TY - CHAP A1 - Ivanov, Artem A1 - Past, Fabian A1 - Sattelberger, Gerhard A1 - Winkler, Richard T1 - Kleidung mit integrierten gedruckten Displays im Feldtest T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Im Projekt „Smart Foil Display“ wird an der Hochschule Landshut ein Anzeigesystem mit einem leuchtenden flexiblen gedruckten Display entwickelt, das per Bluetooth Low Energy angesteuert werden kann. Die Hauptzielrichtung des Systems ist die Erhöhung der Verkehrssicherheit von Fußgängern, Fahrradfahrern oder Skatern während der dunkleren Tageszeit. Seit März 2019 läuft die Feldtestphase, in der sowohl die Stabilität der technischen Funktionalität und die Zuverlässigkeit der eingesetzten technologischen Lösungen als auch die Reaktionen bzw. Akzeptanz gegenüber dem System in der Bevölkerung untersucht werden sollen. Die Dauer der ersten Feldtestphase wurde auf ein Jahr festgelegt. Als Testobjekte dienen Jacken mit einem oder zwei eingebauten Displays, die von Probanden in der gleichen Weise getragen werden sollen wie gewöhnliche Kleidungsstücke. Im Beitrag werden zum einen die Details zur Implementierung von Smart Foil Displays für die Feldtestmuster erläutert. Zum anderen werden die Zwischenergebnisse der Feldtests vorgestellt, die festgestellten technischen Probleme dargelegt und die ausgearbeiteten Lösungen präsentiert. Des Weiteren wird die über mehrere Monate im Dauereinsatz gemessene Entwicklung der Displayintensität dargestellt, die eine Aussage über die maximale praktische Lebensdauer der Displaysysteme erlaubt. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2215 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 140 EP - 151 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Frauenschläger, Tobias A1 - Dentgen, Manuel A1 - Mottok, Jürgen T1 - Systemarchitektur eines Sicherheitsmoduls im Energiesektor T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Aufgrund der immer weiter anwachsenden Vernetzung der Stromnetze wird die Kommunikation zwischen der Leitstelle des Energieversorgers und den Infrastrukturkomponenten innerhalb eines Umspannwerks immer bedeutsamer. Dabei werden sowohl Steuerbefehle als auch Daten für Überwachungsfunktionen übertragen. In den aktuellen Netzwerkarchitekturen findet diese Kommunikation ohne eine kryptografische Absicherung statt, was einen Angriffspunkt für gezielte Attacken und damit eine potenzielle Gefährdung der Energieversorgung darstellt. Um solchen Angriffen in Zukunft entgegenzuwirken, wird das ES³M-Sicherheitsmodul entwickelt. Dieses soll in das Netzwerk zwischen den beiden Kommunikationspartnern eingesetzt werden und so den Datenverkehr absichern. Mithilfe einer Bedrohungsanalyse wurden Anforderungen abgeleitet, die neben kryptografischen Maßnahmen auch Themen wie funktionale Sicherheit und Langlebigkeit umfassen. Um diese zu erfüllen, wurde eine spezielle Systemarchitektur auf Basis einer Aufgabenteilung entworfen. Diese Architektur und korrespondierende Designentscheidungen werden präsentiert. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2092 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 29 EP - 38 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Kreitmair, Konrad A1 - Huber, Florian A1 - Mock, Markus A1 - Arlt, Stefan-Alexander T1 - Integration von Ultraschall-Wasserfluss-Sensoren in ein Energiemanagementsystem: Siemens SPS versus Raspberry PI T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Dieser Artikel beschreibt Erfahrungen, die bei der Integration von Ultraschall-Wasserzählern in das an der Hochschule Landshut entwickelte Energiemanagementsystem Selena gewonnen wurden. Es werden technische Details zur Integration von Siemens Ultraschall-Durchflussmessgeräten des Typs SITRANS FST020 referiert und wie diese an ein Energiemanagementsystem mittels einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) eingebunden werden können. Diese Anbindung wird mit einer alternativen Integration mittels kostengünstiger und im Internet der Dinge populärer Raspberry Pi-Einplatinencomputern verglichen. Es stellt sich heraus, dass die Anbindung durch Raspberry Pi nicht nur deutlich kostengünstiger, sondern auch einfacher und flexibler ist. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2086 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 20 EP - 28 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Reindl, Andrea A1 - Schneider, Viola A1 - Meier, Hans A1 - Niemetz, Michael T1 - Software Update of a Decentralized, Intelligent Battery Management System Based on Multi-Microcomputers T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - In order to increase reliability, scalability and fail safety of battery management systems (BMSs), a decentralized BMS consisting of peer nodes is proposed. To ensure complete autonomy each node is equipped with its own microcontroller. Each manages the charge and discharge processes and enables communication with other nodes in the system. The proposed system is a multi-microcomputer system. Changing requirements, software development and bug fixes require the ability to update system software of microcontrollers. In this paper, a specific boot concept is proposed to increase the testability of the system. First, the requirements for the software update process are analyzed. Subsequently, a boot concept using Controller Area Network (CAN) is introduced and its advantages and limitations are shown. Finally, the boot concept is evaluated and possible alternative boot concepts with optical data transmission via a polymer optical fiber (POF) or with dual CAN design are proposed. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2078 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 9978-3-9818439-4-1. SP - 8 EP - 19 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Behrendt, Stefan A1 - Eisele, Ronald T1 - Neuartiges Modulkonzept zur verbesserten Kühlung eines anorganisch verkapselten leistungselektronischen Moduls T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Die stetig steigenden Anforderungen in Bezug auf die Leistungsdichte und Zuverlässigkeit von leistungselektronischen Modulen macht das Packaging zu einer immer größer werdenden Herausforderung. Durch den Einsatz von anorganischen Materialien (Zement) und das Erschließen neuer thermischer Pfade lassen sich völlig neuartige Modulkonzepte realisieren. In einer grundlegenden Untersuchung wird das leistungselektronische System und die geometrische Auslegung des Moduls diskutiert und analysiert. Das Ergebnis ist ein dreidimensionaler, flächenzentrierter Modulkörper mit implementierter Wasserkühlung. Dieses dreiseitige Modul ist so ausgelegt, dass es das thermische Potenzial des Zements optimal nutzen kann. Eine Reduzierung des Rth,ja um 25 % ist via thermischer Simulationen ermittelt worden. Das Simulationsmodell wurde anhand einer Rth-Messung verifiziert. Durch die effizientere Kühlung kann eine deutlich höhere Leistungsdichte erzielt werden, ohne die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Moduls zu reduzieren. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2103 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 40 EP - 48 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Versen, Martin A1 - Kipfelsberger, Stefan A1 - Bernhardt, Andreas T1 - Einführung in die Aufbau- und Verbindungstechnik durch eine interaktive und praxisnahe Qualifizierung in der Leiterplattentechnik T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Für eine Einführung in die fertigungstechnischen Grundlagen der Aufbau- und Verbindungstechnik sind im Wahlfach „Leiterplattentechnik Praktikum“ an der Technischen Hochschule (TH) Rosenheim Inhalte der Prozesstechnik und des Leiterplattendesigns miteinander kombiniert. Zu Beginn der Veranstaltung zeichnen die Praktikumsteilnehmer ein Layout für eine Leiterbahn-Teststruktur, welche anschließend im Haus gefertigt wird. Nach der Fertigung folgt eine elektrische und optische Charakterisierung zur Kontrolle der Prozessqualität. Die praxisnahe Erstellung eines einlagigen Layouts für eine LED-Taschenlampe auf Basis eines vorgegebenen Schaltplans und innerhalb einer begrenzten Platinenfläche sowie dessen Fertigung befähigen die Kursteilnehmer später, eigene Layouts für elektronische Schaltungen selbstständig zu entwickeln. Die anspruchsvolle, teilautomatische Bestückung einer zweilagigen, vorgegebenen SMT(Surface Mount Technology)-Leiterplatte, die ein FM-Radio mit Capacitive Touch-Steuerung bildet, rundet die erfolgreiche Qualifizierung in der Leiterplattentechnik ab. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2127 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 54 EP - 62 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Ivanov, Artem A1 - Tippmann-Krayer, Petra A1 - Brandl, Markus A1 - Kollmannsberger, Markus A1 - Ströber, Carmen ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Smart Foil Display – gedruckte Anzeige in einer praktischen Anwendung T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - Flexible Elektrolumineszenz-Displays mit einer Pixelmatrix von 32 x 5 Punkten und mit 5 bis 11 Piktogramm-Elementen wurden im Druckverfahren hergestellt und in einer Anwendung zur Erhöhung der Verkehrssicherheit eingesetzt. Dabei kann ein Fahrradfahrer oder ein Skater seine Abbiege- und Bremsmanöver anderen Verkehrsteilnehmern mit Hilfe des in einen Rucksack bzw. eine Jacke integrierten Displays auch in Dunkelheit anzeigen. Die Signalübertragung erfolgt über eine Bluetooth-Verbindung von einer „Control Unit“ oder einem Smartphone an das Display. Zusätzlich erlaubt das System eine Möglichkeit beliebige Botschaften auf das Display vom Smartphone aus zu übertragen und anzuzeigen. Dieser „Fun Mode“ kann z.B. auf Events als „live post“ eingesetzt werden. Im Artikel sind technische Details zur Implementierung beschrieben, gewonnene Erfahrungen bei der Herstellung der Displays und Ergebnisse der Tests von Demonstratoren werden aufgezeigt. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-999 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 107 EP - 120 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Huesgen, Till A1 - Sharma, Ankit A1 - Schnur, Johann A1 - Kuwan, Thomas A1 - Haag, Niko A1 - Hadersbeck, Franz A1 - Hohmann, Maik ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Leiterplattenembedding von Halbleiterbauelementen für die Leistungselektronik – vom Modul zum System T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - Das Einbetten von Halbleiterbauelementen in Leiterplatten ist ein alternativer Ansatz zur Steigerung der Leistungsdichte und Funktionalität von leistungselektronischen Systemen. Diese Arbeit stellt ein neuartiges Verfahren vor, bei dem die Halbleiter nach der Leiterplattenfertigung in Kavitäten eingebettet werden. Die Betriebscharakteristik derartiger Leiterplattenmodule wird systematisch an Hand eines 1200 V / 50 A Demonstrators untersucht. Ein Benchmark mit einem herkömmlichen, kommerziell verfügbaren Leistungsmodul mit identischen Halbleiterbauelementen verdeutlicht die Vorteile der Technologie: die parasitären Widerstände und Induktivitäten des Embedded-Moduls sind gegenüber der Referenz um 86 % bzw. 65 % verringert. Der thermische Widerstand fällt um 29 % niedriger aus. Mit diesen Daten wurde eine theoretische Analyse auf Systemebene durchgeführt, wobei ein 23 kW Antriebsumrichter als Beispielanwendung dient. Alleine durch das Leiterplattenembedding ist eine Steigerung der Ausgangsleistung um 14,5 % möglich. Eingriffe in die Schaltungstechnik sind dazu nicht notwendig. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1606 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 44 EP - 52 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Liang, Hanning A1 - Faber, Christian ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Phasenmessende Deflektometrie für bewegte Messobjekte T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - Die dreidimensionale Vermessung spiegelnder Freiformflächen, wie etwa von Kfz-Karosserien, Brillengläsern oder Teleskopspiegeln, ist ein wichtiges Thema im Bereich der optischen Messtechnik. Aktuell existiert eine Reihe etablierter Verfahren zur Vermessung spiegelnder Oberflächen im industriellen Umfeld, wie z.B. Interferometrie, Deflektometrie, Weißlichtinterferometrie oder Shape from Specular Flow. Allerdings gibt es noch kein Verfahren, welches in der Lage wäre, beliebige bewegte Objekte mit spiegelnder Oberfläche gleichzeitig schnell, robust, vollflächig und hochgenau zu vermessen. Phasenmessende Deflektometrie (PMD) hat grundsätzlich das Potenzial, die erwähnten Anforderungen zu erfüllen. PMD ist seit mehr als 20 Jahren ein etabliertes Verfahren zur vollflächigen berührungslosen optischen Vermessung der Topographie blanker Oberflächen und zeichnet sich durch ihre Robustheit, Flexibilität und hohe Messdynamik aus. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass an jeder zu vermessenden Position mehrere Bilder eines sinusförmigen Streifenmusters in unterschiedlichen Phasenlagen aufzunehmen sind. Aus diesem Grund darf sich das zu prüfende Objekt während der Messung nicht bewegen. Für viele industrielle Anwendungen – etwa bei der Serienfertigung mit kurzen Taktzeiten oder bei der Produktion von Endlos-Material wie Folien oder Blechen – ist das Anhalten des Objekts für die Prüfung von großem Nachteil und stellt oftmals den größten Hinderungsgrund bei der Einführung dieser Prüftechnologie dar. In diesem Beitrag wird aufgezeigt, wie die phasenmessende Deflektometrie erweitert werden kann, so dass eine Vermessung beliebig bewegter Objekte mit blanken Oberflächen ohne vorheriges Anhalten und Fixieren möglich wird. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1008 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 68 EP - 76 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Berbuer, Lukas A1 - Felsl, Dominik A1 - Rümmler, Norbert ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Selbstlernende Sensornetzwerke zur zerstörungsfreien Prüfung von CFK-Strukturen T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - Im Rahmen des geförderten Forschungsprojektes moZat wurde in Kooperation mit der Hochschule Landshut ein Messsystem entwickelt, das Strukturschädigungen in CFK-Felgen detektiert und klassifiziert. Dazu werden die Eigenschaften von Lamb-Wellen genutzt, die durch reversibel angekoppelten Piezoelemente in die CFK-Struktur eingeleitet und gemessen werden. Lamb-Wellen breiten sich in plattenförmigen Strukturen aus und interagieren mit Fehlstellen, z.B. Delaminationen, in Form von Modenkonversionen. Durch Auswertung der Signale im Sensornetzwerk ist es möglich, auf Modenkonversionen bzw. Schädigungen zurückzuschließen und diese genauer zu spezifizieren. Hierzu werden aus den gefilterten und transformierten Sensorsignalen schadensrelevante Merkmale extrahiert und kombiniert mittels Neuronaler Netze klassifiziert. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1587 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 27 EP - 36 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Gottwald, Stefan A1 - Hofmeister, Andreas ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - PCB 4.0 – Baugruppen mit eingebetteten Mikrosensorsystemen zur intelligenten Fertigung von Industrieelektronik BT - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - Miniaturisierte Funksensorik bietet ein enormes Potenzial zur Optimierung von Produktionsprozessen. Dabei ist für die Zukunft zu erwarten, dass insbesondere drahtlose Mikrosensorsysteme in verschiedenste Baugruppen eingebettet werden, um sich miteinander sowie mit der Produktions- und Anwendungsumgebung zu vernetzen. Mittlerweile existieren zahlreiche Technologien der 3D-Integration, die einen hohen Miniaturisierungsgrad von drahtloser Mikrosensorik ermöglichen. Das Projekt PCB 4.0 erschließt die Möglichkeiten der Einbetttechnologien für in Leiterplatten integrierte Funksensorschichten und macht neue Entwurfsmethoden für die gesteigerte Designkomplexität in der sicheren Vernetzung mit der peripheren Infrastruktur handhabbar. Das Ziel des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens besteht darin, eine hochintegrierte Funksensorik für die sichere Vernetzung zukünftiger Baugruppen zu entwickeln. Mit Hilfe der Einbetttechnik wird ein bisher noch nicht erreichter Miniaturisierungsgrad der Funksensorik ermöglicht. Durch Festlegung geeigneter Schnittstellen für eingebettete Funktionsschichten sollen Teilkomponenten bereits implementiert und vorgetestet werden, wodurch die Realisierung eingebetteter Funksensorik stark vereinfacht wird. Mit Hilfe eines neuen Entwurfswerkzeugs soll die Auslegung von Industrie 4.0-Baugruppen und der entsprechenden Infrastruktur für die Fertigungsplanung massiv beschleunigt werden. Die neuen Möglichkeiten von Funksensorknoten (FSK) werden anhand exemplarischer Baugruppen in der Produktion und im späteren Einsatz demonstriert. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1621 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 59 EP - 66 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Strohmeier, Michael A1 - Faber, Christian ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Inverse Streifenprojektion zur optischen Defekterkennung an metallischen Freiformflächen in harter Produktionsumgebung T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - In der industriellen (Serien-)Fertigung ist der Einsatz optischer Sensoren durch ihre berührungslose, schnelle und flexible Messfähigkeit weit verbreitet. Besonders in harten Produktionsumgebungen, wie der Pressumformung, ist jedoch die Auswahl an geeigneten Messmethoden für eine Inline-Bauteilkontrolle stark begrenzt. Produktionsbedingte Störgrößen aus Sicht des Messsystems wie Schwingungen, Lagetoleranzen und Beölung der zu prüfenden Bauteile nehmen Einfluss auf die erreichbare Genauigkeit der Messung und schließen bestimmte (z.B. vibrationsempfindliche) Verfahren grundsätzlich aus. Am Anwendungsfall des Presswerks der BMW Group in Dingolfing sollen im Rahmen des Automobilbaus blechumgeformte Außenhautteile auf Oberflächen- und Geometrieabweichungen, wie beispielsweise Einschnürungen, inline im Serientakt geprüft werden. Die implementierte Messmethodik basiert dabei auf sog. inverser Streifenprojektion in Kombination mit Einseitenbanddemodulation als Auswertemethode. Dabei genügt eine einzelne Kameraaufnahme zur Auswertung, wodurch der Einfluss von Schwingungen deutlich reduziert wird. Neben der Entwicklung des Messverfahrens sind auch die Systemintegration in die Produktion bzw. Presse sowie die prozesstechnische Integration in die übergeordnete Qualitätsstrategie von zentraler Bedeutung. Erste Inline-Messungen zeigen die prinzipielle Funktionalität der Messmethodik im Fertigungs-Einsatz. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1638 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 77 EP - 85 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Steiger, Erwin ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - New connecting and micro material processing techniques with ultra-short pulse lasers and high speed optical manufacturing tools T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - We present new micro processing and connecting processes with state-of-the-art ultrashort pulse laser systems with pulse durations in the femtosecond to picosecond timescale. Laser processes like shock-wave induced thin-film delamination (SWIFD), laser patterning of conductive thin films, fabrication of interconnection lines and laser-induced forward transfer (LIFT) of functional materials for the fabrication of microelectronic elements such as interconnects and embedded circuits are discussed in detail. These laser-induced processes and fabrication methods offer new possibilities for the packaging of semiconductor, surface mounted and/or hybrid systems and subsystems. Additionally, processing methods with these laser systems for innovative applications in the microelectronics field like the laser-lift-off for flexible displays and printed circuits, welding of brittle glass materials like sapphire and gorilla glass used in the communication area and micro machining of ceramic substrates with compact workstations equipped with high speed manufacturing tools are also presented. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1572 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 17 EP - 25 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Ziesche, Steffen A1 - Lenz, Christian A1 - Kuipers, Winfred A1 - Foerster, Jan A1 - Koch, Christian ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Flammenionisationsdetektor mit interner Gasversorgung in Mehrlagenkeramiktechnologie T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - Flammenionisationsdetektoren (FID) sind etablierte gassensorische Lösungen für die Bestimmung von Kohlenwasserstoffkonzentrationen, die sich insbesondere durch geringe Nachweisgrenzen und geringe Querempfindlichkeiten auszeichnen. Ihr Einsatz erfolgt überwiegend in der Industrie (Analyse), im Explosionsschutz und im Umweltschutz. Die konventionelle Herstellung von FIDs erfolgt über feinwerktechnische Verfahren, die Bereitstellung der Betriebsgase (H2, Luft) über Druckgasflaschen. Die aufwändige Einzelfertigung bzw. die umständliche Bereitstellung der Betriebsgase limitieren den Einsatz der Sensorik hinsichtlich Kosten, Mobilität und Betriebszeit. Die Überwindung dieser Limitierungen durch den Einsatz mehrlagenkeramischer Fertigungstechnologien war Ziel der aufgeführten Entwicklungsaktivitäten. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1351 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 9 EP - 16 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Brunner, Bernhard A1 - Böse, Holger ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Sensorik mit haptischer Rückmeldung – smart und fühlbar T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - Glatte, geschlossene Schaltoberflächen, flexibel und frei verformbar, werden in modernen Bedienoberflächen in Fahrzeugen, aber auch in Maschinenbedienelementen mit hohen Hygieneansprüchen gefordert. Touchpads erfüllen nur einen Teil dieser Anforderungen, insbesondere da sie kaum haptisches Feedback bieten können. Multifunktionale Sensoren auf Basis von neuartigen intelligenten Materialien erlauben es, „unsichtbare“ Schalter und Drucksensoren, die auf Näherung und Berührung reagieren, zu kombinieren. Je nach Oberflächenanforderung gibt es zwei mögliche Arten der Realisierung. Dielektrische Elastomersensoren (DES) sind kapazitive Sensoren auf Basis von Silikon. Sie bestehen aus stark dehnbaren Sensorfolien, die als kombinierte Druck-, Dehnungs- und Näherungssensoren zur Integration in flexible, gedehnte und weiche Strukturen (z.B. Sitzflächen, Roboterbezüge) eingesetzt werden können. Schaltflächen, die hohen mechanischen und chemischen Einflüssen ausgesetzt sind, können durch piezoelektrische Dünnschichten auf Edelstahlsubstraten als Näherungsund hochempfindliche Drucksensoren realisiert werden. Sie sind extrem flexibel, dünn (0,02 - 0,2 mm), korrosionsstabil und lassen sich direkt als Edelstahlblenden (z.B. Maschinenbedienelemente) mit Sensorfunktion verwenden. Durch die Ergänzung der sensorischen Funktionen mit einer integrierbaren Aktorik kann ein haptisches Feedback erreicht werden. Magnetorheologische Elastomere bestehen aus mit ferromagnetischen Partikeln gefüllten Silikonen, die auf ein äußeres Magnetfeld durch Formänderung oder Änderung der Steifigkeit reagieren. Durch Kombination von kapazitiver Näherungssensorik mit Druckschaltern und krafterzeugenden Elementen lassen sich mit intelligenten Materialien neuartige multifunktionale Schaltelemente sehr dünn, flexibel, elastisch, weitgehend frei formbar und kostengünstig herstellen. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1595 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 37 EP - 42 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Lehnberger, Christoph ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Unkonventionelle Sensor- und Aktorsysteme auf Basis von Leiterplatten T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - Der Beitrag erläutert Ergebnisse aus laufenden Forschungsprojekten, die sich mit Sensorik und Aktorik beschäftigen. Die Möglichkeiten für Sensoren und Aktoren gehen dabei über eine einfache kapazitive oder resistive Messung weit hinaus. So dienen Hohlräume und Kanäle in der Leiterplatte zur Leitung von Fluiden und Schaltung von pneumatischen Systemen. Es werden aktuelle und potenzielle Anwendungen präsentiert. Für den Kontakt mit korrosiven Medien werden Strukturen aus reinem Gold auf Leiterplatten erzeugt. Dabei kommen auch medienbeständige Basismaterialien zum Einsatz, die z.B. hohen Säurekonzentrationen widerstehen. Der aktuelle Stand der Forschung wird vorgestellt. Schließlich werden neuartige Aktoren vorgestellt, die nach dem Prinzip der Elektrothermik arbeiten. Diese weisen im mikromechanischen Bereich Vorteile gegenüber anderen Aktorprinzipien auf. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1617 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 53 EP - 58 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Kerbusch, Jochen A1 - Kempa, Heiko A1 - Heinrich, Anett A1 - Spitzner, Eike-Christian ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Weniger ist mehr – Reduktion und Abstraktion von Daten in der vernetzten Welt T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - Die zunehmende Digitalisierung nahezu aller Lebensbereiche erfordert die vernetzte Bereitstellung enormer Datenmengen. In diesem Zusammenhang nehmen die Anzahl lokal genutzter Sensoren und das zu übertragende Datenvolumen drastisch zu. Dabei spielen Themen wie die Sicherheit im Sinne der Integrität sowie der Verfügbarkeit der erfassten Daten eine entscheidende Rolle zur Gewährleistung der gewünschten Funktionalität in der geforderten Qualität. Ein oft unterschätzter, aber wesentlicher Teil dieser Entwicklung ist eine leistungsfähige und effiziente Datenvorverarbeitung. Häufig ist die Übertragung lokaler Sensorrohdaten an Steuerrechner bzw. „Big Data“-Infrastrukturen wenig sinnvoll. Vielmehr ist eine Reduktion der Daten auf die für die weitere Verarbeitung wesentliche Information bereits am Ort der Messung vorteilhaft. Dies schont Übertragungskapazitäten, ermöglicht die Aussortierung nicht valider Daten, die Anonymisierung der Daten bereits am Punkt der Aufnahme und birgt enorme Effizienzpotenziale. Entsprechende Lösungen sind sowohl in Soft- als auch in Hardware umsetzbar. Beides bietet komplementäre Vor- und Nachteile. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1678 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 122 EP - 131 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Baumgartl, Hanna ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Der Mehrwert der Systemsimulation in der Entwicklung mechatronischer Systeme aufgezeigt am Beispiel einer dynamischen EMK-Waage T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - In Verpackungs- und Abfüllanlagen im Lebensmittel- und Pharmabereich spielt der Verwiegeprozess eine exponierte Rolle: Er ist unverzichtbar und stellt bezüglich der Taktzeiten häufig den Flaschenhals dar. Gerade im Pharmabereich sind jedoch auch die Anforderungen bezüglich Auflösung und Reproduzierbarkeit so streng, dass als mögliches Wägemodul häufig nur EMK-Waagen (Elektromagnetisch kraftkompensierte Waagen) infrage kommen. Den Anforderungen nach Auflösung und Reproduzierbarkeit werden diese Waagen spielend gerecht, jedoch zu Lasten der Messzeit. Um dieses Spannungsfeld zu überwinden, genügt es im Entwicklungsprozess nicht, die einzelnen Komponenten dieses hochgradig mechatronischen Systems zu optimieren – die Komponenten müssen aufeinander abgestimmt und das Gesamtsystem als solches optimiert werden. Hierzu liefert eine Systemsimulation ein wertvolles Hilfsmittel. Sie erlaubt es, unterschiedliche Modelltypen mit verschiedenen Abstraktionsgraden miteinander zu verknüpfen und so für jede Komponente die Detailtiefe zur Verfügung zu stellen, die für die Optimierung benötigt wird und trotzdem schnell laufende Modelle zu erzeugen. Hier wird die Vorgehensweise zur Modellerstellung und Optimierung anhand des oben skizzierten Beispiels einer EMK-Waage beleuchtet. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1662 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 97 EP - 106 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Kurzweil, Peter A1 - Chamonine, Mikhail A1 - Udalzow, Anton A1 - Assopguimya, Thierry ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Impedanzanalyse von Selbstentladung und Ladezustand an Superkondensatoren und Lithiumionen-Batterien T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - Die frequenzabhängige Kapazität C(ω) zeigt den Ladezustand elektrochemischer Speicher (SoC) an. Die Selbstentladung von Superkondensatoren über 14 Monate folgt einer Exponentialfunktion in zwei Zeitdomänen. Von geringem diagnostischem Wert ist die vom Ladezustand abhängige Krümmung des hochfrequenten Ortskurvenbogens (Durchtrittswiderstand). Bei Lithiumionen-Batterien gilt: U ~ lg Q ~ C. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1655 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 86 EP - 95 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Huber, Sascha A1 - Khelil, Abdelmajid A1 - Piller, Tobias Christian T1 - Konzeptionierung und prototypische Implementierung eines smarten Briefkasten-Systems T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Die Themen „Smart Home“ und „Internet of Things“ gewinnen immer mehr an Bedeutung und es wird oft nach Möglichkeiten gesucht, alltägliche Gegenstände oder Elektrogeräte, wie beispielsweise eine einfache Kaffeemaschine oder eine Regentonne nützlicher zu machen. Recheneinheiten, wie beispielsweise Mikrokontroller oder Einplatinencomputer sowie Sensoren oder Aktoren können solche alltäglichen Dinge erweitern und sie mit IP-fähigen Netzwerken verbinden. Dadurch lässt sich das Funktionsspektrum des jeweiligen Gegenstands erweitern, indem zum Beispiel Daten gesammelt und anschließend aufbereitet in einer Smartphone-App dargestellt werden oder man verschiedene Aktionen über eine Smartphone-App auslösen kann. Je nach Budget kommt zur Erweiterung meistens entweder ein Raspberry Pi, ESP8266 oder ähnliche Hardware zum Einsatz. In dieser Arbeit entwickeln wir einen Prototyp eines smarten Briefkasten-Systems, welcher mithilfe von RFID-Tags für Briefe gespeicherte Metadaten lesen und an den Nutzer weiterleiten kann. Zusätzlich ist unser Prototyp als Produkt nachrüstbar und passt in viele Briefkastenmodelle. Neben einem niedrigen Stromverbrauch wurden niedrige Kosten erzielt. Außerdem kann unser System mit mehreren schnell aufeinander folgenden Briefen umgehen und die Daten korrekt einlesen. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2143 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 73 EP - 82 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Kleimaier, Alexander T1 - Optimierung des Systemverhaltens eines Axialflussmaschinenantriebs durch Rotorgeometrieanpassung T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Axialflussmaschinen bieten mit ihrer planaren Geometrie die Möglichkeit, ein einfach herstellbares und gut skalierbares Maschinenkonzept zu realisieren, das gleichzeitig eine hohe Drehmomentausbeute bei kompakter Bauweise ermöglicht. Gerade bei geringen Stückzahlen und speziellen Einsatzgebieten, die eine Anpassentwicklung erfordern, ist das von Vorteil. An der Hochschule Landshut wurde in diesem Kontext ein neues Maschinenkonzept mit dem Namen „AxMDM“ entwickelt und patentiert. Besonderheit ist der Einsatz von U-Kernblechen für den Statoreisenkreis, was einen modularen und leicht skalierbaren Aufbau ermöglicht. Durch Anpassung der Geometrie des scheibenförmigen Rotors kann darüber hinaus das Betriebsverhalten des Antriebssystems optimiert werden, so zum Beispiel in Bezug auf gute Feldschwächbarkeit, den Einsatz als langsamdrehender Direktantrieb mit hohem spezifischen Drehmoment oder als schnelldrehende Variante, wobei jeweils entsprechende Vor- und Nachteile abzuwägen und Steuerverfahren bzw. die Reglerkonfiguration anzupassen sind. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2190 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 120 EP - 128 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Fischer, Horst A1 - Lohmann, Dirk A1 - Buchner, Peter A1 - Moll, Rüdiger A1 - Uhlig, Peter T1 - Sens-o-Spheres III – ein extrem miniaturisierter, drahtloser Sensor zur Prozessüberwachung in Bioreaktorsystemen T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Ziel des Sens-o-Spheres-Projektes ist die Entwicklung eines Messsystems zur durchgängigen Erfassung verschiedener Prozessparameter in Bioreaktoren. Zur Prozessüberwachung, -regelung und -optimierung in Bioreaktoren sollen die Temperatur, der pH-Wert und der Gehalt an gelöstem Sauerstoff innerhalb des Reaktors ortsaufgelöst erfasst werden. Dazu werden miniaturisierte Sensoren verwendet, die im Bioreaktor verteilt sind und die erfassten Messdaten drahtlos an eine Basisstation übertragen. Die im Beitrag beschriebenen Sensoren befinden sich in kleinen Kunststoffkugeln (d < 9 mm), die neben den eigentlichen Sensoren auch noch jeweils einen Mikrocontroller zur Datenauswertung, einen Transceiver zur Datenübertragung sowie die Stromversorgung in Form eines Akkumulators plus Ladeelektronik beinhalten. Die Ladung des Akkus erfolgt (außerhalb des Bioreaktors) kontaktlos über eine Induktionsspule, die in die Kugel integriert ist. Diese Induktionsspule bildet zusammen mit einer zusätzlichen Kapazität einen Schwingkreis, der auf 13,56 MHz abgestimmt ist. Beim Einsatz im Bioreaktor dient dieser Schwingkreis der Erzeugung eines Backscatter-Signals, welches die Ortung der Kugel ermöglicht, wodurch jedem Messwert eine Ortsinformation innerhalb des Bioreaktors zugeordnet werden kann. Die Messwerte werden in regelmäßigen Zeitintervallen erfasst und drahtlos an eine Basisstation übertragen, wo sie dann dokumentiert und ausgewertet werden. Es sind 3 Typen von Sensorkugeln geplant: - Sensorkugeln zur Temperaturmessung - Sensorkugeln zur Temperatur- und pH-Wertmessung - Sensorkugeln zur Temperaturmessung und Messung des gelösten Sauerstoffs Besondere Herausforderungen bei der Entwicklung der Sensorkugeln stellen die Miniaturisierung der Elektronik sowie die Minimierung des Stromverbrauchs dar. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2153 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 84 EP - 91 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Gackstatter, Felix A1 - Huber, Konstantin A1 - Rödiger, Tim T1 - Ein neuartiges Atomlagenthermosäulen-basiertes Sensorsystem für hochzeitaufgelöste Wandwärmestrommessungen T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Das Messprinzip der Atomlagenthermosäule (Atomic Layer Thermopile = ALTP) ermöglicht Wandwärmestrommessungen mit einer außergewöhnlich hohen Frequenzauflösung bis in den MHz-Bereich (Ansprechzeit ca. 1 μs). In diesem Beitrag wird die Entwicklung eines Sensormoduls zur Anwendung der ALTP in verbrennungsmotorischen Untersuchungen vorgestellt. Notwendige Kühlsysteme für das Sensormodul, basierend auf einer konvektiven Prallkühlung und einem geschlossenen System mit Wärmerohren, sind für Langzeitmessungen entwickelt worden. Abschließend wird ein Belastungsprüfstand und der Versuchsablauf für Sensormodultests inklusive Kühlsystemen vorgestellt. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2165 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 92 EP - 100 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Wimmer, Annette A1 - Steck, Marco A1 - Trommer, Lydia A1 - Thoß, Martin A1 - Reichel, Herbert T1 - Simulation von Foliensubstraten für mechatronische Module T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Der Beitrag betrachtet die Anwendbarkeit einer Tiefziehsoftware für die Simulation von Hochdruck-Umformprozessen. Das Hochdruckumformen ist eine Sonderform des Thermoformens, bei welcher mit höheren Umformdrücken, aber geringeren Substrattemperaturen gearbeitet wird. In herkömmlichen Thermoformprozessen werden die zu verformenden Substrate auf Temperaturen deutlich oberhalb der Glasübergangstemperatur geheizt, um diese mittels Vakuumtiefziehen auf ein einseitiges Werkzeug ziehen zu können. Für diese Prozessvariante werden Softwaretools bereits angewendet. Unter gezielter Anpassung der Prozessparameter kann die Software T-Sim für das Hochdruck-Umformen verwendet werden. Im vorgelegten Beitrag wird untersucht, wie sich die Software für die Anwendung bei bedruckten Foliensubstraten eignet. Die Software wurde eingesetzt um besonders beanspruchte Bereiche zu lokalisieren und die Bedruckung und Bestückung anzupassen. Zusätzlich wurde untersucht, inwieweit sich die Simulation dazu eignet, Prozessparameter für die Umformung in Hinblick auf die applizierten Leiterzüge auszuloten. Im Vergleich mit realen Prozessen konnte die prinzipielle Eignung bestätigt werden. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2201 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 130 EP - 139 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Voit, Harald A1 - Eder, Josef A1 - Klepatsch, Martin A1 - Pfau, Stefan A1 - Toth, Peter T1 - Intelligent eQUALIZER – Komponenten für ein aktives und intelligentes Automotive Fahrwerk T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Der zweifach ausgezeichnete TOP100 Innovator Deutschlands, die Silver Atena GmbH, entwickelte zusammen mit dem Partner RAPA die innovative Komponente für das derzeit beste aktive Fahrwerk der Welt. Es verbindet höchste Agilität und Fahrkomfort indem es individuell an jedem Rad die Feder- und Dämpferkräfte regelt. Notwendig hierfür ist das hochperformante Zusammenspiel von Hydraulik, Mechanik und Elektronik. Die hochintegrierte Motor-Pumpen-Einheit (MPE), der sogenannte „Intelligent eQUALIZER“, wurde 2018 mit dem „Daimler Special Award for Innovation“ ausgezeichnet. Der Intelligent eQUALIZER besteht aus einer Innenzahnradhydraulikpumpe, einer permanenterregten Synchronmaschine (PMSM) sowie einem 48 V, 3,5 kW Steuergerät inklusive Software und hochdynamischer Regelung. Die Hauptherausforderung lag in sehr hohen Anforderungen hinsichtlich Bauraum, Stabilität, Leistung und Dynamik. In diesem Beitrag wird speziell auf die Elektronik und die Regelung der PMSM eingegangen. Die Elektronik des Intelligent eQUALIZER besteht aus einer Leistungs- und einer Rechnerplatine. Beide Platinen sind bauraumoptimiert über einen Spritzgussträger verbunden. Zur Erfassung der Ist-Lage des Rotors dient ein Rotor-Positionssensor. Daneben stellt die Elektronik zahlreiche Zustandsgrößen der MPE über einen CANBus zur Verfügung. Die integrierten Überwachungs- und Diagnosefunktionen ermöglichen größtmögliche Funktionssicherheit, so dass das Gesamtsystem mit ASIL-C entsprechend ISO 26262 bewertet ist. Die größten Herausforderungen für die Regelung sind die auftretende Drehzahldynamik und Leistungsbeschränkungen durch Vorgaben des Bordnetzes. Ersteres tritt auf, da Einwirkungen der Fahrbahn auf das Fahrwerk sehr kurzfristig und hochdynamisch erfolgen. Letzteres, da der Intelligent eQUALIZER im Gesamtsystem Auto nur einen Nebenverbraucher darstellt. Zur Regelung des Fahrkomforts wird die PMSM im Vierquadrantenbetrieb mit der Möglichkeit zur Rückspeisung in die Batterie mit einer feldorientieren Regelung in Feldschwächung mit Raumzeigermodulation betrieben. Der Fahrkomfortregelung ist eine hochdynamische Leistungslimitierungsregelung überlagert. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2181 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 111 EP - 119 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Fyraj, Klajdo A1 - Firsching, Peter ED - Ivanov, Artem ED - Bicker, Marc ED - Patzelt, Peter T1 - Using Augmented Reality to Enhance the Capabilities of Human-Machine Interaction in Industry T2 - Tagungsband 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018: „Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung“ N2 - The user interface of automation systems can sometimes be ambiguous and difficult to correlate with the right components of the system located in the real environment. In addition, inexperienced personnel is required to go through large documentation reports, to call an expert on site or even to require training in order to solve an issue. As such, this could be costly and inefficient for small and medium sized enterprises (SME). Here we show that an augmented reality (AR) based user interface can ease the interaction of a user/worker with a machine. In addition, by projecting virtual information on an image stream from a camera, the interaction between them can become more intuitive. Furthermore, we compare two kinds of devices which can be used with augmented reality – a head-mounted device and a hand-held device. Our results demonstrate that the user is able to understand faster the current system and interact with it without requiring any professional experience. Finally, we expect to expand our application to interact with more complex and large systems and enhanced features in respect with the user interface. Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-1683 SN - 978-3-9818439-1-0 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018 mit dem Titel "Von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung" am 11. April 2018 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2018. ISBN 978-3-9818439-1-0. SP - 132 EP - 142 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Melekhov, Evgeny A1 - Abb, Valerius A1 - Lechner, Alfred A1 - Kammler, Martin T1 - Development of a glass-fiber-based spectrometer for the determination of drug residues in groundwater T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Within the scope of this project, a portable measuring device has been developed which enables a cost-effective analysis of organic substances from ppm to sub-ppm range, such as drug residues in groundwater. The measurement is carried out by means of a surface-enhanced Raman scattering effect (SERS effect) and an exchangeable sensor head. The sensor head used is a nanostructured optical glass fiber glued into a fiber cannula. The tip of the fiber has been processed to act as a SERS cell. The fiber cannula is connected to a freely movable patch cable by using an adapter. Para-thiocresol is used to characterize the SERS cells. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2174 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 101 EP - 109 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Silberbauer, Theodor A1 - Lindner, Matthias A1 - Schreiner, Rupert T1 - Charakterisierung der dielektrischen Barrierenentladung von Mikroplasmaaktuatoren in Abhängigkeit der Substratdicke T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Gezeigt wird die Realisierung und Charakterisierung von miniaturisierten dielektrischen Barrierenentladungen (DBD) die mittels mikroelektromechanischer Methoden (MEMS) auf Dünnschichtsubstraten hergestellt wurden. Im Vergleich zu makroskopischen Plasmaaktuatoren (PA) konnte die Zündspannung deutlich reduziert und der Leistungseintrag erheblich gesteigert werden. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2130 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 64 EP - 72 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Schweigart, Helmut A1 - Gilbert, Freddy T1 - Zuverlässigkeitssteigerung durch Ionenäquivalent und Ionenchromatographie messen T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Der Anspruch der Elektronikindustrie an fehlerminimierte Produktionsabläufe, kontinuierliche Qualitätssicherung und geringe Feldausfälle unterliegt einem fortdauernden Verbesserungsprozess. Der Bedarf an zuverlässigen und aussagekräftigen Testmethoden, um diese Ansprüche zu erreichen, ist daher zwingend erforderlich. In diesem Zusammenhang gilt der ROSE-Test seit Jahrzehnten als schnelle und zuverlässige Analysemethode. Mit der Ionenchromatographie steht erstmals ein fortgeschrittenes Verfahren zur Verfügung, um ROSE-Grenzwerte festzulegen. Elektronische Baugruppen sind heute so komplex wie nie zuvor und in fast jedem Lebensbereich anzutreffen. Ob Automotive, Unterhaltungselektronik, Medizintechnik oder Luft- und Raumfahrt – überall steigt der Bedarf an zuverlässigen und technisch einwandfreien elektronischen Baugruppen. Für jeden Hersteller stellt sich somit die Frage: Welche Möglichkeiten gibt es, um die Qualität der Fertigung kontinuierlich zu überwachen, teure Fehlproduktionen oder mögliche Feldausfälle frühzeitig zu erkennen und somit im besten Fall sogar zu vermeiden? Der Ausfall von elektronischen Baugruppen im Feld stellt für jeden Elektronikfertiger den wohl schlimmsten Problemfall dar. Denn ein Feldausfall kostet in erster Linie Geld. Er zeigt aber auch, dass das ursächliche Problem ein kritisches gewesen ist, welches in der laufenden Produktion sowie der Qualitätssicherung nicht erkannt wurde. Eine weitverbreitete Ausfallursache bei elektronischen Baugruppen ist mangelnde Reinheit. In erster Linie sind damit ionische Verunreinigungen gemeint, welche sich auf der Oberfläche der Baugruppe befinden und dann zu den typischen Ausfallursachen wie Korrosion, elektrochemischer Migration oder Kurzschlüssen im Zusammenspiel mit Feuchte führen können. Probleme müssen aber nicht erst im Laufe eines Lebenszyklus von Baugruppen auftreten. Schon während der Fertigung kann auf der Baugruppe zurückbleibende Verunreinigung zu Problemen beim Lackieren (Coating) oder Vergießen führen. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2111 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1. SP - 49 EP - 53 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Brunner, Bernhard A1 - Uhl, Detlev A1 - Dils, Christian A1 - Garbacz, Kamil A1 - Stagun, Lars ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Elektronik in e-textiles: wie verbindet man Elektronik und Textilien? T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - Für e-textiles Anwendungen wie z.B. für Heizflächen, zur Vitaldatenerfassung, zum Ergonomiemonitoring, Beleuchtungen oder für innovative Bedienkonzepte sind textilintegrierte Sensoren und textilkonforme elektronische Bauteile essentiell. Daraus entstehen große Anforderungen bzgl. Tragekomfort, Waschbarkeit, Designfreiheit, Signalstabilität und kostengünstiger Herstellprozesse. Silicon bietet eine hohe Dehnbarkeit, extrem hohe chemische und mechanische Robustheit und ist damit ideal geeignet zur Integration in dehnbare Textilien. Druck-/Dehnungssensoren, Heizflächen oder Elektroden, die am Fraunhofer ISC hergestellt wurden, lassen sich mittels etablierten Textil-Drucktechniken oder mit Klebeverfahren in unterschiedlichste Bekleidungen und technische Textilien einarbeiten. Antennen und Signalleitungen in Textilien lassen sich durch Stick- und Stricktechniken realisieren. Schwieriger wird die Verbindung zwischen elektronischen Baugruppen. Konventionelle Kontaktierungsmethoden für e-textiles wie Druckknöpfe, Leitkleber, Crimpen, Löten, Sticken oder Nähen erzeugen oft Probleme wie verminderte Leitfähigkeit, geringe mechanische Zuverlässigkeit sowie ungenügende Waschbarkeit. Die am Fraunhofer IZM entwickelte Klebetechnologie bietet große Vorteile textile Substrate und elektronische Module in einem Schritt mechanisch und elektrisch zuverlässig miteinander zu verbinden. Die gebondeten Kontakte zeigen sehr gute Zuverlässigkeit bei zyklischer Temperatur- und Feuchtigkeitsbelastung sowie nach der Waschreinigung. Während des non-conductive adhesive (NCA)-Bondprozesses schmelzen der nichtleitende Klebstoff und die optionale thermoplastische Drahtisolierung und werden von den Kontaktstellen weggedrückt. Nach dem Abkühlen härtet der Klebstoff aus und die Module werden in einem Schritt mechanisch und elektrisch verbunden. Im Gegensatz zum Flip-Chip-Lötverfahren ist das Hinzufügen eines Underfills nicht notwendig, da die bereits am Prozess beteiligten Klebstoffe auch diese Funktion übernehmen. Mit der Bonding-Technologie lassen sich verschiedenste textilintegrierte Schaltungen kontaktieren: gestickte, gewebte, gestrickte oder textilbasierte Schaltungen, auch mit (thermoplastischer) Isolierung. Am Beispiel des BMBF-Projekts „TheraTex“ wird zur therapeutischen Unterstützung von Hemiparese-Patienten ein multisensorisches e-textiles Kleidungsstück entwickelt, das auf SmartIMU-Modulen (IMU = inertial measurement unit) und DES-Sensoren (DES = Dielektrische Elastomer Sensoren) basiert, die mittels NCA-Bonding auf einem textilen Leiterbus kontaktiert und somit in das Textil integriert wurden. Die (mikro-)elektronische Datenverarbeitung und Signalinterpretation erlaubt Aussagen über muskuläre Beanspruchungen und zur Haltung/Bewegung. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3574 SN - 978-3-9818439-6-5 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2022 am 06. April 2022 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2022. ISBN 978-3-981439-6-5 SP - 10 EP - 20 ER - TY - CHAP A1 - Wimmer, Annette A1 - Thoß, Martin A1 - Hühnel, Thomas A1 - Reichel, Herbert ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Simulation von Foliensubstraten für mechatronische Module N2 - Ein Ziel bei der Herstellung von Conformable Electronics ist die immer zunehmende Miniaturisierung. Ein Ansatz ist die direkte Bestückung der gedruckten Elektronik mit SMD Bauteilen. Innerhalb dieses Herstellungsprozesses müssen die Bauteile jedoch großen Belastungen standhalten. Für diese Studie werden Null Ohm SMD-Widerstände unterschiedlicher Größe mittels Leitkleber auf PC/PBT-Folie appliziert und anschließend mittels High-Pressure Forming Prozess verformt. Die Bauteile befinden sich in Bereichen mit unterschiedlicher lokaler Dehnung. In dieser Untersuchung werden die Einflüsse des Hinterspritzens bei unterschiedlichen Prozessparametern auf verformten Folien mit Bauelementen der Größe 0603 und ebenen Bauteilen der Größe 0805 untersucht. Betrachtet wird in dieser Studie der Einfluss der Schmelzetemperatur und der Einspritzgeschwindigkeit. Es erfolgt eine elektrische Auswertung bezüglich Ausfall und Widerstandsänderung hinsichtlich Lage und Dehnungsgrad nach dem Hinterspritzen. Die aufgeklebten Komponenten wurden in Bereichen verschiedener lokaler Verformungen positioniert. Die Ausrichtung der Bauelemente ist alternierend in und quer zur Schmelzerichtung erfolgt. Zur Beurteilung des Einflusses wurden verschiedene Einspritzgeschwindigkeiten ausgewertet. Elektrische Komponenten können in Bereichen bis zu 15 % Dehnung aufgebracht werden, ohne dass diese Beschädigung erfahren. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3599 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 32 EP - 42 ER - TY - CHAP A1 - Böhmisch, Markus A1 - Federl, Andreas A1 - Sulzinger, Martin A1 - Bauernfeind, Dieter ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Stromversorgungen mit digital konfigurierbarer Regelung für Embedded-Systeme: BT - Anwendungen / Grundlagen / Ausblick T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - Auf dem Weg zu Industrie 4.0 entwickeln sich zunehmend Applikationen für Stromversorgungen mit digital konfigurierbarer Regelung und Betriebsdatenerfassung. Durch eine Analyse der Betriebsdaten kann eine Überwachung der Stromversorgung und eines angeschlossenen Verbrauchers realisiert werden. Dadurch können die Zuverlässigkeit des Systems und die Wartungsplanung optimiert werden. Des Weiteren erhöht die Einstellbarkeit der Stromversorgungen die Flexibilität, welche beispielsweise bei Batterieapplikationen benötigt wird. Bei einer Stromversorgung mit digital konfigurierbarer Regelung wird der Controller für den Wandler mit einem Mikrocontroller realisiert, der analoge Komponenten zur Regelung enthält. Hiermit kann eine Voltage-Mode Regelung sowie eine Current-Mode Regelung umgesetzt werden. Die Current-Mode Regelung ist für den Einsatz bei PoLWandler (Point of Load) aufgrund der Regeleigenschaften und des Überstromschutzes vorteilhafter. Die Schutzfunktionen können beim hybriden Konzept analog oder digital realisiert werden. Während der Kurzschlussschutz analog mit einem Komparator umgesetzt wird, können die weniger kritische Über- und Unterspannungsabschaltung auch softwareseitig ausgelöst werden. Bei Stromversorgungen wird zur Auslegung und Verifikation der Regelung üblicherweise das Frequenzkennlinienverfahren angewendet. Hierbei kann das mathematische Modell für die Regelstrecke durch eine Messung an der realen Schaltung ersetzt werden. Durch die Verwendung der Messung werden sämtliche parasitären Effekte berücksichtigt, weshalb die Regeleigenschaften exakt eingestellt werden können. Dies ist notwendig, um bei der Versorgung von taktenden Lasten über den gesamten Arbeitsbereich eine ausreichende Regelgeschwindigkeit und Stabilität sicherzustellen. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3588 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 21 EP - 30 ER - TY - CHAP A1 - Huber, Konstantin A1 - Gackstatter, Felix A1 - Rödiger, Tim ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Untersuchung von Miniatur-Verstärkersystemen für Breitbandsensorsignale am Beispiel des ALTP-Messsystems T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - Im Rahmen dieser Untersuchung wird mit Hilfe einer direkten Integration eines miniaturisierten Messverstärkersystems in das Sensorgehäuse eines ALTP-basierten Wärmestromsensors ein Ansatz zur Erhöhung des Signals-zu-Rausch Verhältnisses verfolgt. Berücksichtigt werden hierbei der begrenzte Bauraum im Messmodul, ein möglichst hohes Verstärkungsbandbreitenprodukt und sich stark ändernde thermische Randbedingungen. Die thermischen Bedingungen sind eine direkte Folge der Systemintegration der Sensoren in wandnähe von thermisch hochbelasteten Bauteilen. Es werden verschiedene Strategien zur Signalverstärkung verfolgt: Zum einen werden Einzelchiplösungen, zum anderen werden chopper-stabilisierte Verstärker mit einem nahezu Nulldriftverhalten in einer Multistufenanordnung verwendet. Alle Systeme werden in einem für Wärmestromsensoren typischen konvektiven Einsatzszenario getestet. In den Untersuchungen zeigten sich Vorteile für eine direkte Integration des Messverstärkersystems im Bereich der Signalcharakteristik und des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses. Zusätzlich konnte eine signifikante Vereinfachung der Messkette erreicht werden, welche die Fehleranfälligkeit durch Bedienfehler stark reduziert. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3631 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 71 EP - 80 ER - TY - CHAP A1 - Gackstatter, Felix A1 - Huber, Konstantin A1 - Rödiger, Tim ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Bestimmung der thermischen Parameter Wärmeleitfähigkeit und -kapazität einer Lithium-Ionen Pouch-Zelle T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - Die thermische Auslegung und Simulation nimmt einen immer höheren Stellenwert in der Entwicklung von Batteriesystemen ein. In dieser Studie wird ein Prüfverfahren zur zerstörungsfreien und nichtinvasiven Ermittlung der Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit von Lithium-Ionen Pouch-Zellen vorgestellt und die Messergebnisse mit Literaturdaten verglichen. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3622 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 60 EP - 70 ER - TY - CHAP A1 - Ivanov, Artem ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Untersuchungen zu Aufbau- und Verbindungstechnologien für gedruckte Schaltungen N2 - Die mit den Methoden der gedruckten Elektronik realisierten Schaltungsträger sind oft auf Substratmaterialien hergestellt, die eine relativ schlechte Temperaturstabilität aufweisen und nicht dem Standardlötprozess unterzogen werden können. Um elektrische Verbindungen auf solchen Leiterplatten zu erstellen, müssen die Montageprozesse angepasst werden. Im Beitrag werden drei Methoden der elektrischen Kontaktierung – mittels isotroper und anisotroper Klebstoffe sowie des Lötens – anhand der im Labor für elektronische Hybridschaltungen der Hochschule Landshut hergestellten Demonstratoren gegenübergestellt. Es werden die Daten zur Auswahl des Substratmaterials und der Siebdruckpasten aufgeführt sowie die eingesetzten Verbindungsmaterialen angegeben. Die Testergebnisse zur Stabilität gedruckter Strukturen im Klebeprozess werden gezeigt sowie die Ergebnisse der Untersuchungen zur Lötbarkeit einiger Siebdruckpasten auf Silber- und Kupferbasis unter Einsatz von Niedertemperaturlotlegierungen vorgestellt. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3600 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 43 EP - 50 ER - TY - CHAP A1 - Münch, Andreas A1 - Frauenschläger, Tobias A1 - Mottok, Jürgen ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Integration of a Security Gateway for Critical Infrastructure into Existing PKI Systems T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - The Transport Layer Security (TLS) protocol is used to cryptographically secure network connections. To ensure authenticity, TLS uses certificates that are exchanged at the beginning of each new connection. Due to expiration or early revocation of certificates, the deployment of new certificates to devices in the field is necessary. In addition, a device must identify revoked certificates during connection establishment to abort the connection. This paper presents the implementation of these two functionalities within a Security Gateway for the power grid. The nature of embedded systems with their limited resources and requirements regarding dependability impact the device-specific implementation. With these features, the Security Gateway can be integrated into an existing Public-Key Infrastructure System. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3650 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 88 EP - 97 ER - TY - CHAP A1 - Seehuber, Stefan A1 - Crämer, Peter A1 - Kipfelsberger, Stefan A1 - Versen, Martin ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - EtherCAT Gateway für eine Arduino basierte LuftqualitätsMessung zur Visualisierung an eine Beckhoff SPS T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - Die Luftqualität in Innenräumen ist besonders ausschlaggebend für die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit [1] – und in Zeiten von Corona auch für den Infektionsschutz. Die Qualität der Luft kann u.a. aus dem CO2-Gehalt, der Temperatur, der Luftfeuchte und verschiedenen Feinstaubwerten abgeleitet werden [2]. Die Entwicklung eines Messsystems zur automatischen Messung der Luftqualität und der Übertragung der Messdaten an eine Software-SPS wird auf Basis einer Bachelor-Arbeit [3] vorgestellt. Dies beinhaltet die Softwareentwicklung in diversen Systemkomponenten und die Inbetriebnahme eines funktionsfähigen Prototyps. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3666 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 98 EP - 106 ER - TY - CHAP A1 - Rahiman, M. Fuad A1 - Berndt, Dominik A1 - Schreiner, Rupert ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Micro-wire Pirani with temperature-stabilized Environment T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - We present a Pirani vacuum gauge with an actively temperature-stabilized environment. The heated sensor element is surrounded by two elements that are temperaturecontrolled to a certain level below the temperature of the heated sensor element. The idea is to create a homogeneous temperature distribution, which allows keeping the ambient temperature constant, thus increasing the accuracy and repeatability of vacuum measurements. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3614 SN - 978-3-9818439-6-5 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Tagungsband zum 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2022 am 06. April 2022 an der Hochschule Landshut. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2022. ISBN 978-3-981439-6-5 SP - 52 EP - 59 ER - TY - CHAP A1 - Wituski, Janusz A1 - Kleimaier, Alexander ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - GaN Leistungsmodul mit IMS Substrat für eine 3-LevelFlying-Capacitorschaltung an 800 V DC T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - In Hybrid- und Brennstoffzellenfahrzeugen werden Traktionsbatterie und Brennstoffzelle über einen DCDC-Wandler an das Hochvoltbordnetz angebunden, um die Bordnetzspannung zu stabilisieren und das gewünschte Spannungsniveau einzustellen, typischer Weise 800 V. Um die passiven Komponenten (Drossel, Kondensator) entsprechend leicht und kompakt gestalten zu können, sind möglichst hohe Schaltfrequenzen des DCDC-Wandlers notwendig. Gleiches gilt für den elektrischen Turbokompressor, welcher für Brennstoffzellen benötigt wird – hier muss der speisende Inverter besondere Anforderungen erfüllen, z.B. einen sehr niedrigen Stromripple. Die idealer Weise erforderlichen Schaltfrequenzen von über 300 kHz sind derzeit nur mit GaN-Transistoren umsetzbar. Das Spannungsfenster im Hochvoltbordnetz reicht aktuell bis 800 Volt, GaN-Transistoren sind derzeit allerdings nur für Sperrspannungen bis 650 Volt auf dem Markt verfügbar. Aufgrund dessen ist der Einsatz einer 3-LevelTopologie notwendig, welche des Weiteren Vorteile hinsichtlich EMV bietet. Jedoch stellt dies höhere Anforderungen an Schaltungstopologie und Schaltungsträgerlayout als bei einer vergleichbaren, standardmäßig eingesetzten 2-Leveltopologie mit 1200 V-Halbleitern. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3697 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 127 EP - 136 ER - TY - CHAP A1 - Kokorsch, Marcel A1 - Vidal, Jonas A1 - Dietl, Guido ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Zweipfadmodell für die RSSI-basierte Entfernungsschätzung im ISM-Frequenzband T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - In diesem Konferenzbeitrag wird zunächst ein gängiges mathematisches Modell für die RSSI-basierte Entfernungsschätzung vorgestellt und physikalische Einflüsse auf den Übertragungskanal werden diskutiert. Im Rahmen einer empirischen Untersuchung wird festgestellt, dass Effekte der Mehrwegeausbreitung durch dieses Modell nicht abgebildet werden. Auf der Grundlage dessen wird ein erweitertes mathematisches Modell, welches Interferenzen durch Mehrwegeausbreitung berücksichtigt, vorgestellt. Daraus lassen sich neue Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen Entfernung und RSSI-Wert gewinnen, aus welchen wiederum verbesserte Verfahren für die RSSI-basierte Entfernungsschätzung generiert werden können. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3718 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 148 EP - 157 ER - TY - CHAP A1 - Arlt, Stefan-Alexander A1 - Mock, Markus U. ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Upilio – Reallabor als Energiedatenmanagement T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - Energieeffizienz – Einsparpotenziale erkennen – CO2-Emissionen erfassen und reduzieren zu können. Das war bereits 2015 Anlass und Initiative der Beteiligten, für die Hochschule Landshut (HAW) ein gebäudebezogenes Energiedatenmanagementsystem (EnMS) zur Erfassung verbrauchsrelevanter Daten auf dem Campus zu planen und mit der Umsetzung zu beginnen. Einer der wichtigsten Anforderungen für ein EnMS war, die unterschiedlichen Energiearten und ihre jeweiligen Verbräuche in den einzelnen Gebäuden der Hochschule zu erfassen. Bis dahin konnte nur der gesamte Energieverbrauch der Hochschule auf Basis der Abrechnungen des Energieversorgers beziffert werden. Die Daten des Campus wurden bis dahin meist noch händisch erfasst, vereinzelt gab es eine eingeschränkte automatische Erfassung. Insgesamt führte das zu einer asynchronen zeit- und personalintensiven Datenerfassung an den bis dahin existierenden Messstellen. Um die Daten analysieren und bewerten zu können, müssten sie zusammengefasst und abgespeichert werden können. Mit dem Team ist es gelungen, eine automatisierte und synchrone Erfassung der an der Hochschule anfallenden Energie- und anderer für Energieverbräuche relevanten Daten wie Wasserverbräuche und Wetterdaten aufzubauen. In dem mittlerweile existierenden Reallabor werden gebäudeweise sämtliche verbrauchsrelevanten Daten, mit rund 100 Messstellen auf dem Hauptcampus, erfasst. Die Messwerte werden im Viertelstundentakt ausgelesen. Ziel unseres Projektes ist der Aufbau eines herstellerunabhängigen EnMS, das sowohl für den technischen Dienst als auch für die Lehre, Forschung und Entwicklung genutzt werden kann. Als eine der ersten Hochschulen – wenn nicht sogar als erste Hochschule – in Bayern wird hier ein derartiges EnMS in dieser umfassenden Ausbaustufe und Projektkonstellation betrieben. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3670 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 107 EP - 116 ER - TY - CHAP A1 - Mohan, Nihesh A1 - Bhogaraju, Sri Krishna A1 - Saccon, Rodolfo A1 - Gordon, Elger ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Copper sintering for microelectronics application T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - In this paper, we report the recent research and development at the Technische Hochschule Ingolstadt (THI) on Cu based sinter pastes and conductive inks for applications in the field of high power electronics packaging and printed electronics. Cu based sinter pastes have been developed for low temperature (250-275°C), rapid (3-5 min) and low pressure (≤20 MPa) die-attach bonding process in an open bond chamber under N2 flow. A simple two-step sintering process similar to industrialized Ag sintering processes is implemented, thereby offering an attractive, cost-effective alternative that can be used on the same equipment currently used for Ag sintering under pressure. The average shear strength of 60 MPa which is comparable to commercial micro-scale Ag sinter pastes under same processing conditions is reported. Based on the development of Cu die-attach materials, also Cu inks for printed electronics were developed by complexing Cu(II) formate salt with an alkanol amine generating in-situ nanoparticles (ranging from 100-500 nm) after decomposition at lower temperatures (<160°C). Fine Cu traces of ~100 µm width are realized through ink-jet printing. The sintered inkjet printed traces gave a bulk resistivity value of 102 µΩcm for a trace of thickness 2.5±0.5 µm. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3683 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 118 EP - 126 ER - TY - CHAP A1 - Rebhan, Matthias E. ED - Artem, Ivanov ED - Marc, Bicker ED - Peter, Patzelt T1 - Nano-3D-Druck zur Sensorentwicklung T2 - Tagungsband 3. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI N2 - Die Miniaturisierung von Mikrosensoren stellt immer größere Anforderungen an die Fertigungsprozesse. Parallel dazu wächst der Bedarf an hochgenauen Bauteilen, die individuell auf einzelne Systeme abgestimmt sind. Gerade die Herstellung dreidimensionaler Mikrosysteme & MEMS ist aufwendig und kompliziert. Der nano-3D-Druck (2-Photonenpolymerisationsprozess) ist eine junge Technologie mit großem Potential in diesem Bereich. Mit ihm lassen sich dreidimensionale Strukturen deutlich kleiner als 1 μm und Oberflächenrauigkeiten unter 100 nm realisieren. Im Folgenden werden die Technologie und der Prozess des nano-3D-Drucks erläutert. Anschließend werden Anwendungsbeispiele aus dem Bereich der Optik, der Biotechnologie und der Sensorik vorgestellt. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-3641 SN - 978-3-9818439-6-5 SP - 81 EP - 86 ER -