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Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Solid-Liquid-Interdiffusion-Bonden auf Wafer-Ebene mit der Materialpaarung Gold und Indium. Die dafür benötigten Schichten wurden mittels elektrochemischer Abscheidung auf Siliziumsubstrate aufgebracht und anschließend durch die Oberflächenprofilometrie charakterisiert. Dabei werden im ersten Abschnitt die Grundlagen des Verfahrens erläutert und anschließend geeignete Prozessparameter mit Hilfe einer Literaturrecherche ermittelt. Auf Grundlage der Recherche werden Bondversuche durchgeführt. Zur Charakterisierung der Bondqualität werden die Waferverbunde mit Dicing-, Schertest, Rasterelektronen-mikroskop und der energiedispersiven Röntgenspektroskopie untersucht und bewertet.
Die Beschichtung einer Antireflexionsschicht stellt bei der Herstellung von Solarzellen einen wichtigen Schritt in der Prozesskette dar. Mehrlagenschichten, die durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung auf dem Siliziumsubstrat aufgebracht werden, können in einem breitbandigen Spektrum die Reflexion verringern. Eine Optimierung dieser Schichten, bezüglich der Antireflexions- und Passivierungswirkung, hat einen wesentlichen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Solarzelle. Die Schichtparameter
Im ersten Abschnitt dieser Masterarbeit werden theoretische Betrachtungen zum Trocknungsverhalten dicker Photoresistschichten durchgeführt. Nach Konditionierung der vorliegenden Messdaten eines innovativen, gravimetrisch gesteuerten Infrarot-Trocknungssystems werden die Kurvenanpassungen der gewonnen Berechnungsgleichungen durchgeführt. Betrachtungen hinsichtlich verschiedener Trocknungstemperaturen ergeben eine eindeutige, exponentielle Temperaturabhängigkeit des Diffusionskoeffizienten. Zusammenfassend können die gewonnenen analytischen Ansätze zur Beschreibung der diffusionsdominierten Trocknungsphase als geeignet angesehen werden. Im zweiten Abschnitt dieser Masterarbeit wird ein Simulationstool zur analytischen Beschreibung der Eigenfrequenz eines beladenen Cantilevers in der VBA-Programmierumgebung des Softwarepaket MS Excel® entwickelt. Ein Abgleich gemessener und berechneter Eigenfrequenzen zeigen eine äußerst zufriedenstellende Korrelation und damit die Anwendbarkeit des vorgestellten Berechnungstools.
In dieser Arbeit wurden siliziumbasierende Lichtemitter, welche mit Terbium dotiert sind, hinsichtlich ihrer elektrischen und optoelektrischen Eigenschaften untersucht. Dabei wurde die aktive Schicht erstmals mittels ALD-Abscheidung hergestellt. In dieser Versuchsreihe wurde die Terbiumkonzentration variiert und zusätzliche Schichten aus Aluminiumoxid eingebracht, um deren Einfluss auf die Eigenschaften der Lichtemitter zu untersuchen. Die Untersuchten Proben zeigten alle eine intensive Elektrolumineszenz bei 540 nm. Bei zu hoher Tb-Konzentration kommt es durch zusätzlich nicht-strahlenden Übergänge zu einer sinkenden Effizienz. Die bei 2 Wafern zusätzlich eingebrachten Al2O3-Schichten reduzierten den Anteil der nicht-strahlenden Übergänge und führen zu Leistungseffizienzen von bis zu 0.1%. Die zusätzlichen Al2O3-Schichten führen außerdem zu einer geringeren Fluoreszenzlöschung während der Lebensdauer des Lichtemitters. Somit konnte grundsätzlich gezeigt werden, dass sich die ALD-Abscheidung zur Herstellung Si-basierter Lichtemitter eignet.
Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Modellierung und des Reglerentwurfs für den stromgeregelten Betrieb eines Hochsetzstellers. Zur Modellierung gehört die mathematische Beschreibung und die Simulation der Regelstrecke. Aus den ermittelten Übertragungsfunktionen wurden die Streckenparameter extrahiert und für den Reglerentwurf genutzt. Weiterhin wurden die berechneten Reglerkoeffizienten in eine geeignete Hardwareumgebung implementiert, sowie der Nachweis der Funktion erbracht.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Modellbildung und Regelung von elektrischen Antrieben an einem Platinenhandlingsystem. Es werden dabei miteinander verbundene Einzelmodelle für die Servoantriebe, die mechanischen Elemente, die Regelung und die dazugehörige Steuerung erstellt. Weiterhin findet eine Überprüfung der Antriebe auf korrekte Dimensionierung statt. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden für die Optimierung der Fahrzeiten genutzt. Die für die Regelung der Antriebe verwendeten Regler werden nach den Kriterien des symmetrischen Optimums und des Betragsoptimums ausgelegt. Die Arbeit schließt mit der Darstellung von Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Ruck der jeweiligen Achse.
Bordnetze für Schienenfahrzeuge - Systemvergleich und Synthese von anforderungsgerechten Lösungen
(2014)
Für einen anforderungsgerechten Entwurf eines Bordnetzkonzeptes müssen verschiedene Teillösungen betrachtet werden. Dafür ist es wichtig, alle Bestandteile eines Bordnetzes zu kennen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden daher überwiegend Hennigsdorfer Bordnetzkonzepte der Firma Bombardier Transportation untersucht, um Anforderungen und Realisierungen verschiedener Bordnetze herauszuarbeiten. Diese Daten dienen als Grundlage für einen Bordnetzkonzeptentwurf bzw. einer Einschätzung bestehender Konzepte. Eine objektive Auswahl einer anforderungsgerechten Lösung eines Anwendungsbereiches lässt sich mithilfe eines Vergleichstool realisieren. Das Vergleichstool priorisiert mittels analytischen Hierarchieprozess projektspezifisch alle Anforderungen an das Bordnetz und vergleicht verwendbare Teillösungen miteinander. Der Vergleich wird in der ersten Stufe nach Pugh mit einstufigen Bewertungen von
Im Prüffeld für HV-Batteriesysteme und Batteriezellen werden projektübergreifend für den Partner AUDI HV-Energiespeicher für elektrifizierte Fahrzeuge getestet. In diesem Umfeld soll die Auswertung von Messdaten von Systemprüfständen automatisiert und zudem bestimmte Charakteristiken der Messdaten von der zu erstellenden Software erfasst werden. Weiterhin soll ein Bedienkonzept umgesetzt werden, was dem Anwender ermöglicht unterschiedlichste Datensätze zu importieren. Mit Hilfe von Auswahlfeldern und Eingabemasken soll dem Anwender eine Interaktion möglich sein, in der Daten spezifisch analysiert und diese dann in einem automatisierten Reportgenerator dokumentiert werden können. Diese Funktionalität soll mit der Software Matlab umgesetzt werden. Der erste Teil befasst sich mit dem Format, der Struktur und dem Import der Messdaten. Darauf aufbauend können die Schnittstellen zu der Softwareumgebung definiert werden. Anschließend wird die eigentliche Analysefunktion betrachtet. Es muss ein Filterkonzept erarbeitet werden, welches sich in die Softwareumgebung integrieren lässt. Anforderung an das Filterkonzept ist zum Beispiel die Analyse der Einzelzellspannungen bei einem Innenwiderstandstest. Es müssen Methoden umgesetzt werden, um z.B. Abweichungen vom Sollverhalten zu detektieren. Damit diese Klassifizierung möglich ist, müssen Randbedingungen ermittelt und festgelegt werden. Darauf aufbauend muss eine Anwenderoberfläche aus den vorgehenden Erkenntnissen umgesetzt werden. Die benutzerfreundliche Oberfläche der Software soll dem Anwender ermöglichen, spezifische Messdaten zu analysieren. Um diese Funktionalität zu ermöglichen, muss die Nutzeroberfläche mehrere Reiter und Menüpunkte für die zu analysierenden Testarten aufweisen. Der Anwender soll zudem entscheiden können ob und wie die Daten analysiert werden sollen. Weiterhin soll ermittelt werden, wie eine zeitsparende Erstellung eines automatisiert generierten Analysereports mit grafischer Aufbereitung der testspezifischen Größen in einem für den Anwender praktischen Format (Schnittstellen zu Microsoft Office) umgesetzt werden kann.
Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit bestand darin, die Grundlagen für die Einführung der Brennstoffzellentechnologie in das Unternehmen zu schaffen. Auf diesem Weg kann die BFFT Gesellschaft für Fahrzeugtechnik mbH das bestehende Portfolio im Bereich alternative Antriebe erweitern und neue Aufgabenbereiche schaffen. Das große Interesse an dieser Technologie kommt daher, dass die Brennstoffzelle die Möglichkeit des emissionsfreien Fahrens bei gleichzeitig großer Reichweite bietet. Eine ausführliche Grundlagenforschung half bei der Erstellung eines ersten Überblickes über elektrifizierte Fahrzeuge und der Brennstoffzellentechnologie. Durch die Zunahme der Wasserstoffproduktion aus regenerativen Energiequellen können die Ressourcen an fossilen Brennstoffen geschont werden. Wasserstoff als Energieträger stellt nicht nur eine Alternative zu Batteriespeichersystemen dar, sondern ermöglicht auch die Unabhängigkeit von Öl und Erdgas. Der benötigte Wasserstoff kann an Tankstellen innerhalb weniger Minuten nachgefüllt werden und vermeidet mehrstündige Standzeiten für das Laden der Batterie. Ein weiterer Vorteil liegt in der Reichweite von Brennstoffzellenfahrzeugen, die weit über der eines batteriebetriebenen Fahrzeuges liegt. Somit können in Zukunft die bisher aufgetretenen Probleme gelöst werden. Bei einem angenommenen Tankinhalt von 45000 Liter gasförmigen Wasserstoff kommt ein Brennstoffzellenfahrzeug auf eine Reichweite von 500 bis 600 Kilometern. Im nächsten Schritt erfolgte der Aufbau eines Prüfstandes zu Demonstrations- und Versuchszwecken. Dieser erfüllt neben den geforderten Sicherheitsaspekten auch die Forderung nach Mobilität und Komfort. Verbaute Schnittstellen ermöglichen eine schnelle Anpassung und Erweiterung des Versuchsaufbaus. Auf Grund der Größe des Versuchsraumes können jedoch nur kleine Brennstoffzellen untersucht werden. Für Brennstoffzellen, die in Automobilen zum Einsatz kommen, muss ein größerer Prüfstand aufgebaut werden. Durch die beschriebenen Versuche konnten alle relevanten und benötigten Ergebnisse ermittelt werden. Zur Verifizierung der Messergebnisse wurde ein Simulationsmodell gefordert, dass auf der Basis von Matlab/Simulink arbeitet. Dazu wurde das Programm ADVISOR zur Verfügung gestellt, was sich allerding für die Simulation eines einfachen Brennstoffzellenstacks als ungeeignet erwies. Aus diesem Grund wurde ein eigenes Brennstoffzellenmodell erstellt und die Messergebnisse damit verifiziert. Zwischen den Simulations- und den gemessenen Ergebnissen der untersuchten Brennstoffzelle kam es lediglich zu geringen Abweichungen. Zusätzliche Abhängigkeiten wie Temperatur, Reinheit des Wasserstoffs aber auch die Einbeziehung der Kühlung können diese Differenzen reduzieren. Messungen von weiteren Kenndaten, anstelle von Annahmen, tragen dazu bei, das Brennstoffzellenmodell detaillierter aufbauen zu können, um somit noch genauere Ergebnisse zu erhalten. Für die Gesamtfahrzeugsimulation eignete sich das Programm ADVISOR besser. Auf Grund der einfachen Oberfläche kann eine schnelle Analyse von unterschiedlichen Antriebsarten durchgeführt werden. Jedoch fehlt die Tiefgründigkeit, wodurch dieses nicht für die Fahrzeugsimulation in der Entwicklung empfohlen werden kann. In der Brennstoffzellentechnologie steckt ein großes Entwicklungspotential. Dies erkannten auch die Tankstellen- und Automobilkonzerne. Gemeinsam wird am Aufbau einer Tankstelleninfrastruktur gearbeitet [12]. Mit dem Beginn der Serienproduktion werden die Herstellungskosten weiter sinken, so dass die Brennstoffzelle mit konventionellen Antrieben konkurrieren kann. Den größten Kostenfaktor stellt Platin als Katalysator dar. Forschungen beschäftigen sich jedoch aussichtsreich mit der Suche nach kostengünstigeren Alternativen. Die Speicherung von gasförmigen aber auch flüssigen Wasserstoff benötigt viel Bauraum und erzeugt ein hohes zusätzliches Gewicht. Mit dem Einsatz von neuen Materialien für Wasserstofftanks konnten bereits erste Erfolge bei der Gewichts- und Bauraumreduzierung erzielt werden. Abschließend sei gesagt, dass bei einer Weiterentwicklung der Brennstoffzellentechnologie, diese in Zukunft das Bild auf unseren Straßen prägen wird.
Konzeption und Umsetzung eines Monitoring-Systems für eine wissenschaftliche Photovoltaikanlage
(2014)
Auf dem Campus Scheffelstraße der Westsächsischen Hochschule Zwickau befindet sich eine wissenschaftliche Photovoltaikanlage deren Daten zentral erfasst werden sollen. Dazu ist ein SPS basiertes Monitoringsystem zu planen und umzusetzen. Dieses Monitoringsystem umfasst die Erfassung und Speicherung aller relevanten Daten, sowie die Übertragung in eine zentrale Datenbank. Die Topologie der Photovoltaikanlage ist nicht mehr zeitgemäß und muss im Rahmen der Diplomarbeit überarbeitet werden. Ziel der Diplomarbeit ist es, sowohl für die Photovoltaikanlage als auch für das dazugehörige Monitoringsystem ein Konzept zu entwickeln. Dies beinhaltet im Detail:
Ziel dieser Diplomarbeit ist es, die Möglichkeit zu untersuchen, ein Fahrerassistenzsystem für einen LKW zu implementieren. Die Diplomarbeit findet im Rahmen des von der Siemens AG durchgeführten und vom Bundesministerium für Umwelt geförderten Forschungsprojekt ENUBA2 (Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen zur Umweltentlastung in Ballungsräumen) statt. Entsprechende Details zum Forschungsprojekt sind hier zu finden http://www.mobility.siemens.com/mobility/global/de/fernverkehr/strassenverkehr/elektrifizierter-fernverkehr-ehighway/seiten/elektrifizierter-schwerlastverkehr-ehighway.aspx Dieses Fahrerassistenzsystem soll dem Fahrer des LWKs die Möglichkeit geben ohne eine Interaktion, d.h. ohne eine Bedienung, welche den Fahrer ablenken könnte, einen Überblick über den Zustand des Pantographen und der Verkehrssituation in den toten Winkel des Fahrzeugs zu geben. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Auswahl eines möglichen Systems und der Einblendung des Videobildes bei einer bestimmten Kopfstellung des Fahrers. Die Entwicklung und der Test des Fahrerassistenzsystems soll für einen innerhalb des Projekts vorhandenen LKW stattfinden.
Diese Diplomarbeit beschreibt ein Konzept einer automatisierten Passbildvalidierung nach den Richtlinien der internationalen Luftfahrt-Organisation (engl. International Civial Aviation Organisation (ICAO)). Schwerpunkte dieser Arbeit sind das Finden von Lösungsansätzen zur Prüfung der erforderlichen Qualitätsmerkmale von Passbildern sowie das Extrahieren notwendiger Gesichtsparameter zur Validierung der Kopfhaltung. Des Weiteren werden die extrahierten Merkmale durch die natürlichen Zahlen von 0 bis 10 bewertet, so dass eine Schnittstelle zum nächsten Verarbeitungsschritt geschaffen wird. Zur Ermittlung der Wertebereiche der Parameter werden - auf Basis einer kleinen Menge vorhandener Passbilder - statistische Methoden angewendet, damit können beispielsweise die Hautfarbe, das Verhältnis von Kopfhöhe zur Kopfbreite etc. klassifiziert werden. Darüber hinaus beinhaltet diese Diplomarbeit einen ersten Realisierungsansatz eines ICAO-Checkers programmiert mit Hilfe der Hochsprache MATLAB (R).
Die Anwendbarkeit von Si-Kondensatoren für schnellschaltende Leistungsmodule wird untersucht. Diese Kondensatoren sollen, in einem passiven Schaltungsnetzwerk (Snubber), zur Reduzierung von Überspannungen in den Ausschaltvorgängen der Transistoren in Leistungsmodulen beitragen. Hierfür wird der Aufbau, die Wirkungsweise und die Dimensionierung der Snubber-Bauelemente für verschiedene Snubber-Schaltungen erarbeitet. Ebenfalls werden der Aufbau und die Wirkungsweise der Si-Kondensatoren zusammengetragen und die vorhandenen Si-Kondensatoren charakterisiert. Die Wirkungsweise der Si-Kondensatoren auf das Schaltverhalten einer SiC-MOSFET-Halbbrückenschaltung wird anhand eines Testaufbaus untersucht und mit Keramik- und Folienkondensatoren verglichen.
Um die Messtechnik in die Testautomatisierung von Funktionstests der Fahrzeugdiagnose zu integrieren, bietet der Markt Hardware-in-the-loop-Systeme, Kalibratoren und verschiedene Einzelgeräte an. Dabei eignet sich das VT-System von Vector Informatik für den Einsatz in der Kundendienstabteilung der AUDI AG am besten. Für den Diagnosetechniker in der Werkstatt wird es zunehmend schwieriger die komplexen Fahrzeuge zu diagnostizieren. Deshalb wird er durch moderne Technik wie Diagnosetester, Messtechnik und der Geführten Fehlersuche unterstützt. Die Kundendienstabteilung der AUDI AG ist dafür zuständig, ständig Funktionstests für die Geführte Fehlersuche zu erstellen und zu pflegen. Um die Zuverlässigkeit derer zu gewährleisten, müssen die Funktionstests von Zeit zu Zeit getestet werden. Um Personalkosten und notwendige Fahrzeugbeschaffungen für diese Tests zu minimieren, wurde das manuelle Testen von der Testautomatisierung abgelöst. Derzeit ist es jedoch noch nicht möglich Funktionstests mit Messtechnikeinsatz zu automatisieren, da hierfür die nötigen Signale des Fahrzeugs in der Testautomatisierung fehlen. Ziel war es, den Markt nach Möglichkeiten zu analysieren und einen geeigneten Simulator auszuwählen, welcher diese Signale darstellen kann. Dazu wurden aus der aktuellen Fahrzeugdiagnose und Testautomatisierung die Anforderungen an den Simulator gestellt. Danach das Hardware-in-the-loop VT-System, der Kalibrator VAS 5143A, der Multifunktionskalibrator OCM-140 und zwei Kombinationen aus verschiedenen Einzelgeräten, vorgestellt und mit der Nutzwertanalyse verglichen. Die Ergebnisse der Nutzwertanalyse wurden danach mit dem Analytic Hierarchie Process überprüft. Dabei hat sich herausgestellt, dass sich das VT-System von Vector Informatik am besten für den Einsatz eignet und deshalb das manuelle Testen ablösen soll.
Entwicklung eines Trennschalters fuer einen erweiterten Leistungsbereich im Batteriemanagementsystem
(2014)
Für die gestellte Aufgabe zur Entwicklung eines Trennschalters für einen erweiterten Leistungsbereich im Batteriemanagementsystem wurden mehrere Entwicklungsschritte durchgeführt, um einen klaren strukturierten Entwicklungsablauf zu gewährleisten. Im ersten Schritt wurden die Grundlagen der verschiedenen Halbleiterschalter untersucht umso zu ermitteln, welcher am besten für den vorliegenden Anwendungsfall geeignet ist. Zudem wurden auch neue Halbleitertechnologien vorgestellt und deren Verwendung für den Trennschalter in Betracht gezogen. Anschließend wurde für die Entwicklung des Trennschalters zunächst verschiedene Topologien für die Trennschalteranordnung mittels Simulation analysiert und dann durch parallele Verschaltung der Halbleiter die Stromtragfähigkeit erhöht. Die erhöhte Spannungsfestigkeit des Trennschalters wurde durch eine Reihenschaltung mit einer geschickten Ansteuerschaltung der Transistoren ermöglicht. Die so entwickelte Trennschalterkaskade wurde abschließend auf Ihre Funktionsfähigkeit mittels umfangreicher Simulation überprüft. Nachdem die Funktionsfähigkeit der Trennschalterkaskade nachgewiesen wurde, konnte die Auslegung der Bauelemente für einen bestimmten Leistungsbereich durchgeführt und eine thermische Berechnung zur Kühlkörperbestimmung ausgeführt werden. Abschließend wurde für die Realisierung des Trennschalters ein Leiterplattenlayout entworfen und die Trennschalterkaskade aufgebaut. Mit dieser konnten dann die Schaltversuche bei maximaler Spannung und Strom durchgeführt und zugleich eine thermische Überprüfung bei einem festgelegten Dauerstrom ausgeführt werden. Durch die Entwicklung dieses Trennschalters kann zusammenfassend festgestellt werden, dass ein erweiterter Leistungsbereich selbst bei sehr hohen Strömen sicher getrennt werden kann. Zudem kommt es durch die Kaskadierung und den damit verbundenen geringen Übergangswiderstand nur zu einer geringen Verlustleistung sowie niedrigen Spannungsabfall über den Trennschalter und weist so einen hervorragenden Gesamtwirkungsgrad auf.
In den vergangenen Jahren entstand ein Kooperationsprojekt zwischen dem Fraunhofer Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP), Instituten der Technischen Universität Dresden (TUD) und dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). Dieses beinhaltet den Aufbau eines Photovoltaik-Laborprozesses zur Herstellung und Vermessung von Silizium-Solarzellen. Der Laborprozess soll einerseits als Laborpraktikum für Studiengänge an der TU Dresden und andererseits als Versuchsanlage für Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Silizium-Photovoltaik zur Verfügung stehen. Ein Teilgebiet dieses Laborprozesses ist die Herstellung von hochwertigen Aluminium (Al)- und Aluminiumoxid (Al2O3)-Schichten. Aluminiumoxid zeichnet sich durch exzellente Passivierungs- und Isoliereigenschaften aus, weshalb es seit 2006 verstärkt als Oberflächenpassivierung für Silizium-Photovoltaik-Zellen untersucht wird. Dazu soll ein neu konzipiertes Magnetron für die Abscheidung von Al- und Al2O3-Schichten erprobt werden. Nach Inbetriebnahme des Magnetrons sollen verschiedene Einflüsse, wie z.B. Veränderung der Magnetronleistung, des Arbeitsdrucks und Substrat-Target-Abstands, auf die Al-Beschichtungsrate untersucht werden. Nach Festlegung eines stabilen Prozessfensters, soll dieses auf die Al2O3-Versuche übertragen werden. Ziel ist es mit dem neuen Magnetron Untersuchungen zu reaktivem Sputtern durchzuführen. Dabei soll ein Prozessfenster gefunden werden in dem die Herstellung von transparenten Al2O3-Schichten möglich ist, unter Variation des Ar-/O2-Gasgemisches und ohne aufwendige Prozesskontrolle.
Die Vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Einführung eines Instandhaltungsmanagementsystems bei der LWS Lappwaldbahn Service GmbH. Ziel ist die Zertifizierung als instandhaltende Werkstatt für Güterwagen nach der EU Verordnung (EU) 445/2011 zu erhalten. Dessen grundlegenden Parameter wurden erfasst und mit dem Ist-Zustand der LWS verglichen. Ein Teil der Anforderungen sind bei Projektbeginn durch die Einführung eines Qualitätsmanagementsystems bereits erfüllt sodass im Wesentlichen die Punkte Unternehmensspezifisches Sicherheitsziel, Instandhaltungspolitik und Risikomanagement bearbeitet werden mussten. Die Resultate bildeten die Kernthemen des daraus entstehenden Handbuchs des Instandhaltungssystems der LWS.
Bei der Fertigung von Fahrzeugen werden jede Menge Prozesse durchlaufen, die stetig einen höheren Automatisierungsgrad aufweisen. Bei den Prozessschritten, die im Bereich der Lackierung erfolgen, steht neben der Farbgebung der Korrosi-onsschutz im Mittelpunkt. Neben vollverzinkter Karosse und KTL-Beschichtung spielen weitere Applikationen eine wichtige Rolle. Unter anderem werden die Falz-nähte, die im Sichtbereich liegen, mit einer Feinnaht aus PVC abgedichtet, um die Langlebigkeit der Karosserie zu gewährleisten. Diese Aufgabe übernehmen bei der Volkswagen Sachsen GmbH Roboter in der automatischen Feinnahtabdichtung. In der Vergangenheit sind hier regelmäßig Störungen aufgetreten, die auf ein Abrei-ßen der Kabel-Datenverbindung durch starke Torsion am Roboter zurückzuführen sind. Als Störschwerpunkt stellte sich dabei die Datenübertragung der Vermes-sungseinheit an der siebenten Achse des Roboters heraus. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit den Möglichkeiten der Datenübertragung auf Basis einer Funktechnologie und deren Realisierung. Im ersten Teil werden die Grundlagen rund um die verschiedenen Funktechnologien erläutert. Im nächsten Schritt erfolgt eine Darstellung der aktuellen Situation der Anlage. Nach dem Erläu-tern der Rahmenbedingungen werden im zweiten Teil die Funktechnologien einem vier-stufigen Test im Try-Out-Innovationcenter unterzogen. Der letzte Teil der Arbeit befasst sich mit der Realisierung in der Fertigungsanlage und liefert Erkenntnisse über die Tauglichkeit im realen Industrieumfeld.
Die Diplomarbeit befasst sich mit der Optimierung der Gebäudeautomation des Volkswagen Motorenwerkes Chemnitz unter Berücksichtigung der zentralen Leittechnik und dem Austausch vorhandener abgekündigter Steuer- und Regelungstechnik am Beispiel der Lüftung der Montagehalle 300. Dabei werden zusätzlich Optionen für eine energiesparende Hallenlüftung im Sinne von konzernspezifischen Strategien aufgezeigt. Nach dem Erstellen einer ausführlichen Analyse der Gebäudeautomation des Motorenwerkes Chemnitz werden die Applikationen der Managementsoftware präzisiert und deren Verwendung erläutert. Für die zukünftige Automation der Lüftungsanlagen werden Möglichkeiten erarbeitet und bewertet sowie eine Marktrecherche und eine Kostenermittlung für die Vorzugsvariante durchgeführt. Firmenspezifische Vorgaben, technische Gesichtspunkte sowie Forderungen der Projektleitung wurden bei der Erarbeitung der technischen Lösung berücksichtigt. Die Auswahl der zukünftigen einsetzbaren Automationseinrichtungen erfolgt durch einen Vergleich zwischen Leistungsfähigkeit, Anschaffungskosten sowie eventuell anfallender Folgekosten. Die energiesparende Hallenlüftung in der Montagehalle 300 mit den neuen ausgewählten Automationseinrichtungen wird erläutert und die Steigerung der Energieeffizienz der Bestandsanlagen durch zusätzliche Regelung verdeutlicht.
In dieser Arbeit wurden neben den lichttechnischen Grundlagen vor allem auf die Bedürfnisse des Menschen in Bezug auf Beleuchtung eingegangen. Zunächst wurden drei verschiedene Leuchtmittel vorgestellt. Es wurden neben der Funktion der einzelnen Techniken auch die Vor- und Nachteile aufgezeigt und miteinander verglichen. Es bleibt zu sagen, dass die T5 Leuchtstoffröhre immer noch eine hohe Bedeutung hat, die aber mit der Weiterentwicklung der LED-Technik voraussichtlich abnehmen wird. Das System der OLED ist zwar sehr interessant, aber bedarf noch einiger Zeit der Entwicklung, nach welcher diese neue Technologie sicher konkurrenzfähige Leistungen in Bezug auf Lichtstrom und Haltbarkeit liefern kann. Der erste große Planungsteil der Arbeit beschäftigte sich mit der Planung einer optimalen Beleuchtungsanlage eines Büros, unter der Berücksichtigung der Nutzung von Tageslicht und des Einflusses von Licht auf den Menschen. Hierzu wurden zunächst wichtige Punkte bezüglich Licht als ein Einflussfaktor auf die Leistungsfähigkeit des Menschen herausgearbeitet. Es stellte sich heraus, dass Tageslicht als optimalstes Licht für den Menschen gilt, weshalb eine Tageslichtnutzung in dem zu planenden Büro berücksichtigt wurde. Weiterhin wurden technische Möglichkeiten der Lichtsteuerung und
Die im Fahrzeug verbauten Steuergeräte werden mit Multifunktionstestern fertigungsnah, in der Montage bzw. nach Bandende an den Prüfständen Fahrwerk- und Scheinwerfereinstellung, bedatet. Die Daten der Multifunktionstester enthalten kundenspezifische Fahrzeugdatensätze, die für eine vollständige Inbetriebnahme der Fahrzeuge benötigt werden. Parallel dazu werden vom Datenmanagementsystem der Prüfstände Parameter und Kalibrierdaten für die Steuergeräte bereitgestellt. Um eine erfolgreiche Datenkopplung beider Systeme zu realisieren, wird momentan das Autorensystem PRODIS.Office genutzt. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist es frühzeitig eine Lösung bzw. einen Lösungsansatz für die Datenkopplung der Volkswagen Sachsen GmbH zu entwickeln und an einem Beispiel zu verifizieren, da PRODIS.Office vom Hersteller supportmäßig abgekündigt wird
Aufgrund des erhöhten Einsatzes der LED-Technologie in unserem Alltag, ist es notwendig geworden das Verhalten der LEDs über einen längeren Zeitraum zu bestimmen. Problematisch ist die lange Lebenserwartung von LEDs, die mit ungefähr 10 Jahren angegeben wird. Da es nicht möglich ist diesen Zeitraum abzuwarten, werden statistische Verfahren angewandt um die Alterung simulieren zu können. Des Weiteren wird ein Verfahren vorgestellt, welches die LED Alterung beschleunigt. Damit in kürzester Zeit ein Zustand erreicht wird, in der sich die LED am Ende des Lebenszyklus befindet, also nach ungefähr 10 Jahren.
Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Prototyp zur automatisierten Absicherung von Check Control Messages auf dem Kombiinstrument, der Head Unit und dem HeadUp-Display entwickelt. Dabei werden die aktuell verfügbaren Meldungen auf dem Datenbus ausgelöst und ausgewertet. Die Umsetzung erfolgt anhand der Aufnahme und Auswertung von Bildern genannter Anzeigeinstrumente im Testautomatisierungsframework der BMW Group. Aus allen Bildern werden automatisiert die relevanten Informationen extrahiert und gegen die Attribute der Meldungen in der Check Control Datenbank auf Korrektheit geprüft.
Bei der Diplomarbeit handelt es sich um die Planung und Umsetzung zur Ausrüstung der Versuchsprüfstände der Webasto Neubrandenburg GmbH mit CAN-fähiger Hard- und Software. Dabei wird ein Überblick über die Prüfstandstechnik, die Heizgeräte von Webasto und die Diagnoseadapter verschiedener Hersteller gegeben. Außerdem wird gezeigt, welche Telegramme beim Thermo Top EVO notwendig sind, um eine zuverlässige Kommunikation zwischen Heizgerät und Prüfstand zu gewährleisten
Multi-Domain-Simulatoren unterstützen den Entwickler beim Entwurf zunehmend komplexer werdender, dynamischer Systeme. Die multikriterielle Optimierung von Systemparametern ist vor allem in der Regelungstechnik von zentraler Bedeutung. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Plattform zur rechnergestützten Realisierung allgemeiner und problemspezifischer Optimierungsverfahren für die Simulationssoftware Portunus, der Fa. Adapted Solutions. Nach einer allgemeinen Erörterung der Problemstellung, werden im ersten Teil die entwickelten Softwarekomponenten beschrieben. Die
Als Hardware Grundlage dient ein Zedboard mit dem Zynq Z-7020 SoC der FPGA und CPU verbindet. Das Zedboard ist aufgrund seines großen Formates nur zum Einarbeiten und Vertiefen in die Zynq Reihe gedacht. Später sollte auf eigene Designs oder auf ein minimalistische Entwicklungsboards, wie das Mars ZX3, zurückgegriffen werden. Die erste Aufgabe war das Booten von Linux auf dem Zedboard. Um Linux auf dem Zedboard zu implementieren, musste zuerst Linux sowie U-Boot konfiguriert werden. Dies funktioniert jedoch nur mit einem Linux Rechner bzw. durch das Benutzen einer virtuellen Maschine. Als virtuelle Maschine wurde die VM Ware mit CentOS 6.4 64 Bit benutzt. Nach der Konfiguration wurde der Kernel erstellt. Anschließend musste über Vivado die Hardware sowie die Initialisierung der CPU erstellt und in eine Binary umgewandelt werden. Diese Files inklusive dem Kernel wurde auf die erste Partition der SD-Karte übertragen. Auf der zweiten Partition wurde Linaro installiert, welches die init-Daten sowie die Verwaltungsdaten beherbergt. Nach dem Booten startet der FSBL die Initialisierung der wichtigen Hardware-Komponenten wie der PLL. Anschließend wurde die FPGA Logik aufgespielt und U-Boot gestartet. U-Boot transferiert dann den Kernel und den DT in dem RAM und startet Linux mit dem DT, als Übergabe Parameter. Dann werden die init-Scripts von Linux aufgerufen. Der zweite Teil der Aufgabe war das Implementieren eines Programms für die Übertragung eines Video Daten Streams von der Webcam über den FPGA zur VGA Schnittstelle. Dabei wurde die Webcam eingelesen und anschließend wieder ausgegeben. Durch das Benutzen von OpenCV ist es möglich, Sobel Filter oder andere Filter zusätzlich über das Bild laufen zu lassen. Leider ist OpenCV nicht in Assembler Ebene geschrieben, sondern in C und C++. Dies erzeugt Probleme bei der Transferierung der Daten, da die NEON Einheit nur sehr ineffektiv genutzt wird. Durch das Ändern des eigenen Codes zur Datenübertragung auf Assembler Ebene konnte eine große Leistungssteigerung erreicht werden.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und Aufbau einer Balancingschaltung für den Einsatz in einer SuperCap-Energiespeichereinheit. Als Rekuperationsspeicher in Straßen- und Schienenfahrzeugen verwendet, wird die gewonnene Bremsenergie für die Weiterfahrt wieder aufgenommen. Aus der Entwicklung ergeben sich für die Zukunft vielfältige Einsatzmöglichkeiten, die im Sinne einer energie-effizienten und ressourcenschonenden Arbeitsweise von bedeutendem Interesse sind. Grundlage für die Auslegung und Erstellung der Schaltung ist der Anforderungskatalog des Unternehmens Voith Engineering Services GmbH Chemnitz Road & Rail. Den zentralen Kern dieser Entwicklung bildet ein Microcontroller, der sämtliche Steuerungs- und Überwachungsfunktionen übernimmt. Ausgehend von einer umfassenden Analyse bereits bestehender Balancingschaltungen über das Deutsche Patent- und Markenamt (DPMA) und dem freien Markt wird ein tragfähiges Konzept erarbeitet. Unter Berücksichtigung weiterer elektrischer Anforderungen nach EN 50124-1 sowie DIN EN 60664-1 entsteht eine funktionsfähige Schaltung. Alle benötigten Steuerungsroutinen werden auf den in der Schaltung integrierten Controller programmiert. Abschließend wird die Balancingschaltung mittels eines experimentellen Aufbaus einem Funktionstest unterzogen. Ziel der Tests ist es, die Funktionalität zu prüfen und Aussagen über die praktische Umsetzbarkeit und Eignung als Steuerungseinheit innerhalb der SuperCap-Energiespeichereinheit ableiten zu können.
Inhalt der Diplomarbeit ist die Entwicklung und Inbetriebnahme eines Signalanalysators im Niederfrequenzbereich. Dieser realisiert eine Prüfsignalerzeugung und besitzt zwei unabhängige Eingangskanäle um Signale aufzunehmen und zu analysieren. Ein Testobjekt, beispielsweise ein Audioverstärker oder ein Filter, wird mit dem Prüfsignal beaufschlagt und sein Ausgangssignal wieder in den Analysator zurückgegeben. Dieser vergleicht die beiden Signale und kann so eine Aussage über die Signaländerung treffen. Es ist eine direkte Messung von Amplitude, Frequenz und Phase möglich aus diesen dann weitere Kenngrößen ermittelt werden können. Die Signalverläufe lassen sich auf einem Display darstellen. Für die Bedienung des Gerätes ist vordergründig eine Berührungsfunktion (Touchfunktion) des Displays vorgesehen. Um Daten zu Speichern oder zu Übertragen stehen Schnittstellen zur Verfügung. Die Prüfsignalausgabe wird durch einen DDS-Schaltkreis (Direkte Digitale Synthese) realisiert. Zur Aufnahme des Messsignals sowie zur kompletten Steuerung des Gerätes, kommt der Mikroprozessor STM32F4 von STMicroelectronics zum Einsatz.
Problemstellung: Es ist zunehmend vorteilhaft, auch im Embedded-Bereich für technische Anwendungsfälle zunehmend Betriebssysteme als Basis zu verwenden. Besonders wichtig bei der Entwicklung von Embedded-Systems ist jedoch die Erweiterbarkeit und Konfiguration des Betriebssystems, um den Anforderungen der Hardware und der Anwendung optimal entsprechen zu können. Dabei ist nicht nur die Verfügbarkeit des Quellcodes sondern auch die Form der Lizenzierung, entsprechend der Open Source Definition, ein wichtiger Bestandteil. Je nach Anwendungsfall und Einsatzzweck sollten die Eigenschaften konfigurierbar sein, um mit den begrenzten Ressourcen der Hardware sparsam umgehen zu können. Die ständigen Weiterentwicklungen solcher Betriebssysteme machen es notwendig, sich stets in Erweiterungen und bestehende APIs einzuarbeiten und diese anzuwenden. Zielsetzung: Zur Lösung soll als Hardware-Basis das Gumstix Overo-Board mit einem OMAP-Prozessor und eines Kamerasensormoduls dienen. Der verwendete Prozessor ist als heterogener Dual-Core realisiert. Damit bietet sich die Möglichkeit, den ARM als Basis mit dem Betriebssystem Linux zu verwenden. Dabei soll der von E-Con-Systems zur Verfügung gestellte Kameratreiber für Linux-Version 2.6.37 des TI SDK validiert und für die Linux-Version 3.10 angepasst werden. Für den ARM-Kern soll damit ein treiberintegrierter Kernel auf Basis der Version 3.10 entstehen. Der vorhandene DSP-Kern soll als intelligentes I/O-Element genutzt werden. Mit Hilfe des Kamera-Sensors wird ein Bild aufgenommen und bereitgestellt. Der ARM-Prozessor soll das Linux-Betriebssystem tragen und einen Treiber für den Bildsensor besitzen. Der DSP soll Algorithmen zur Bildverarbeitung aus der firmeninternen
Grundlagenvermittlung zu WLAN und Verschlüsselungsstandards sowie zu Datensicherheitsrichtlinien. Die Entwicklung eines Konzepts für die WLAN Konfiguration eines auf Embedded Linux basierendem Systems, welches letztlich als Prüfgerät für die Hauptuntersuchung an Lastkraftwagen verwendet wird. Im Verlauf der Arbeit wird Schritt für Schritt die Vorgehensweise zur WLAN Konfiguration mit Verweis auf Grundlagen und Einschränkungen erläutert. Anhängig sind die beiden Konfigurationsprogramme sowie jeweils Beispielkonfigurationsdateien zu finden.
Ein induktives Volumenabtastverfahren für batteriebetriebene Flügelrad-Wärmezähler auf Basis eines vorgegebenen Microcontrollers (Cortex M3 Architektur) wurde entwickelt und charakterisiert. Der induktive Sensor eines besteheneden Abtastsystems wurde hinsichtlich seines Feldes untersucht und mit alternativen Sensorelementen verglichen. Die gefundene Lösung wurde auf energiesparenden Betrieb optmiert und entsprechende Software für den Mikrocontroller zur Inbetriebnahme implementiert. Für den Einsatz als Split-Variante mit kabelgebundener Sensorik und abgesetzter Auswerteelektronik wurden passende Sensorkabel untersucht und bewertet. Im Ergebnis der Arbeit sind eine Energiekalkulation für das induktive Messsystem in Abhängigkeit der wichtigsten Parameter sowie eine Auswahl optimal einzusetzende induktiver Sensoriken auf Basis von evaluierten Standardbauelementen entstanden.
Eine elektrische Schaltanlage zur Verwertung von Abprodukten in einem Unternehmen der Lebensmittelindustrie soll erneuert werden. Dazu müssen elektrische CAD-Konstruktionsunterlagen erstellt werden und steuerungstechnische Betriebemittel (SPS) und Betriebsmittel der Leistungsabgänge (Leitungsschutzschlater, Schütze usw.) den Anfoderungen entsprechend ausgewählt bzw. dimensioniert werden.
In einem komplexen elektrischen System gibt es viele Teilnehmer, welche ihre Informationen untereinander austauschen müssen. Für die Realisierung der Kommunikation gibt es eine große Auswahl genormter und firmenspezifischer Bussysteme.Ein etabliertes Bussystem, gerade im Automobilbereich, ist der CAN Bus. Trotz eines geringen physischen Verkabelungsaufwandes, verglichen mit anderen Systemen, ist es mittels Funktechnologien, wie Wireless LAN, möglich diesen noch weiter zu reduzieren. Die dabei auftretenden Unterschiede betreffen nicht nur das Übertragungsmedium, sondern auch die verschiedenen Protokolle und hardwaretechnischen Bauelemente. Zu diesem Zweck wird ein Gateway benötigt, das die Kommunikation der zwei unterschiedlichen Übertragungsstandards gewährleistet. Diese Arbeit soll die notwendigen Entwicklungsschritte, wie die Suche alternativer Funktechniken, Produktrecherche von Bauelementen und die letztendliche Hardware- und Softwareumsetzung näher erläutern, welche für dieEntwicklung eines solchen CAN-WLAN-Gateways nötig sind.
In den letzten Jahren wurden auf dem Gebiet der Elektromobilität große Fortschritte gemacht. Diese Entwicklungen wurden durch den stetig wachsenden Bedarf an alternativen Antriebs-konzepten im Automotive-Bereich auf Grund von knapper und somit teurer werdenden fossilen Brennstoffen forciert. Das Hauptproblem bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen ist die Batterie. Die Erhöhung der Reichweite und die damit einhergehende Vergrößerung der Traktionsbatterie steht oft im Konflikt mit dem daraus resultierenden Platzbedarf und dem hohen Gewicht solcher Energiespeicher. Um eine effizientere Nutzung der Batteriekapazität zu gewährleisten, ist eine aktive Symmetrierung der einzelnen Zellen als Bestandteil des Batterie-Management-Systems unumgänglich. Diese Arbeit hat zum Ziel, ein effektives aktives Cell-Balancing-Konzept für mehrzellige Lithium-Ionen-Batterien zu finden, da bestehende passive Systeme den hohen Anforderungen nicht genügen. Anhand erster Testläufe wurden das Verhalten und die Eignung einer Symmetrierungsschaltung auf Sperrwandler-Basis untersucht.
Entwicklung eines Werkzeugs zur Erfassung und Darstellung von Strömen über Fahrzeugsicherungen
(2014)
In dieser Arbeit wird der Aufbau eines Prüfgerätes beschrieben. Dabei wird begonnen mit der Auswahl der Hardwarebestandteile. Für diese wurden Programme angefertigt, sodass die Funktion laut Aufgabenstellung erfüllt wird. Außerdem sind verschiedene Testaufbauten beschrieben bis hin zu einem Prototyp. Zusätzlich wird der Aufbau einer iPhone App beschrieben sowie eine Auswertung der Genauigkeit durchgeführt.
Für eine neuartige Bordnetzarchitektur eines elektrisch angetriebenen Einspurfahrzeugs und der dazugehörigen Hardware ist im Rahmen dieser Arbeit die Softwareansteuerung der beteiligten Baugruppe entstanden. Die Software ist gemäß der AUTOSAR-Architektur aufgebaut und in das Batteriemanagementsystem der Traktionsbatterie integriert. Die Arbeit behandelt weiterhin den Aufbau eines Prototyps der Baugruppe und den anschließenden Test des Gesamtsystems.
Das Wissen um die Eisenverluste von Elektroblechen, die Anwendung in elektrischen Maschinen finden, ist ein Thema mit stark zunehmender Bedeutung. Aufgrund erhöhter Anforderungen an Wirtschaftlichkeit und Ressourcenschonung, Umweltschutz und Leistungsdichte wird es immer Wichtiger genau zu wissen, wie hoch die Leerlaufverluste eines Transformators sind. Da bei SGB- Neumark signifikante Änderungen der Leerlaufverluste derzeit erst bei der abschließenden Qualitätsprüfung festgestellt werden und sich daraus hohe Kosten ergeben können, ist es notwendig eine zusätzliche Messung dieser in den Produktionsprozess zu integrieren. Eine Auswertung der bestehenden Berechnungs- und Produktionsabläufe hatte ergeben, dass es bei den verschiedenen, eingesetzten Blechsorten mit Unter erhebliche Toleranzbereiche bei den Werten der spezifischen Verluste gibt. Ziel dieser Arbeit soll es sein, Arbeitsgrundlagen zu schaffen um Garantiewertüberschreitungen vorzubeugen und frühzeitig zu erkennen.
Die Zielstellung der vorliegenden Diplomarbeit war es, ein sensitives Eingabesystem für Kraftfahrzeuge als Ersatz für elektromechanische Schaltsysteme zu entwickeln. Nach einer allgemeinen Betrachtung der Anforderungen für elektromechanische Schaltsysteme und des geforderten Funktionsumfangs der EAO Automotive GmbH & Co. KG wurde ein Konzept für ein sensitives Bediensystem erarbeitet. Auf Basis dessen wurde zunächst ein allgemeiner Überblick über Sensoren und deren Wirkprinzipien erstellt. Anhand dieser Anforderungen wurden die einzelnen Funktionsabläufe des Elektronikmoduls erarbeitet. Des Weiteren wurde ein Versuchsmuster entwickelt und aufgebaut, welches ein sensitives Eingabesystem darstellt und als Grundlage für Versuche und Messungen dient. Im Anschluss daran erfolgte die Entwicklung der Software. Nach den ersten Erkenntnissen über ein geeignetes Konzept, das in der Lage ist, ein elektromechanisches Schaltsystem ersetzen zu können, erfolgte eine Verbesserung der Software. Das Muster wurde abschließend nochmals auf den geforderten Funktionsumfang getestet und analysiert. Die erforderlichen Messungen wurden mit einer Kraft-Weg-Prüfmaschine durchgeführt. Die durchgeführten Messungen ergaben, dass sich das favorisierte FSR-Sensorprinzip eher für Anwendungen in Form eines Einzeltasters eignet. Dies zeigt sich anhand der durchgeführten Versuche an dem Funktionsmuster. Prinzipiell wurde mit dem Projekt ein Teil der Forderungen der EAO Automotive GmbH & Co.KG erfüllt. Die geforderten Kraftschwellen im Bereich von 1N-6N lassen sich durch die Software einstellen, der geforderte Bauraum wurde eingehalten und bietet noch Spielraum nach unten. Wegen der möglichen Fehlbetätigung eignet sich das vorgestellte Prinzip jedoch nicht vollständig für die vorgegebene Applikation. Die Erweiterung des Funktionsmusters um eine CVD- (capacitive voltage divider) Messung kann jedoch als mögliche Lösung betrachtet werden. Da auf diesen Ansatz nur kurz eingegangen wurde, bieten sich hier Möglichkeiten für weitere Untersuchungen. Grundsätzlich liefern die beiden verschiedenen Sensorprinzipien zusammen zuverlässigere Er-gebnisse. Weiterhin kann nach der Patentrecherche aus Kapitel 3 (S.9-12) eine Patent-eignung nicht ausgeschlossen werden, da ein solcher Ansatz vorerst nicht gefunden wur-de. Dies bleibt es gegebenenfalls tiefgreifender zu recherchieren.