Ein forscher Forscher forscht forscher!
Meine Forschung ist geheim ... meine Forschung ist so geheim, ich weiß häufig selbst nicht was ich forsche.
Signal Umformer (Signal Converter): Signalgeneratoren liefern die bekannten Spannungsverläufe Sinus, Dreieck und Rechteck. Zur Vertiefung messtechnischer Probleme bei technischen Signalverläufen reichen diese Signalformen nicht aus. Mit dem Signal Converter wird eine Eingangsspannung in technische Signalverläufe umgesetzt. Die Schaltung verwendet den Spannungsbereich von -10V bis +10V. Hierdurch können Messprobleme bei ungefährlichen Kleinspannungen demonstriert und erläutert werden. Generierte technische Signale sind: Pulsweitensignal, tiefpassgefiltertes Pulsweitensignal (entspricht dem Strom in einer induktiver Last), einweggleichgerichtetes Signal, doppelweggleichgerichtetes Signal sowie phasenan- und -abschnittgesteuertes Signal.
Diskret aufgebauter Analog/Digital-Umsetzer (feedback type): Basierend auf der Struktur des zurückgekoppelten Analog/Digital-Umsetzers können verschiedene Messverfahren vertieft werden. Der Umsetzzyklus kann statisch (Einzelschritt), mit geringer Geschwindigkeit (Verfolgung des Ablaufes ist mit dem Auge möglich) und schnell (Ablaufverfolgung ist mit dem Oszilloskop möglich) ablaufen. Durch den diskreten Aufbau sind alle internen Signale messtechnisch zugänglich. Folgende Umsetzverfahren können eingestellt werden: manuelle Werteermittlung, Nachlaufverfahren mit Zähler, Rampenverfahren (über Zähler nachgebildet), Sukzessive Approximation (mit und ohne Sample/Hold-Baustein).
Diskret aufgebauter Analog/Digital-Umsetzer (integrating type): Basierend auf der Struktur integrierender Messverfahren können das Doppelintegrationsverfahren und die Umsetzung mit dem Delta-Sigma-Modulator vertieft werden. Die Umsetzung ist mit geringer Geschwindigkeit (Verfolgung des Ablaufes ist mit dem Auge möglich) und schnell (Ablaufverfolgung ist mit dem Oszilloskop möglich) durchführbar. Durch den diskreten Aufbau und vorhandene Synchronisierungssignale ist das Verhalten (z.B. Störsignalunterdrückung, Wirkungsweise des Zählers) einfach zu demonstrieren.
Analog-Trainer Operationsverstärker (OpAmp Trainer): Analog arbeitende Schaltungen zur Signalaufbereitung verwenden Operationsverstärker (OpAmp). Der Aufbau mit einem Steckbrett (solderless breadboard) ist für Anfänger aufgrund der vielen Verbindungsleitungen fehleranfällig. Zur Vereinfachung wurde eine für das Steckbrett geeignete Schaltung entwickelt, die einen Operationsverstärker mit häufig benutzten Bauteilen (diverse Widerstände, Kondensatoren und Dioden) in vorverdrahteten Grundschaltungen zur Verfügung stellt. Oberflächenmontierte Bauteile (SMD) ermöglichen eine sehr kompakte Baugröße. Mit wenigen zusätzlichen Leitungen können auf dem Steckbrett die üblichen Grundschaltungen realisiert werden wie z.B.: invertierender und nicht invertierender Verstärker, invertierender und nicht invertierender Komparator, Integrator, Differentiator, Gleichrichterschaltung, etc.
Analog-Trainer Leitwertdekade (Decade Conductor): Beim Aufbau analoger Schaltungen werden häufig veränderbare Widerstände benötigt. Potentiometer haben den Nachteil, dass ein eingestellter Wert nur durch separate Messung erfasst und dokumentiert und auch ein früher eingestellter Wert nicht (oder nur sehr umständlich) wieder hergestellt werden kann. Um dies zu vermeiden wurde ein schaltbarer Widerstand (genauer ein schaltbarer Leitwert) als kleine SMD-Schaltung entwickelt, die für den Einsatz mit Steckbrettern (solderless breadboards) geeignet ist. Der Widerstandswert ist im Bereich von Unendlich (Unterbrechung) bis 62 Ohm in Stufen von 10uS (1/100kOhm) einstellbar. Hiermit ist in Verbindung mit Operationsverstärker-Schaltungen reproduzierbares Verhalten mit veränderlichen Widerständen problemlos realisierbar.
Asynchronmotor Demonstrationsstand: Zur Demonstration geregelter Drehstromantriebe wurde ein kleiner Versuchsstand aufgebaut, der mit ungefährlichen 24V Versorgungsspannung auskommt. Für den Demonstrationsstand wurden alle zur Steuerung benötigten Komponenten mit Studierenden im Rahmen von (Team-)Projekten erstellt. Der Motor liefert über einen inkrementalen Drehgeber ein positionsabhängiges Signal (drehzahlabhängige Impulsfolge). Ein Modul ermittelt hieraus ein drehzahl- oder positionsabhängiges (schaltbar) Spannungssignal. Ein weiteres Modul (P- bzw. PI-Regler) generiert hieraus unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Sollgröße (z.B. vom Funktionsgenerator) ein Steuersignal für die einzustellende Drehfeldgeschwindigkeit. Ein weiteres Modul generiert hieraus die drehzahlabhängigen Spannungssignale eines Dreiphasensystems und stellt die Position des Drehfeldes mit einem LED-Kreis dar. Das nächste Modul generiert hieraus die Ansteuerung für einen Pulswechselrichter. Das nächste Modul legt die 24V Versorgungsspannung über schaltbare H-Brücken an die Wicklungen des Motors an. Ein weiteres Modul misst den Wicklungsstrom und liefert ein stromproportionales Spannungssignal. Über austauschbare Riemenscheiben (Schwungmasse) können die mechanischen Parameter des Antriebs verändert werden. Mit dem System ist das Modulverhalten bis zum Verhalten einer kaskadierten Regelung (Positionsregelung mit unterlagerter Geschwindigkeitsregelung) darstellbar.
LED-Leuchtmittel: Entsprechend der EU-Verordnung stehen die früher häufig eingesetzten 60W Glühlampen nicht mehr zur Verfügung. Angebotene Alternativen sind nicht attraktiv. Für eine typische Anwendung in Decken- und Wandleuchten mit milchglasähnlicher Abdeckung, bei denen die Glühlampe parallel zur Grundplatte eingebaut ist, wurde ein LED-Leuchtmittel entwickelt. Randbedingungen für die Entwicklung waren: 230V Wechselspannung, 2700K Farbtemperatur, einstellbare Helligkeit (dimmbar), keine schaltenden Komponenten (kein zusätzlicher Elektrosmog). Die entwickelte Schaltung erzeugt einen nahezu konstanten Lichtstrom (vergleichbar mit der Glühlampe) und bietet zusätzlich eine Nachtlichtfunktion. Im eingebauten Zustand ist die Helligkeit und Farbtemperatur der Leuchte identisch mit einer 60W Glühlampe, benötigt jedoch nur 4,8W elektrische Leistung.