Fachgebiet für Integrierte Schaltungen und Eingebettete Systeme

Das Fachgebiet für Integrierte Schaltungen und Eingebettete Systeme

Die Fächer Bauelemente und analoge Schaltungstechnik sowie Digital- und Mikroprozessortechnik werden im Hauptstudium aller Studiengänge des Fachbereichs gelehrt. Die Methoden der Analyse und Synthese von digitalen und analogen Schaltungen werden dabei vermittelt.

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

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

Personen

Lehrveranstaltungen

 

Überblick:

Laborräume

Im Laborraum Industrieelektronik werden das „Labor analoge Schaltungstechnik“ und das „Labor Elektronik“ durchgeführt, in denen das Verhalten elektronischer Komponenten und deren Grundschaltungen vermittelt wird. Neben der Möglichkeit zur Simulation des Schaltungsverhaltens können auch Platinen mit elektronischen Schaltungen entworfen, aufgebaut und erprobt werden.
Laborraum Lichttechnik:
Im Lichtlabor werden Untersuchungen an Lampen, Leuchten und Leuchtdioden vorgenommen. Farbmesstechnik sowie die Planung von Beleuchtungsanlagen sind weitere Themen. Die Einrichtungen des Laborraums werden auch für die Lehrveranstaltungen Labor Lichttechnik sowie Solid State Lighting genutzt.

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

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

Forschung und Entwicklung

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

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

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

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

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