Praktikum Entwurf und Realisierung eines Spannungswandlers mit Standardbausteinen aus der Mikroelektronik
| Vortragende/r (Mitwirkende/r) | |
|---|---|
| Nummer | 0000006078 |
| Art | Praktikum |
| Umfang | 5 SWS |
| Semester | Wintersemester 2025/26 |
| Unterrichtssprache | Deutsch |
| Stellung in Studienplänen | Siehe TUMonline |
| Termine | Siehe TUMonline |
Teilnahmekriterien
Siehe TUMonline
Anmerkung: Die Teilnehmerliste ist vorerst auf 16 Teilnehmer beschränkt. Es wird 2 Labortage geben, an denen jeweils 4x 2er Teams ins Labor können und Tutorstunden stattfinden. Diese Tage werden während des Kick-Off Termins festgelegt. D.h. jede Gruppe kann 1x pro Woche ganztägig das Elektroniklabor nutzen. Fixplätze werden während der Kick-Off Veranstalung vergeben. Die Teilnhame daran ist deshalb verpflichtend. Sollten mehr als 16 Studierende anwesend sein, werden die Plätze in folgender Reihenfolge vergeben: - Studenten höheren Fachsemesters haben Vorrang - First-Come-First-Serve Prinzip (Anmeldezeit) vergeben.
Anmerkung: Die Teilnehmerliste ist vorerst auf 16 Teilnehmer beschränkt. Es wird 2 Labortage geben, an denen jeweils 4x 2er Teams ins Labor können und Tutorstunden stattfinden. Diese Tage werden während des Kick-Off Termins festgelegt. D.h. jede Gruppe kann 1x pro Woche ganztägig das Elektroniklabor nutzen. Fixplätze werden während der Kick-Off Veranstalung vergeben. Die Teilnhame daran ist deshalb verpflichtend. Sollten mehr als 16 Studierende anwesend sein, werden die Plätze in folgender Reihenfolge vergeben: - Studenten höheren Fachsemesters haben Vorrang - First-Come-First-Serve Prinzip (Anmeldezeit) vergeben.
Beschreibung
Ziel des Praktikums ist die Regelung eines Spannungswandlers (Buck-Converter). Es gibt ein vorgefertigtes Demoboard, das alle Leistungsbauelemente enthält. Die Steuerung erfolgt mit einem XMC1100 Mikrokontroller von Infineon. Der Microcontroller besitzt eine Arduino-Oberfläche und kann somit leicht programmiert werden. Es werden keine Programmier-Vorkenntnisse erwartet.
Das Praktikum beginnt mit einfachen Versuchen, wie dem Blinken einer LED ("Hello World") und dem Einlesen von Spannungspegeln am Eingang des ADC des Mikrocontrollers. Zum Kennenlernen des Boards müssen verschiedene Sensoren ausgelesen werden und die Schematics verstanden werden.
Nach diesem Intro lernen die Studierenden die Funktionsweise einen Buck-Converters und verstehen den Entwurf sowohl eines digitalen als auch einen anlogen Reglers. Hierfür wird die Matlab-Software genutzt. Nach der erfolgreichen Implementierung werden noch verschiedene Messungen zur Charakterisierung der Performance gemacht. Hierbei lernen die Studierenden verschiedenes Laborequipment zu bedienen (Spannungsversorgung, Oszilloskop, etc.). Die analoge Reglerimplementierung erfolgt auf einem Breadboard mit bekannten ICs.
Das Praktikum beginnt mit einfachen Versuchen, wie dem Blinken einer LED ("Hello World") und dem Einlesen von Spannungspegeln am Eingang des ADC des Mikrocontrollers. Zum Kennenlernen des Boards müssen verschiedene Sensoren ausgelesen werden und die Schematics verstanden werden.
Nach diesem Intro lernen die Studierenden die Funktionsweise einen Buck-Converters und verstehen den Entwurf sowohl eines digitalen als auch einen anlogen Reglers. Hierfür wird die Matlab-Software genutzt. Nach der erfolgreichen Implementierung werden noch verschiedene Messungen zur Charakterisierung der Performance gemacht. Hierbei lernen die Studierenden verschiedenes Laborequipment zu bedienen (Spannungsversorgung, Oszilloskop, etc.). Die analoge Reglerimplementierung erfolgt auf einem Breadboard mit bekannten ICs.
Inhaltliche Voraussetzungen
Festkörper-, Halbleiter- und Bauelementephysik; Elektronische Schaltungen; Regelungstechnik 1
Lehr- und Lernmethoden
Die Arbeit erfolgt in 2er Teams nach Vorgabe des Skripts. Die Einteilung der Arbeit erfolgt nach selbständiger Einschätzung (es gibt keine Anwesenheitspflicht), jedoch gibt es empfohlene "Milestones" als Orientierung. Wöchentliche Tutorstunden (2-3 Std pro Termin) sollen helfen eventuelle Unklarheiten zu beseitigen.