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Mechatronik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Mechatronik
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Maschinenbau / Produktionstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2024
Code: DBMAB-341
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P720-0064, P720-0065, P720-0066
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
96UV+16UP (112 Unterrichtseinheiten, kumuliert)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
8
Studienjahr: 3
Dauer: 2 Semester
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Studienleistungen (lt. Studienordnung/ASPO-Anlage):
Labor "Elektronik": Testat gemäß § 11 PO dual
Prüfungsart:
Teilklausur "Angewandte Messtechnik und Elektronik" (90 min)
Teilklausur "Regelungstechnik und Angewandte Mechatronik" (90 min)
 
Modulnote:
50 % der Punkte aus Teilklausur "Angewandte Messtechnik und Elektronik"
50 % der Punkte aus Teilklausur "Regelungstechnik und Angewandte Mechatronik"

[letzte Änderung 13.02.2025]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

DBMAB-341 (P720-0064, P720-0065, P720-0066) Maschinenbau / Produktionstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2024 , 3. Studienjahr, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst 112 Unterrichtseinheiten (= 84 Zeitstunden). Der Gesamtaufwand des Moduls beträgt bei 8 Creditpoints 240 Stunden (30 Stunden/ECTS Punkt). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 156 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
DBMAB-230 Elektrotechnik


[letzte Änderung 13.02.2025]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kohlrusch
Dozent/innen: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kohlrusch

[letzte Änderung 30.03.2023]
Lernziele:
Die Studierenden verstehen die messtechnischen und sensorischen Grundlagen und können Sensoren zum Messen physikalischer Größen wie Weg, Winkel, Kraft, Druck, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Durchfluss und Temperatur einsetzen und beurteilen.
 
Die Studierenden kennen die Grundbausteine in einem geschlossenen Regelkreis und können Begrifflichkeiten der Regelungstechnik wie beispielsweise Führungsgröße, Regeldifferenz oder Stellgröße erläutern und gegebenenfalls bestimmen. Sie können einfache dynamische Regelungssysteme im Zeitbereich und Frequenzbereich analysieren und verstehen Testsignale wie die Sprungfunktion, die Impulsfunktion oder den Dirac-Impuls.
 
Die Studierenden können mechanische Systeme durch elektronische Bauelemente sowie durch Sensoren, Mikrorechner und Aktoren zu mechatronischen bzw. teilintelligenten Produkten und Systemen erweitern. Sie verstehen die Funktions- und Bauweise mechatronischer Systeme und können deren Einsatzbereiche in verschiedenen Anwendungen wie Automotive, Luft- und Raumfahrttechnik oder Produktionstechnik einschätzen und beurteilen. Sie kennen und verstehen, wie Mikrorechner und insbesondere Aktoren unterschiedlicher Bauweise eingesetzt werden.


[letzte Änderung 13.02.2025]
Inhalt:
Angewandte Messtechnik:
o Messtechnische Grundlagen: Durchführung von Messungen, Kalibrierung von Messgeräten, Messunsicherheit, -abweichungen
  und – genauigkeit, Fehlerfortpflanzung
o Sensortechnische Grundlagen: Messkette, instrumentelle Messunsicherheit, Signalübertragungsverhalten, Messstrategie
o Sensoren zum Messen physikalischer Größen
 
Elektronik:
o Passive Bauelemente und Grundschaltung mit passiven Bauelementen
o Halbleiterbauelemente
 
Regelungstechnik
o Grundlagen: Aufgabenstellung, Regelschleife, dynamische Systeme, Blockschaltbild nach DIN EN 60027-6, lineare Systeme
  im Zeit- und Frequenzbereich, Laplace-Transformation, Arbeiten mit dem Bode-Diagramm, Testsignale
o Einzelelemente von Regelstrecken: P-, I-, DT1- und PT2-Glied
 
Angewandte Mechatronik
• Aufbau und Funktionsweise mechatronischer Systeme
  o Anwendungsbeispiele
  o Sensorenanbindung, Analog-/ Digitalumsetzer, Nyquist-Shannon-Abtasttheorem
  o Aufbau von Mikrorechnern
  o Digital-/ Analogumsetzer, Hilfsenergie für Stellglieder
• Aktoren
  o Elektromechanische Aktoren
  o Elektromotoren, Klein- und Kleinstmotoren
  o Piezoelektrische Aktoren
  o Fluidmechanische Aktoren (Hydraulik, Pneumatik)
  o Thermomechanische Aktoren
  o Adaptronik
 
Labor "Elektronik"
o Schaltungen mit Halbleiterbauelementen
o Operationsverstärker
o Digitale Schaltungen
 


[letzte Änderung 13.02.2025]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesungen: Vortrag, Frage- und Impulsunterricht, integrierte Übung, Übung (mit integriertem Laborteil) in Gruppenarbeit
Labor: Aufbau und Testung elektronischer Schaltungen in Gruppen- und / oder Partnerarbeit


[letzte Änderung 13.02.2025]
Literatur:
• J. Hoffmann: Taschenbuch der Messtechnik (Fachbuchverlag Leipzig)
• J. Hoffmann: Handbuch der Messtechnik (Carl Hanser Verlag)
• R. Isermann: Mechatronische Systeme – Grundlagen (Springer)
• M. Reuter, S. Zacher: Regelungstechnik für Ingenieure – Analyse, Simulation und Entwurf von Regelkreisen (Vieweg +
  Teubner Verlag)
• S. Zacher: Übungsbuch Regelungstechnik – Klassische, modell- und wissensbasierte Verfahren (Vieweg + Teubner Verlag)
• J. Lunze: Regelungstechnik 1 – Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelungen (Springer)
• O. Fröllinger: Regelungstechnik – Einführung in die Methoden und ihre Anwendung (Hüthig)
• U. Mescheder: Mikrosystemtechnik (Springer Vieweg)


[letzte Änderung 13.02.2025]
 
[Fri Apr  4 00:19:58 CEST 2025, CKEY=amech, BKEY=aswmpt2, CID=DBMAB-341, LANGUAGE=de, DATE=04.04.2025]