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Institut für Feinwerktechnik und
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Themen für Studienarbeiten English version

 

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

 

 


Arbeitsgruppe Entwurfsautomatisierung
 

 

Entwicklung eines Verfahrens zur 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. Um diese Randbedingungen dennoch berücksichtigen zu können, müssen sie zuerst transformiert werden. Dabei werden sie in eine Menge neuer Randbedingungen umgewandelt, die schließlich doch direkt beeinflusst werden können. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und Untersuchung eines Verfahrens zur automatischen Transformation von Randbedingungen.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Andreas Krinke
BAR II/27, Tel. 463 34705
andreas.krinketu-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:

Dr.-Ing. Andreas Krinke
BAR II/27, Tel. 463 34705
andreas.krinketu-dresden.de

 

Überprüfung von Entwurfsregeln auf Package-Ebene

Der Layoutentwurf integrierter Schaltungen (ICs) überführt eine Netzliste in geometrische Maskendaten - die Grundlage zur Herstellung der Nacktchips (Dies) in einer Halbleiterfabrik. Eine wichtige Teilaufgabe ist dabei die Verifikation dieser Layoutdaten, z.B. in Form von DRC (engl. design rule check) und LVS (engl. layout versus schematic). Anschließend findet das Packaging einzelner oder mehrerer Dies statt, also das Verpacken in einem Gehäuse. Im Vergleich mit dem IC-Entwurf sind Geometrien auf dieser Package-Ebene weniger komplex, dennoch werden auch hier vergleichbare Werkzeuge für die Verifikation benötigt
Kleinere Firmen können sich Werkzeuge für den IC- und Package-Entwurf (z.B. von Cadence, Mentor oder Synopsys) oftmals nicht leisten, würden aber von Entwurfswerkzeugen auf Package-Ebene profitieren. Ein Ansatz ist daher die Verwendung freier Werkzeuge für die Verifikation beim Einsatz moderner Packaging-Technologien, wie z.B. des Mikro-Transfer-Drucks der Firma X-FAB. In dieser Arbeit soll daher das freie Layoutprogramm KLayout um ein DRC-Werkzeug für den Package-Entwurf erweitert werden. Als Skriptsprachen sind dabei vom Programm Ruby oder Python vorgesehen, wobei Python bereits in früheren Arbeiten zur Erweiterung von KLayout eingesetzt wurde.
Es sind folgende Teilaufgaben zu lösen:

  • Erarbeitung eines Konzepts für eine einfache Sprache zur Abbildung von Entwurfsregeln,

  • Implementation eines Parsers zum Einlesen dieser Sprache,

  • Erweiterung von KLayout zur Verifikation der so beschriebenen Entwurfsregeln,

  • Validierung des Konzepts durch Vergleich mit einem kommerziellen Verifikationswerkzeug,

  • Untersuchung des Laufzeitverhaltens in Hinblick auf die Skalierbarkeit.

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Andreas Krinke
BAR II/27, Tel. 463 34705
andreas.krinketu-dresden.de

 

Entwicklung eines Floorplanning-Werkzeugs

Der Layoutentwurf integrierter Schaltungen (ICs) überführt eine Netzliste in geometrische Maskendaten, die als Grundlage für die spätere Herstellung in einer Halbleiterfabrik dienen. Auf dem Weg zum Layout erfolgen zunächst eine (optionale) Partitionierung der Schaltung sowie das Floorplanning. Dabei findet eine Abschätzung der erforderlichen Chipgröße statt. Außerdem werden in diesem Schritt die Positionen und Abmessungen aller Makrozellen und Partitionen festgelegt.
Das Ziel dieser Aufgabe ist die Entwicklung eines Floorplanners, also eines Werkzeugs zur automatischen Übersetzung einer Verilog-Netzliste in einen Floorplan in Form einer DEF-Datei. Das Werkzeug soll sich dabei in den IFTE-Flow integrieren, als Bindeglied zwischen den existierenden Programmen zur digitalen Schaltungssynthese und zur Platzierung.
Programmierkenntnisse sind für diese Aufgabe von Vorteil. In der Arbeitsgruppe sind verschiedene Tutorials zur Programmierung und umfangreiche Hilfestellungen zur Verwendung vieler Software-Bibliotheken vorhanden, welche eine Einarbeitung erleichtern.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Andreas Krinke
BAR II/27, Tel. 463 34705
andreas.krinketu-dresden.de

 

Entwicklung eines Werkzeugs zur Verdrahtung von Taktnetzen

Als Teil des am Institut entwickelten Softwarepakets für den Entwurf digitaler integrierter Schaltungen ist in früheren Arbeiten das in C++ geschriebene Verdrahtungswerkzeug Semper entstanden, das auch Schaltungen mit einer sehr großen Zahl von Netzen effizient verdrahten kann. Dieses Werkzeug soll im Rahmen dieser Arbeit um die Möglichkeit zur Verdrahtung von Taktnetzen (engl. clock tree synthesis) erweitert werden. Im Vergleich zur großen Zahl von normalen Signalnetzen existieren oft nur einzelne oder sehr wenige Taktnetze in einer typischen Schaltung. Bei ihrer Verdrahtung ist sicherzustellen, dass die Taktsignale von einer einzelnen Quelle möglichst zeitgleich an allen Senken (z.B. Takteingänge von Flip-Flops) ankommen. Dazu werden speziell konstruierte Baum-Topologien eingesetzt. Zur letztendlichen Verdrahtung dieser Topologien sind die bewährten Methoden von Semper zu verwenden.
Programmierkenntnisse sind für diese Aufgabe von Vorteil. Im besten Fall sollten Erfahrungen mit C++ vorhanden sein, diese können jedoch auch durch in der Arbeitsgruppe vorhandene Tutorials und umfangreiche Hilfestellungen zur Verwendung vieler Software-Bibliotheken zügig erworben werden.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Andreas Krinke
BAR II/27, Tel. 463 34705
andreas.krinketu-dresden.de

 

Schnittstellennutzung bei kommerziellen Verdrahtungswerkzeugen

Kommerzielle Verdrahter sind leistungsstarke Werkzeuge für den Entwurf integrierter Schaltkreise. Sie verlegen ausgehend von einer Platzierung und der Netzliste alle Leiterbahnen im Layout. Dabei beachten sie Randbedingungen (z. B. Design Rules) und Optimierungsziele (z. B. Minimierung der Leiterbahnlänge). Über die Eingabe zusätzlicher Randbedingungen und Optimierungskriterien kann der Verdrahtungsprozess gesteuert werden.

Um ein elektromigrationsrobustes Verdrahtungsergebnis zu erzielen, sollen nun geeignete Schnittstellen zur Steuerung gängiger kommerzieller Verdrahter ermittelt werden. Ziel ist es, den Verdrahter auf elektromigrationsrobuste Leitergeometrien zu begrenzen. Dazu sind entsprechende Randbedingungen zu ermitteln, in einer für den Verdrahter verarbeitbaren Form darzustellen und auf den Verdrahtungsprozess anzuwenden.

 

Ansprechpartnerin:

Dipl.-Ing. Susann Rothe
BAR II/30, Tel.
463 35417
Susann.Rothemailbox.tu-dresden.de


Verbesserung eines Versuchsstandes für Elektromigrationsuntersuchungen

Am IFTE wurde ein Versuchsstand entwickelt, mit dem integrierte Schaltkreise unter Strom- und Temperaturbelastung auf ihre Elektromigrationsrobustheit untersucht werden können. Dieser war jedoch seit einiger Zeit nicht im Einsatz, da Reparatur- und Verbesserungsbedarfe bestehen. Ziel dieser Studienarbeit ist die Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit des Versuchsstandes. Die erste Teilaufgabe ist ein Funktionstest des vorhandenen Aufbaus, um die zu ersetzenden Module zu ermitteln. Darauf aufbauend sollen geeignete Geräte (z.B. Messgeräte, Heizeinheit,…) für die Nachrüstung recherchiert werden. Abschließend ist der Aufbau in Betrieb zu nehmen und zu dokumentieren.

 

Ansprechpartner:

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

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

Dr.-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

 

 

FEM-Simulation von HF-Wellenleitern mit freier Software

Um die Zuverlässigkeit und Störungssicherheit hochfrequenter Baugruppen zu beurteilen, können diese vor der Herstellung simuliert werden. Stand der Technik ist dabei unter anderem die Simulation per FEM (Finite-Elemente-Methode). Dabei werden die Geometrien in ein Programm importiert und vernetzt, sodass sich ein aus vielen kleinen Teilvolumen bestehendes Modell ergibt. Im Anschluss kann dieses Modell für gegebene Randbedingungen simuliert und die Ergebnisse berechnet und dargestellt werden.
Auf dem Markt erhältliche Software, wie z.B. Ansys HFSS oder Maxwell, unterliegt meist einer kommerziellen Lizenz, die zu erhöhten Kosten führt und eine Integration in eigene Umgebungen schwierig gestaltet. Ziel der Arbeit ist es daher, einen Workflow zu entwickeln, der komplett auf freier Software basiert. Dazu ist ein Überblick über Open Source-Software zu erarbeiten, die für eine HF-Analyse beliebiger Geometrien geeignet ist. Danach sind diese Simulationswerkzeuge auf ihre Eignung zu testen. Abhand der Ergebnisse ist ein Vorgehen für die Verwendung im konkreten Anwendungsfall zu entwickeln.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Nico Arnold
BAR II/30, Tel.
463 3 54 17
Nico.Arnoldtu-dresden.de

 

Modellierung und Transformation von flexiblen Leiterplatten im dreidimensionalen Raum

Flexible Leiterplatten ermöglichen die Fertigung sehr kompakter Baugruppen und sind damit aus der heutigen Baugruppenentwicklung nicht mehr wegzudenken. Ein Problem ist allerdings die vorherige Simulation, vor allem im Hinblick auf die dreidimensionale Formgebung (Verbiegung) und die als Folge auftretenden Schädigungen an der Leiterplatte. Damit die Leiterplatten im verformten Zustand simuliert werden können, ist vorher eine entsprechende Modellierung und Berechnung der Verformung nötig. Ziel der Aufgabe ist daher eine Recherche von Darstellungsmöglichkeiten (z.B. mittels NURBS) sowie die anschließende Transformation von flexiblen Leiterplatten und darauf befindlicher Leiterzüge. Gegeben sind dabei Biegelinien und -radien, anhand derer die Leiterplatten in eine gewünschte Form gebogen werden sollen. Die so gebogene Geometrie soll im Anschluss für eine Simulation der Leiterplatte im Hinblick auf Biegebeanspruchung beim Verformen herangezogen werden.

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Nico Arnold
BAR II/30, Tel.
463 3 54 17
Nico.Arnoldtu-dresden.de

 

 


Arbeitsgruppe Entwurf elektronischer Systeme
 

 

Implementierung eines energieautarken Umweltsensors für das The Things Network

Drahtlose Sensornetzwerke gestatten das Einbinden von räumlich verteilten Sensoren in eine gemeinsame Kommunikationsinfrastruktur. Um niedrige Betriebskosten zu erzielen, ist außerdem der autarke Betrieb solcher Sensorknoten wünschenswert.

In mehreren Vorarbeiten wurden am Institut Grundlagen für das stromsparende Messen von Umweltparametern (Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchte, Lichtkenngrößen), der Energieversorgung von Mikrocontrollern aus der Umwelt (Energy Harvesting, Laderegelung, Stromversorgung) und von Beispielapplikationen für das The Things Network (TTN) erarbeitet.

In der Arbeit sollen diese Ergebnisse in einem kompakten selbstversorgenden Sensorknoten für das TTN zusammengefasst werden. Dazu sind geringfügige Anpassungen an der Schaltung vorzunehmen sowie ein Mikrocontrollerprogramm zum Auslesen der Sensordaten und der Weitergabe an das Funknetzwerk zu erstellen. Die Herausforderung liegt dabei in der stromsparenden Implementierung, um mit dem vorhandenen Energiebudget auszukommen.

Die Arbeit umfasst folgende Teilaufgaben:

  • Einarbeiten in den Arbeitsstand,

  • Schaltungsentwurf (Einarbeiten kleinerer Verbesserungen, Anpassen an aktuelle Bauelemente),

  • Erstellen eines Layouts, Aufbau und Inbetriebnahme der Schaltung,

  • Implementieren des Steuerprogrammes zum Auslesen der Sensordaten und deren Übertragung im TTN unter besonderer Beachtung eines niedrigen Stromverbrauchs,

  • Charakterisieren und Dokumentation der erreichten Ergebnisse.

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

Entwicklung einer kompakten GaN-Endstufe zum Ansteuern von Peltierelementen

GaN-FET sind Bauelemente, die erst seit einigen Jahren kommerziell erhältlich sind und noch einer steten Verbesserung ihrer Eigenschaften unterliegen. Aktuelle Bauelemente weisen Spannungsfestigkeiten und Stromtragfähigkeiten auf, die den Entwurf sehr kompakter Stromquellen erlauben. Am Beispiel einer bidirektionalen Stromquelle zum Treiben von Peltierelementen soll eine solche Schaltung konstruiert und aufgebaut werden, um so Kenntnisse über das schaltungstechnische Verhalten zu erlangen.

Die Arbeit umfasst folgende Detailaufgaben:

  • Einarbeiten in den Stand der Technik,

  • Spezifizieren der Schaltungsparameter (Ausgangsstrom, Spannung, Schaltfrequenz),

  • Schaltungsentwicklung, Bauelementerecherche, ggf. Simulation,

  • Erstellen eines Platinenlayouts,

  • Aufbau und Inbetriebnahme der Schaltung,

  • Charakterisieren der erreichten Parameter,

  • Dokumentation der Ergebnisse.

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


Arbeitsgruppe Feinwerktechnische Konstruktionen und Systeme
 


Entwurf eines Demonstrators für das Schwingungsverhalten von Wellen

Rotatorische Bauteile auf Wellen sind Bestandteil vieler technischer Geräte mit mecha-nischen Komponenten. Die Auslegung dieser Elemente gehört zum Grundlagenwissen jedes Konstrukteurs. Ein Teil des Entwurfsprozesses ist das Überprüfen des Schwingverhaltens des geplanten Systems, insbesondere für Optimierungen hinsichtlich Material-, Gewichts- und Kostenreduktion.

Für die anschauliche Vermittlung dieses Wissens ist ein Demonstrator notwendig, der das Schwingungsverhalten von Wellen deutlich zeigt. Dieser soll in der Studienarbeit konzipiert und aufgebaut werden. Dabei sind die wichtigsten Teilaufgaben die theoretische Be-rechnung des Schwingverhaltens mit entsprechender mechanischer Dimensionierung aller Komponenten sowie das Entwickeln eines didaktischen Konzepts hinsichtlich der Ausstattung mit Sensoren und Anzeigeelementen.
 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Jens Schirmer

BAR II/19, Tel. 463-33976
jens.schirmertu-dresden.de

 

Dipl.-Ing. Christoph Steinmann

BAR II/34, Tel. 463-32169
christoph.steinmanntu-dresden.de

 

 


Arbeitsgruppe Simulation und Optimierung
 

Computergestützte Toleranzsimulation mit PolitoCAT und Politopix
Für die Simulation und Optimierung von technischen Systemen müssen neben den Nennwerten auch die Toleranzen der beteiligten Parameter betrachtet werden. Bei konstruktiven Komponenten betrifft das neben deren Abmessungen auch Abweichungen der konkreten Form und Einbaulage. Die Analyse dieser Zusammenhänge ist mit herkömmlichen Handrechnungen kaum noch möglich. Deshalb ist das Interesse an computergestützten Modellierungsansätzen, sogenanntes Computer Aided Tolerancing (CAT), für solche 3D-Probleme groß.
Eine mögliche Lösung basiert auf dem Eingrenzen der Toleranzzonen durch Polytope. Dafür wurde das Open-Source-Tool „PolitoCAT“ entwickelt, das mit Hilfe des „Politopix“-Solvers umfangreiche Toleranzanalysen ermöglicht. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Einsatzmöglichkeiten und Grenzen dieses Ansatzes systematisch untersucht und bewertet werden.

Analyse des praktischen Einsatzes von Form- und Lagetoleranzen
Die Normen DIN EN ISO 1101 und DIN EN ISO 5459 beschreiben ausführlich den Umgang mit geometrischen Produktspezifikationen (GPS). In der ingenieurstechnischen Ausbildung stellen GPS aber oft nur ein Randthema dar. Entsprechend ist ihr Einsatz in der Praxis meist das Fachgebiet weniger Experten.
Im Rahmen dieser Arbeit soll die praktische Relevanz der betreffenden Normen systematisch untersucht werden. Anhand der Rechercheergebnisse sind anschauliche Beispiele für den Einfluss von Form- und Lagetoleranzen zu entwickeln. Die Muster sollen gefertigt und experimentell untersucht werden.

Untersuchung von Fertigungstoleranzen der Print-in-Place Methode
Durch additive Fertigungsverfahren sind Geometrien herstellbar, die mit klassischen Methoden nicht umzusetzen wären. Diese Eigenschaft ermöglicht unter anderem das Fertigen beweglicher Mechanismen aus mehreren Einzelteilen im montierten Zustand, sogenanntes Print-in-Place. Die aktuell noch hauptsächlich im Hobbybereich eingesetzte Methode bietet auch Vorteile für industrielle Zwecke.
Ziel der Arbeit ist es sinnvolle Einsatzgebiete zu ermitteln. Auf Grundlage erster vorhandener Veröffentlichungen sind notwendige Gestaltungsprinzipien für dieses Verfahren nachzuvollziehen. Mit dem Aufbau von Testmechanismen soll insbesondere der Einfluss der genutzten Fertigungsmethode auf die geometrischen Toleranzen und eventuelle Funktionsbeeinträchtigungen systematisch untersucht werden.
 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Christoph Steinmann
BAR II/34, Tel. 463 32169
christoph.steinmannBeschreibung: 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.boedrichtu-dresden.de

 

Dipl.-Ing. Johannes Ziske
BAR II/33, Tel. 463 35250
johannes.zisketu-dresden.de

 


Arbeitsgruppe Medizinische Gerätetechnik
 

 

Konstruktion einer manuellen Injektionsvorrichtung für einen gedruckten Glukosesensor  
In Zusammenarbeit mit dem Institut für Angewandte Physik der TU Dresden und dem Industriepartner diafyt Medtech wird ein Biopatch zur Messung von Bioindikatoren, z.B. Glukose, für die Diabetestherapie entwickelt. Als Sensoren werden organische elektrochemische Transistoren (OECT) verwendet. Diese sollen zusammen mit der Elektronik auf eine biokompatiblen Folie gedruckt werden. Das Ziel dieser Arbeit ist nun, eine wiederverwendbare Injektionsvorrichtung für den flexiblen Foliensensor zu entwickeln. Als Basis dient eine kommerzielle, wiederverwendbare Vorrichtung, die an die spezifischen Anforderungen des gedruckten Sensors angepasst werden soll. Folgende Teilaufgaben sind zu lösen:

  • Analyse der vorhandenen kommerziellen Injektionsvorrichtung und des gedruckten Sensors

  • Entwicklung und Bewertung von Lösungsvarianten

  • Fertigung, Inbetriebnahhme und Funktionstest einer Lösung

  • Durchführung von Messungen an Vergleichsobjekten zur Bewertung der Lösung

  • Auswertung und Optimierung der Lösung

 

Messschaltung für einen organischen elektrochemischen Transistor (OECT) zur Glukosemessung mit einem Biopatch   
Das IFTE und das Institut für Angewandte Physik der TU Dresden entwickeln in Zusammenarbeit mit diafyt MedTech einen neuartigen Sensor zur Messung von Glukose im menschlichen Stoffwechsel und zur Behandlung von Diabetes. Für das Sensorelement wird ein druckbarer organischer elektrochemischer Transistor (OECT) verwendet. Eine Messschaltung soll den OECT optimal betreiben und Werte an den Ultra Low Power Mikrocontroller RF430FRL152H übergeben. Das Ziel der Arbeit ist es, bereits vorhandene Lösungsvarianten der Schaltung zu vergleichen und zu optimieren. Folgende Teilaufgaben sind zu lösen:

  • Aufbau der Messschaltung zur Integration des Sensorelements im Ultra Low Power Design

  • Platinenlayout und Schaltungsaufbau, Test von Prototypen zusammen mit dem Sensorelement

  • Optimierung der Schaltungsparameter und Abgleich mit den Anforderungen

  • Testprogramm zur Messung und Anschluss an den Ultra Low Power ADC des Mikrocontroller RF430FRL152H

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: 5.10.2022