Abschlussarbeiten / Projektlabore
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Prof. Dr.‐Ing. Ingo Kühne
Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
Kontakt:
Raum: E025
Tel.: 07940 / 1306‐318
Email: ingo.kuehne@hs‐heilbronn.de
Abschlussarbeiten / Projektlabore
Weiterentwicklung eines mikrofluidischen Chipsystems zur
dielektrophoretischen Separation von Kolloiden
Es soll ein mikrofluidisches Chipsystems zur di‐
elektrophoretischen Separation von Kolloiden
weiterentwickelt werden. Bei der Dielektropho‐
rese handelt es sich um ein elektrokinetisches
Phänomen, das auf der Manipulation von Parti‐
keln durch die Generierung eines inhomogenen
elektrischen Feldes basiert.
Dabei soll der 3D‐gedruckte Chip optimiert und
ausführlich charakterisiert werden. Des Weite‐
ren soll der gesamte Messaufbau verbessert
und die visuelle Auswertung möglichst automa‐
tisiert werden (z.B. mittels Kamerasystem und
LabView).
Elektrostatische Manipulation geringer Flüssigkeitsmengen
In der Medizintechnik ist es häufig notwendig ge‐
ringe Flüssigkeitsmengen zu manipulieren (z.B.
mit dem Ziel des Transports, der Trennung und /
oder der Mischung von verschiedenen Flüssig‐
keitsmengen). Dies kann insbesondere mittels
elektrostatischer Felder realisiert werden.
Aufgabe ist die Entwicklung eines exemplarischen
Prototypen auf Leiterplattenbasis, der es gestat‐
tet kleine Flüssigkeitstropfen in einer Ebene zu
manipulieren. Neben dem Leiterplattendesign
(z.B. 8x8‐faches Elektrodenarray) muss eine Elek‐
tronik entwickelt werden, die eine dynamische
Ansteuerung der Elektroden ermöglicht.
02.07.2018 http://www.hs‐heilbronn.de/ingo.kuehne
Prof. Dr.‐Ing. Ingo Kühne
Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
Kontakt:
Raum: E025
Tel.: 07940 / 1306‐318
Email: ingo.kuehne@hs‐heilbronn.de
Abschlussarbeiten / Projektlabore
Entwicklung eines intelligenten Schweinwerfers für ein Fahrrad/Liegerad
Es soll ein intelligenter Scheinwerfer für ein
Fahrrad bzw. Liegerad entwickelt werden. Die
Intelligenz soll darin bestehen, dass der
Scheinwerfer vorausschauend in Fahrrichtung
die Fahrstrecke ausleuchtet.
Hierzu soll zum einen ein Konzept erarbeitet
werden, wie z.B. eine Sensor‐ als auch eine
GPS‐basierte Datenauswertung diese Intelli‐
genz bewerkstelligen kann (z.B. basierend auf
Arduino Uno, Raspbbery Pi). Zum anderen soll
entsprechend ein Prototyp eines solchen LED‐
Scheinwerfers aufgebaut werden (z.B. mittels
3D‐Druck).
Entwicklung einer intelligenten Ladeelektronik für elektrische Verbraucher
(z.B. Smartphone) am Fahrrad
Es soll eine intelligente, hocheffiziente Lade‐
elektronik entwickelt werden, welche die
durch einen Nabendynamo erzeugte elektri‐
sche Energie aufbereitet und so das Laden von
elektrischen Verbrauchern (z.B. Smartphones,
Navigationsgeräte) ermöglicht.
Die Elektronik soll darüber hinaus den paral‐
lelen Betrieb der Lichtanlage am Fahrrad si‐
cherstellen.
Die Aufgabe besteht in der Konzeptfindung,
dem Schaltungsdesign, dem Aufbau und der
Charakterisierung der Ladeelektronik.
02.07.2018 http://www.hs‐heilbronn.de/ingo.kuehne
Prof. Dr.‐Ing. Ingo Kühne
Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
Kontakt:
Raum: E025
Tel.: 07940 / 1306‐318
Email: ingo.kuehne@hs‐heilbronn.de
Abschlussarbeiten / Projektlabore
Entwicklung eines Strahlungsdetektors für ionisierende Strahlung (, , )
Es soll ein Strahlungsdetektor für ionisieren‐
de Strahlung (‐, ‐, ‐Strahlung) entwickelt
werden. Der Detektor soll in der Lage sein
natürliche Radioaktivität qualitativ nachzu‐
weisen.
Hierbei soll das Konzept eines PIN‐Dioden‐
Zählers in Kombination mit einer geeigneten
Verstärkerschaltung erarbeitet werden. Des
Weiteren soll ein entsprechender Detektor
aufgebaut und charakterisiert werden.
Die Datenauswertung kann gern automati‐
siert erfolgen (z.B. auf Basis eines Arduino
Uno).
Humanoider Roboter – Poppy
Poppy ist eine offene Plattform eines humano‐
iden Roboters, an dem ein mechatronisches
System sowohl hardware‐ als auch software‐
seitig erforscht, aufgebaut und weiterentwik‐
kelt werden kann. Die Plattform liegt aktuell
als nahezu vollständig aufgebauter Bausatz vor
(Vorarbeiten liegen im Rahmen einer Bache‐
lorarbeit bereits vor).
Aufgabe ist das Kennenlernen dieser Platt‐
form. Im Anschluss daran soll der humanoide
Roboter mittels Programmierung (z.B. Python)
zum Leben erweckt werden. Hierbei sollen ex‐
emplarische Szenarien entwickelt werden (z.B.
Erkennung und Interaktion von und mit Men‐
schen).
02.07.2018 http://www.hs‐heilbronn.de/ingo.kuehne
Prof. Dr.‐Ing. Ingo Kühne
Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
Kontakt:
Raum: E025
Tel.: 07940 / 1306‐318
Email: ingo.kuehne@hs‐heilbronn.de
Abschlussarbeiten / Projektlabore
Entwicklung eines Energierückgewinnungssystems (z.B. mittels einer
Rekuperationsbremse) für ein Liegefahrrad
Bisher wird beim Bremsen von Fahrzeugen die
Energie meist in Wärme umgesetzt und steht
damit nicht mehr zur Verfügung. Eine entsprech‐
ende Energierückgewinnung beim Bremsen kön‐
nte u.a. das anschließende Beschleunigen (z.B.
Anfahren an einer Kreuzung) unterstützen.
Als Plattform für die Entwicklung dient ein hoch‐
modernes Liegerad (Azub Trikon 26“). Die Auf‐
gabe besteht in der Entwicklung eines geeigne‐
ten Energierückgewinnungssystems. Hierzu muss
zuerst ein sinnvolles Konzept (Funktionsprinzip:
mechanisch/elektrisch) erarbeitet werden.
Entwicklung eines Kamerasystems inklusive Bewegungserkennung
Insbesondere im Bereich der Gebäudeautomati‐
sierung wird die Bewegungserkennung immer wich‐
tiger. Beispiele sind hier die Detektion von Ein‐
brechern bei Abwesenheit oder auch diverse Kom‐
fortfunktionen (z.B. Lichtschalten, Klimasteuerung),
die durch Bewegung ausgelöst werden. Andere An‐
wendungen können auch in der Sportwissenschaft
(biomechanische Bewegungsabläufe) und der Tier‐
beobachtung gesehen werden.
Die Aufgabe besteht im Aufbau und Programmie‐
rung eines Kamerasystems, basierend auf der Platt‐
form des Einplatinencomputers Raspberry Pi inklu‐
sive Kameramodul. Die Programmierung soll auf
OpenCV (Programmbibliothek zur Bildverarbeitung,
z.B. auch zur Bewegungserkennung) basieren.
02.07.2018 http://www.hs‐heilbronn.de/ingo.kuehne
Prof. Dr.‐Ing. Ingo Kühne
Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
Kontakt:
Raum: E025
Tel.: 07940 / 1306‐318
Email: ingo.kuehne@hs‐heilbronn.de
Abschlussarbeiten / Projektlabore
ELEV‐8 V2 – Multicopter
ELEV‐8 V2 ist eine Plattform eines Multicopters,
an dem ein mechatronisches System sowohl
hardware‐ als auch softwareseitig erforscht,
aufgebaut und weiterentwickelt werden kann.
Die Plattform liegt aktuell als vollständiger Bau‐
satz vor.
Aufgabe ist das Kennenlernen der einzelnen
Komponenten und der grundlegenden Funktio‐
nalitäten der Plattform. Darauf folgend soll die
Plattform aufgebaut und in Betrieb genommen
werden. Im Anschluss daran soll der Multi‐
copter insbesondere inklusive seiner Flugeigen‐
schaften intensiv charakterisiert werden.
Crazyflie 2.0 – Nano Quadrocopter
Crazyflie 2.0 ist eine offene Plattform eines miniatu‐
risierten Quadrocopters, an dem ein mechatroni‐
sches System sowohl hardware‐ als auch software‐
seitig erforscht, aufgebaut und weiterentwickelt
werden kann. Die Plattform liegt aktuell als vollstän‐
diger Bausatz vor.
Aufgabe ist das Kennenlernen der einzelnen Kompo‐
nenten und der grundlegenden Funktionalitäten der
Plattform. Darauf folgend soll die Plattform aufge‐
baut und in Betrieb genommen werden. Im An‐
schluss daran soll der Quadrocopter insbesondere
inklusive seiner Flugeigenschaften intensiv charakte‐
risiert werden.
02.07.2018 http://www.hs‐heilbronn.de/ingo.kuehne
Prof. Dr.‐Ing. Ingo Kühne
Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
Kontakt:
Raum: E025
Tel.: 07940 / 1306‐318
Email: ingo.kuehne@hs‐heilbronn.de
Abschlussarbeiten / Projektlabore
Entwicklung eines Funkmoduls zur Energiemessung in Steckdosen
Es soll eine Schaltung zur Energiemessung in Steck‐
dosen entwickelt werden. Die Kommunikation soll
per Enocean‐Funkstandard realisiert werden, um
eine Einbindung in eine Smart‐Home Umgebung
(z.B. FHEM‐Server auf einem Raspberry Pi) zu er‐
möglichen. Das Modul soll darüber hinaus auch als
Aktor fungieren, also angeschlossene elektrische
Verbraucher per Funk zu‐ oder abschalten können.
Die Aufgabe besteht in der Schaltungsentwicklung,
dem Aufbau und der Charakterisierung des Moduls
zur Energiemessung. Das standardisierte Enocean‐
Funkmodul ist vorhanden und muss lediglich inte‐
griert werden.
Entwicklung einer Schwingkondensatoranordnung zur Vermessung von
Austrittsarbeiten verschiedener Materialien
Ein Schwingkondensator ist eine Anordnung, deren
Kapazität sich über die Variation des Elektrodenab‐
standes periodisch verändert. Sie findet bei der
zerstörungsfreien Messung der Austrittsarbeit
(Energie, die mindestens aufgewandt werden
muss, um ein Elektron aus einem ungeladenen
Festkörper zu lösen) von Materialien Anwendung.
Die Aufgabe besteht in der Entwicklung eines sol‐
chen mechanischen Aufbaus. Neben der Konzept‐
findung soll der Schwingkondensator aufgebaut
und exemplarisch charakterisiert werden.
02.07.2018 http://www.hs‐heilbronn.de/ingo.kuehne
Prof. Dr.‐Ing. Ingo Kühne
Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
Kontakt:
Raum: E025
Tel.: 07940 / 1306‐318
Email: ingo.kuehne@hs‐heilbronn.de
Abschlussarbeiten / Projektlabore
Entwurf einer energieautarken elektrischen Gebäudeautomatisierung
Insbesondere im Bereich von Gebäuden geht der
Trend hin zur energieautarken elektrischen Auto‐
matisierung. In Bürogebäuden werden zuneh‐
mend autarke Schalter, Sensoren und Aktoren
verbaut, die ein deutliches Plus an Flexibilität
und an Kosteneinsparung garantieren sollen.
Die Aufgabe besteht im Entwurf und im exem‐
plarischen Aufbau einer entsprechenden Gebäu‐
deautomatisierung. Der Aufbau soll so flexibel
realisiert werden, dass er auch als zukünftiger
Laborversuch für Studenten geeignet ist.
Entwicklung eines automatischen Sonnenstand‐Nachführsystems für ein
Solarpanel
Die Ausrichtung eines Solarpanels nach der Sonne
ist u.a. entscheidend für die Effizienz der Energieum‐
wandlung. Eine automatische Nachführung des
Solarpanels zum aktuellen Sonnenstand (also fort‐
währender senkrechter Lichteinfall) ist eine Mög‐
lichkeit die Effizienz zu maximieren.
Die Aufgabe besteht in der Entwicklung eines auto‐
matischen Sonnenstand‐Nachführsystems für ein
Solarpanel. Basierend auf einer zu erarbeitenden
Modellbeschreibung des Sonnenstandverlaufs (z.B.
mittels Matlab/Simulink) soll eine gesteuerte Mech‐
anik realisiert werden .
02.07.2018 http://www.hs‐heilbronn.de/ingo.kuehne
Prof. Dr.‐Ing. Ingo Kühne
Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
Kontakt:
Raum: E025
Tel.: 07940 / 1306‐318
Email: ingo.kuehne@hs‐heilbronn.de
Abschlussarbeiten / Projektlabore
Entwicklung einer autarken Fußgänger‐Bodenplatte zur elektrischen
Energieversorgung
Es soll eine Fußgänger‐Bodenplatte zur elektrischen
Energieversorgung entwickelt werden. Die mechani‐
sche Energie beim Laufen soll möglichst effizient in
elektrische Energie gewandelt werden und kann
damit für beliebige elektrischer Verbraucher verfüg‐
bar gemacht werden (z.B. Beleuchtung, Audioanla‐
ge). Die Energiewandlung kann klassisch nach dem
induktiven Prinzip realisiert werden, es sind aber
auch andere Konzepte denkbar.
Die Aufgabe besteht in der Konzeptfindung, der Mo‐
dellierung, der Realisierung und der Charakterisie‐
rung einer solchen Bodenplatte.
Entwicklung eines Messplatzes zur Charakterisierung des Lade‐ und
Entladeverhaltens verschiedener Energiespeicher
Im Labor Technologien der Mikroenergiegewinnung
und ‐speicherung sollen zukünftig verschiedene En‐
ergiespeicher (z.B. Akkumulatoren, SuperCaps) be‐
züglich ihres Lade‐ und Entladeverhaltens charak‐
terisiert werden.
Die Aufgabe besteht in der Konzeptfindung und im
Aufbau eines entsprechenden Messplatzes. Der
Messplatz soll so realisiert werden, dass er auch als
Laborversuch für Studenten geeignet ist. Darüber
hinaus kann die Vermessung von Energiespeichern
auch mittels LabView automatisiert werden.
02.07.2018 http://www.hs‐heilbronn.de/ingo.kuehne
Prof. Dr.‐Ing. Ingo Kühne
Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
Kontakt:
Raum: E025
Tel.: 07940 / 1306‐318
Email: ingo.kuehne@hs‐heilbronn.de
Abschlussarbeiten / Projektlabore
Aufbau, Programmierung und Charakterisierung einer Druckregelung für
ein Vakuumsystem
Im Labor Technologien der Mikroenergiegewinnung
und ‐speicherung soll ein geregeltes Vakuumsystem
aufgebaut werden. Mit diesem Vakuumsystem soll
es zukünftig möglich sein, verschiedene Bauteile
(z.B. Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren)
druckabhängig charakterisieren zu können.
Die Aufgabe besteht im Auf‐ bzw. Zusammenbau
der Hardware (Drucksensoren, Ventile, Controller)
und in der Programmierung einer kompletten An‐
steuerung des Vakuumsystems in LabView. Im An‐
schluss soll das System vollständig charakterisiert
werden (z.B. Regelcharakteristik, Leckraten).
Entwicklung eines binären mechanischen Zählers
Es soll ein binärer mechanischer Zähler auf Basis ge‐
nerativer Fertigungsverfahren (3D‐Druck) entwik‐
kelt werden. Dieses Bauteil ermöglicht das rein me‐
chanische, binäre Zählen von sogenannten Grenz‐
wertereignissen (z.B. Stecken von Kabeln, Öffnen
von Türen).
Der binäre Zähler kann dann zu beliebiger Zeit z.B.
elektrisch ausgelesen werden (z.B. kabelgebunden
mittels Raspberry PI oder via RFID).
Die Aufgabe besteht in der Konzeptfindung, dem
mechanischen Design, dem 3D‐Druck und der Cha‐
rakterisierung (und dem elektrischen Auslesen).
(Vorarbeiten liegen im Rahmen einer Bachelorar‐
beit bereits vor).
02.07.2018 http://www.hs‐heilbronn.de/ingo.kuehne
Prof. Dr.‐Ing. Ingo Kühne
Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
Kontakt:
Raum: E025
Tel.: 07940 / 1306‐318
Email: ingo.kuehne@hs‐heilbronn.de
Abschlussarbeiten / Projektlabore
Entwicklung eines fluidischen Energiewandlers nach dem magnetisch‐
induktiven Wirkprinzip
Das magnetisch‐induktive Wirkprinzip wird u.a.
in der Durchflussmessung eingesetzt. Hierbei
werden Volumenströme fluidischer Medien
(z.B. Wasser) detektiert.
Aufgabe ist die Adaption dieses Wirkprinzips
mit dem Ziel der Entwicklung eines entsprech‐
enden Energiewandlers, der die mechanische
Energie des fließenden Mediums in elektrische
Energie wandeln soll. Hierzu gehören insbeson‐
dere die Konzeptfindung, das Design eines Pro‐
totypen mittels generativer Fertigungsverfah‐
ren (3D‐Druck) und eine abschließende mess‐
technische Charakterisierung.
02.07.2018 http://www.hs‐heilbronn.de/ingo.kuehneSie können auch lesen
