Mikro-Elektro-Mechanische Systeme - Grundlagen

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Prof. Dr.-Ing. habil. U. Marschner

Institut für Halbleiter- und Mikrosystemtechnik

Dieser Kurs beinhaltet die Lehrveranstaltungen der Module

MT-A11 G - Mikro-Elektro-Mechanische Systeme Grundlagen (Mikromechatronik)

Modul ET-12 12 02 - Entwurf von Mikrosystemen (Mikroelektronik)

und umfasst die folgenden Vorlesungen und Übungen, die bis zur Aufhebung des Notbetriebes online lt. Stundenplan durchgeführt werden (Zoom-Link vorher über Mail):

Entwurf und Simulation von Mikrosystemen (1/0/0 mit VHDL-AMS Beispielen)

Vorlesung:  (neu!) Donnerstag, 2. DS (zusammen mit AKS, Beginn: 07.04.2022, MIE1116, wird auch aufgezeichnet)

Anwendung Kombinierter Simulation (AKS) (1/1/0, mit ANSYS, Octave/Matlab, LTSPICE-Übungen und Beleg)

Vorlesung:  (neu!) Donnerstag, 2. DS (Beginn: 07.04.2022, MIE116, wird auch aufgezeichnet)

Übung:  (neu!) Mittwoch, 3. DS (gemeinsame Übung mit EMN, MIE116)

3 praktische ANSYS-Übungen (online, Beginn ca. Mitte Mai, Freitag 3./4. DS oder nach Vereinbarung)

Elektromechanische Netzwerke (EMN) (2/1/0, mit LTSPICE-Übungen)

Vorlesung:  Montag, 6. DS (Beginn: 04.04.2022, BAR/SCHÖ)

Übung:  Mittwoch, 3. DS (gemeinsame Übung mit AKS, Beginn: 13.04.2022)

Für den Kurs stehen ein Lehrbuch und ein Übungsbuch mit durchgerechneten Lösungen sowie lauffähige Simulationsfiles, z.B. LTSPICE: Ausschwingresonanz eines Resonators, Vibrations-Drehratensensor, Piezoelektischer Signalgeber, Bassreflexbox, Stimmgabel, Chaosgenerator; ANSYS: Stimmgabel; VHDL-AMS: Drucksensor mit CAN-Bus-Interface; Octave/Matlab: Digitalfilter und weitere online zur Verfügung.

Ziele: Die Studierenden verfügen nach Abschluss des Moduls über grundlegende methodische und praktische Kenntnisse zum effektiven Entwurf und zur anschaulichen Analyse des dynamischen Verhaltens von elektromechanischen und elektromagnetischen Systemen sowie zur Funktion und Modellierung umkehrbarer elektromechanischer Wandler in Sensoren und Aktoren. Sie kennen die Parameterbestimmung mit Finite-Elemente-Methoden und beherrschen die Methodik der Kombination der Verfahren mittels virtueller Schnittbauelemente. Die Studierenden sind in der Lage, die übersichtlichen und anschaulichen Analyseverfahren elektrischer Netzwerke anzuwenden, ein besseres physikalisches Verständnis zu entwickeln, physikalisch unterschiedliche Teilsysteme geschlossen zu entwerfen und mit vorhandener Entwurfssoftware, wie z. B. SPICE, zu simulieren.

Inhalte: Modulinhalte sind die Beschreibung miteinander gekoppelter multiphysikalischer Teilsysteme in Form einer gemeinsamen schaltungstechnischen Darstellung und deren Verhaltenssimulation. Analysiert werden einfache mechanische, magnetische, fluidische (akustische), elektrische und gekoppelte Systeme einschließlich ihrer Wechselwirkungen. Komplexe Probleme der entwurfsbegleitenden Optimierung des dynamischen Verhaltens elektromechanischer Systeme können durch Kombination der Netzwerksimulation elektromechanischer Systeme mit dem Verfahren der Finite-Elemente-Modellierung gelöst werden.

Hinweis: Diese Vorlesung/Übung findet online im SoSe 2021 statt und wird auch als vertonte PowerPoint-Präsentation bereitgestellt.

Bitte schreiben Sie sich hier in OPAL in den Kurs ein.