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Einführung in die Simulationsmethodik mit Raytracing

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Einführung in die Simulationsmethodik mit Raytracing
Modulbezeichnung (engl.): Introduction to the Ray Tracing Simulation Technique
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).
Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020
Code: MST.RAY
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..
P211-0218, P231-0116
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.
2V+2U (4 Semesterwochenstunden)
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).
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Studiensemester: laut Wahlpflichtliste
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projektarbeit

[letzte Änderung 17.09.2013]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MST.RAY (P211-0218, P231-0116) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2012 , Wahlpflichtfach, technisch
MST.RAY (P211-0218, P231-0116) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019 , Wahlpflichtfach, technisch
MST.RAY (P211-0218, P231-0116) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020 , Wahlpflichtfach, technisch
MST.RAY (P211-0218, P231-0116) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2011 , Wahlpflichtfach, technisch

geeignet für Austauschstudenten mit learning agreement
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 bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Barbara Hippauf
Dozent/innen: Prof. Dr.-Ing. Barbara Hippauf

[letzte Änderung 01.10.2020]
Lernziele:
Die Studierenden sollen als erstes ein optisches Modell konstruieren. Das Modell besteht aus einem Linsensystem, Detektoren, Beleuchtung, Gehäuse und auszuleuchtender Oberfläche.
Zu ermitteln sind bei der Erstellung des Modells die Toleranzgrenzen bei der Ausrichtung der Sensoren, der Linsen, des Objektträgers und der Beleuchtung zueinander.
Nach Erstellung des Modells werden die Methoden und Konzepte von Raytracing Simulationen vorgestellt.
-Anwendung der Raytracing Simulation auf das erstellte Modell.
-Auswertung und Diskussion der Ergebnisse bezüglich der Strahlungsdichte, verlorener Strahlen, sowie detektierter Strahlen.
-Optimierung des Modells.
-Vergleich des realen Systems mit den Ergebnissen der Simulation.
 
Die Studierenden entwickeln nach dem Kurs ein „Gefühl“ für die Machbarkeit eines Modells und die Dimensionierung von wichtigen optischen Parametern. Die Studierenden unterscheiden zwischen überflüssigen und notwendigen Änderungen zur Optimierung und Umsetzung eines Simulationsmodells.


[letzte Änderung 19.09.2013]
Inhalt:
- Einführung in die Konstruktion einfacher optischer Komponenten, Linsen, Objektive, Beleuchtung, Detektoren und  Gehäuse.
- Modellierung und Optimierung eines vorgegebenen optischen Systems bestehend aus Lichtquelle, Linsen, verschiedenen Objekten (Spiegel, Bauteile, etc.)und einem Photosensor.
- Einführung in die Raytracing Simulation: Definition der Lichtquellen, Bestimmung der Anzahl der Quellstrahlen und Optimierung der Simulationsparameter.
- Vergleich des realen Systems mit dem simulierten System.
- Bewertung der Simulationsergebnisse anhand von photometrischen Größen (optische Flussdichte, Strahlungsleistung, Raumwinkel, etc.).
- Optimierung des simulierten Modells anhand der Bewertung und Analyse der detektierten Strahlen und „den verlorenen“ Strahlen.
- Einführung in die Methoden zur Beschreibung von Oberflächen.
- Wichtige Praxistipps zur Vereinfachung der Modellierung.
- Methoden.


[letzte Änderung 19.09.2013]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesung im PC-Raum, Übungen und Anwendung der Simulation direkt am PC.

[letzte Änderung 19.09.2013]
Literatur:
Skript, Übungsblätter, Projektaufgaben.

[letzte Änderung 19.09.2013]
 
[Thu Nov 21 10:16:40 CET 2024, CKEY=yeidsmr, BKEY=mst4, CID=MST.RAY, LANGUAGE=de, DATE=21.11.2024]