Projektleitung:
Dominik Zupan
ElectrONiX MOOC Team:
Sabrina Koffler, Christoph Maier, Michael Fuchs, Nikolaus Czepl, Clara Scheiber, Ko Odreitz
Videoschnitt- und Ton:
Martin Schachl, Daniel Brantner (LLT TU Graz), Stefan Janisch (LLT TU Graz), Stefanie Frossard
Übersetzung:
Ćazim Sinanagić
Elektronik ist die Wissenschaft der Steuerung elektrischen Stromes. Die wohl wichtigsten Steuerelemente, die uns in der digitalen Elektronik zur Verfügung stehen sind Transistoren. Mit ihnen können digitale Berechnungen realisiert, sowie Speicherstrukturen gebaut werden.
Jedes elektronische System braucht jedoch eine Spannungsversorgung. Diese kann beispielsweise mit Linearreglern oder Schaltnetzteilen erfolgen. Sie bringen ihre individuellen Vor- und Nachteile mit sich. Dabei muss auch ein Auge auf die sogenannte elektromagnetische Verträglichkeit geworfen werden.
In diesem MOOC setzen wir uns hauptsächlich mit verschiedenen Spannungsversorgungen auseinander und erörtern ihre Stärken und Schwächen, auch in Hinblick auf elektromagnetische Verträglichkeit. Der Hauptfokus liegt somit auf den Themen Linearregler, Schaltnetzteile und Grundlagen der elektromagnetischen Verträglichkeit.
Der Kurs gliedert sich in drei Teile:
- Linearregler
- Schaltnetzteile
- Grundlagen der EMV
Die Lernziele der einzelnen Abschnitte sind in vier Lernzieltaxonomiestufen gegliedert und in den jeweiligen Abschnitten noch einmal genau ausgeführt. Der Übersichtlichkeit halber sind hier nur die Lernziele der höchsten Taxonomiestufe angeführt.
- Den Wirkungsgrad einer vorgegebenen Schaltung mit Linearregler berechnen und anschließend den Kühlkörper dimensionieren.
- Dimensionierung eines Buck-/Boost-/Invert.- Konverters im Continous Mode anhand vorgegebener Spezifikationen
- Die Wirkung von Schutzmaßnahmen und -konzepten gegen ESD interpretieren
- Abhilfemaßnahmen gegen Differential/Common Mode Störungen kommentieren
Der MOOC setzt nur ein paar grundlegende Kenntnisse der Elektrotechnik voraus. Zu diesen gehören:
- Ohmsches Gesetz,
- Kirchhoffsche Regeln,
- Wechsel- und Gleichstrom,
- Grundlagen elektrischer Bauelemente (Widerstand, Spule, Kondensator, Spannungs- und Stromquellen).
- Grundlagen der Elektronik (Dioden, Bipolartransistoren, MOSFETs, Transistorschaltungen und Operationsverstärker, siehe ElectrONiX - Amplifiers)
- Passive Filter und Resonanzkreise (Siehe ElectrOnix - Resonance)
Jede Einheit ist folgendermaßen aufgebaut:
- In den ersten Videos werden die theoretischen Grundlagen jeder Einheit geschaffen.
- Danach folgt eine freiwillige Selbstüberprüfung, mit der das gerade erworbene theoretische Wissen überprüft werden kann.
- Im darauffolgenden Block werden praktische Beispiele behandelt,
- wieder gefolgt von einer freiwilligen Selbstüberprüfung.
- Für besonders Motivierte gibt es dann noch zusätzliches Material. Das können Simulationsbeispiele oder detaillierte Ausarbeitungen sein.
- Zuletzt folgt eine Lernzielkontrolle. Um ein Zertifikat zu erhalten müssen hierbei mindestens 75% der Punkte erreicht werden.
- Bei positiver Absolvierung der Lernzielkontrolle gibt es einen Badge/ein Abzeichen.
Fragen können im begleitenden Forum gestellt werden. Diese können dann sowohl die Kursersteller*innen als auch die Teilnehmer*innen beantworten.
Zusätzlich wird zu jeder Einheit ein Badge erstellt, der als Bild heruntergeladen werden kann.
Dieses Werk ist lizenziert unter einer {licenselink}. Dies inkludiert alle Abbildungen mit Ausnahme aller Logos.
Dieser MOOC wurde mit Hilfe des METIS ("MicroElectronics, Training, Industry and Skills") Projektes im Rahmen des Erasmus+ Programms der Europäischen Union finanziert. Nähere Informationen zum Projekt gibt es unter https://www.metis4skills.eu/.
Lehrveranstaltungen
Dieser Kurs kann begleitend zur Lehrveranstaltung "Dimensionierung elektronischer Schaltungen, VO", "Dimensionierung elektronischer Schaltungen, UE", "Dimensionierung elektronischer Schaltungen, Labor", "Leistungslektronik, VO", "Electromagnetic Compatibility for Electronic Systems, VO", "Electromagnetic Compatibility for Electronic Systems, Laboratory" und "Electronic Circuit Design 3, VO" an der Technischen Universität Graz absolviert werden.