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Technische Universität Dresden
Institut für Feinwerktechnik und
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Themen für Diplomarbeiten

 

Beachten Sie bitte auch die aktuellen Angebote vor dem Raum BAR II/26 oder fragen Sie die Arbeitsgruppenleiter nach möglichen Themen!

 

 


Arbeitsgruppe Entwurfsautomatisierung
 

 

Elektronik- bzw. Sensor-Entwurf

In Zusammenarbeit mit der Dresdner Firma InfraTec GmbH werden folgende Themen angeboten:

(1) Konstruktion und Aufbau von Demonstratoren für Fabry-Pérot-(FP)-Mikrospektrometer: Es soll ein Messedemonstrator für einen ausgesuchten Anwendungsfall konstruiert, aufgebaut und getestet werden, beispielsweise für:

  • Messungen sehr geringer Konzentrationen von VOCs bzw. Kohlenwasserstoffgasen im ppm-Bereich. Dazu sind eine Langwegzelle (Multireflexionszelle) und ein hochempfindlicher Halbleiterdetektor zu nutzen.

  • Analyse von Flüssigkeiten mittels abgeschwächter Totalreflexion (ATR). Dazu sind ggf. zwei FP-Detektoren parallel zu betreiben.

(2) Methoden und Algorithmen für die Multimodenauswertung mit Fabry-Pérot-(FP)-Mikrospektrometer: FP-Mikrospektrometer arbeiten bisher als durchstimmbare schmalbandige Filter, indem eine einzelne Interferenzordnung isoliert wird. In der Arbeit sollen Ansätze erarbeitet und untersucht werden, mit denen es möglich ist, mehrere Interferenzordnungen des FPI gleichzeitig zu nutzen und damit den erfassbaren Spektralbereich zu erweitern:

  • Entwicklung, Untersuchung und Bewertung von Lösungsansätzen

  • Erarbeitung der dazu benötigten mathematischen Grundlagen

  • Experimentelle Untersuchungen und Erprobung an beispielhaften Anwendungsfällen

(3) Charakterisierung von MIR-LED-Strahlern und Optimierung der Betriebsparameter: Als Strahlungsquelle für IR-Gassensoren zeigen sich LEDs zunehmend als eine interessante Alternative zu thermischen Emittern. Aktuell gibt es einige Neuentwicklungen verschiedener Hersteller, die im Rahmen dieser Arbeit charakterisiert werden sollen.

  • Vergleichende Untersuchung von LEDs verschiedener Hersteller hinsichtlich maximaler Abstrahlung durch optimierte Betriebsbedingungen, Einfluss der Temperatur sowie passiver Kühlkörper zur Wärmeabfuhr, geometrische Abstrahlcharakteristik, spektraler Verteilung sowie Ansprechzeiten

  • Verbesserung eines vorhandenen Messplatzes hinsichtlich des Aufbaus sowie Implementierung der Software für eine automatisierte Ansteuerung und Datenerfassung

 

Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. habil. Jens Lienig
BAR II/20D, Tel. 463 34742
Jens.Lienigtu-dresden.de

 

 

Bestimmung von Reibparametern

Verschleißvorgänge in mechatronischen Systemen werden unter anderem durch Reibung hervorgerufen. Deshalb ist die genaue Charakterisierung von Parametern für Reibvorgänge erforderlich. Häufig sind die auftretenden Reibkräfte abhängig von Geschwindigkeit, Normalkraft und Oberflächenbeschaffenheit. Um den Reibprozess zu modellieren, sind deshalb Messungen erforderlich. Diese Messungen sind an einem geeignet anzupassenden Versuchsaufbau durchzuführen.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Matthias Thiele
BAR II/32, Tel.
463 36263
Matthias.Thieletu-dresden.de

 

 

Zuverlässigkeitsmodellierung elektronischer Baugruppen

Elektronische Baugruppen bestehen trotz fortschreitender Funktionsintegration aus einer Vielzahl von Komponenten, die unter gleichen Umgebungsbedingungen stark unterschiedliche Ausfallverhalten und -wahrscheinlichkeiten aufweisen. Um in frühen Entwurfsphasen Aussagen zur Zuverlässigkeit zu generieren und rechtzeitig Entscheidungen zur Verbesserung der Lebensdauer treffen zu können, ist die geeignete Modellierung von Ausfällen notwendig. Entsprechende Modelle für Einzelkomponenten sollen zusammengetragen und zu einem Modell zur Berechnung der Ausfallverteilung eines Systems verknüpft werden.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Matthias Thiele
BAR II/32, Tel.
463 36263
Matthias.Thieletu-dresden.de

 

 

Modellierung von Prozessen bei der Elektromigration

Elektromigration ist ein bedeutender Schadensprozess in den Leiterbahnen integrierter Schaltkreise. Simulationen von Stromdichten und mechanischen Beanspruchungen, die diesen Prozess beeinflussen, z.B. mit der Finiten-Elemente-Methode, sind Stand der Technik beim Entwurf hochintegrierter Schaltkreise. Zum besseren Verständnis der Vorgänge und weiterer Beeinflussungsmöglichkeiten zur Vermeidung von Schäden durch Elektromigration sind jedoch die stattfindenden Prozesse selbst zu modellieren. Dazu sollen effiziente Simulationsmethoden gefunden und implementiert werden.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Matthias Thiele
BAR II/32, Tel.
463 36263
Matthias.Thieletu-dresden.de

 

 

Transformation von Randbedingungen

Beim Entwurf analoger integrierter Schaltungen müssen eine Vielzahl von Randbedingungen berücksichtigt werden. Oftmals hängt der Zustand dieser Randbedingungen von Designparametern ab, die je nach Entwurfsschritt und verwendetem (Software-)Werkzeug nicht direkt manipuliert werden können. Sie müssen zuerst umgewandelt bzw. transformiert werden, um berücksichtigt werden zu können. Dazu werden innerhalb einer Zelle alle Randbedingungen und alle aktuellen Werte der Designparameter als mathematische Formeln betrachtet, um daraus neue Randbedingungen abzuleiten. Zu diesem Zweck kann z. B. ein Computer-Algebra-System verwendet werden. Dafür soll ein Verfahren entwickelt und implementiert werden.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Andreas Krinke
BAR II/27, Tel.
463 34705
Andreas.Krinketu-dresden.de

 

 

Untersuchung des Einflusses von Elektro-, Thermo- und Stressmigration

Durch die fortschreitende Strukturverkleinerung in der Mikroelektronik (14nm, 10nm, 7nm, ..., usw.) treten vermehrt Chipfehler auf. Ursache dafür sind oft ausgefallene Leiterbahnen aufgrund von Materialtransport. Der Materialtransport kann durch zu hohe Ströme, Temperaturen oder Stress verursacht sein. Ziel dieser Arbeit ist es zu untersuchen, welchen Einfluss Elektro-, Thermo- und Stressmigration in verschiedenen Einsatzgebieten haben. Dazu steht eine Simulationsumgebung am Institut zur Verfügung.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Steve Bigalke
BAR II/27, Tel.
463 34705
steve.bigalketu-dresden.de

 

 

Weiterentwicklung eines Verdrahtungswerkzeuges

Integrierte Schaltungen können aus mehreren tausenden bis hunderttausenden Standardzellen bestehen, die nach der Platzierung verdrahtet werden müssen. Um diesen Prozess anhand von Teststrukturen bzw. Schaltungen besser am Institut untersuchen zu können, wurde ein eigenes Verdrahtungswerkzeug entwickelt. Ziel dieser Aufgabe ist es, die aktuelle Implementierung in C/C++ weiterzuentwickeln. Dabei soll sowohl Laufzeit und Verdrahtbarkeit verbessert werden als auch die Berücksichtigung von Randbedingungen.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Steve Bigalke
BAR II/27, Tel.
463 34705
steve.bigalketu-dresden.de

 

 

Untersuchung von kommerziellen Verdrahtungswerkzeugen hinsichtlich ihrer Beeinflussbarkeit

Im digitalen Schaltungsentwurf existieren Entwurfswerkzeuge deren Funktionsumfang sehr universell gestaltet ist. Ein Beispiel dafür sind die bereitgestellten Schnittstellen eines Verdrahtungswerkzeuges. Bei diesem können Randbedingungen wie die Leiterbahnbreite extern vorgegeben werden und der Verdrahter berücksichtigt diese bereits während der Layoutgenerierung. Ziel dieser Arbeit ist es, diese Schnittstellen genauer zu untersuchen und zu charakterisieren. Dabei ist zu analysieren, in wie weit kommerzielle Tools am Markt durch externe Randbedingungen beeinflussbar sind und wie sich diese Randbedingungen im späteren Layout auswirken.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Steve Bigalke
BAR II/27, Tel.
463 34705
steve.bigalketu-dresden.de

 

 

Grundsteinlegung und Implementierung eines „timing-driven Placers“

Die digitale Schaltungserstellung wird oft iterative ausgeführt, da das initiale Ergebnis meist nicht allen Taktvorgaben genügt. Diesem Problem kann durch ein „timing-driven Placment“, also eine taktgesteuerte Platzierung, entgegen gewirkt werden. Dabei platziert man zeitkritische Standardzellen möglichst nahe aneinander, sodass die Mehrheit der Taktrandbedingungen eingehalten werden können. Ziel dieser Arbeit ist es, den Stand der Technik aufzuarbeiten und grundlegende Einflussfaktoren herauszuarbeiten. Außerdem soll ein geeigneter Platzierungsalgorithmus ausgewählt und später in C/C++ implementiert werden. Durch diese Arbeit soll der Grundstein für einen „timing-driven Placer“ gelegt werden.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Steve Bigalke
BAR II/27, Tel.
463 34705
steve.bigalketu-dresden.de

 

 

Finite-Elemente-Rechnung für Elektromigrationsuntersuchungen

Die Vorhersage der Lebensdauer von Leitbahnen, welche durch Elektromigration begrenzt ist, ist eine wichtige Voraussetzung für den Entwurf moderner integrierter Schaltkreise. Da für diese Vorhersage wichtige Parameter nicht exakt gemessen werden können, sind Simulationen erforderlich. Ziel der Arbeit ist es, mit Hilfe von freien Software-Paketen eine Methodik zur Berechnung Elektromigrations-relevanter Parameter zu entwickeln.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Matthias Thiele
BAR II/32, Tel.
463 36263
Matthias.Thieletu-dresden.de

 

 

 


Maschinelle Lernverfahren in der Entwurfsautomatisierung

Ohne automatisierte Methoden wäre der Layoutentwurf hochkomplexer elektronischer Schaltkreise nicht möglich. Neue Herstellungstechnologien bringen jedoch immer mehr Randbedingungen mit sich, welche beim Bewerten einzelner Lösungsvarianten zu beachten sind. Dadurch steigt der Rechenaufwand innerhalb der Optimierungsalgorithmen drastisch an. Neben dem aufwendigen manuellen Erstellen reduzierter (und damit ausreichend schneller) Kostenmodelle, bieten statistische Lernverfahren die Möglichkeit kostenaufwendige Bewertungen zu "erlernen" und deren Berechnung damit wesentlich zu beschleunigen. Die Arbeit soll untersuchen, inwieweit entsprechende Ansätze in der Entwurfsautomatisierung bereits Anwendung finden. Weiterhin ist ein maschinelles Lernverfahren beispielhaft auf ein ausgewähltes Entwurfsproblem (z.B. Floorplanning) anzuwenden und einem etablierten Ansatz gegenüberzustellen.

  • Recherche über maschinelle Lernverfahren in der Entwurfsautomatisierung

  • Erarbeiten eines geeigneten Beispielproblems (z.B. Platzierung, Kostenbewertung)

  • Lösung des Beispielproblems mithilfe eines maschinellen Lernverfahrens

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Robert Fischbach
BAR II/30, Tel.
463 35208
Robert.Fischbachtu-dresden.de

 


Optimierung von Package-Layouts für den Mikro-Transferdruck

Moderne Anwendungsfelder wie das Internet der Dinge oder autonomes Fahren treiben die wachsende Integration unterschiedlicher Komponenten in kompakte elektronische Baugruppen immer weiter voran. Die enge Integration von Sensoren, Aktoren, analogen und digitalen Schaltkreisen benötigt geeignete Fertigungstechnologien. Eine solche neue Fertigungstechnologie ist das Micro-Transfer-Printing (µTP). µTP ermöglicht die kostengünstige Herstellung heterogener Packages (z.B. Hall-Sensor auf CMOS-Schaltkreis). Neben vielen Vorteilen stellt das µTP den Layoutentwurf jedoch vor neue Herausforderungen. So müssen beispielsweise die Layouts der Einzelbestandteile aufeinander abgestimmt sein, aber auch die Randbedingungen der Fertigungstechnologie sind zu berücksichtigen. Die Aufgabe ist die Entwicklung bzw. Implementierung von Algorithmen zum fertigungsoptimierten Layoutentwurf.

  • Einarbeitung in die Fertigungstechnologie

  • Beispielhafter Entwurf eines integrierten Sensors

  • Recherche von (fertigungsorientierten) Co-Design Algorithmen

  • Entwicklung eines auf µTP zugeschnittenen algorithmischen Ansatzes

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Robert Fischbach
BAR II/30, Tel.
463 35208
Robert.Fischbachtu-dresden.de

 


Nutzung von Datenflussgraphen zur Beschreibung von Entwurfsabläufen

Die Entwicklung integrierter Schaltkreise basiert auf dem Zusammenwirken vieler Einzelschritte und dem Austausch von Entwurfsdaten zwischen ihnen. Fertiger bieten den Designern eine Hilfestellung, indem sie Abläufe für die verbreitetsten Entwurfswerkzeuge in Form von Skriptsammlungen zur Verfügung stellen. Diese "Flows" können dann an den jeweiligen Bedarf angepasst werden. Mit zunehmender Komplexität der Technologien und der Verfügbarkeit alternativer Entwurfswerkzeuge für die einzelnen Entwurfsschritte nimmt der Umfang dieser Skripte immer weiter zu und deren Handhabbarkeit immer weiter ab. In der Arbeit ist zu untersuchen, inwieweit Entwurfsabläufe grafisch dargestellt und ausführbar gemacht werden können. Eine solche grafische Beschreibung des Flows hätte viele Vorteile, beispielsweise eine einfachere Zugänglichkeit der Parameter auch für nicht-programmierende Designer sowie die Möglichkeit einzelne Schritte auszutauschen und neu zu verknüpfen.

  • Recherche von geeigneten Datenflussbibliotheken

  • Erarbeiten eines beispielhaften Entwurfsablaufs (z.B. digitale Layoutsynthese)

  • Entwicklung einer Software zur grafischen Bearbeitung von Entwurfsabläufen

  • Umsetzen des Beispielablaufs

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Robert Fischbach
BAR II/30, Tel.
463 35208
Robert.Fischbachtu-dresden.de

 


Arbeitsgruppe Entwurf elektronischer Systeme
 


Aufbau eines Versuchsstandes zum Charakterisieren von Wegmesssensoren

Zielsetzung: Ausgehend von einer Plattform zum linearen Positionieren soll ein Versuchsstand zum Charakterisieren von Wegmesssensoren aufgebaut werden. Damit von unterschiedlichen analogen und digitalen Verfahren (kapazitiv, induktiv, resistiv, optisch) gleichermaßen Kenngrößen wie die ein- und zweiseitige Wiederholpräzision, die absolute Messgenauigkeit und die Statistik von Schaltpunkten bestimmt werden können, sind zunächst die Messaufgaben zu formalisieren. Im Anschluss sind Messabläufe abzuleiten und exemplarisch umzusetzen. Dies beinhaltet den konstruktiven Entwurf einer einheit-lichen Sensorschnittstelle, gegebenenfalls die Anpassung der vorhandenen Hardware-plattform sowie das Erstellen einer Bediensoftware für einen PC.

Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Einarbeiten in den Arbeitsstand,

  • Recherche zu den Sensoren,

  • Vereinheitlichen der Messaufgabe,

  • Konstruktion einer einheitlichen Hardwareschnittstelle,

  • Implementieren einer Bediensoftware für den PC,

  • Charakterisieren und Dokumentieren der Ergebnisse.

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Frank Reifegerste
BAR II/32, Tel.
463 36296
frank.reifegerstetu-dresden.de

 


Entwicklung eines Kosinuskorrektors

Zielsetzung: Zum Messen der Beleuchtungsstärke muss das einfallende Licht abhängig vom Winkel bewertet werden. Hierfür werden kleine streuende optische Elemente mit unterschiedlichen Konstruktionsprinzipen eingesetzt. In der Arbeit sind die unterschied-lichen Verfahren zu recherchieren und zu bewerten. Im Anschluss soll ein Verfahren ausgewählt und exemplarisch für ein am IFTE entwickeltes Spektrometer umgesetzt werden. Zur Simulation steht das Optik-Simulationsprogramm Zemax zur Verfügung. Abschließend ist das erreichte Ergebnis experimentell zu charakterisieren und zu dokumentieren.

Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Recherche zu Kosinuskorrektoren,
  • Ableiten von Zielparametern,
  • Auswahl, Simulation und Optimierung eines Verfahrens,
  • Fertigung und Aufbau einer Messanordnung,
  • Charakterisieren und Dokumentieren der Ergebnisse.
     

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Frank Reifegerste
BAR II/32, Tel.
463 36296
frank.reifegerstetu-dresden.de

 


Treiberelektronik für einen mehrphasigen Lineardirektantrieb

Zielsetzung: Lineardirektantriebe gestatten das genaue und hochdynamische Positio-nieren. In konventionellen Lineardirektantrieben werden dabei mehrere Wicklungen des Antriebs gemeinsam von Strom durchflossen. Es ist zu erwarten, dass der Wirkungsgrad des Antriebs erhöht werden kann, wenn ausschließlich die für die Bewegung notwendigen Wicklungen angesteuert werden. Dies erhöht jedoch den schaltungstechnischen Aufwand der Ansteuerung, da jede Phase getrennt versorgt werden muss. In der Arbeit ist für diese Anwendung eine Ansteuerelektronik zu entwickeln, die Grundlage für weiterführende Arbeiten ist. Hierzu sind die elektrischen und zeitlichen Anforderungen zu ermitteln. Anschließend ist daraus eine Schaltung zur zeitlich synchronisierten Ansteuerung mehrerer Wicklungen abzuleiten, aufzubauen und zu charakterisieren.

Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Recherche zu Lineardirektantrieben und deren Ansteuerungsarten,
  • Ableiten von Anforderungen an die Elektronik,
  • Schaltungsentwurf,
  • Fertigung und Aufbau einer Platine,
  • Charakterisieren und Dokumentieren der Ergebnisse.
     

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Frank Reifegerste
BAR II/32, Tel.
463 36296
frank.reifegerstetu-dresden.de

 


Entwicklung einer kompakten Baugruppe zum Messen von Positionen

Zielsetzung: Durch Kombination eines linearen inkrementellen Sensors mit einem Interpolator lassen sich lineare Positionssensoren aufbauen, die eine Auflösung von einem Mikrometer bis zu 100 Nanometern haben. Üblich sind hierbei optische und magnetische Messprinzipe. Ausgehend von einer Marktrecherche zu den Messverfahren, den verfüg-baren Bauelementen des Sensors und Interpolators und den erhältlichen Maßver-körperungen sind Anforderungen an einen kompakten Positionssensor festzulegen. Nach-folgend ist die Elektronik und Mechanik der Sensorbaugruppe zu entwerfen, aufzubauen und zu charakterisieren.

Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Recherche und Bewertung von Messprinzipen, Sensoren, Interpolator-ICs und Maßverkörperungen,
  • Festlegen von Zielanforderungen,
  • Entwurf der Elektronik und Mechanik,
  • Fertigung und Aufbau der Baugruppe,
  • Programmierung der Sensorauswertung und des Kommunikationsprotokolls in der Programmiersprache C,
  • Charakterisieren und Dokumentieren der Ergebnisse.
     

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Frank Reifegerste
BAR II/32, Tel.
463 36296
frank.reifegerstetu-dresden.de

 


Charakterisierung des Übertragungsverhaltens von Schrittmotoren im
Mikroschrittbetrieb

Zielsetzung: Durch das Ansteuern von Schrittmotoren im Mikroschrittbetrieb lässt sich die Winkelauflösung verbessern. Mechanische Toleranzen, Reibungseffekte und Unzu-länglichkeiten der elektronischen Ansteuerung begrenzen jedoch die Auflösungs-verbesserung bei zunehmender Zahl der Mikroschritte.
In der Arbeit soll ein Versuchsaufbau konstruiert und aufgebaut werden, mit dem sich das elektronisch-mechanische Übertragungsverhalten unterschiedlicher Schrittmotor-Treiber-Kombinationen qualifiziert ermitteln lässt. Anhand einer Anzahl ausgewählter Beispiele ist abschließend die Funktionsfähigkeit des Aufbaus nachzuweisen.

Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Recherche zu Aufbauvarianten von Schrittmotoren,
  • Recherche aktuell verfügbarer Mikroschrittreiber,
  • Festlegen von Zielanforderungen,
  • Entwurf und Aufbau des Versuchsstandes,
  • experimentelles Bestimmen des Übertragungsverhaltens unterschiedlicher Schrittmotor-Treiber-Kombinationen,

  • Charakterisieren und Dokumentieren der Ergebnisse.
     

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Frank Reifegerste
BAR II/32, Tel.
463 36296
frank.reifegerstetu-dresden.de

 


Arbeitsgruppe Feinwerktechnische Konstruktionen und Systeme
 

 
Zurzeit sind alle anstehenden Themenstellungen bereits in Bearbeitung!

 

 Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Jens Schirmer

BAR II/35, Tel. 463 339 76

jens.schirmerBeschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de

 


Arbeitsgruppe Simulation und Optimierung
 


Realisierbarkeitsstudie zu planaren magnetohydrodynamischen Flüssigmetall-Generatoren für thermodynamische Planarmaschinen

Thermodynamische Planarmaschinen (TPM) sind Wärmekraftmaschinen zur Elektroenergie-Erzeugung im Leistungsbereich zwischen 20 und 50 W, deren thermodynamisches System in ein planares Substrat integriert ist. Im Rahmen dieser Diplomarbeit ist die Realisierbarkeit von planaren magnetohydrodynamischen Flüssigmetall-Generatoren (LMG) als mögliche mechano-elektrische Wandler zu untersuchen. Folgende Teilaufgaben sind zu lösen:

- Recherche zu technischen Lösungen
- Erstellung eines technischen Konzepts
- Erstellung von Simulationsmodellen für die Berechnung
- Durchführung von Simulations- und Optimierungsberechnungen für eine spezifizierte TPM
- Auslegung und Realisierungs-Beschreibung eines LMG für eine spezifizierte TPM
- Beschreibung der wesentlichen Entwicklungsaufgaben für eine technische Umsetzung
 

Ansprechpartner:

Dr. rer. nat. Gunter Kaiser
BAR II/28, Tel. 463 35293
gunter.kaiserBeschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de


Realisierbarkeitsstudie zu thermischen Planarsystemen für thermodynamische Planarmaschinen

Thermodynamische Planarmaschinen (TPM) sind Wärmekraftmaschinen zur Elektroenergie-Erzeugung im Leistungsbereich zwischen 20 und 50 W, deren thermodynamisches System in ein planares Substrat integriert ist. Im Rahmen dieser Diplomarbeit ist die Realisierbarkeit eines thermischen Planarsystem (TPS) zur Beheizung und Kühlung von TPM zu untersuchen. Folgende Teilaufgaben sind zu lösen:

- Recherche zu technischen Gesamtsystem- und Subsystem-Lösungen

- Erstellung eines Gesamtsystem-Konzepts und Teilkonzepten für die Subsysteme

- Erstellung von Simulationsmodellen für die Subsystem- und Gesamtsystem-Berechnung

- Durchführung von Simulations- und Optimierungsberechnungen für eine spezifizierte TPM

- Auslegung und Realisierungs-Beschreibung eines TPS für eine spezifizierte TPM

- Beschreibung der wesentlichen Entwicklungsaufgaben für die technische Umsetzung
 

Ansprechpartner:

Dr. rer. nat. Gunter Kaiser
BAR II/28, Tel. 463 35293
gunter.kaiserBeschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de

 

 

Vergleichstudie zu planaren mechano-elektrischen Wandlern für Kleinst-Wärmekraftmaschinen

Im Rahmen dieser Diplomarbeit sind zwei planare mechano-elektrische Wandler, einer nach dem piezoelektrischen und einer nach dem elektrostatischen Prinzip für ihre Eignung als Generator für Kleinst-Wärmekraftmaschinen (on-chip) zu untersuchen. Die elektrische Abtriebsleistung soll dabei in der Größenordnung von 5 bis 50 W liegen (wird in Konzeptphase festgelegt).
Folgende Teilaufgaben sind zu lösen:
• Erstellung vergleichbarer Wandlerkonzepte (z.B. aktives Wandlervolumen oder Leistung)
• Erstellung der Ersatzschaltbilder und Simulationsmodelle (z.B. LTSpice)
• Durchführung von Simulations- und Optimierungsberechnungen
• Auswertung der Simulationsergebnisse hinsichtlich
o des Strom-/Spannungsbereichs
o der Abtriebsleistung und des Wirkungsgrads
o der Anforderungen bzgl. des thermodynamischen Kreisprozesses
o des Aufwands zur Auslegung und technischen Realisierung
 

Ansprechpartner:

Dr. rer. nat. Gunter Kaiser
BAR II/28, Tel. 463 35293
gunter.kaiserBeschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de

 

 

Gaskältemaschinen für den Einsatz in Haushalts-Kühlgeräten
Die Kryotechnik beschreibt Kältemaschinen zur Erzeugung tiefster Temperaturen. Damit sind allgemein Temperaturen unterhalb von ‑200 °C gemeint. Die Wirkungsweise der Kryokühler basiert fast ausschließlich auf Kaltgasprozessen. Das sind im Gegensatz zu den Kompressionskälteprozessen heutiger Hausgeräte, thermodynamische Kreisprozesse ohne Phasenübergang des Arbeitsgases. Kaltgasprozesse haben prinzipiell eine deutlich größere Energieeffizienz als die Kaltdampfprozesse der Kühl-, Gefrier-, oder Klimatisierungsgeräte. Zudem ist der technische Aufbau der Gaskältemaschinen im Vergleich zu Kaltdampfmaschinen sehr einfach.

Im Rahmen der Diplomarbeit ist durch eine Prozesssimulation zu klären, ob die Kaltgastechnik durch gezielte Auslegung in den genannten Hausgeräten sinnvoll einsetzbar ist. Dazu müssen Zieltemperatur und Kälteleistung aus dem kryogenen Temperaturbereich in den Bereich der Haushaltskälte (-25 °C, 50 bis 250 W) gehoben werden.

 

 

Ansprechpartner:

Dr. rer. nat. Gunter Kaiser
BAR II/28, Tel. 463 35293
gunter.kaiserBeschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de

 

 


Arbeitsgruppe Elektromechanischer Entwurf
 

Elektrodynamischer Kurzhubantrieb
Gegenwärtig werden am Institut für Feinwerktechnik und Elektronik-Design elektro-dynamische Direktantriebe für automatisierungstechnische Anwendungen entwickelt. Ausgehend von einem gegebenen Magnetkreis , Führungs und Aufbaukonzept soll ein derartiger translatorischer Antrieb mit einem Hub von 15 mm entwickelt, aufgebaut und getestet werden. Dazu ist nach einer Einarbeitung der Magnetkreis mittels magnetischen Netzwerkmodells und FEM zu dimensionieren, die Läuferführung auszulegen, der Antrieb im Detail zu konstruieren sowie nach Fertigung und Inbetriebnahme zu testen.
Abhängig vom Arbeitsumfang (Studien bzw. Diplomarbeit) sowie den Vorkenntnissen und Neigungen des Bearbeiters ist ggf. eine Fokussierung auf ausgewählte Teilaufgaben möglich. Bei Interesse können ähnliche, bereits realisierte Antriebsmodule im Labor besichtigt werden.

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Thomas Bödrich
BAR II/33, Tel. 463 35250
Thomas.Boedrich
Beschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de

 

Dipl.-Ing. Johannes Ziske
BAR II/33, Tel. 463 35250
johannes.ziske
Beschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\ed.giftu-dresden.de

 

 

 

 

 


Arbeitsgruppe Medizinische Gerätetechnik
 

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. René Richter
BAR II/35, Tel. 463 36329
Rene.Richtertu-dresden.de

 

 

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Themen für studentische Arbeiten

 

 

Beschreibung: Beschreibung: \\samba.zih.tu-dresden.de\ifwt\wwwroot\images\tuweiss.gif  Impressum

Letzte Änderung:23.10.2018