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Diese Diplomarbeit befasst sich mit den Möglichkeiten, ein Gebäude, in welchem Menschen mit körperlichen und / oder geistigen Einschränkungen betreut untergebracht sind, mit Hilfe eines Gebäudeautomationssystems energieeffizienter zu machen und den Wohnkomfort der Bewohner zu erhöhen.
Es soll verdeutlicht werden, dass sich die Verringerung des Energieverbrauchs und eine gleichzeitige Steigerung des Wohnkomforts nicht gegenseitig ausschließt, sondern beides mit Hilfe intelligenter Regelungen gleichzeitig umsetzbar ist.
Die vorliegende Bachelorarbeit untersucht die Machbarkeit der Anwendung resistiver Sensoren auf textilen Materialien zur Messung des Auflagedrucks auf kompressiblen Untergründen. Die Recherche hat gezeigt, dass es bereits Anwendungen im medizinischen und
weiteren Sektoren, wie zum Beispiel im Sport, gibt. Die Arbeit konzentriert sich auf die Möglichkeit der direkten Herstellung von Sensoren auf Textilien.
Zwei Herstellungsverfahren für leitfähige Strukturen auf textilen Substraten werden untersucht. Die verwendeten Verfahren zur Herstellung leitf¨ahiger Strukturen auf Textilien umfassen das Pulverdruckverfahren und die Stickerei. Die Stickerei ermöglicht die Platzierung von leitfähigen Fäden bzw. Kabeln auf Textilien, während der Pulverdruck mit funktionalen Pulvern leitfähige Strukturen auf Textilien erzeugt.
Obwohl es bereits eine Vielzahl von Messsystemen für die Erfassung des Auflagedrucks gibt, zielt diese Arbeit darauf ab, Sensoren auf einem textilen Substrat speziell für den Einsatz in einer Auflagedruck-Messmatte im Reitsport zu entwickeln.
Die experimentelle Untersuchung umfasst Zugversuche und Druckbelastungstests. Zunächst werden Zugversuche durchgeführt, um die Dehnungseigenschaften der Textilien zu bestimmen, sowie die Änderung des elektrischen Widerstandes von aufgebrachten Pulverstrukturen bei Dehnung. Darüber hinaus werden zyklische Zugversuche durchgeführt, um die Stabilität der aufgetragenen leitfähigen Strukturen zu überprüfen. Mithilfe dieser Informationen wurde ein Trägermaterial aus mehreren textilen Substraten für weitere Versuche gewählt.
Des Weiteren wird die Änderung des elektrischen Widerstands von aufgebrachten Stick- und Pulverstrukturen während zyklischen Druckbelastungstests auf kompressiblen Untergrund untersucht und verglichen.
Die Ergebnisse der Druckbelastungstests deuten darauf hin, dass die Stick- und Pulverstrukturen eine Veränderung des elektrischen Widerstands während zyklischer Druckbelastung aufweisen. Es wurde beobachtet, dass der elektrische Widerstand während der Belastung
der Pulverstrukturen abnimmt und nach der Entlastung ansteigt. Die gestickten Strukturen weisen gegenteiliges Verhalten auf. Dies eröffnet interessante Möglichkeiten für die Entwicklung von textilen Sensorlösungen zur Erfassung von Auflagedruck auf kompressiblen Untergründen.
Die Bachelorarbeit zeigt die Komplexität und Herausforderungen bei der Entwicklung von resistiven Sensoren auf textilen Materialien für medizinische und sportliche Anwendungen.
Mit der Diplomarbeit wurde ein Versuchsstand zur Ansteuerung eines Drehstromverbrauchers mittels dSPACE-System ausgebaut und in Betrieb genommen.
Dafür mussten Simulationen von Steuerverfahren für Wechselrichter im Software-Modul MATLAB/Simulink entwickelt werden, welche anschließend auf auf das DS1103 PPC Controller Board programmiert wurden. Mit Hilfe der Experimentier- und Visualisierungssoftware ControlDesk wurden Bedien- und Messoberflächen für verschiedene Steuerverfahren erstellt. Darüber hinaus wurde eine Versuchsanleitung mit einem Musterprotokoll gestaltet.
Der Bedienkomfort eines Treppensteigers sollte mithilfe einer Anpassung der Dynamik des Abtriebsmotors erhöht werden. Dieser wurde dazu analysiert und daraus ein Simulationsmodell abstrahiert. Anhand dieses Simulationsmodells wurden verschiedene Lösungsvarianten Simuliert. Die Lösungsvariante, die sich als am Vielversprechendsten heraus gestellt hat, wurde im Verlauf der Arbeit umgesetzt.
FMEA-Untersuchungen zur Fehlerdiagnose elektronischer Schaltungen basierend auf LTSpice-Simulationen
(2021)
Im Schaltungsentwicklungsprozess weist die FMEA-Analyse eines einzelnen Produkts Einschränkungen auf. Das Ziel dieser Masterarbeit besteht darin, die Fehlerdiagnosetechnologie zu untersuchen und die FMEA-Analyse weitestgehend automatisieren zu können.
An einer leistungselektronischen Wandlerschaltung (Auf/Abwärtswandler oder synchroner Buck-Boost-DC-DC Wandler mit SiC-Bauelementen für Dioden und Schalter) werden FMEA-Analysen für Raumtemperatur und maximal möglicher Schaltungstemperatur durchführt. Die in der Schaltung enthaltenen Komponenten werden nach ihrem Fehlermodus, möglichen Fehlermechanismen, damit verbundenen Fehlerauswirkung, und versehen mit benötigten Zusatzinformationen sortiert.
Die Analyse des Einflusses von Fehlern werden mittels Schaltungssimulation durchgeführt. Realisiert wird die Schaltungsmodellierung mit LTSpice, um eine schnelle Simulation unterschiedlicher Fehlermöglichkeiten einzelner Schaltungskomponenten zu ermöglichen, deren Einfluss auf Schaltungsfunktionen oder den Gesamtausgangsstrom zu extrahieren. Dadurch soll die ursprüngliche FMEA-Analysetabelle überprüft und in deren Aussagen und Wichtungen gegebenenfalls verbessert werden.
Konkret wird versucht anhand der FMEA-Analysetabelle diese Umsetzbarkeit dieser Fehlerdiagnosemethode zu untersuchen. Die FMEA-Analysetabelle soll dazu in eine Art Fehlerquellentest-Abhängigkeitsmatrix umgewandelt werden, daraus soll ein Fehlerdiagnosebaum durch einen informierenden Suchalgorithmus (AO * -Algorithmus) erzeugt werden. Anschließend soll die Fehlerdiagnose der Schaltung gemäss diesem Fehlerdiagnosebaum und der Diagnosesequenz überprüft werden.
Zusammenfassend sollen Aussagen darüber getroffen werden, wieweit dieser Entwurfsprozess und deren Implementierung einer automatisierbaren FMEA-Methode entsprechen, die damit eine verbesserte FMEA-Analyse an einer Schaltung durchführen kann und damit eine Fehlerdiagnose vereinfacht erstellt werden kann.
Die Umsetzung und Optimierung erneuerbarer Energiequellen spielen in der aktuellen Energiepolitik eine große Rolle. Um eine optimale und auch effiziente Energiegewinnung zu erzielen, müssen die Systeme und Vorgänge genauer analysiert werden.
Im Rahmen dieser Arbeit soll über eine Methode der Leistungsoptimierung (MPP – Tracking) von Solarzellen recherchiert und untersucht werden. Aus der Strom – Spannungs – Kennlinie einer Solarzelle ist zu erkennen, dass durch äußere Einflüsse die Kennlinie deutlich beeinflusst wird und Veränderungen als Folge auftreten. Für eine maximale Leistungserzeugung müssen diese Veränderungen berücksichtigt und analysiert werden, um mit entsprechenden Maßnahmen (verschiedene Trackingmethoden) das Verhalten anzupassen.
Im Rahmen dieser Masterarbeit sollen Anforderungen für eine realitätsnahe, skalierbare und funktional anpassbare Simulationsumgebung aufgestellt, eine Lösung konzipiert und umgesetzt werden. Die Lösung soll es unerfahrene Mitarbeiter in die Lage versetzen, sich in die Thematik der Steuergeräteentwicklung, der Fahrerassistenz Algorithmen und der Timing- und Trace Analyse sowie der Entwicklung von Testfällen einzuarbeiten und weitere Funktionen zu entwickeln und diese in Bezug auf das Timing-Verhalten zu
prüfen.
Die Masterarbeit umfasst folgende Schwerpunkte:
- Analyse der Anforderungen an eine solche Umgebung
- Bewertung und Eignung bestehender Lösungen
- Konzeption einer Lösung
- Umsetzung der gewählten Lösung
- Validierung der Lösung an einem Algorithmus für ein Fahrerassistenzsystem im Hinblick auf das
Echtzeitverhalten
In dieser Arbeit wird die Simulation eines CET-Labors für Marketingzwecke im Bereich der Gebäudeautomation beschrieben. Die Simulation beinhaltet ein interaktives 3D-Modell, welches die Auswirkungen einer realen HLK-Regelung anzeigt und beeinflusst. Ein wichtiger Bestandteil der Arbeit, neben der Erstellung des Modells und der Programmierung der HLK-Controller, ist die Kopplung dieser mit der Simulation über BACnet/IP. Die Kopplung wird mit der Programmiersprache
Datenlogger sind ein essentieller Bestandteil der modernen Fahrzeugerprobung mit denen der Nachrichtenverkehr von Bussystemen aufgezeichnet und überwacht werden kann. Gegenstand dieser Arbeit ist die Auswahl und Umsetzung eines Datenloggerkonzepts zur Aufzeichnung von CAN, CAN-FD, und LIN Botschaften. Dabei soll die Möglichkeit einer Zeitsynchronisation mit anderen Loggern gleicher Bauart geschaffen werden.
Die Entwicklung eines Zentralsteuergerätes für einen Apollo N. Die Arbeit umfasst sowohl die Entwicklung der Hardware als auch alle einzuhaltenden Richtlinien und Normen. Erläutert werden: Analogeingangsschaltungen, Digitaleingangsschaltungen, Aufbau CAN-Teilnehmer, Aufbau LIN-Teilnehmer, verwendete Sensoren und schalter, Platinenlayout. Weiterhin ist eine Test Software sowie die Inbetriebnahme des Steuergerätes umschrieben.
Untersuchung und Erstellung eines Zielkonzepts für eineUmstellung der Straßenbeleuchtung auf LED
(2016)
Ziel der Arbeit ist die Untersuchung und Erstellung eines Zielkonzepts für eine Um-stellung der Straßenbeleuchtung auf LED der Stadtwerke Glauchau Dienstleistungs-gesellschaft mbH. Hierzu soll die Nutzung des NS-Netzes für die Straßenbeleuch-tung betrachtet werden und die Einbindung eines Batteriespeichers untersucht wer-den. Weiterhin sollen rechtliche und wirtschaftliche Bewertungen vorgenommen wer-den.
Diese Arbeit befasst sich mit Anfertigung einer firmeninternen Prüfrichtlinie zur Vereinheitlichung des Vorgehens bei Schutzprüfungen von digitalen Schutzrelais vom Typ unabhängiger Maximalstromzeitschutz, Spannungs- und Frequenzschutz, Erdschlussrichtungserfassung (cos (phi) und sin (phi), Erdschlusswischerrelais, Distanzschutz und Blindleistungsrichtungs-Unterspannungsschutz unter Beachtung der national geltenden Normen und Richtlinien. Weiterhin befasst sich die Arbeit mit der Erstellung von funktionsbezogenen Prüfprogrammen, welche dem Prüfer den Aufwand der Fertigung eines Prüfablaufs vor der Prüfung nehmen sollen, umso eine zeitliche Ersparnis und gleichartige Vorgehensweisen bei Prüfungen zu schaffen. Zudem soll dadurch die Wahrscheinlichkeit minimiert werden, prüfungsrelevante Punkte während einer Schutzprüfung nicht zu berücksichtigen. Der Aufbau der Arbeit gibt einen Überblick über die, bei einer Schutzprüfung digitaler Relais, geltenden Normen und Richtlinien, sowie einen kurzen Einblick über die etappenweise Entwicklung von Schutzrelais. Weiterhin wird die zur Anwendung kommende Prüfausrüstung in Hard- und Software, mit besonderem Augenmerk auf die verwendeten Prüfmodule der Software, vorgestellt. Damit sich ein Überblick über die behandelten Schutzfunktionen gemacht werden kann, werden diese in Ihrem Aufbau, ihrer Funktionsweise und deren relevanten Prüfaspekte erläutert und die Umsetzung innerhalb der Software beschrieben. Anknüpfend an die Umsetzung der Schutzfunktionen, werden Beispiele über Programmierungsmöglichkeiten und damit Automatisierungsmöglichkeiten innerhalb der Grenzen der Prüfsoftware für ausgewählte Funktionen gegeben.
Gegenstand der Untersuchung sind zwei zum Patent angemeldete Erfindungen der TU Ilmenau zu den Themen Schalternetzwerk zur Elektroenergieübertragung und Schaltungsanordnung für eine Bordnetzstruktur von Kraftfahrzeugen. Diese Erfindungen schaffen die Grundlage für ein völlig neuartiges Schalternetzwerk zur Elektroenergieübertragung, bei dem durch anpassbare Kaskadierung von Spannungsquellen eine stufig veränderbare Ausgangsspannung realisiert, Schaltverluste vermieden und die erforderlichen Filter für Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) reduziert werden können. Die elektrischen Traktionssysteme können mit speziellen Prüfständen auf ihre EMV-Eigenschaften getestet werden. Man spricht von einer Prüfung auf Systemebene. Die Störaussendung kann mittels Filterung reduziert werden. Ziele der Arbeit sind die Entwicklung und Validierung von Filtern für das Schalternetzwerk mittels Simulation in PSpice, Charakterisierung in Matlab und Berechnung mittels selbst entwickelter Software. Nach der Bestimmung geeigneter Bauelemente sollen Filtervarianten entworfen, modelliert und vermessen werden. Hierzu ist die Erstellung von Modellen notwendig, welche die parasitären Eigenschaften der realen Bauelemente abbilden. Aus diesen Modellbibliotheken können per Simulation Filtertopologien entwickelt und validiert werden. Anhand der Ergebnisse werden die Filter aufgebaut und per Messungen geprüft und gegebenenfalls optimiert.
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.