wurde.

Literatur / Lernquellen • Ehrlenspiel, K.: Integrierte Produktentwicklung, Methoden für Prozessorganisation, Produkterstellung und Konstruktion, Hanser, München, Wien, 2006. ISBN 3-446-40733-2

• Litke, H.-D.: Projektmanagement, Methoden, Techniken, Verhaltensweisen, Hanser, München, 1995. ISBN: 3-446-18310-8

• Lincke, W.: Simultaneous Engineering, Neue Wege zu überlegenen Produkten, Hanser, München, 1995. ISBN 3-446-18009-5

• Müller, D. H.; Tietjen, Th.: FMEA-Praxis, Das Komplettpaket für Training und Anwendung, Hanser, München, 2003. ISBN: 3-446-22322-3



Modul H11 : Studienarbeit (131220)

Qualifikationsziele

Die Studierenden sind fähig, sich in ein komplexes, aber eng umgrenztes Gebiet einzuarbeiten. Sie sind in der Lage dieses Thema interdisziplinär und arbeitsteilig im Team oder allein mit geeigneten Methoden zu bearbeiten. Sie vertiefen die Kenntnisse für die Abwicklung eines Projekts mit Methoden und Werkzeugen des Projektmanagements. Die Bearbeitung soll sich an der im industriellen Umfeld üblichen Vorgehensweise bei der Bearbeitung komplexer Themen orientieren.


Modul H7

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) alle Profs., Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern Credits 8 SWS 6 Workload in Stunden 200 Zuordnung von Leistungspunkten




Veranstaltung H11.1 Studienarbeit/Projekt (131221) im 6. Semester

Dozent(en) alle Professoren der Fakultät Technik 1 Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Project

Credits 8 Workload (in h) 200 Workload - Kontaktstunden 67.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 132.5 SWS 6 Prüfung LA Lehrsprache deutsch Lernziele siehe Modulbeschreibung Lehr- und Lernmethoden Konstruktive, experimentelle oder theoretische Projektarbeit mit

Abschlusspräsentation Inhalte Die Inhalte werden vom jeweiligen betreuenden Professor festgelegt und

ergeben sich aus dem gesamten Spektrum der Mechatronik und Mikrosystemtechnik an der HS Heilbronn

Sonstiges / Besonderheiten Die Studienarbeit ist eine konstruktive, experimentelle oder theoretische Arbeit. Die Bearbeitung erfolgt innerhalb eines Semesters und soll etwa 200 Arbeitsstunden umfassen. Die Betreuung erfolgt ausschließlich durch einen Professor der Fakultät für Technik 1 - Mechanik und Elektronik der Hochschule Heilbronn. Das Thema der Arbeit wird im Dialog des Studierenden mit dem Betreuer festgelegt. Themenstellungen machen die Professoren auf übliche Weise regelmäßig bekannt. Die Studierenden



leisten auf wissenschaftlicher Grundlage einen Beitrag zur Lösung der Aufgabe und stellen die Ergebnisse in einer für Fachleute aus den genannten Gebieten verständlichen, klar gegliederten Abhandlung und einer Präsentation dar. Die Bearbeitung kann auch im Team erfolgen.

Literatur / Lernquellen • Scholz D.: Diplomarbeiten normgerecht verfassen, Vogel, Würzburg, 2006

• Esselborn-Krumbiegel H.: Von der Idee zum Text. Eine Anleitung zum wissenschaftlichen Schreiben, UTB Schöningh, Paderborn-München-Wien-Zürich, 2004



Modul H13 : Führung und Ethik (131280)

Qualifikationsziele

Lernziel des Moduls Führung und Ethik ist den Studenten im letzten Semester ihres Bachelorstudiums die Komplexität der Auswirkung und die Verantwortung ihres zukünftigen beruflichen Handelns in Unternehmen in technischer und sozialer Hinsicht zu verdeutlichen. Als Hilfestellung zur Meisterung dieser Verantwortung sollen Grundlagen ethischen Handels und der Führung von Teams bekannt und an Fallbeispielen praktisch erfahren worden sein.


Erfahrung in Teamarbeit z.B. durch Module H2, Optik, Mess- und Prüftechnik, sowie eine ingenieurnahe Tätigkeit im industriellen Umfeld, z.B. durch Modul H7, praktisches Studiensemester.

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr.-Ing. Peter Ott Credits 6 SWS 4 Workload in Stunden 150 Zuordnung von Leistungspunkten




Veranstaltung H13.1 Führung von Teams (131281) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer.nat. M.A. Susanne Wilpers Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Teammanagement

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 77.5 SWS 2 Prüfung LA Lehrsprache deutsch Lernziele Theorievermittlung von Gruppenverhalten und praktisches Einüben von

Teamsitzungen Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Präsentation, Verhaltensübungen Inhalte • Sozialpsychologische Grundlagen von Gruppenverhalten

• Gestaltungstechniken von Teamsitzungen • Konfliktmanagement • Strategien für die Personalauswahl von Teammitgliedern • Grundlagen der Kommunikation: face to face und virtuell • Moderationstechniken • Projektmanagement und Teams

Sonstiges / Besonderheiten Einüben der Theorie durch Rollenspiele und praktische Verhaltensübungen z.B. durch Teambetreuung der Erstsemester beim Konstruktionswettbewerb



im Rahmen der Lehrveranstaltung G7.2 Konstruktion 1

Literatur / Lernquellen • Forsyth, D. (1999): Group Dynamics. Brooks, Cole, Wadsworth. • Schulz v. Thun, F. (1981): Miteinander Reden 1-3. rororo. • Thompson, L. (2000): Making the Team. Prentice Hall. • Myers, D. (2005): Social Psychology. McGraw Hill. • Seifert, J.W. (1999): Moderation und Kommunikation. Gabal.

Veranstaltung H13.2 Ethik (131282) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. Armin Gemmrich Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Ethics

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 27.5 SWS 2 Prüfung LA Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden sind sich bewusst über die Zusammenhänge technischer,

gesellschaftlicher, ökonomischer und ökologischer Systeme und deren Wirkung in der Zukunft. Sie sollen die Grundlagen der Führungsethik, der Unternehmensethik und der Systemethik beurteilen und kritisch reflektieren können. Hierzu werden sie in der Lage sein, im Wertemanagement ethische Werte wie zum Beispiel Verantwortung, Fairness, Offenheit, Ehrlichkeit, Vertrauenswürdigkeit kommunikativ und argumentativ zu reflektieren und zu lösen. Auch die Regelungsbedürftigkeit von Sachverhalten kann vom Studierenden beurteilt werden.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übung, Selbststudium (Vorlesungsnachbereitung, Bearbeitung ausgewählter Fallstudien)

Inhalte • Gesellschaftliche Grundprinzipien • Ethiktheorien • Zwecke und Mittel • Sozialwahl und individuelles Verhalten • Markt und Staat als Regelungsmechanismus • Kultur und Menschenrechte • Freiheit als soziale Verpflichtung




Modul H14 : Abschlussprojekt (131290)

Qualifikationsziele

Das Abschlussprojekt - bestehend aus Bachelor-Thesis und ihrer Präsentation - soll zeigen, dass die Studierenden in der Lage sind, innerhalb einer gegebenen Frist ein technisches Problem mit wissenschaftlichen Methoden zu bearbeiten und in schriftlicher Form zu präsentieren. Das Abschlussprojekt ist eine konstruktive, experimentelle und/oder theoretische Arbeit, die schriftlich dokumentiert wird. Sie soll zeigen, dass innerhalb von vier Monaten eine ingenieurmäßige Aufgabenstellung dargestellt und gelöst werden kann. Die Studierenden sind in der Lage, sich selbstständig in eine Aufgabenstellung aus den Gebieten der Mechatronik und Mikrosystemtechnik in relativ kurzer Zeit einzuarbeiten. Sie leisten auf wissenschaftlicher Grundlage einen Beitrag zur Lösung der Aufgabe und stellen die Ergebnisse in einer für Fachleute aus den genannten Gebieten verständlichen, klar gegliederten Abhandlung dar. Sie präsentieren ihre Arbeit in einem Vortrag.


Grundstudium Alle Pflichtfächer des Hauptstudiums Anmeldung spätestens drei Monate nach Erhalt der Ergebnisse der letzten Prüfungsleistung

Eckdaten des Moduls





Veranstaltung H14.1 Bachelor-Thesis (131291) im 7. Semester

Dozent(en) alle Professoren der HS Heilbronn Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Bachelor Thesis

Credits 12 Workload (in h) 300 Workload - Kontaktstunden 0 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 300.0 SWS Prüfung PB Lehrsprache deutsch Lehr- und Lernmethoden Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten.

Die BA-Thesis wird als eigenständiges Projekt von den Studierenden erstellt.Sie wird in der Regel von zwei Prüfern bewertet, von denen mindstens einer eine hauptamtliche Funktion in der Lehre wahrnimmt.

Inhalte Wissenschaftliche Problemlösung mit Betreuung



• Zielsetzung, spezifische Aufgabenstellung des wissenschaftlichen Vorhabens

• Erläuterung der methodischen Vorgehensweise • Zusammenfassung der vorliegenden relevanten Forschung zu dem

gewählten Thema • Bearbeitung der Aufgabenstellung • Ergebnisse • Diskussion, Schlussfolgerungen • Zusammenfassung

Literatur / Lernquellen • Scholz D.: Diplomarbeiten normgerecht verfassen, Vogel, Würzburg, 2006

• Esselborn-Krumbiegel H.: Von der Idee zum Text. Eine Anleitung zum wissenschaftlichen Schreiben, UTB Schöningh, Paderborn-München-Wien-Zürich, 2004

• Winter W.: Wissenschaftliche Arbeiten schreiben, Redline Wortschaft bei ueberreuter, Frankfurt-Wien, 2004

• Rechenberg P.: Technisches Schreiben (nicht nur) für Informatiker, Hanser, München, 2003

• Kropp, W./Huber, A.: Studienarbeiten interaktiv. Ein Leitfaden - multimedia-kompakt -. e-Learningprogramm, TeamMediaVerlag, 2006

Veranstaltung H14.2 Präsentation (131292) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Presentation

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Prüfung LR Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studentinnen und Studenten sollen lernen, medienunterstützte, freie

Reden über technische Sachverhalte oder Projekte zu halten. Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungsaufgaben, Coaching-Sitzungen mit dem Dozenten,

Präsentationen Inhalte • Aufbau und Ausführung

• Vorbereitung einer Präsentation o Schreiben von Reden o Grundlagen der Kommunikation o Die Zuhörer o Absicht und Aussage o Materialsammlung

• Formen der Darstellung • Halten einer Präsentation

o Der Anfang o Die Mitte o Der Schluss

• Sprache o Die Form der Sprache



o Gesprochene Sprache o Das sprachliche Werkzeug o Bilder und Metapher o Stil

• Störungen • Vom Text zum Skript • Visuelle Hilfsmittel • Psychologische Aspekte

o Die Beziehung des Redners zum Bildmaterial o Der Raum o Die Vortragsweise o So haben Sie sich selbst im Griff o So haben Sie das Publikum im Griff o Der Redner und seine Ausrüstung o Drama und Humor

• Proben und technische Durchläufe • Die Generalprobe • Der Tag des Auftritts

Literatur / Lernquellen • Bernstein, D.: Die Kunst der Präsentation, Campus Verlag, Frankfurt/M., 1999

• Franck, N.; Stary, J.: Gekonnt visualisieren. UTB Uni-Taschenbücher Bd.2818, 2006. ISBN 3-8252-2818-5

• Hertlein, M.: Mind Mapping – Die kreative Arbeitstechnik. Rohwohlt Taschenbuch, 2001. ISBN 3-499-61190-2



Wahlfächer Vertiefung Mechatronik



Modul H8 : Vertiefung Mechatronik (131180)

Qualifikationsziele

Der Studierende hat die Möglichkeit 8 aus 16 Credits nach seinen mechatronischen Interessen zu wählen. Es werden die Bereiche Geräteentwicklung/Kunstofftechnik/Optik und Automatisierungstechnik abgedeckt. Der Studierende soll einen vertieften Einblick in o. g. Bereiche erhalten und Kenntnisse erwerben, die es ihm ermöglichen, konkrete Aufgabenstellung in der Industrie erfolgreich bearbeiten zu können.


Grundstudium Grundkentnisse in der Entwicklung mechatronischer/feinwerktechnischer Geräte und Systeme (Aktorik, Sensorik, Optik, Regelungstechnik, Simulation)

Eckdaten des Moduls

Modulverantwortliche(r) Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern, Prof. Dr.-Ing. Jörg Wild Credits 8 SWS 8 Workload in Stunden 200 Zuordnung von Leistungspunkten


Verwendbarkeit des Moduls Das Modul enthält die Vertiefungsfächer der Mechatronik. Das Modul kann bei Vorliegen der notwendigen fachlichen Voraussetzungen in anderen Studiengängen wiederverwendet werden.

Ansiedlung im Studium Vertiefungsfächer Mechatronik

Veranstaltung H8.1 Kunststofftechnik (131181) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. August Burr Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 53.5 SWS 4 Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden erwerben die Fähigkeit zum kunststoffgerechten

Konstruieren, Auswählen geeigneter Kunstoffverarbeitungsverfahren für die wichtigsten Anwendungsgebiete und eine theoretische und praktische Grundlage zur Optimierung von Verarbeitungsverfahren.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungsaufgaben und Fallbeispielen, Präsentationen zu speziellen Aspekten, Demonstrationen an Verarbeitungsmaschinen

Inhalte Anwendungsorientierte Werkstoffauswahl Konstruieren mit Kunststoffen Gestaltung von Spritzgieß- und Preß-Bauteilen Verbindungstechnik: Schweißen – Kleben – Schrauben – Schnappen Konstruktionselemente: Reibung und Verschleiß – Gleitlager – Zahnräder Gestaltung von thermogeformten Bauteilen Faserverbundkonstruktionen Rheologoische Aspekte bei Polymeren -Strukturviskosität bei Polymerschmelzen -Potenzansatz und Ansatz nach Carreau -Druckverlustberechnungen beim



Spritzgießen Übersicht über wichige Kunststoffverarbeitungsverfahren -Spritzgießen und Sonderverfahren -Pressen und Spritzpressen -Kalandrieren -Extrudieren und Blasformen -Warmumformen -Schäumen -Verarbeiten von faserverstärkten Formteilen Spritzgießtechnologie -Maschinentechnik -Werkzeuge -Verfahrenstechnik -Berechnung Maschineneinstellung -Berechnung von Prozessparametern -Anwendungsgebiete von Spritzgussteilen

Literatur / Lernquellen • Ehrenstein, G. W.: Mit Kunststoffen konstruieren, Hanser, München-Wien

• Ehrenstein, G. W.: Faserverbund-Kunststoffe, Hanser, München-Wien

• llig: Thermoformen in der Praxis, Hanser, München-Wien • Menges,G.: Einführung in die Kunststoffverarbeitung, Hanser,

München-Wien • Johannaber, F., Michaeli, W.: Handbuch Spritzgießen, Hanser,

München-Wien

Veranstaltung H8.2 Systeme der Mechatronik (131182) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Jörg Wild Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Systems of Mechatronic Engineering

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 26.0 SWS 2 Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele Verständnis für mechatronische Systeme entwickeln

Technische Hintergründe von einigen industriellen/kommerziellen mechatronischen Geräten in der Praxis verstehen

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung Inhalte 1. Definition der Mechatronik

2. Schrittmotor 3. Antiblockier-, Antriebsschlupfregel- und Fahrdynamikregel-

Systeme 1. Grundlagen der Fahrzeugdynamik 2. Regelprinzip 3. Komponenten der „Hydronik“ 4. Pumpe 5. Magnetventile 6. Gleichstrommotor

4. Elektrische Energiespeicher 1. Historie 2. Primärzellen (Batterien)



3. Sekundärzellen (Akkumulatoren), Ladeverfahren 4. Brennstoffzellen

5. Digitale Bildverarbeitung 1. Druckverfahren 2. Mikrosystemtechnik der Tintendruckköpfe 3. Digitale Halbtondarstellung 4. Farbverarbeitung

1. Psychooptik und Farbmetrik 2. Farbsysteme, Farbmischung, Farbkorrektur

5. Displays 6. Stereoskopie

Literatur / Lernquellen • Stölting H.-D., Kallenbach E.: Handbuch Elektrische Kleinantriebe, Hanser, München, 2002

• Robert Bosch GmbH (Hrsg.): Sicherheits- und Komfortsysteme, Vieweg, Wiesbaden, 2004

• Retzbach L.: Akkus und Ladegeräte, Neckar-Verlag, Villingen-Schwenningen, 2002

• Daniel J. Jendritza et. al.: Technischer Einsatz neuer Aktoren, expert-verlag, Renningen-Malmsheim, 2005

Veranstaltung H8.3 Technische Optik 2 (131183) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Peter Ott Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Optical Engineering 2

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 26.0 SWS 2 Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele • Wellenoptik, insbesondere Interferenz und Beugung verstehen

• Die Vielfalt der optischen Wirkprinzipien am Beispiel der Abstandsmessung mit deren Eigenschaften kennen

• Systemdenken für komplexe optische Systeme haben • Systemtheorie auf optische Abbildungsysteme anwenden können

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung,Übungen am Rechner mit Matlab (Simulation von Beugung und Interferenz)

Inhalte • Wellenoptik o Kohärenz o Wellengleichung o Gaußsche Welle o Strahlqualität o Interferenz von ebenen, sphärischen und beliebigen Wellen o Interferometertypen o Beugung o Gitter und diffraktive optische Elemente o Beugung bei der Abbildung

• Optische Systemtechnik • Optische Abstandsmessung

o Triangulation o Laufzeit



o Interferometrie

Literatur / Lernquellen • Hecht, E., Optik, Addison-Wesley, 1994 • Naumann, H., Schröder, G., Bauelemente der Optik, Hanser, 1992 • Gasvik, K.J., Optical Metrology, Wiley, 2002 • Präsentationsunterlagen unter ilias.hs-heilbronn.de

Veranstaltung H8.4 Steuerungstechnik (131184) im 6. Semester

Dozent(en) Lehrauftrag Dipl.-Ing. Thomas Pospiech Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Industrial Control Engineering

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 55.0 SWS 4 Prüfung LA Lehrsprache deutsch Lernziele • Verstehen der Struktur und der Komponenten von industriellen

Steuerungssystemen • Beherrschung der wichtigsten Programmiersprachen aus dem

Katalog der IEC 1131-3 • Fähigkeit zur Umsetzung von einfachen Automatisierungsaufgaben

mit industriellen Echtzeit- und Multitasking-Betriebssystemen

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit integrierten praktischen Programmierübungen Eigenständige Bearbeitung eines Automatisierungsprojekts Anfertigung einer Dokumentation

Inhalte • Struktur und Einsatz von industriellen Steuerungssystemen • Komponenten von Steuerungssystemen • Standardisierte Schnittstellen in Steuerungssystemen • Programmiersprache Kontaktplan • Programmiersprache Anweisungsliste • Arbeiten mit Funktionsblöcken • Programmiersprache Structured Text • Testverfahren und Simulation • Anwendungsbeispiele aus der Praxis • Dokumentation von Steuerungsprogrammen

Literatur / Lernquellen • Pritschow, G.: Einführung in die Steuerungstechnik, Hanser Verlag • Wellenreuther, G.; Zastrow, D.: Automatisieren mit SPS Theorie und

Praxis, Vieweg • Seitz, M.: Speicherprogrammierbare Steuerungen, Hanser Verlag



Veranstaltung H8.5 Regelungstechnik 2 (131185) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 53.0 SWS 4 Prüfung LK 120 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden sind in der Lage, Regelkreise im Zustandsraum zu

analysieren und Zustandsregler zu entwerfen. Sie können die Steuerbarkeit- und Beobachtbarkeit von Reglesystemen feststellen, vollständige und reduzierte Beobachter und Regler nach dem Polvorgabeverfahren oder LQ-Verfahren sowohl für Eingrößen- als auch für Mehrgrößensysteme entwerfen. Sie können zeitkontinuierliche Systeme (z. B. klassische Regler) diskretisieren und den zugehörigen Algorithmus für eine vorgegebene Abtastzeit angeben.

Inhalte • Einführende Beispiele zur Zustandraumdarstellung (Bezeichnungen, Definitionen, Sturkturbild)

• Bestimmung der Übertragungsmatrix aus den Zustandsgleichungen • Lösung der Zustandsgleichungen • Eigenschaften der Transitionsmatrix • Methoden zur Berechnung der Transitionsmatrix

(Reihenentwicklung, Verwendung des Satzes von CAYLEY-HAMILTON, Bildbereichsdarstellung, Transformation auf Diagonal- bzw. Jordannormalform)

• Normalformen der Zustandsraumdarstellung für Eingrößensysteme (Regelungs- Beobachtungs-, Diagonal- bzw. Jordan-Normalform)

• Transformation des Zustandsraumes (Ähnlichkeitstransformationen) • Struktureigenschaften linearer zeitinvarinater Systeme (Stabilität,

Beobachtbarkeit, Steuerbarkeit) • Regelkreissynthese im Zustandsraum : Polvorgabe und

Vorfilterberechnung bei Ein- und Mehrgrößensystemen, Formel von Ackermann, LQ-Reglerentwurf

• Beobachterentwurf: (Identitätsbeobachter, Separationsprinzip, reduzierter Beobachter (bei Eingrößensystemen niedriger Ordnung auch durch Blockschaltbildumformungen) )

• Diskretisierung der Zustandsgleichungen

Literatur / Lernquellen • Unbehauen, H.: Regelungstechnik II, Vieweg • Föllinger, O: Regelungstechnik, Hüthig Verlag Heidelberg • Gassmann, H.: Theorie der Reglungstechnik, Verlag Harri Deutsch • Dorf, R.C; Bishop,R. H.: Moderne Regelungssysteme, Pearson

Studium • Geering, H.P.: Regelungstechnik, Springer



Ausgewählte Kapitel der Mechatronik und Mikrosystemtechnik



Modul H12 : Ausgewählte Kapitel der Mechatronik und Mikrosystemtechnik (131230)

Qualifikationsziele

Die Studierenden haben eine ihrer Neigung entsprechende Ergänzung und Vertiefung der in den Grundlagen erworbenen Kompetenzen erreicht. Sie sind deshalb in der Lage, größere Zusammenhänge zu überschauen und interdisziplinäre Systeme zu bearbeiten. Sie haben eigenständig und in Zweifelsfällen unter Berücksichtigung des Rats der Dozenten die sinnvolle Kombination der einzelnen Fächer ausgewählt.


Eckdaten des Moduls



Verwendbarkeit des Moduls Das Modul enthält als Wahlfächer ausgewählte Kapitel der Mechatronik und Mikrosystemtechnik. Das Modul kann bei Vorliegen der notwendigen fachlichen Voraussetzungen in anderen Studiengängen wiederverwendet werden.

Ansiedlung im Studium Ausgewählte Kapitel der Mechatronik und Mikrosystemtechnik

Veranstaltung H12.1.1 Mechanismen und Getriebe (131232) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Jörg Wild Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Mechanism and Gears

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 55.0 SWS 4 Prüfung LA Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden verstehen zwangsläufige Mechanismen und können

Geschwindigkeiten und Beschleunigungen darin ermitteln. Sie können für einfache Bewegungsaufgaben Getriebe entwerfen. Die Verwendung eines modernen CAD-Programms zur Verwendung bei der konstruktiven Lösungsfindung für Lagen/Geschwindigkeiten/Beschleunigungen wird gelernt.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungaufgaben Inhalte Auch heute noch werden nicht alle Funktionen von Schrittmotoren oder

geregelten Antrieben ausgeführt. Sogenannte "nichtgleichförmig übersetzende" Getriebe (z. B. Hebel- und Nockengetriebe) werden in vielen Bereichen eingesetzt. Besonders interessante Anwendungen sind Cabrioverdecke, Scheibenwischermechanismen, Motorradfederungen, Gelenkmechanismen von Kfz-Koffer-/Motorraumdeckel, ... Insbesondere durch den Rechnereinsatz ist es heute möglich, derartige Getriebe in kurzer Zeit zu entwerfen und zu optimieren. Weitere interessante Getriebe stellen die Differentiale mit zwei



Freiheitsgraden dar. Sie finden z. B. als Ausgleichsgetriebe oder als schaltbare (Automatik)-Getriebe Verwendung. Behandelt werden auch besondere Bauformen von Getrieben. Dazu zählen hochübersetzende Getriebe (Robotertechnik) und Verstellgetriebe mit variabler Übersetzung.

1. Übersicht 2. Gelenkgetriebe

1. Einfache Koppelgetriebe und ihre Bewegungsmöglichkeiten 2. Pole 3. Geschwindigkeitszustand der komplan bewegten Ebene 4. Grundlagen der Maßsynthese 5. Beschleunigungszustand der komplan bewegten Ebene 6. Relativbewegung 7. Krümmungsverhältnisse

3. Freiheitsgrade von Getrieben 1. Differentiale 2. Momente am Differential 3. Das Planetenraddifferential als lastschaltbares

Automatgetriebe im Kfz 4. Kurvengetriebe

1. Zapfenerweiterung 2. Bauformen 3. Bewegungsgesetze

5. Malteserkreuzgetriebe (Schrittschaltwerke) 6. Sondergetriebe

1. Harmonic Drive 2. Rollringetriebe 3. Stufenlose Verstellgetriebe 4. Cyclogetriebe

Literatur / Lernquellen • H. Kerle/R. Pitschellis/B. Corves: Einführung in die Getriebelehre, B. G. Teubner Verlag, Stuttgart, 2006

• J. Vollmer: Getriebetechnik Grundlagen, Verlag Technik Berlin, 1995 • Steinhilper/Hennerici/Britz: Kinematische Grundlagen ebener

Mechanismen und Getriebe, Vogel-Fachbuch, 1993

Veranstaltung H12.1.2 Technische Akustik (131233) im 7. Semester

Dozent(en) Lehrauftrag Dipl.-Ing. Uwe Riedel Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Technical Acoustics

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 26.0 SWS 2 Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden lernen die Grundlagen der Technischen Akustik kennen

und bekommen ein Verständnis für die wichtigen Kenngrößen und Parameter. Sie haben einen ersten Zugang zur akustischen Aufnahme- und Wiedergabetechnik sowie zur Psychoakustik, Raumakustik und zur akustischen Messtechnik erhalten.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit konkreten Beispielen und Demonstrationen



Inhalte • Schall: Entstehung, Ausbreitung, Kennwerte

• Gehör und Psychoakustik • Raumakustik • Aufnahmetechnik und Mikrofone • Wiedergabetechnik und Lautsprecher • Akustische Messtechnik

Literatur / Lernquellen • Heckl, M.; Müller, H.A.: Taschenbuch der technischen Akustik, 2. Aufl. Springer

• Zollner, M.; Zwicker, E.: Elektroakustik, 3. Aufl., Springer • Franz, D.: Elektroakustik, München 1990, Franzis

Veranstaltung H12.1.3 Moderne Werkstoffe (131234) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. August Burr Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 26.5 SWS 2 Prüfung LK 60 Lehrsprache deutsch Lernziele Der Studierende lernt moderne Hochleistungswerkstoffe in ihren besonderen

Eigenschaften kennen und erhält die Möglichkeit und Voraussetzung, durch Werkstoffsubstitutionen neue Anwendungsgebiete zu erschließen

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung und Übungen Inhalte Anwendung, Eigenschaften und Verarbeitung von Hochleistungskunststoffen

- Anwendung in der Medizintechnik, Automotivebranche, Elektrotechnik und Luft- und raumfahrt -besondere chemische, physikalischen und mechanische Eigenschaften -Verarbeitungstechnologien


Veranstaltung H12.1.4 Modellbildung (131235) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. Rudolf Kern, Prof. Dr. Karlheinz Wolfmüller Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 2.0 Workload - Selbststudium 53.0 SWS 4 Prüfung LK 120 Lehrsprache deutsch Inhalte • Einführung: Geschichtlicher Überblick, Begriffe, Definitionen,

Kausalitätsprinzip, Ein- und Mehrgrößensystme, Strukturbild • Mathematische Grundlagen: Übertragungsmodell, Zustandsraum-

Modell, linearisierte Modelle, Strukturbilder • Netzwerkanalyse technischer Systeme: (Ersatzmodelle,

Bauelemente, Quellen, Verbraucher, Koppler, Übertrager)



• Allgemeine Netzwerk-Analyseverfahren • Elektrotechnische Modelle • Hydrodynamische Modelle • Thermische Systeme • Mechanische Systeme (Netzwerkanalyseverfahren für einachsige

mechanische Systeme, Newton-Euler-Verfahren für ebene Systeme) • Intensive Nutzung der Simulationstools MATLAB/SIMULINK und

MuPAD

Literatur / Lernquellen • Scherf, H.E.: Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme • Pietruszka, W.D.: MATLAB in der Ingenieurpraxis, Teubner • Banerjee, S.: Dynamicx for Engineers, Wiley • Zirn, O.: Modellbildung und Simulation mechatronischer Systeme,

expert verlag • Kramer,U; Neculau, M.: Simulationstechnik, Hanser Verlag

Veranstaltung H12.1.5 Optik-Design (131236) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Peter Ott Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Optic Design

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 27.5 SWS 2 Prüfung LA Lehrsprache deutsch Lernziele Einführung in den Detailentwurf optischer Systeme Lehr- und Lernmethoden Projektarbeit mit intensiver Betreuung, Vorlesung Inhalte • Spezifikation optischer Systeme

• Vorentwurf • Aufbau von Ray-tracing-Programmen • Analysemethoden mittels Simulation • Bewertungskriterien, Zielfunktion • Optimierung • Toleranzrechnung • Besondere optische Elemente • Besondere Design-Methoden

Literatur / Lernquellen • Gross, H., Handbook of Optical Systems: Vol. 1. Fundamentals of Technical Optics, ed.

• Malacara, D., Malacara, Z., Handbook of Lens-Design, Marcel Dekker, 1994

• Kidger, M.J., Fundamental Optical Desgin, SPIE, 2002

Veranstaltung H12.1.6 Strahlungsmesstechnik/med. Diagnostik (131237) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Kurt Rauschnabel Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester



Veranstaltungsname (englisch) Radiation Detection and Medical Diagnostics

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 53.5 SWS 4 Prüfung LK 90 Lehrsprache Deutsch Lernziele Die Studierenden kennen die in Technik und Medizin verwendeten

Strahlenquellen sowie die Prozesse bei der Wechselwirkung von Strahlung mit Materie. Sie verstehen deren Bedeutung für den Strahlenschutz und die Strahlenmesstechnik. Sie kennen die wichtigsten Strahlungsdetektoren und Messverfahren und können diese den Anforderungen entsprechend für Anwendungen in Technik, Medizin und Umweltschutz einsetzen. Die Studierenden kennen Aufbau und Funktion von Röntgenanlagen, die Grundlagen der Computertomographie und weiterer bildgebender Verfahren sowie den prinzipiellen Aufbau der entprechenden Geräte und können diese bedarfsgerecht auswählen und einsetzen.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung und Übungen. Vorlesung (H12.1.6) und Labor (H9.10) sind eng verknüpft und ergänzen sich gegenseitig.

Inhalte • Stahlenquellen: Radionuklide, Röntgenröhren, Beschleuniger • Wechselwirkung von Strahlung mit Materie • Dosimetrie und Strahlenschutz • Detektoren für ionisierende Strahlung, Einsatzmöglichkeiten • Ortsauflösende Detektoren, Bildgebung • Röntgenanlagen, Durchstrahlungsprüfung und Röntgen-

Computertomographie • Nuklearmedizinische Verfahren, Szintigraphie und

Emissionstomographie • Kernspinresonanz und MR-Tomographie • Ultraschall-Bildgebung

Literatur / Lernquellen • Hering, E. et al., Physik für Ingenieure, Springer • Petzold, P., Krieger, H, Strahlenphysik, Dosimetrie und

Strahlenschutz, Teubner • Cooper, P. N., Nuclear Radiation Detectors, Cambridge University

Press • Maushart, R., Man nehme einen Geigerzähler, GIT Verlag



Veranstaltung H12.2.1 Digitale Signalprozessoren (131242) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Digital Signal Processors

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 55.0 SWS 4 Prüfung LA Lehrsprache deutsch und englisch Lernziele Die Studierenden haben kennengelernt:

• den Aufbau und die Komponenten eines Systems zur digitalen Signalverarbeitung

• die Problematik bei der Umwandlung von kontinuierlichen in diskrete Signale

• ein Simulationsprogramm für Systeme zur digitalen Verarbeitung von Signalen

• grundlegende digitale Filteralgorithmen • die Entwicklungsumgebung, Programmiersprache und Funktionen

eines DSP

Sie haben in Laborübungen praktische Erfahrungen in der Programmierung von Signalverarbeitungsaufgaben auf einem DSP gesammelt

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit integrierten Übungen (Simulationen und Software-Implementierungen) Eigenständige Bearbeitung eines kleinen Projekts Recherchen und Präsentationen

Inhalte • Systeme und Anwendungen der digitalen Signalverarbeitung • DSP als optimierter Mikrocontroller mit spezieller Peripherie und

ALU-Funktionen • Simulation von Systemen der digitalen Signalverarbeitung • Umwandlung von Signalen kontinuierlich-diskret-kontinuierlich und

damit verbundene Herausforderungen und Probleme • Grundlegende Algorithmen der Signalverarbeitung • Programmierung von Signalverarbeitung in Echtzeit auf einem DSP • Digitale Filterstrukturen • Transformationen in den Frequenzbereich

Literatur / Lernquellen • Marven, C.; Ewers, G.: A Simple Approach to Digital Signal Processing, Wiley-Interscience

• Smith, S.W.: The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing (www.dspguide.com)

• Lyons, R.G.: Understanding Digital Signal Processing, Addison Wesley

• Oppenheim, A.V.; Schafer, R.W.: Discrete-Time Signal Processing, Prentice Hall



Veranstaltung H12.2.2 Interfacetechnik (131243) im 7. Semester

Dozent(en) Lehrauftrag Dipl.-Ing. Rolf Jäger Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Interface Technic

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.5 Workload - Selbststudium 26.0 SWS 2 Prüfung LK 90 Lehrsprache deutsch Lernziele Die gängigsten Bauformen elektronischer Interfaces wurden kennengelernt.

Ihr Aufbau und ihre Funktionsweise sind verstanden. Auftretende Probleme bei der Datenübertragung und Lösungmöglichkeiten dafür sind bekannt.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungen und Demonstrationen Inhalte • Definition und Arten von Schnittstellen

• Elektrische und informationstechnische Schnittstellenparameter • ISO/OSI-Schichtenmodell • Elektrische Störeinflüsse bei Interfaces (EMV-Probleme,

Potentialverschiebung, Potentialtrennung) • Serielle Standard-Schnittstellen • Bussysteme • Feldbus-Interfaces

Literatur / Lernquellen • Wittgruber, F.: Digitale Schnittstellen und Bussysteme. Einführung für das technische Studium, Vieweg Verlag

• Rose, M.: Interfacetechnik zum Messen, Steuern, Regeln mit dem Industrie- PC, Vogel Verlag

• Drigalski, I.:Serielle Schnittstellentechnik und Protokollanalyzer-Anwendungen. Serielle Schnittstellen und deren Protokolle verstehen, aufbauen und testen, MITP-Verlag

Veranstaltung H12.2.3 Mathematische Transformationen (131244) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Georg Bucher Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Mathematical Transformations

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 26.5 SWS 2 Prüfung LK 60 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden werden mit den gebräuchlichen Transformationen,

insbesondere deren technischer Anwendung, vertraut gemacht. Darüber hinaus werden Strategien zur Entwicklung problemorientierter Transformationen dargestellt und an konkreten



Fallbeispielen erprobt. Die Veranstaltung setzt mathematisch versierte Studierende in die Lage, selbständig Bearbeitungsverfahren für konkrete Aufgabenstellungen zu entwickeln. Die im Rahmen der Veranstaltung angebotenen Lösungsstrategien sollen dabei vor allem als Initialzündung wirken, nach der der Studierende selbst auf Neuland vorstoßen kann. Dabei liegt die Betonung nicht auf anspruchsvoller Mathematik sondern auf der Strategie, bekannte Verfahren auf ganz andere Gebiete anzuwenden. Beispielhaft sei hier die Beschreibung von Grauwertbildern durch Schwerpunkt, Trägheitsmomente und Hauptträgheitsachsen angeführt.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Projekte und Referate zu konkreten Aufgabenstellungen, Coachingsitzungen mit dem Dozenten

Inhalte • Auffrischung von Fourier- und Z-Transformation, • Auto- und Kreuzkorrelation stochastischer Datensätze, • Fourierkoeffizienten eindimensionaler, diskreter Wertemengen, • Momente und Eigenvektoren mehrdimensionaler, diskreter

Wertemengen, • Interpolation dreidimensionaler diskreter Wertemengen durch

Polynome 2. Ordnung, • Einführung skalierungsunabhängiger Kenngrößen für

zweidimensionale Datenmengen, • Einführung von Orthogonalpolynomen, • Strategien zur Entwicklung von orthogonalen Vektorsystemen mit

beliebiger Dimension, • Entwicklung von diskreten Wertemengen nach orthogonalen

Basisvektoren, • Strategien zur Datenreduktion

Literatur / Lernquellen • Oran Brigham, Fast Fourier Transformation, Oldenbourg Verlag, ISBN 3-486-22242-2

• Bachman/Norici/Beckenstein, FFT and Wavlet Analysis Springer Verlag ISBN 0-387-98899-8

• Hanke-Bourgois, Grundlagen der Numerischen Mathematik und des wissenschaftlichen Rechnens, Teubner Verlag ISBN 3-8351-0090-4

• N.K. Bose, Digital Filters, North-Holland Publishing, ISBN 0-444-00980-9

Veranstaltung H12.2.4 Mobile Roboter (131245) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Mobile Robotics

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 77.5 Workload - Detailbemerkungen

Vorlesungsnachbereitung Vorbereitung der Laborprojekte, Aufgaben- und Zeitplanung. Dokumentation und Präsentation der Laborergebnisse

SWS 2 Prüfung LA Lehrsprache deutsch



Lernziele Selbstaneignung von Kenntnissen in einem speziellen Technikbereich

Arbeiten mit Literatur und Internetrecherchen Eigene Arbeits- und Zeitplanung

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Labor Innerhalb des Labors Bearbeitung kleiner Laborprojekte in Teams Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse

Inhalte • Definition und Grundlagen mobiler Roboter • Roboteraufbau • Fahrwerke, Schreitwerke • Navigationssysteme, Kollisionsüberwachung • Robotersteuerung • Sensorausrüstung • Energieversorgungssystem

Literatur / Lernquellen • Bräunl, T.: Embedded Robotics. Mobile Robot Design and Applications with Embedded Systems; Springer, Berlin, 2006

• Nehmzow, U.: Mobile Roboter. Eine praktische Einführung; Springer, Berlin, 2002

• Bruno Siciliano, B.; DeLuca, A.; Melchiorri, C.: Advances in Control of Articulated and Mobile Robots (Springer Tracts in Advanced Robotics); Springer, Berlin, 2004

• Kim, J.-H.; Kim, D.-H.; Kim, Y.-J.: Soccer Robotics. (Springer Tracts in Advanced Robotics); Springer, Berlin, 2004

• Friedrich Pfeiffer, F.; Cruse, H.: Autonomes Laufen; Springer, Berlin, 2005

Veranstaltung H12.2.5 Positioniertechnik (131246) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Motion Control Engineering

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 55.0 SWS 4 Prüfung LA Lehrsprache deutsch und englisch Lernziele Die Studierenden kennen die folgenden Bereiche/Komponenten von

Positioniersystemen:

• Systemstruktur und notwendige Komponenten (Mechanik, Antriebstechnik, Sensorik)

• Mechanische Grundlagen der Kinematik und Kinetik von Ein und Mehrachs-Systemen

• Regelkreisstrukturen und regelungstechnische Ansätze

Die Studierenden haben mit diesen Kenntnissen mehrere erfolgreiche Implementierungen kleiner positioniertechnischer Aufgaben durchgeführt.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit integrierten Übungen und konkreten Praxisbeispielen Eigenständige Bearbeitung von kleinen positioniertechnischen Anwendungen durch die Studierenden im Labor

Inhalte • Aufbau und Anwendung von Posiioniersystemen • Grundlegende Definitionen und Spezifikationen



• Mechanische Aufbauten und Komponenten • Antriebstechnik: Motoren, Getriebe und Leistungsstufen • Sensorik: Encoder, Tachogeneratoren, Endschalter • Regelung: Strukturen, Bewegungsprofile • Trajektorien: Interpolationen und Koordinatentransformationen •

Literatur / Lernquellen • Pritschow, G.: Einführung in die Steuerungstechnik. Hanser Verlag

Veranstaltung H12.2.6 Softwaregestütztes Messen (131247) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Georg Bucher Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 1.0 Workload - Selbststudium 26.5 SWS 2 Prüfung LK 60 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Programmiersprache LabVIEW hat sich zu einem weit verbreiteten und

sehr vielseitigen Instrument der rechnergestützten Messtechnik entwickelt. Die Veranstaltung soll die Studierenden befähigen, Prüfstandprogramme mittlere Komplexität mit der Programmiersprache LabVIEW zu entwickeln.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit begleitenden praktischen Übungen Inhalte Im Rahmen dieser Veranstaltung sollen die Studierenden

• die Datenflussprogrammierung kennen lernen, • die Erstellung von Unterprogrammen beherrschen, • die Verwendung von Ablaufstrukturen wie Schleifen, Case- und

Sequenzstrukturen beherrschen, • im Stande sein, die Datentypen numerisch, boolesch, String, Pfad,

Ring & Enum, Arrays und Cluster zu handhaben, • das Abspeichern von Daten und Texten in ASCII-Dateien

beherrschen und • die Messdatenerfassung mit Einsteckkarten kennen.

Literatur / Lernquellen • Wolfgang Georgi/Ergun Metin, Einführung in LabVIEW, Hanser Verlag ISBN 978-3-446-40899-9

• Rahman Jamal/Herbert Pichlitz, LabVIEW, Prentice Hall ISBN 3-8272-9542-4



Veranstaltung H12.3.1 SMT und Hybridtechnik (131252) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) SMT and Hybride Technology

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.3 Workload - Selbststudium 27.2 SWS 2 Prüfung LM 20 Lehrsprache Deutsch Lernziele Die Studenten können die Verfahren der Oberflächenmontage, der

Dickschicht- und Hybridtechnik bewerten und in Ansätzen auch selbständig anwenden.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Fallbeispiele, Präsentationen, Exkursionen Inhalte 1. Oberflächenmontage (SMT)

o Bauformen und Gehäuseformen o Verbindungstechnik o Bestückungsprozess o Löten / Kleben / Passivieren o Prozessfähigkeit

2. Dickschicht- und Hybridtechnik o Design o Pasten o Siebe und Druckprozess o Brennen, Widerstandsabgleich o Hybridisierung und Vergelen o Qualitätssicherung


Literatur / Lernquellen • Scheel, W.: Baugruppentechnologie der Elektronik, Band 1: Montage, Verlag Technik; Berlin, Saulgau: Leuze Verlag, 1999. ISBN 3-341-01100-5

• Forschungsvereinigung Räumliche Elektronische Baugruppen 3-D MID (Hrsg.): 3D-MID Technologie, Räumliche elektronische Baugruppen, Hanser, München, 2004. ISBN 3-446-22720-2

• Grundlagen der Surface Mount Technology, Siemens Dematic AG, 2001, Order-No. E80002-P104-A040



Veranstaltung H12.3.2 Mikrotechnische Bauelemente (131253) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Micro Electro-Mechanical Systems (MEMS)

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.3 Workload - Selbststudium 27.2 SWS 2 Prüfung LM 20 Lehrsprache Deutsch Lernziele Die Studenten kennen die Einsatzbereiche von Mikrosystemen und sind

auch in der Lage, ansatzweise Mikrosysteme auszuwählen und Applikationen zu entwickeln.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Übungen und Fallbeispielen Inhalte 1. Konzepte und (Fertigungs-) Technologien

1. Technische Systeme 2. Was ist Mikrosystemtechnik? 3. Hybride und monolithische Mikrosysteme 4. Herstellung von Mikrosystemen (Zusammenfassung) 5. Wandler- und Aufbauprinzipien von Sensoren 6. Physikalische Effekte und Messgrößen

2. Sensorik 1. Piezoresistive Sensoren

1. Piezoresistiver Effekt 2. Piezoresistive Drucksensoren

Druckmessung Herstellung und Aufbau Abgleich und Betrieb Anwendung und Applikationen

3. Sonstige piezoresistive Sensoren 2. Kapazitive Sensoren

1. Kapazitive Effekte 2. Sensoren in Volumen-Mikromechanik 3. Sensoren in Oberflächen-Mikromechanik

Beschleunigungssensoren Drehratensensoren

3. Optische Sensoren Lichtsensoren Positionssensoren Charge-Coupled-Devices (CCD)

4. Chemische Sensoren 5. Strömungssensoren 6. Neigungssensoren 7. Biologische Sensoren

3. Aktorik 1. Aktorprinzipien für die Mikrosystemtechnik 2. Piezoelektrische Aktoren 3. Mikrosysteme mit Aktoren

Drop-on-Demand-Drucksysteme Ventile und Pumpen Klappspiegel Mikromechanische Relais Shutter, Motore und Getriebe Sonstige Aktoren



4. Passive Bauelemente und Ausblick

Zur Vorlesung, die komplett multimedial aufbereitet ist und in der z. Z. insgesamt 44 Filme und Animationen gezeigt werden, gibt es ein überwiegend farbiges Skript mit einem Umfang von 43 Seiten. Das Skript enthält alle Bilder und Grafiken.

Literatur / Lernquellen • Hilleringmann, U.: Mikrosystemtechnik, Teubner, Stuttgart, 2006. ISBN 3-8351-0003-3

• Mescheder, U.: Mikrosystemtechnik, Teubner, Stuttgart, 2004, ISBN 3-519-16256-3

• Ehrfeld, W.: Handbuch Mikrotechnik, Hanser, München, 2001. ISBN: 3-446-21506-9

• Tränkler, H.-R.; Obermeier, E.: Sensortechnik, Springer, Berlin, 1998, ISBN: 3-540-58640-7

Veranstaltung H12.3.3 Lichtwellenleiter/Integrierte Optik (131254) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Georg Bucher Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Fibre Optics and Integrated Optiks

Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 0.3 Workload - Selbststudium 54.7 SWS 4 Prüfung LM 20 Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden werden im Rahmen dieser Veranstaltung mit

Glasfasern als leistungsfähiges Übertragungsmedium vertraut gemacht. Dabei spielt die hohe Übertragungskapazität und Reichweite von Glasfasern die wesentliche Rolle. Leistungsfähige Kommunikationsnetze bilden das Rückgrat einer Informationsgesellschaft. Glasfasern bilden die Nervenfasern, kostengünstig und störsicher, über den Atlantik bis zum heimischen PC. Sie werden zukünftig auch den sogenannten letzten Kilometer der weltweiten Netze erobern und auch zunehmend in lokalen Netzen Einsatz finden. Im Berufsalltag sollen die Studierenden dann selbständig und rechtzeitig die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Glasfasern erkennen und realisieren. Die integrierte Optik steckt im Vergleich zur Glasfasertechnik noch in den Kinderschuhen, trotzdem schreitet auch hier die Entwicklung stetig voran. Die Studierenden werden in die Lage versetzt, rechzeitig die Einsatzreife integriert-optischer Komponenten zu erkennen und in ihre Problemlösungen einzuarbeiten.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung, Projekte und Präsentationen zu speziellen Aspekten, Coaching Sitzungen mit dem Dozenten.

Inhalte Glasfasern und Glasfasersysteme:

• Herstellung und Qualifizierung von Glasfasern, • Konfektionierung von Glasfaserkabeln, • Verbindungselemente für Fasern und Kabel, • statische und dynamische Eigenschaften von Glasfasern, • Modenstruktur von Licht in der Faser, • Vergleich der Eigenschaften von Glasfaser und elektrischem



Hohlleiter,

• Ursache und Einfluss verschiedener Dispersionsarten auf die dynamischen Eigenschaften von Glasfasern,

• kurze Einführung in die Festkörperphysik mit Betonung des Halbleiters,

• Leuchtdioden und Halbleiterlaser als Sendeelemente, • Photodioden und Lawinenphotodioden als Empfangselemente, • Qualifizierung, statische und dynamische Eigenschaften von

Photohalbleitern, insbesondere von Halbleiterlasern und Lawinenphotodioden,

• Rauschen und Übertragungssicherheit, • effiziente Ein- und Auskopplung von Licht in eine und aus einer

Glasfaser, • Konzeption einer Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung, • Heterodynempfang und Mehrkanalübertragung • faseroptische Sensoren und Messverfahren,

Integrierte Optik:

• Grundlagen der integrierten Optik, • passive und aktive Substratmaterialien, • stationäre und schaltbare Lichtleiter, • Bearbeitungsverfahren für integriert optische Bauteile, • Beispiele für integriert optische Bauteile und Systeme.

Literatur / Lernquellen • S.Geckeler, LWL für die optische Nachrichtenübertragung, Springer Verlag , ISBN 3-540-15908-8

• Harth/Grothe, Sende- und Empfangsdioden für die optische Nachrichtentechnik Teubner Verlag , ISBN 3-519-06257-7

• März, Integrated Optics, Artech House, ISBN 0-89006-688-X • Jahn, Photonik, Oldenburg Verlag, ISBN 3-486-25425-1 • Ebelin, Integrierte Optoelektronik, Springer Verlag, ISBN 3-540-

54655-3

Veranstaltung H12.3.4 Atom- und Quantenphysik (131255) im 7. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Hansjörg Seebrunner Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) atomic and quantum physics

Credits 2 Workload (in h) 50 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 27.5 SWS 2 Prüfung LA Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden erkennen das Versagen der klassischen Physik im Nano-

und Subnanometerbereich und lernen die verwirrenden Eigenschaften der Atome, Elektronen und Photonen, kurz der Quantenobjekte kennen. Sie werden zur Schrödingergleichung hingeführt, lernen die Methoden ihrer Lösung kennen und verstehen die Wahrscheinlichkeitsinterpretation der Wellenfunktion. Sie verstehen grundlegende quantenphysikalische Phänomene, wie Energiequantisierung, Tunneleffekt oder die Unterschiede zwischen Bosonen oder Fermionen und erhalten so ein grundlegendes



Verständnis technischer Anwendungen der Quantenphysik, wie etwa der Laser, der Halbleiterbauelemente oder der Supraleitung.

Lehr- und Lernmethoden Vorlesung mit Beispielen, Vorlesungsnachbereitung, Übungsaufgaben, betreute Lerngruppen, studentische Präsentationen

Inhalte • Teilcheneigenschaften von Wellen und Welleneigenschaften von Teilchen – Photoelektrischer und Comptoneffekt, Elektroneninterferenz

• Schrödinger Gleichung - Wellenpakete und Unschärferelation, Tunneleffekt, Energiequantisierung

• Wasserstoffatom - spontane und induzierte Emission und Absorption von Photonen, Linienspektren

• Atome mit mehreren Elektronen - Pauliprinzip, Periodensystem, Röntgenstrahlung

• Festkörper - Bindungstypen, elektrische Leitfähigkeit, Bändermodell, Halbleiter, Supraleitung und Supraflüssigkeit

Literatur / Lernquellen • Tipler, Mosca, Physik, Elsevier • Orear, Physik, Fachbuchverlag Leipzig

Veranstaltung H12.4 Fächer aus der Fakultät T1 1) (131261) im 7. Semester

Dozent(en) Semester 7 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 4 Workload (in h) 100 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 55.0 SWS 4 Prüfung Lx Lehrsprache deutsch Inhalte Literatur / Lernquellen



Labore



Modul H9 : Angewandte Mechatronik (131190)

Qualifikationsziele

Die Studierenden sind in der Lage, die in den Vorlesungen erworbenen Kenntnisse in der Praxis umzusetzen. Sie können kleinere Projekte eigenständig hinsichtlich des Enwurfs, der Teilebeschaffung, der technischen Realisierung und der erforderlichen Tests umsetzen. Sie sind in der Lage ihre Ergebnisse in geeigneter Weise zu dokumentieren und zu präsentieren. Ferner haben sie die Fähigkeit erworben, ihre Ergebnisse in größere Projekte einzubringen und die hierfür erforderliche Teamarbeit zu leisten.


Eckdaten des Moduls



Verwendbarkeit des Moduls Das Modul enthält die Labore "Angewandte Mechatronik". Das Modul kann bei Vorliegen der notwendigen fachlichen Voraussetzungen in anderen Studiengängen wiederverwendet werden.

Ansiedlung im Studium Labore "Angewandte Mechatronik"

Veranstaltung H9.1 Labor Digitaltechnik (131191) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schröder Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Lab Digital Technology

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Grundlagen Technische Informatik,

Grundlagen Praktische Informatik Prüfung LL Lehrsprache deutsch und englisch Lernziele Die Studenten sind in der Lage Digitale Schaltungen zu entwerfen, deren

Realisierung zu planen und umzusetzen, diese und Betrieb zu nehmen und zu testen.

Lehr- und Lernmethoden Im ersten Abschnitt wird anhand vorgegebener Übungsaufgaben ind die Entwicklunssystem im Labor eingeführt. Im zweiten Abschnitt der Veranstaltung erarbeiten die Studenten in kleinen Gruppen Lösungen zu gestellten Aufgaben. Diese sind abschließend zu dokumentieren und präsentieren.

Inhalte • Grundschaltungen der Digitaltechnik • Schaltnetze und Schaltwerke • Logikfamilien / Schaltungstechnik • Entwurf Digitaler Schaltungen • Digitale Systeme • Verteilte Digitale Systeme



• Test & Verifikation Digitaler Schaltungen

Literatur / Lernquellen • Klaus Fricke: Digitaltechnik, Vieweg Verlag, 4. Auflage, 2005, ISBN 3-528-33861-X

• Ulrich Tietze, Christoph Schenk: Halbleiter Schaltungstechnik, Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York, ISBN 3-540-42849-6, 12. Auflage 2002

Veranstaltung H9.10 Labor Strahlungsmesstechnik/med. Diagnostik (131200) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Kurt Rauschnabel Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Radiation Detection/Medical Diagnostics Lab.

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Prüfung LL Lehrsprache Deutsch Lernziele Die Studierenden kennen die Grundzüge des Strahlenschutzes. Sie kennen

die wichtigsten Strahlungsdetektoren und Messverfahren und können diese den Anforderungen entsprechend für Anwendungen in Technik, Medizin und Umweltschutz einsetzen. Die Studierenden kennen Aufbau und Funktion von Röntgenanlagen sowie die Grundlagen der Computertomographie. Sie können Röntgeninspektionen an technischen Prüflingen durchführen und die dazu jeweils geeigneten Bildaufnahmeparameter auswählen. Siehe auch Vorlesung H12.1.6

Lehr- und Lernmethoden Laborversuche, Projektarbeiten Vorlesung (H12.1.6) und Labor (H9.10) sind eng verknüpft und ergänzen sich gegenseitig.

Inhalte • Messung von Alpha, Beta- und Gammastrahlung • Dosismessung • Gamma- und Alphaspektroskopie • Zählrohre, Szintillatoren, Halbleiterdetektoren • Röntgengeräte, Röntgenprüfung • Computertomographie

Literatur / Lernquellen • Cooper, P. N., Nuclear Radiation Detectors, Cambridge University Press

• Petzold, P., Krieger, H, Strahlenphysik, Dosimetrie und Strahlenschutz, Teubner



Veranstaltung H9.11 Labor Technische Akustik (131201) im 6. Semester

Dozent(en) Lehrauftrag Dipl.-Ing. Alexander Treiber Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Laboratory Technical Acoustics

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Prüfung LL Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden werden an verschiedene messtechnische Aufgaben in der

Akustik herangeführt. Sie lernen mit Handmessgeräten als auch mit PC-basierte Mess-Systemen umzugehen. Die Studierenden sind mit verschiedenen Messmethoden und Parametern für die (psychoakustische) Geräuschmessung vertraut. Ein Grundverständnis für raumakustische Problemstellungen und deren Lösung ist geschaffen.

Lehr- und Lernmethoden Laborversuche und Simulation am PC Inhalte • Räumliches Abstrahlverhalten von Lautsprechernc

• Elektrische und akustische Vermessung von Lautsprechern • Simulation, Messung und Optimierung der Raumakustik • Geräuschmessung und -bewertung im reflexionsarmen Raum

Literatur / Lernquellen • Kuttruff, H: Room Acoustics, Spoon Press • Kuttruff, H: Akustik. Eine Einführung, Hirzel Verlag

Veranstaltung H9.12 Labor Softwaregestütztes Messen (131202) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr. rer. nat. Georg Bucher Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Prüfung LL Lehrsprache deutsch Lernziele Der Student sollte im Stande sein, möglichst selbständig ein komplexeres

Messprogramm zu entwerfen, dieses in Hard- und Software umzusetzen, zu testen und zu dokumentieren.

Lehr- und Lernmethoden Bearbeitung konkreter Aufgabenstellungen über mehrere Labortermine in maximal Zweiergruppen, Coachingsitzungen mit dem Dozenten.

Inhalte Folgende Fertigkeiten erarbeiten sich die Studierenden im Rahmen der Laboraufgaben:

• Lösung einer konkreten Messaufgabe mit Messdatenerfassung, Auswertung und Darstellung,

• konfigurieren von Einsteckkarten,



• Messdatenerfassung mit dem GPIB-Bus, • Messdatenerfassung mit dem USB-Bus, • Kommunikation mit ActiveX, Export von Messdaten in andere

Programme, • Kommunikation über ein lokales Netzwerk (LAN) oder das Internet

und • Dokumentation der erarbeiteten Konfiguration.

Literatur / Lernquellen • Wolfgang Georgi/Ergun Metin, Einführung in LabVIEW, Hanser Verlag ISBN 978-3-446-40899-9

• Rahman Jamal/Herbert Pichlitz, LabVIEW, Prentice Hall ISBN 3-8272-9542-4

Veranstaltung H9.13 Labor Positioniertechnik (131203) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Laboratory Motion Control Engineering

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Prüfung LL Lehrsprache deutsch und englisch Lernziele Die Studierenden können eigenständig konkrete industrielle

positioniertechnische Aufgabenstellungen lösen. Lehr- und Lernmethoden Teil 1: Praktische Übungen zur Vorlesung H12.2.5

Teil 2: Eigenständige Projektarbeit in Teams im Labor. Coaching durch den Betreuer und Tutoren. Präsentation der Ergebnisse.

Inhalte • Umgang mit Motoren, Sensoren und Antriebsverstärkern • Reglerstrukturen der Positioniertechnik • Erstellung und Messung eines Fahrwegprofils • Einsatz von speziellen Anfahr- und Bremsrampen • Interpolationstechniken bei Mehrachssystemen • Systeme mit Koordinatentransformationen • Path Planning Methoden • Reduktion von Systemresonanzen

Sonstiges / Besonderheiten Gekoppelt mit der Vorlesung H12.2.5 Literatur / Lernquellen



Veranstaltung H9.2 Labor Fertigung (131192) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Practical Training Production

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Prüfung LL Lehrsprache Deutsch Lernziele ie Studenten können selbständig mit modernen Versuchs- und

Verfahrensmethoden wissenschaftlich arbeiten Lehr- und Lernmethoden • Literaturstudium

• Versuchsaufbau • Versuchsdurchführung • Auswertung und Berichterstellung

Inhalte Bearbeitung kleiner ausgewählter Fertigungs- und Montageprojekte im Rahmen laufender Forschungsprojekte, insbesondere mit Geräten und Verfahren:

• CNC-Fräsmaschinen • CNC-Drehbänken • CNC-Laserbearbeitung mit Neodym-YAG-Laser • Modulare Roboter • Rapid Prototyping • Qualitätsprüfungen • Lebensdaueruntersuchungen • Computer Aided Manufacturing (CAM)

Literatur / Lernquellen • Awiszus, B.; Bast, J.; Dürr, H.; Matthes, K.-J.: Grundlagen der Fertigungstechnik, Hanser FV, Leipzig, 3. Aufl., 2006. ISBN 3-446-40745-6

• Matthes, K.-J.; Riedel, F.: Fügetechnik, Hanser FV, Leipzig, 2003. ISBN 3-446-22133-6



Veranstaltung H9.3 Labor Aufbau- und Verbindungstechnik (131193) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wehl Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Practical Training Packaging

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Prüfung LL Lehrsprache Deutsch Lernziele ie Studenten können selbständig mit modernen Versuchs- und

Verfahrensmethoden wissenschaftlich arbeiten Lehr- und Lernmethoden • Literaturstudium

• Versuchsaufbau • Versuchsdurchführung • Auswertung und Berichterstellung

Inhalte Das Praktikum Mikrotechnik findet im Reinraum und im Labor für Mikrotechnik statt. Folgende Themen (exemplarisch) werden durch Versuche und Exkursionen im Praktikum Mikrotechnik behandelt:

• Arbeiten an einem Vakuumprüfstand • Herstellung von Dünnfilmbeschichtungen durch Vakuumbedampfen • Untersuchungen von Bauelementen der Mikrosystemtechnik und der

Mikroelektronik o Optische Analyse von Bauelementen der

Mikrosystemtechnik und der Mikroelektronik o Messungen mit einem modernen

Rasterelektronenmikroskop (REM) o Messungen mit einem Rastersondenmikroskop (in

Zusammenarbeit mit Prof. Ott) • Flip-Chip-Bonden mit dem Flip-Chip-Bonder FINEPLACER® von

FINETECH

Literatur / Lernquellen • Wehl, W.: Vorlesungsskript • Hoppe, B.: Mikroelektronik 2, Vogel Fachbuch Kamprath-Reihe Bd.2

Herstellprozesse für integrierte Schaltungen. 1997. ISBN: 3-8023-1588-X

• Hilleringmann, U.: Silizium-Halbleitertechnologie, Teubner, 4., durchges. u. erg. Aufl. 2004. XIII, ISBN 3-519-30149-0

• Pupp, W.; Hartmann, K.: Vakuumtechnik Grundlagen und Anwendungen, Hanser, München, 1991. ISBN 3-446-15859-6



Veranstaltung H9.4 Labor Mechatronik (131194) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Jörg Wild Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Laboratory for Development of Mechatronic-Devices

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Kenntnisse der Module H1 bis H6 Prüfung LL Lehrsprache deutsch Lernziele Die Studierenden können eigenständig konkrete industrielle mechatronische

(Teil-)Aufgabenstellungen lösen. Lehr- und Lernmethoden Eigenständige Projektarbeit (bei Bedarf in Teams) im Labor. Coaching durch

den Betreuer, Laboringenieure und Tutoren. Präsentation der Ergebnisse. Inhalte Die Projektarbeiten wechseln und werden dem jeweiligen aktuellen

technischen Aufgabenstellungen angepasst. Die Inhalte ergeben sich aus industriellen Aufgabenstellungen oder aus Projekten der angewandten Forschung.

• Verwendung eines Schrittmotors zur Positionierung • Der Gleichstrommotor als hochdynamisches Antriebssystem • Untersuchung von Akkus und Entwicklung von Ladeverfahren • Untersuchungen mit einer Direkt-Methanol-Brennstoffzelle • Entwicklung/Optimierung mechatronischer Systeme (z. B.

Prüfstände) o Konstruktion (CATIA V5, Rapid Prototyping) o Schaltungs- und Leiterplattenentwicklung (PSPICE) o Fertigungsbetreuung in der Studiengangswerkstatt o Aufbau o Programmierung mithilfe von PCs und µCs in C/LabVIEW o Inbetriebnahme




Veranstaltung H9.5 Labor Regelungstechnik (131195) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Kenntnisse aus H1 bis H6 Prüfung LL Lehrsprache deutsch Lernziele • Praktische und theoretische Vertiefung regelungstechnischer

Themen • Sicherer Umgang mit regelungstechnischen tools

(MATLAB/SIMULINK, dSPACE) • selbständige Durchführung der Versuche und Ergänzung bzw.

Modifikation eines Versuchsaufbaus.

Lehr- und Lernmethoden Praktikum mit intensiver Betreuung. Kleingruppen von 2 bis maximal 3 Mitgliedern bearbeiten aus einer Auswahl von ca. 6 verschiedenen Versuchsständen 3 Bereiche, die in Ergänzung zur Vorlesung hinsichtlich des theoretischen Inhalts vertieft und praktisch erprobt werden. Die Gruppe wählt außerdem aus den zu bearbeitenden Bereichen ein Thema, das in Form eines Kleinprojekts (Planung, Entwurf, Bauteilbeschaffung, Erprobung) zu einer Erweiterung bzw. Modifikation eines Versuchstands führt. In der zu erstellenden Dokumentation werden die theoretischen Grundlagen zusammengefasst und die Versuchsergebnisse erläutert. Bei der Abschlussprästentation demonstrieren die Gruppenmitgliedern aufgrund von Fragen ihr Verständnis für die erarbeiteten Inhalte.

Inhalte Themenbereiche

• Hardware-in-the-Loop Siumulation (MATLAB/SIMULINK und dSPACE )

• Frequenzgangmessung und Identifikation • Erprobung verschiedener Regelverfahren

o klassische Regler (PIDT1, PDT1, ...) o Zustandsregler mit Beobachter o Fuzzy-Regler

an nichtlinearen und instabilen Regelstrecken (Magnetfeldregelung, verschiedene inverse Pendel)

• Erprobung von Einstellregeln • elktronische Nachbildung von Regelstrecken und

Reglerrealisierungen

Literatur / Lernquellen • MATLAB/SIMULINK Handbücher • dSPACE Handbücher • H. Unbehauen: Regelungstechnik 1 und Regelungstechnik 2,

Vieweg Verlag



Veranstaltung H9.6 Labor Kunststofftechnik (131196) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. August Burr Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 6 Workload (in h) 150 Workload - Kontaktstunden 45 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 105.0 SWS 4 Prüfung LL Lehrsprache deutsch Lernziele Selbständiges wissenschaftliches Arbeiten mit modernen Versuchs- und

Verfahrensmethoden Lehr- und Lernmethoden Literaturstudium

Versuchsaufbau Versuchsdurchführung Auswertung und Berichterstellung

Inhalte Ausgewählte Kapitel: -Kunststoffprüfung -Kunststoffverarbeitung -Formteil- und Werkzeugkonstruktion -Qualtätssicherung -Kunststoffanalyse


Veranstaltung H9.7 Labor Technische Optik 2 (131197) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Peter Ott Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Optical Engineering Lab 2

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Prüfung LL Lehrsprache deutsch Lernziele • Vertiefte praktische und theoretische Kenntnisse eines Themas aus

der angewandten Optik haben und anwenden können • Aufbau und Durchführung eines Laborversuchs selbständig

beherrschen • Gefühl für Wellenoptik (Interferenz, Beugung) haben

Lehr- und Lernmethoden Projektpraktikum mit intensiver Betreuung in Anlehnung an problem base learning. Jedes Team (2 Mitglieder) bekommt ein Projektthema zugewiesen, zu dem ein Grundaufbau im Labor vorhanden ist. Nach einer Einarbeitung und Rechereche soll jedes Teams selbständig ein Vertiefungsthema im Rahmen des Projekts wählen und dieses dann bearbeiten. Das Projekt wird mit einer Dokumentation inklusive Darstellung der theoretischen Grundlagen, einer Präsentation und einer Demonstration des Versuchs vor den anderen Teilnehmern abgeschlossen

Inhalte Projektpraktikum mit folgender Themenauswahl:



• Heterodyninterferometrie • Diffraktive optische Elemente • Mikroskopie • Rasterkraftmikroskopie • Fasereinkopplung • Nd-YAG-Laser • Fabry-Perot-Etalon • Ellipsometrie • Optische Triangulation • Interferenzfiltervermessung mittels eines Spektrophotometers • BRDF-Messung

Literatur / Lernquellen • Hecht, E., Optik, Addison-Wesley, 1994 • Koch, A., Optische Messtechnik an technischen Oberflächen,

expert-Verlag, 1998 • Naumann, H., Schröder, G., Bauelemente der Optik, Hanser, 1992 • Gasvik, K.J., Optical Metrology, Wiley, 2002

Veranstaltung H9.8 Labor Antriebe (131198) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kern Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Eingangsvoraussetzungen Kenntnisse aus H1 bis H6 Prüfung LL Lehrsprache deutsch Lernziele • Praktische und theoretische Vertiefung antriebstechnischer Themen

• selbständige Durchführung der Versuche • selbständige Durchführung eines Kleinprojekts (Ergänzung bzw.

Modifikation eines Versuchsaufbaus).

Lehr- und Lernmethoden Praktikum mit intensiver Betreuung. Kleingruppen von 2 bis maximal 3 Mitgliedern bearbeiten aus einer Auswahl von ca. 6 verschiedenen Versuchsständen 3 Bereiche, die in Ergänzung zur Vorlesung hinsichtlich des theoretischen Inhalts vertieft und praktisch erprobt werden. Die Gruppe wählt außerdem aus den zu bearbeitenden Bereichen ein Thema, das in Form eines Kleinprojekts (Planung, Entwurf, Bauteilbeschaffung, Erprobung) zu einer Erweiterung bzw. Modifikation eines Versuchstands führt. In der zu erstellenden Dokumentation werden die theoretischen Grundlagen zusammengefasst und die Versuchsergebnisse erläutert. Bei der Abschlussprästentation demonstrieren die Gruppenmitgliedern aufgrund von Fragen ihr Verständnis für die erarbeiteten Inhalte.

Inhalte Themenbereiche

• Bestimmung von statischen und dynamischen Motorenkennlinien • Regelung eines Rotationspendels (Servoverstärker und Motor) mit

Hilfe von MATLAB/SIMULINK • Erprobung von Regelverfahren für einen Linear-Asynchronmotor • Untersuchung elektronisch kommutierter Motoren



• Nachbildung einer Federkennlinie mit Hilfe eines Gleichstrommotors • Untersuchung eines großen ringförmigen Schrittmotors


Veranstaltung H9.9 Labor Industrieroboter (131199) im 6. Semester

Dozent(en) Prof. Dipl.-Phys. Gerhard Gruhler Semester 6 Angebot Im Winter- und Sommersemester Veranstaltungsname (englisch) Lab Course on Industrial Robots

Credits 3 Workload (in h) 75 Workload - Kontaktstunden 22.5 Workload - Prüfungszeit 0.0 Workload - Selbststudium 52.5 SWS 2 Prüfung LL Lehrsprache deutsch und englisch Lernziele Die Studierenden lernen den Umgang mit realen Industrierobotern kennen.

Sie kennen die wichtigsten Arten der Programmierung von Robotern. Sie sind in der Lage, industrienahe Aufgabenstellungen für Positionierung, Messung und Handling mit einem Industrierobotersystem durchzuführen.

Lehr- und Lernmethoden Vorbereitete Laborübungen Erarbeitung, Durchführung und Dokumentation eines eigenen Projekts im Team Coaching durch den Betreuer

Inhalte • Kennenlernen der Bedienoberflächedes Robotersystems • Übungen mit Teach-In • Erstellen eines Funktionsablaufs • Sicherheitsaspekte • Funktionale Verifikation • Kooperation von Bewegung und Sensorik • Industrienahe Aufgabenstellungen

Literatur / Lernquellen • Weber, W.: Industrieroboter, Methoden der Steuerung und Regelung. Fachverlag Leipzig (Carl Hanser Verlag), 2002

• Nof, S.Y.: Handbook of Industrial Robotics, Verlag John Wiley & Sons, Inc

• Kurfess, T.R.: Robotics and Automation Handbook, B&T 2004

studiengang mechatronik und mikrosystemtechnik des moduls das modul ist ... physikalisches...

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