Sensorsysteme

11M0627

Master

Deutsch

5.0

nur Wintersemester

1 Semester

Sensoren als Schlüsselkomponenten der Mechatronik und Datenquellen der Informatik sind häufig die innovationsbestimmenden Elemente eines Gesamtsystems. Im Modul steht der System- und Anwendungscharakter der Sensorik im Vordergrund, wobei die Ebenen vom physikalischen Effekt über die Elektronik und Systemintegration bis zum Datenmanagement und zur Interpretation reichen. Der Aspekt „Big Data“ basiert häufig auf Sensor(roh)daten. Neue Entwicklungen in der Praxis sind durch die Einbeziehung komplexer Sensoren sowie die Sensor- und Datenfusion integriert. Das Modul erhält durch den Bezug zu umfangreichen – auch interdisziplinären und internationalen - Forschungsarbeiten im Bereich intelligenter Sensorsysteme sowohl einen wissenschaftlichen als auch praxisorientierten Charakter. Die Studierenden kennen nach Abschluss des Moduls den systemintegrierten Ansatz der Sensorik, dessen Fokus sowohl auf mechatronischer als auch auf informationstechnischer Seite liegen kann. Es liegen Praxiserfahrungen durch die drei Elemente Laborversuche/Fortgeschrittenen-Praktikum, Case Studies und Projektarbeit zur exemplarischen Umsetzung der Konzepte in die Praxis vor.

1. Grundlagen praxisorientierter Sensorik

2. Physikalische Sensoreffekte und Basistechnologien

3. Sensorsystemtechnologien: Elektronik, Embedded Systems, Schnittstellen, Systemintegration, Störgrößen, Datenmanagement, Dateninterpretation

4. Sensorsysteme im Fokus: Theorie, Systemintegration und Praxis zu spezifischen Sensortechnologien (Beispiele: 3D-Sensorik, Feuchtesensorik, Spectral Imaging, Lichtschattensensoren).

5. Intelligente Sensorsysteme (bildgebende Systeme, Sensor- und Datenfusion, Datenmanagement, Sensor-Aktor-Systeme, Mensch-Maschine-Schnittstelle)

6. Sensorik in Anwendungsdomänen (Beispiele: Agrarsystemtechnologien, Automotive)

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Hausarbeit

• experimentelle Arbeit

Die experimentelle Arbeit wird in Form eines „Fortgeschrittenen-Praktikums“ durchgeführt: Neben den in den Versuchsanleitungen gestellten Aufgaben führen die Studierenden eine selbst gestellte Aufgabe mit den Technologien eines Versuches durch. Zur Fallstudie („Case Studies“) im Rahmen der experimentellen Arbeit werden Gruppen (ca. 5 Studierende) gebildet, die im Rahmen limitierter Präsenzzeiten eine Aufgabenstellung selbst koordinieren und Lösungskonzepte unter Nutzung vorhandener technologischer Hilfsmittel erarbeiten, dokumentieren und präsentieren.

Hausarbeit: 10 - 20 Seiten, ggf. dazugehörige Erläuterung: ca. 20 Minuten

Experimentelle Arbeit: Fallstudie (etwa 8 h)

Grundkenntnisse der Physik, Elektrotechnik, Programmierung und Messtechnik

Grundlegende Kenntnisse zu innovativen Konzepten in der Sensorik werden erworben (z. B. komplexe Sensoren, Sensor- und Datenfusion, Sensornetzwerke).

1. Die Studierenden sind in der Lage, Werkzeuge (Hard- und Software) zur Auslegung und Systemintegration von Sensoren einzusetzen.
2. Studierende, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, sind in der Lage, eigenständig ein Konzept für eine experimentelle Arbeit und ein Projekt in einem kleinen Team systematisch zu planen, durchzuführen und einer größeren Studierendengruppe zu präsentieren und sich kritischen Fragen zu stellen.
3. Die Studierenden sind in der Lage, erste Lösungsansätze zu Sensorik-Fragestellungen in der Mechatronik und Informatik auf Grundlage selbstständiger wissenschaftlicher Arbeit zu entwickeln. Sensorsysteme sind als Systemtechnologie zu verstehen, die starke Bezüge zur Mechatronik, Informatik, Elektronik und zur Mensch-Maschine-Schnittstelle hat, das Systemdenken ist daher stark im Fach verankert.

Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich absolviert haben, verfügen über vertieftes Fachwissen und praktische Erfahrungen zur Funktionsweise, zur Systemtechnik, zur Integration von Sensoren und Sensorsystemen in mechatronischen Systeme, zur Sensordatenintegration in Datenmanagementsystemen sowie zur Dateninterpretation.

Im Rahmen der Hausarbeit bearbeiten die Studierenden ein Thema in einer Kleingruppe. Dabei wird sowohl die interne Kooperation praktiziert als auch die Kommunikation des Ergebnisses nach außen verbessert.

• Meltebrink, Christian

• Meltebrink, Christian