Labor für Schaltungstechnik (C201)

Das Schaltungstechniklabor C201 ist - wie das verbundene Messtechnik/C202 - die Keimzelle aller Hardwarelabore der Fakultät Elektrotechnik und Informatik. Hier startete das Einführungsprojekt, bei dem 120 Erstsemester der Elektro- und Informationstechnik sowie der Elektromobilität in den ersten Studientagen einen Kleinroboter bauen und hardwarenah in C programmieren. Weiters wurden hier so manche Showversuche für die KinderUNI, MINT, Lernfest sowie ein Lenkrad mit taktiler Rückmeldung als auch ein magnetischer Empfänger aus dem Tinnitusprojekt für die Basisausbildung zur Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) etc. entwickelt.

Ziele und Idee

Ohne Strom läuft eigentlich fast nichts. Erst bei Stromausfall wird einem das bewusst. Selbst der Mensch (und viele Tiere) würden innerhalb von Sekunden sterben, wenn deren elektrisches Kommunikationsnetz (Nervensystem) versagt oder stark durch elektro-magnetische Felder gestört wird.

Die Schaltungstechnik ist also eine ganz universelle Basis des natürlichen wie technischen Lebens: Für die Stromversorgungsnetze, die Kommunikationsnetze, für die unzähligen – ja weltweit billionenfachen elektrischen und elektronischen Anwendungen. Führt man sich das vor Augen, was wir nur im Haushalt vom Aufstehen bis ins Bettgehen an elektrischen Begleitern rund um uns haben, wird dies deutlich: Lichtschalter, elektrische Zahnbürste/Föhn/Rasieraparat/Waage, Wasserkocher/Herd/Toaster, Kühl-/Gefrierschrank, Geschirrspüler, Radio/HiFi/PC/Scanner/Drucker/Handy/Smartphone/TV, Elektromobilität: Bahnen, eBikes (geschätzt: 300 Millionen in China produziert), E-Autos und fast alle Verbrenner….ohne Schaltungstechnik nicht möglich.

Ziel des Labors Schaltungstechnik ist es daher, ausgehend von den ganz primitiven Grundlagen wie Serien-/Parallelschaltung, Ohmsches und Kirchhoffsche Gesetze etc., Studierenden eine erste Praxisgrundlage für elektrische und elektronische Bauteile, die Prinzipien von Grundschaltungen, Schaltungsaufbauten, deren Berechnung/Entwurf/auch nichtlineare Modellbildung, die Analyse durch Simulation und die Verifikation durch intensive Messungen zu geben.

Die Simulationstools sind kostenlos und äußerst mächtig, so dass ganze Multiphysik-Systeme mittlerweile zuhause vor dem Versuch am PC simuliert werden können. Nach der Circuit-Design-Phase (Überlegung/Entwurf/Simulation) in der Vorbereitung zuhause, geht es in den Versuchen praxisnah um die Schaltungsaufbauten, Verifikationsmessungen, Verbesserungs-iterationen per Simulation/Messung an geänderten Aufbauten.

Labor C201

Laboraustattung und Aktivitäten

Die Erstellung von Messaufbauten, der Umgang mit hard-/softwarebasierten Messgeräten sowie der erweiterte Umgang mit Simulationssoftware (LTSPICE) auf aktuellem Stand, bilden die Grundlage für Circuit Design auf Board Level (Leiterplatte). Erweiterungen durch Leistungselektronik, Hochfrequenz-/Regelungs-/Mikroprozessortechnik und EMV-/Akustik etc. vervielfachen die Anwendungen neben universellen Multiphysiksimulationen.

An jedem der 12 Versuchsplätze gibt es mehrere Oszilloskope, PC mit Simulationssoftware und die Möglichkeit Simulation und Messung direkt zu vergleichen. Eine Vielzahl von frei gestaltbaren Versuchsaufbauten (Designgedanke) erlauben die praxisnahe Ausbildung von ca. 120 Studierenden pro Semester. Im Projekt- bzw. Präsentationsbereich werden die Versuchsergebnisse von den Studierenden multimedial den Kommilitonen dargestellt.

Schaltungstechnikpraktikum für Elektro- und Informationstechnik, Elektromobilität
Messtechnikpraktikum für Mechatronik
Projekte
Einführungsprojekt: Elektro- und Informationstechnik, Elektromobilität, Mechatronik
Showveranstaltungen in Gymnasien, Lernfest und KinderUni

Die umfassenden - breit interdisziplinären - Forschungsaktivitäten im Bereich des Labors EMV- und Akustik C008/009 zum „Tinnitusprojekt“ bezüglich Gehirn/Nervensystem resultieren aus den Grundlagen der Schaltungstechnik bzw. Maxwell-Gleichungen.