• Course title: Mathematik I
• Number of ECTS: 6
• Course code: BENG-1
• Module(s): Mathematik I
• Language: FR, EN
• Mandatory: Yes

Les cours de mathématiques I a pour but de fournir aux étudiants les bases nécessaires entre autre en calcul vectoriel, en calcul de nombre complexes, et en calcul différentiel et intégral de fonctions d’une et de plusieurs variables pour la maîtrise des application de ces notions en sciences de l’ingénieur  

L’ étudiant(e) ayant suivi avec succès le cours de mathématiques I est capable de: ·         *  comprendre et utiliser le langage mathématique de base des disciplines concernées·          * résoudre des exercices d’application·          * appliquer les notions à des problèmes-type en science de l’ingénieur

Calcul vectoriel-          Somme vectorielle; Multiplication scalaire-          Produit scalaire; Produit vectoriel; Produit mixteNombres complexes-          Définition et Représentation géométrique-          Addition; Soustraction; Multiplication; Division; Puissances et Racines-          Forme ordinaire, Forme trigonométrique et forme exponentielleFonctions de plusieurs variables-Dérivées partielles-          Dérivées partielles du premier ordre et ordre supérieur-          Différentielle totale-          Calcul d’erreur-          Extremums d’une fonction de deux variables

Prestation et Examen

• Course title: Physique
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-2
• Module(s): Physique
• Language: FR
• Mandatory: Yes

L’objectif du cours est d’offrir au niveau du bachelor I)une introduction à la physique en tant que science déductive fondée sur les mathématiques, modèle et base de toutes les autres sciences de l’ingénieurII)die Vermittlung eines Basiswissens zu den „Grundlagen der Chemie für Ingenieure“, da ein besseres Verständnis von chemischen Reaktionen ermöglicht. 

Partie I) Teil II) Die Studenten sind in der Lage, folgende Bereiche zu verstehen und in praktischen Anwendungen zu benutzen: Energetische und stoffliche Bilanzierung von chemischen Reaktionen; Korrosion und Schutz in wässrigen Systemen 

I) Physique: Le programme débute par un rappel de notions de mathématique pour se décliner ensuite autour de quatre chapitres:1.       Cinématique2.       Masse, force et énergie3.       Dynamique du point/Oscillateurs/Gravitation4.       Propriétés des ondes        II)           Grundlagen der Chemie für Ingenieure: Basiswissen: Stoffmenge, Molekülmassen, Konzentrationsangaben, Stoffmengenanteil, Atomaufbau, Periodensystem, Chemische Bindungen, Aggregatzustände der Stoffe (Gas mit idealer Gasgleichung, Flüssigkeit, Feststoff) Stöchiometrie, chemische Verbindungen, Säure-Base-Reaktionen, Redox-Reaktionen)Chemische Thermodynamik: 1. Hauptsatz der Thermodynamik (Erhaltung der Energie, Reaktionsenthalpie), 2. Hauptsatz der Thermodynamik (Reaktionsrichtung)Chemische Kinetik: Reaktionsgeschwindigkeit, AktivierungsenergieChemisches Gleichgewicht: Massenwirkungsgesetz, Prinzip vom kleinsten Zwang  Elektrochemie: Grundlagen mit Elektrodenpotenzial, Spannungsreihe, Nernstscher Gleichung, und Anwendungen mit Elektrolyse, galvanische Zellen, Korrosion und Korrosionsschutz

Klausur : 3 prestations contrôle continu (90 min) + contrôle final (120mn) Note physique : 50%continue+50%final

• Course title: Informatik I / Programming for Engineers
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-5
• Module(s): Informatik I / Programming for Engineers
• Language: EN, DE
• Mandatory: Yes

The aim of the course is to teach basics of programming with modern languages (Java/Python/C#), software engineering and applications for engineers. This knowledge is practically applied and deepened in assignments and students projects. The course consists of the following learning units:•Introduction to programming•Concepts of programming such as object orientation•Principles of software development and UML•Introduction to data analytics•Data visualizationEach lecture will be completed by a practical part in terms of assignments and discussion.

Having successfully completed the module, students will be able to demonstrate knowledge and understanding of:1.Programming algorithms for solving tasks in engineering;2.Using modern tools and methods for software development;3.Being able to process different data sets and4.Utilize visualization methods on large data records.

1. Concepts of programming languages (week 1 and 2)2. Elements of programming languages such as statements, operators, loops, variables, simple types, complex types (week 3 and 4)3. Concepts of object oriented programming, i.e. classes, objects, methods, polymorphism (week 5 and 6)4. Software design with UML (week 7 and 8)5. Graphical user interfaces (week 9 and 10)6. Data structures and data visualization (week 11 and 12)

Programmerstellung in Vorlesung & Schriftliche Prüfung

• Course title: Elektrotechnik I
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-7
• Module(s): Elektrotechnik I
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Initier les étudiants aux principes fondamentaux et aux méthodes de calcul en rapport avec l’énergie électrique, les montages et circuits électriques, magnétiques et électromagnétiques, à courant continu.

Vorlesungsinhalte (jeweils ein getrenntes Kapitel):Kapitel 1: Elektrizität und Aufbau der Materie-          Grundbegriffe der Elektrizitätslehre, Einheiten-          Elektrischer Widerstand und Ohm‘sches Gesetz, Widerstandsschaltungen-          Grundlagen der Netzwerkberechnungen-          Verfahren: Ersatzspannungsquelle, Überlagerung, Maschenstrom,                         Knotenpunktpotential-          Energie und LeistungKapitel 2: – Elektrostatisches Feld, Verschiebungsflussdichte, elektrische. Feldstärke- Kondensatoren, Ladung, EntladungKapitel 3: –          Magnetisches Feld, magn. Feldstärke, Fluss, Flussdichte-          Kraft im Magnetfeld-          Magnetischer Kreis Praktika: (kann durch praktische Übungen ersetzt werden)-          Netzwerke-          Kraft im Magnetfeld

TP/TD – Examen 120 min (80%-100%) Prestations facultatives 90 min (20%)

On moodle

Alexander von Weiss: Allgemeine Elektrotechnik

• Course title: Measurement Technology
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-141
• Module(s): Measurement Technology
• Language: EN, FR
• Mandatory: Yes

This course offers a comprehensive overview of measurement technologies and sensors, covering their characteristics, classifications, types, and the reasons for transitioning to smart sensors. It presents the importance of both theoretical understanding and practical application of sensor technology. 

1. Understand measurement and sensor basics: Explain sensors and SI units. 2. Signal analysis: Classify signals and understand sampling. 3. Evaluate characteristics: Identify key sensor characteristics. 4. Physical effects for measurement: Describe transduction effects in sensors. 5. Sensor types: Differentiate between passive and active sensors. 6. Identify challenges: Recognize sensor limitations. 7. Smart sensors: Explain benefits of smart sensors. 8. Apply knowledge: Apply concepts to practical scenarios. 

1. Introduction to sensors and measurement technologies: Understand the significance and applications of sensors in various contexts. 2. Basic concepts (sensor, measurement and signals):  Learn about the context of a water supply station and the use of the International System of Units (SI) and its symbols. 3. Signal classification and sampling theory:  Explore how sensor signals are classified.  Study the principles of sampled signals, including fundamental sampled signals, sampling frequency, ideal and real samplers, zero-order hold, and averaging sampler. 4. Sensor characteristics:  Delve into static characteristics of sensors, such as accuracy, precision, stability, and other performance metrics.  Understand general sensor characteristics, focusing on static characteristics. 5. Dynamic characteristics:  Learn about dynamic characteristics of sensors, including zero-order, firstorder, and second-order systems. 6. Physical transduction effects:  Gain insights into various physical effects used in sensors, such as electromagnetic, dielectric, Hall, piezoelectric, and pyroelectric effects. 7. Sensor classification:  Understand the different classifications of sensors, including passive and active types. 8. Types of sensors:  Study various sensors in different fields, including industrial, biomedical, automotive, and environmental sensors, and their applications. 9. Drawbacks of Sensors:  Identify the limitations and challenges associated with different types of sensors. 10. Smart sensors:  Learn why there is a shift towards smart sensors and the advantages they offer over traditional sensors. 11. Conclusion:  Summarize the key learnings and implications of advancements in sensor and measurement technology.

Written/oral examination and project

Slides, tutorials, practice exercices[1]. Pallás-Areny, Ramón, and John G Webster. Sensors and Signal Conditioning /. New York: Wiley, 1991. Print. [2]. McGrath, Michael J, and Cliodhna Ní Scanaill. Sensor Technologies: Healthcare, Wellness, and Environmental Applications. Springer Nature, 2013. [3]. Hu, Fei, and Qi Hao. Intelligent Sensor Networks: The Integration of Sensor Networks, Signal Processing and Machine Learning. Boca Raton: Taylor & Francis, 2012

• Course title: Digitaltechnik
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-62
• Module(s): Digitaltechnik
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Provide a comprehensive course in combinational logic design for lower division students;Provide an introduction to sequential logic;Stimulate and encourage the interest of lower division students in engineering (electrical or computer);Introduce students to computer architecture and digital design;First insights into information theoretical entropy

Students prepared for advanced courses in logic design and computer architecture

Number systems: binary, hexadecimal, unsigned, signed, arithmetic and logic operations, codes;Combinational logic: gates, Boolean algebra, minimization, Karnaugh–Veitch maps, circuit design techniques;Functionality: adders, comparators, coders, decoders, multiplexors, ALU;Sequential logic: latches, flip-flops, registers, counters;Architecture: introduction to basic microprocessor/controller architecture, memory.  Information theory: Introduction to elementary information theoretical entropy

Final exam

Grundlagen der Technischen Informatik, D. W. Hoffmann, Hanser, 2016Basiswissen der Elektro-, Digital- und Informationstechnik, H. Schneider-Obermann, Vieweg Studium Technik, 2006Informatik für Dummies. Das Lehrbuch, Ernst Georg Haffner, Wiley-VCH, 2. Auflage 2023 

• Course title: Artificial Intelligence for Smart Technologies
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-63
• Module(s): Artificial Intelligence for Smart Technologies
• Language: FR, EN
• Mandatory: Yes

Introduction à l’intelligence artificielle (préparation des données, analyse des données, estimation, classification) – projets sur l‘IA. Analyser des présentations dans le cadre d’une série de conférences sur l’intelligence artificielle et ses applications en ingénierie.

A la fin du module, l’étudiant doit être capable de:Connaitre les étapes pour le développement d’un algorithme intelligentComprendre et optimiser un programme basé sur l’IA.Gérer un projet en groupe.Synthétiser et analyser des conférences sur l’IA.

1. Introduction1.1. Histoire de l’IA – L’IA n’est pas nouvelle !!1.2. Applications de l’IA2. Différence entre algorithme conventionnel et algorithme intelligent3. Différence entre IA / Machine Learning / Deep Learning3.1. Apprentissage supervisé : régression3.2. Apprentissage supervisé : Classification3.3. Apprentissage non supervisé : clustering3.4. L’apprentissage en profondeur4. Étapes pour le développement d’un algorithme intelligent5. Type de données6. Nettoyage des données7. L’analyse des données8. Projet 

Controle continu + Examen

Un support pédagogique préparé par le professeur et des projets pré-programmés sur l’intelligence artificielle. Une série de conférences sur l’intelligence artificielle et ses applications en ingénierie.

 Guillaume Saint-Cirgue, LIVRE-Apprendre_le_ML_en_une_semaine, 2019

• Course title: Mathematik II
• Number of ECTS: 6
• Course code: BENG-10
• Module(s): Mathematik II
• Language: FR
• Mandatory: Yes

Les cours de mathématiques II a pout but de fournir aux étudiants les bases nécessaires entre autre en calcul différentiel et intégral de fonctions d’une et deplusieurs variables, en équations différentielles et en algèbre linéaire pour lamaîtrise des application de ces notions en sciences de l’ingénieur  

L’ étudiant(e) ayant suivi avec succès les cours de mathématiques II est capable de : comprendre et utiliser le langage mathématique de base des disciplines concernées, résoudre des exercices d’application, appliquer les notions à des problèmes-type en science de l’ingénieur

1. Intégrales multiples o Intégrales doubles en coordonnées cartésiennes et polaires Applications : Aire; centre de gravité et moment d’inertie d’une surfaceo Intégrales triples en coordonnées cartésiennes, cylindriques et sphériques Applications : Volume; centre de gravité et moment d’inertie d’un corps2. Equations différentielles o Equations différentielles du 1er ordre Equation diff. à variables séparables Equations diff. homogènes Equations diff. linéaires et équations diff. de Bernoullio Equations différentielles du 2nd ordre Equations diff. du 2. ordre se ramenant à des équations diff. du 1.ordre Equations diff. du 2. ordre à coefficients constants3.   Calcul matriciel o Notions de matrices et opérations matricielles (Somme; Multiplication; Transposée)o Déterminants (Règle de Cramer; Règle de Sarrus; Mineurs d’un déterminant)o Matrice régulière et singulière; Matrice adjointe et inverseo Systèmes d’équations linéaires à l’aide de la méthode par inversion de la matrice et à l’aide de la méthode de Gauss Valeurs et vecteurs propres

Prestation et Examen

• Course title: Informatik II
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-12
• Module(s): Informatik II
• Language: EN, DE
• Mandatory: Yes

Advanced lecture based on Informatik I 

Lernstoff: weitere Grundelemente wie u.a. benutzerdefinierte Variablentypen (UDT bzw. Strukturen), Dateien (Sequentielle Dateien, Direktzugriffsdateien, Binäre Dateien) und Anwendungsprojekte.Programmieren von Anwendungsbeispielen.Die jetzige Vorlesung Informatik II wird inhaltlich etwa überarbeitet und im Volumen erweitert werden.

Programmerstellung in Vorlesung & Schriftliche Prüfung

• Course title: Elektrotechnik II
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-14
• Module(s): Elektrotechnik II
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Initier les étudiants aux principes fondamentaux et aux méthodes de calcul en rapport avec les montages et circuits magnétiques et électromagnétiques, à courant alternatif polyphasé. Une importance particulière est attachée à la maîtrise du calcul des nombres complexes et de la représentation vectorielle. 

Vorlesungsinhalte (jeweils ein getrenntes Kapitel): –      Magnetisches Feld, Induktion-       Wechselstrom-       Resonanz-       Drehstrom symmetrisch und unsymmetrisch belastetPraktika: –       Induktivitäten von Zylinderspulen-       Magnetische Induktion-       Die Spule im Wechselstromkreis-       Reihenschwingkreis-       Schwingkreis und freie Schwingung-       Drehstrom

TD/TP  – Examen 90 min (80-100%) Prestations facultatives 90 min (20%)

On Moodle

Alexander von Weiss: Allgemeine Elektrotechnik

• Course title: Elektronik & Photonik I
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-15
• Module(s): Elektronik & Photonik I
• Language: EN, FR
• Mandatory: Yes

Les notions de bases de l’électronique analogique.Maitriser les montages à base de diode à semi-conducteur, les diférentes étapes de redressement.Les caractéristiques, Régimes de fonctionnement , les polarisations, etc des transistors bipolaires. 

Chapitre 1 : Rappel et Notions de base 1- Introduction 2- Notions de base 3- Lois de Kirchhoff 3.1- Application 1 : lois de Kirchoff 4- Diviseur de tension 4.1- Application 2 : Diviseur de tension 5- Diviseur de courant 5.1- Application 3 : Diviseur de courant 6- Théorème de Thévenin 7- Théorème de Norton 8- Equivalence entre les théorèmes de Thévenin et de Norton 7.1- Application 4: Théorème de Thévenin 7.2- Application 5: Théorème de Norton 9- Théorème de Millman 9.1- Application 6: Théorème de Millman 9.2- Application 7: Théorème de Millman Chapitre 2 : La diode à semi-conducteurs 1. Introduction 2. Schéma électrique 3. Polarisation 3.1- Application 8: Diode à jonction 4. Caractéristiques électrique 4.1. Caractéristique courant / tension 4.2. Résistance différentielle (ou dynamique) 5. Schémas équivalents 5.1. Zone de claquage 5.2. Point de fonctionnement 5.2.1. Application 9: Diode à jonction 6. La diode Zener 6.1. Caractéristique statique courant-tension 6.2. Application 9: Diode Zener 7. Différents types de Diode 8. Diodes et applications Chapitre 3 : Redressement, Filtrage et Stabilisation 1. Introduction 2. Redressement sur circuits monophasés 2.1. Redressement simple alternance non commandé (charge résistive) 2.1.1. Principe de fonctionnement 2.1.2. Application 10: Redressement simple alternance 2.2. Redressement double alternance à pont de Graetz (charge résistive) 2.2.1. Principe de fonctionnement 2.2.2. Application 11: Redressement double alternance 3. Filtrage 3.1. Période de charge du condensateur 3.2. Période de décharge du condensateur 3.3. Ondulation résiduelle Chapitre 4 : Transistor bipolaire 1. Introduction 2. Mise en équation 3. Caractéristiques du transistor 3.1. Montage pour le relevé des caractéristiques 3.2. Réseaux de caractéristiques 3.3. Régimes de fonctionnement du transistor 3.4. Application 11 4. Références des diodes et des transistors 5. Polarisation d’un Transistor 6. Point de fonctionnement 6.1. Maille d’entrée : détermination du point N 6.2. Maille de sortie : détermination du point M 7. Réalisations pratiques de la polarisation 7.1. Polarisation par résistance de base 7.2. Polarisation par réaction d’émetteur 7.3. Polarisation par réaction de collecteur 7.4. Polarisation par pont de base et résistance d’émetteur 7.5. Application 12 7.6. Application 13 7.7. Application 14

Controle continu + Examen

Un support pédagogique préparé par le professeur et composé de cours avec des applications corrigées1.Paul Horowitz et Winfield Hill (trad. de l’anglais), Traité de l’électronique analogique et numériquetitre original=The Art of Electronicsvolume=1, Techniques analogiques, Nieppe, Publitronic, 1996, 538 p. (ISBN 2-86661-070-9).2.Tran Tien Lang, Électronique analogique des circuits intégrés, Paris/Milan/Barcelone, Masson, 1997, 396 p. (ISBN 2-225-85306-1).3.Albert Paul Malvino et David J. Bates, Principes d’électronique [« Electronic principles »], Dunod, 2002, 6e éd. (ISBN 2-10-005810-X).

• Course title: Telekommunikation
• Number of ECTS: 2
• Course code: BENG-125
• Module(s): Telekommunikation
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Gegenstand der Vorlesung ist eine grundlegende Einführung in die Themen der Telekommunikation. Voraussetzungen sind gute mathematische Vorkenntnisse (bes. Statistik und Fourier-Transformation).

• Einführung in die Thematik, Grundbegriffe Flußkontrolle, Automatic Repeat Request• Grundlagen der Signale : Fourier Transformation I• Fourier Transformation II, FaltungsintegralEinfache Signale und Systeme• Einfache Signale und SystemeKorrelationsfunktionen u. Leistungsdichtesprektren• Basisband- u. Bandpaßsignale, Wahrscheinlichkeitsrechnung• Korrelationsfunktionen und Leistungsdichtesprektren• Grundlagen der Informationstheorie• Quellencodierung• Kanalcodierung• Übertragung digitaler Signale, Leitungscodes• Zwischenklausur• Analoge und digitale Modulationsverfahren• Pulsträgermodulation, lineare u. nichtlineare Quantisierung• Rahmenbildung, Fehlererkennung

Zwischenklausur (1/3), Examen (2/3)

•Diskrete Fourier Transformation•Numerical Recipes in C, Online Version•Fourier-Online-Training an der Universität Karlsruhe•Fourier Transformation an der TU Wien (Computational Physics)

• Course title: Leistungselektronik I
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-17
• Module(s): Leistungselektronik I
• Language: DE, FR
• Mandatory: Yes

Übersicht über die derzeit Leistung Halbleiter (passiv und aktiv) und ihre Anwendung in die Energiewandlung.

Der Student lernt, praktische elektrische Schaltungen auszulegen und zu simulieren. Er versteht dadurch die Eigenschaften (Vorteile und Nachteile) der Systeme der Energieversorgung.

• Vorstellung der derzeit Halbleiter: nicht steuerbar (Dioden), einschaltbar (Thyristoren), abschaltbar (Transistoren)• Netzgeführte Stromrichter: o Ungesteuerter Gleichrichterbetriebo Gesteuerter Gleichrichterbetrieb: M3-Schaltung Bildung der Ausgangspannung bei ohmscher und induktiver Last Sechspulsige B-Schaltung Umkehrstromrichter (Gegenparallelschaltung, Kreuzschaltung)• Kommutierung (Begriffe und Berechnungen)• Selbstgeführte Stromrichter Beispiele: Pulsgesteuerter Anlasswiderstand Gleichstrompulswandler-Antriebe• Thyristor Steuerschaltung

Klausur und Hausaufgaben 

Eigenes Skript[1]Michael Braun: “Elektrische Maschinen und Stromrichter”, Skriptum zur Vorlesung, Elektrotechnisches Institut, Universität (TH) Karlsruhe.[2]Gerhard Henneberger: “Elektrische Maschinen I”, Vorlesung RWTH Aachen.[3]Helmut Lindner, Harry Brauer, Constans Lehmann:¨Elektrotechnik-Elektronik Formeln und Gesetze¨, Buch- und Zeit-Verlagsgesellschaft mbH Köln.[4]Guy Seguier, Francis Notelet: ¨Electrotechnique Industrielle¨, Technique et Documentation (Lavoisier).[5]Hans-Christoph Skudelny: “Stromrichtertechnik”, Aachener Beiträge des ISEA.[6]Klaus Hofer: “Moderne Leistungselektronik und Antriebe”, VDE Verlag.

• Course title: Mikroprozessor I
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-18
• Module(s): Mikroprozessor I
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Zahlensysteme (dezimal, binär, hexadezimal), Umwandlung zwischen Zahlensystemen, Darstellungen und Kodierungen (BCD, 2-K,…) und mathematische Grundoperationen Arbeitsweise eines Mikroprozessors, prinzipieller Aufbau (Zentraleinheit, Werke, Register, Busse, externe Struktur: Steuersignale, Adressraumaufteilung, Dekodierlogik, Befehls-Satz, zeitlicher und räumlicher Ablauf eines Befehls)Adressierung von Speicherbereichen (Direktoperand, Laden von Konstanten, absolute Adressierung, direkte Adressierung, Stapeladressierung, Daten- und Sprungtabellen)Speicher, Unterscheidung nach Zugriffsart (wahlfrei, sequentiell), nach Organisation (RAM, ROM, CAM, Flash) nach Technologie (Halbleiter, optisch) Architekturkonzepte, Speicherhierarchie, Speicherstrukturen, Tabellen, Cache, Algorithmen für Zugriff (LRU), Fehlererkennung, Zugriffschutz, Datensicherheit. Rechnerarchitekturen: Pipeline-Systeme, Parallelrechner, VLIW, Feldrechner, Datentyp-Architekturen Vermittlung von Grundkenntnissen digitaler Signalprozessoren und praktischer Erfahrungen mit DSP-Entwicklungssystemen, (Grundlagen der digitalen Signalverarbeitung, grundlegende Architektur digitaler Signalprozessoren, Signalprozessorfamilien) 

Vorlesungsinhalte (jeweils ein getrenntes Kapitel):• Entwicklung, Motivation und Übersicht• Zahlensysteme und Wandlungsverfahren• Aufbau eines Mikroprozessorkerns• Adressierungsvarianten zur Verarbeitung von Speicherinhalten• Speicherarchiteckuturen • Bausteine eines Mikroprozessor-Systems • Signalprozessoren: Eigenschaften und Anforderungen• µP-Architekturen – aktuelle Tendenzen

Leistungstestate 1/3 der Gesamtnote sowie Abschlussklausur 2/3 der Gesamtnote.

• Course title: Industrial Workshop
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-126
• Module(s): Industrial Workshop
• Language: FR, EN
• Mandatory: Yes

Rapprocher l’étudiant du monde industiel

A la fin du module, l’étudiant doit être capable de :Découvrez différents horizons industrielsFaire le pont entre la théorie et la physique avec des applications industrielles réellesSynthétiser et analyser des conférences liées au monde industriel.

Visite d’industries (transport, automatisme, etc) Conférences sur différentes applications industrielles (électrique, hydraulique, mécanique, etc.)

Rapport + Examen oral (présentation)

Supports fourni par les collaborateursCFLhttps://www.bing.com/ck/a?!&&p=bdac0b127686389dJmltdHM9MTY3MDcxNjgwMCZpZ3VpZD0yM2Q3YzZhZi1lNTIwLTZkZWQtMTgwYy1kNjA4ZTQxNzZjMzkmaW5zaWQ9NTE5Nw&ptn=3&hsh=3&fclid=23d7c6af-e520-6ded-180c-d608e4176c39&psq=festo&u=a1aHR0cHM6Ly93d3cuZmVzdG8uY29tL2Rl&ntb=1

• Course title: Mathematik III
• Number of ECTS: 6
• Course code: BENG-50
• Module(s): Mathematik III
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Vermitteln des Grundwissens verschiedener Methoden der höheren Mathematik und der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung 

Die HörerInnen•entwickeln ein grundlegendes Verständnis für die vorgestellten Methoden der höheren Mathematik und der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung.•können die vorgestellten Methoden der höheren Mathematik und die der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung beschreiben.•können die vorgestellten Methoden der höheren Mathematik und die der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung anwenden um technische Probleme zu lösen.

Das Modul ist zweigeteilt in Methoden der höheren Mathematik und Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung.Inhalte Teil Methoden der höheren Mathematik: Mathematische Beweisführung; Folgen und unendliche Reihen; Mac-Laurin-, Taylor- und Fourier-Reihen; Laplace-Transformation und ihre Anwendungen.Inhalte Teil Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung: Häufigkeitsverteilungen; Maße der zentralen Tendenz; Maße der Streuung; Elementare Wahrscheinlichkeitstheorie; Binomial-, Normal-, Hypergeometrisch- und Poisson-Verteilung; Elementare Stichprobentheorie; Statistische Schätztheorie; Statistische Entscheidungstheorie; Theorie der kleinen Stichproben; Chi-Quadrat-Test; Kurvenanpassung mit der Methode der kleinsten Quadrate; Korrelationstheorie.

Die Vorlesung wird in den Teilen Methoden der höheren Mathematik und Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung durchgeführt, welche jeweils durch eine Mitarbeitskontrolle abgeschlossen werden. Die Noten dieser Tests tragen bis zu 20% zur Gesamtnote bei. Die Gesamtnote setzt sich dann aus den Punkten der 3-stündigen Semesterprüfung und den erreichten Punkten der beiden Tests zusammen.

Vorlesungsunterlagen mit Videos und Beispiele werden in Moodle zur Verfügung gestellt.Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Band 1, 2 und 3, Lothar Papula, Verlag Viewegs (DE)Engineering Mathematics, Stroud and Booth, Palgrave (EN) Advanced Engineering Mathematics, Zill & Cullen, Jones & Bartlett (EN)Statistik – Das Lehrbuch, Spiegel und Stephens, mitp UTB Verlag (DE)Statistics – Spiegel and Stephens, Schaum’s Outlines, McGrawHill (EN)Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik, Sachs, Hanser (DE) 

• Course title: Elektrotechnik III
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-25
• Module(s): Elektrotechnik III
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Vertiefte Behandlung der Grundlagen der elektro-magnetischen Naturerscheinungen.Theoretisch exakte und numerisch angenäherte Verfahren für die Bestimmung von komplizierten elektrostatischen Feldern. Berechnung des magnetischen Feldes stationärer Ströme.

Elektrische und magnetische Feldgrößen.Die fundamentalen Beziehungen zwischen elektrischen und magnetischen Feldern.Die vier Gleichungen von Maxwell.Sonderfälle der Maxwellschen Gleichungen.Die Differenzialgleichungen von Poisson und Laplace.Das Spiegelungsprinzip.Berechnung zweidimensionaler Potenzialfelder.Stationäre Strömungsfelder.Das Gesetz von Biot und Savart

Examen

John D. Jackson, “Klassische Elektrodynamik”, 4. Auflage, de Gruyter,  ISBN 978-3110189704.Günther Lehner, “Elektromagnetische Feldtheorie für Ingenieure und Physiker,Springer Verlag, ISBN 978-3540776819

• Course title: Elektronik & Photonik II
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-30
• Module(s): Elektronik & Photonik II
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Vertiefung der im Kurs „Elektronik und Photonik I“ erworbenen Grundlagen.

OperationsverstärkerTransistorverstärkungFeldeffekttransistor

Kapitel 1: Operationsverstärker (5 Einh.)1.1. Einführung1.2. Eigenschaften von Operationsverstärkern 1.2.1. Differenzieller Verstärkungsfaktor im offenen Regelkreis 1.2.2. Gleichtaktbetrieb1.3. Modellierung eines Operationsverstärkers1.4. Operationsverstärker und Gegenkopplung 1.4.1. Spannungsgegenkopplung 1.4.2. Stromgegenkopplung1.5. Schaltungen des Operationsverstärkers als Verstärker 1.5.1. Invertierende Verstärkerschaltung 1.5.2. Nicht-invertierende Verstärkerschaltung 1.5.3. Impedanzwandler oder „Einheitsverstärker“1.6. AnwendungenKapitel 2: Ersatzschaltbild und dynamische Parameter eines Verstärkers (9 Einh.)2.1. Einführung 2.1.1. Beschreibung 2.1.2. Ersatzschaltbild2.2. Die dynamischen Parameter eines Verstärkers2.3. Die drei Grundschaltungen 2.3.1. Emitterschaltung a. Ersatzschaltbild für kleine Signale b. Eingangsimpedanz c. Größenordnung d. Stromverstärkung e. Ausgangswiderstand 2.3.2. Kollektorschaltung a. Ersatzschaltbild für kleine Signale b. Eingangsimpedanz c. Spannungsverstärkung d. Größenordnung e. Stromverstärkung f. Ausgangswiderstand 2.3.3. Basisschaltung a. Ersatzschaltbild für kleine Signale b. Eingangsimpedanz c. Spannungsverstärkung d. Stromverstärkung e. Lastwiderstand2.4. Feldeffekttransistor

Examen am Ende des Semesters (60 Minuten)

Paul Horowitz et Winfield Hill (trad. de l’anglais), Traité de l’électronique analogique et numérique (FRENCH)The Art of Electronicsvolume, Techniques analogiques, Nieppe, Publitronic, 1996, 538 p. (ISBN 2-86661-070-9). (ENGLISH)Tietze/Schenk, Halbleiterschaltungstechnik, Springer Verlag (GERMAN)

• Course title: Mikroprozessor II
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-26
• Module(s): Mikroprozessor II
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Klassischer Mikroprozessor versus Mikrocontroller, Aufbau von µControllern der 8051-Familie (Registerbänke, internen/externen Datenspeicher, relative/absolute Segmente, SFR-Register) und RISC- versus CISC-ArchitekturenBenutzung der OnChip-Peripherie (Schnittstellen, Timer, Watchdog, Pulsbreitenmodulation, A/D- und D/A-Wandler)Arbeiten mit Peripheriebausteinen (Aufbau und Programmierung von Schnittstellenbausteinen, synchrone und asynchrone Datenübertragung, optische Datenübertragung)

Vorlesungsinhalte (jeweils ein getrenntes Kapitel):• Die µC-Familien• Befehlssätze und Programmbeispiele• OnChip-Peripherie von µC• µC – Ports und TimingPraktika:• Debugger• Lauflicht• Taster erfassen und Ausgabe auf LED• Ansteuern einer 7-Segment-Anzeige• Zählen von Tastenbetätigungen• LCD-Anzeige• Ansteuern eines Schrittmotors• Verkehrskreuzung oder Tunnelbelüftung mit Stauwarnung• Steuern einer Alarmanlage• A/D-Wandlung intern

Pflichtteilnahme Praktikum – Assembler-Projekt 1/3 des Gesamtnote sowie Abschlussklausur 2/3 der Gesamtnote.

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• Course title: CAO- Schaltungssimulation
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-28
• Module(s): CAO- Schaltungssimulation
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

•Simulation elektronischer Schaltungen mit Hilfe des Netzwerkanalyseprogramms SPICE : Einführung, Eingabe der Schaltung, Steuerkommandos, Eingabevorschriften•Verständnis der Bausteinmodelle in SPICE : Diodenmodell, Modell des bipolaren Transistors, sowie JFET, MOS-FET, GaAs-MESFET und HEMT•Einsatz gesteuerter Quellen zur allgemeinen Modellierung physikalischer Vorgänge•Darstellung komplexer Größen, Fourier Zerlegung, Ausgleichsvorgänge•Entwurf und Analyse analoger Schaltungen: Die klassische Berechnung von Verstärkern mit der Vierpoltheorie, Verstärkerberechnung mit der Signalflussmethode, Stabilitätsanalyse rückgekoppelter Verstärker, Operationsverstärker, Breitbandverstärker, Oszillatoren, rauscharmer Verstärker (PLL), klirrarmer Verstärker

Vorlesungsinhalte (jeweils ein getrenntes Kapitel):• Das Netzwerkanalyseprogramm SPICE• SPICE – Definition der Bauelemente• SPICE – Simulationsarten & Befehle• Schaltungsentwurf mit Parametern• Analoge Modellbildung mit der Option ABM (Verhaltensbeschreibung)• Schaltungsbeispiele aus der DigitaltechnikPraktika:• Simulation ausgewählter Schaltungen• Analyse ausgewählter Schaltungen

Pflichtteilnahme Praktikum2 Praktikumsberichte zur Simulation und zur Analyse 50% der Gesamtnote sowie Abschlussklausur 50% der Gesamtnote.

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• Course title: Regelungstechnik I
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-45
• Module(s): Regelungstechnik I
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Einführung in die Regelungstechnik

Experimentelle & mathematische Identifikation dynamischer Systeme und grundlegende Strategien zur Reglerauslegung

• Problemstellung der Regelungstechnik• Wichtige Eigenschaften von Regelsystemen• Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Zeitbereich• Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Frequenzbereich• Verhalten kontinuierlicher Regelsysteme• Stabilität kontinuierlicher Regelsysteme • Verhalten kontinuierlicher Regelsysteme

Schriftl. Examen, 120 min

H. Unbehauen, Regelungstechnik I, 15. Auflage, Vieweg & Teubner Verlag, ISBN 978-3-8348-0497-6eigenes Skriptum für den Laborteil 

• Course title: Technik der Netze I
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-29
• Module(s): Technik der Netze I
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Teacher’s perspective: Vermittlung folgender Kenntnisse und Fähigkeiten in Theorie und Anwendung:•Einführung in die Theorie der Netzwerke als formale Grundlage für graphbasierte Beschreibung und Analyse von abstrakten Netzen•Aufzeigen der Verbindung zu vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten (sog. «Komplexe Systeme») wie Computer- und Kommunikationsnetze und -protokolle, Neuronale Netze, Soziale Netzwerke, Seuchenbekämpfung (Epidemics), IT Sicherheit•Detailliertes, aktives Verständnis konkreter Kommunikations-protokolle und ihrer Basis-Funktionalitäten (ARQ, TCP, Ipv6)•Einführung in Quantennetzwerke, Qubits, Verschränkung, Quantenrepeater

Learner’s perspective: (Knowledge, comprehension, application, analysis, synthesis and evaluation of Network Science)•Erarbeitung des Basiswissens zur quantitativen Beschreibung von Netzen auf der Basis von abstrakten Graphen•Klassifizierung verschiedener Netzwerk-Klassen•Anwendung des erlangten Wissens auf einfache Realbeispiele•Berechnung von charakteristischen Netzwerk-Parametern•Erkennen von offenen und ungelösten Fragestellungen bei Netzwerken, sowie kritische Bewertung der Ursachen

• Einführung in Teilaspekte der Graphentheorie (Netze und Graphen, Adjazensmatrix, Bipartite Netze, gewichtete Netze, Pfade und Distanzen, Connectedness, Cluster-Koeffizienten)• Einführung in Quantennetze (Dirac-Notation von Qubits, Definition von Verschränkung, Bell States, Quantenrepeater, Entanglement Swapping, experimentelle Sicht am Beispiel des Mach-Zehnder-Interferometers)• Einführung in Ende-zu-Ende-Kommunikation (synchron, asynchron, multiplex in Raum, Zeit, Frequenz und Code)• Fehlererkennung und Fehlerkorrektur, Wahrscheinlichkeitsdarstellung von Fehlern• Automatic Repeat Request (ARQ) (Stop-and-Wait, Go-Back-N, Selective Repeat)• Multiple Access Protokolle• Internet (TCP, IPv6, Routing, verteilte Architekturen und Protokolle, Internet-of-Things)

Klausur

Slides, eigenes Script•Kurose, Ross: Computer Networking: A Top-Down Approach, 8th edition, Pearson 2021•Andrew Tanenbaum: Computernetzwerke, Pearson Studium – IT•Albert-Laszlo Barabasi: Network Science, Cambridge University Press•weiterführende Literatur zu einzelnen Kapiteln des Kurses in den Vorlesungsunterlagen

• Course title: Elektrische Maschinen
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-87
• Module(s): Elektrische Maschinen
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Die Studierenden sollen die verschiedenen elektrischen Maschinen hinsichtlich Funktionsweise, Aufbau und Betriebsverhalten kennen und unterscheiden lernen. Anhand von Beispielaufgaben üben sie die Bestimmung von Maschinenparametern und können das Verhalten in unterschiedlichen Betriebspunkten erklären.Der Einsatz elektrischer Maschinen z.B. in der Automatisierungstechnik wird vorgestellt, wobei die Anwendung der Maschinen im Mittelpunkt steht

Die Studierenden sind in der Lage, den Einsatz elektrischer Maschinen in industriellem Aufgabenbereich zu bewerten. Für gegebene Anforderungen können sie anhand der Betriebseigenschaften den geeigneten Maschinentyp auswählen und dimensionieren.

Grundlagen:           magnetischer Kreis, Permanentmagnete           Kraftbildung und Induzierte SpannungGleichstrommaschinen:           Kommutierung           fremderregete Gleichstrommaschine           Gleichstromnebenschluss- und Gleichstromreihenschlussmaschinen           Gleichstromgenerator           UniversalmotorDrehstrommaschinen:          Drehfeld          Synchronmaschinen                      Elektrisch- und permanenterregte Synchronmaschinen                      Vollpol- und Schenkelpolausführung,          Asynchronmaschinen                     Kurzschlussläufer                     Schleifringläufer

Klausur 90 min           

Literatur:

Fischer ; Elektrische Maschinen; Carl Hanser Verlag 2011Böhm; Elektrische Antriebe; Vogel Buchverlag 2012Giersch, Harthus, Vogelsang; Elektrische Maschinen; Teubner 200

• Course title: Electrical Energy Production Transportation and Distribution
• Number of ECTS: 3
• Course code: MSP-44
• Module(s): Electrical Energy Production, Transportation & Distribution
• Language: EN
• Mandatory: Yes

1. Knowing the different sources of energy contributing to the production of the electrical energy2. Knowing the different solutions to network the power units together and with the consumer3. Knowing the electrical and the mechanical conversion possibilities for the distribution of the electrical energy4. Understanding the electrical power flow management between the power units together as well as with the consumer5. Knowing the electrical power quality norms6. Knowing the power losses generation and its relative cost in the energy systems for a sustainableand rational use of the electrical energy

The student will acquire a global knowledge about the production, transportation, distribution and conversion of the electrical energy, as well as its transformation into/from the mechanical energy.The sustainable rational use of the electrical energy as well as the electrical energy management, are also covered.

1. Production of the electrical energy• The energy sources (fossil fuels, nuclear, renewable)• The generation of the electrical energy2. Transportation of the electrical energy• Electrical power transmission• Power quality norms• Low to high DC and AC voltage grids• Coupling of voltage supplies3. Conversion and distribution of the electrical energy• Modern distribution systems• Transformation of the electrical energy4. Sustainable and rational use of the electrical energy• Power losses• Costs of the energy systems

Written exam (100%)Objectives:1.To be able to define the fundamental electrical devices used for the production, transformation, transport and distribution of electrical energy2.To be able to explain the operation of the electrical devices3.To be able to calculate relevant values of electrical circuits made of passive components Assessment rules:Based on application exercises (theory, formal calculation & simulation) and their correction during the lecture, the student must be able to answer questions and solve similar problems on his/her own. Assessment criteria:Quality of the answers consisting in a correct communication language (English), the detailed methodology and the calculation results.

Available at the University library or on internet:[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_power[2] James Northcote-Green, Robert Wilson, “Control and Automation of Electrical Power DistributionSystems”, Taylor & Francis 2007, ISBN 0-8247-2631-6[3] Peter Zacharias, “Use of Electronic-Based Power Conversion for Distributed and RenewableEnergy Sources”, ISET 2008[4] Adolf J. Schwab, “Elektroenergiesysteme – Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilungelektrischer Energie“, Springer 2008, ISBN 3-540-29664-6[5] H.J. Haubrich, G. Henneberger, H.C. Skudelny, Müller-Hellmann, “Elektrische Energie ausregenerativen Quellen“, Vorlesung der RWTH Aachen 1994[6] Andreas Wagner, “Photovoltaik Engineering – Handbuch für Planung, Entwicklung undAnwendung“, Springer 2006, ISBN 3-540-30732-X[7] Mark Hankins, “Stand-alone Solar Electric Systems“, Earthscan 2010, ISBN 978-1-84407-713-7[8] Michael Fette, Rolf Schwarze, Jürgen Voß, “Energieversorgung der Zukunft“, VDE Verlag 1996,ISBN 3-8007-2174-0

• Course title: Leistungselektronik II inc. Workshop
• Number of ECTS: 6
• Course code: BENG-88
• Module(s): Leistungselektronik II inc. Workshop
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Theorie und Praxis über die Anwendung der Stromrichter für die elektrische Antriebstechnik sowie die elektrische Versorgung. 

Der Student lernt, die Schaltung von Bauelementen miteinander auszulegen und praktische einphasige Wechselstromrichteranlagen zu simulieren. Er wendet auch diese Kenntnisse in einem Praktikum im Labor an.

In der Vorlesung:• Übersichto Einteilung der Stromrichter o Vielfalt der drehzahlveränderlichen Antriebe mit Stromrichtern o Gebräuchlichste Stromrichterschaltungen zum Einspeisen von Elektrosystemen o Die wichtigsten Schaltungen selbstgeführter Stromrichter • Zwangsteuerung und Betriebsbereiche der Halbleiter• Leistungsbilanz bei Stromrichtern • Steuerverfahreno Spannungssteuernde Modulationsverfahreno Stromeinprägende Wechselrichter • Passiv FilterIm Praktikum: Drehzahl Regelung eines Asynchrondrehstrommotors mit Frequenzumrichter

Klausur und Praktikum Bericht

Eigenes Skript

Literatur:[1]Michael Braun: “Elektrische Maschinen und Stromrichter”, Skriptum zur Vorlesung, Elektrotechnisches Institut, Universität (TH) Karlsruhe.[2]Gerhard Henneberger: “Elektrische Maschinen I”, Vorlesung RWTH Aachen.[3]Helmut Lindner, Harry Brauer, Constans Lehmann:¨Elektrotechnik-Elektronik Formeln und Gesetze¨, Buch- und Zeit-Verlagsgesellschaft mbH Köln.[4]Guy Seguier, Francis Notelet: ¨Electrotechnique Industrielle¨, Technique et Documentation (Lavoisier).[5]Hans-Christoph Skudelny: “Stromrichtertechnik”, Aachener Beiträge des ISEA.[6]Klaus Hofer: “Moderne Leistungselektronik und Antriebe”, VDE Verlag.[8]EN 50160, Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems, Copper Development Association. 

• Course title: Digital Design
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-89
• Module(s): Digital Design
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Schaltnetze (Durchschaltung, Auswahlnetz, Quellenauswahlnetz, Demultiplexer), Entwerfen von Schaltnetzen aus komplexen Bausteinen, optimierende EntwurfsverfahrenSchaltketten (Komparator, Paralleladdierer) und rückgekoppelte NetzeEntwurf getakteter Schaltwerke (Darstellungs- und Realisierungsweisen diskreter Abläufe, Entwurfsschritte, Einteilung in Operations- und Steuerwerke, Aufstellung einer formalen Ablaufbeschreibung, Reduktion der Zustandszahl, Zustandskodierung, Entwurf der Überführungs- und Ausgabeschaltnetze)Entwurf ungetakteter Schaltwerke (Grundbegriffe, Einteilung, formale Darstellungen, elementare Flußtafel, systematische Verfahren der Zustandskodierung, hazardarme Realisierungen, transientes Verhalten, Hazarderkennung)Technologie, Layout, Schaltungstechnik und rechnergestützte Entwurfsverfahren Bauteile-Übersicht (PAL, PLD, EPLD, PROM, LCA, Gate Array), Standard Cell, Full Custom, anwendungs- und anwenderspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) Fehlerdiagnose digitaler Schaltungen, gut testbare Schaltungen, Entwurf und Beschreibung von Testmustern, Prüfbarkeit elektronischer Schaltungen Strukturen und Komponenten der Register-Transfer-Ebene und ihre BeschreibungZeitverhalten eines Logikgatters (statischer Hazard, dynamischer Hazard, Vermeidung)Hardwarebeschreibungssprachen (Verwandtschaften mit Programmiersprachen, Datentypen und Objekte, Deklarierung von Architekturen, Verhaltenbeschreibungen, …)Rechnergestützter Entwurf programmierbarer SchaltungenWerkzeuge für Entwurf, Simulation und Verifikation integrierter Schaltungen

Vorlesungsinhalte (jeweils ein getrenntes Kapitel) :Schaltwerke & SchaltnetzeEinführung in VHDLPraktika VHDLASICs und SystemeTest und TestbarkeitTrends in der Mikroelektronik

Projekt : Prototyp eines Schaltwerks

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• Course title: Signale und Systeme
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-90
• Module(s): Signale und Systeme
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Grundlegendes Wissen der Signaltheorie

Der Student •kann Differenzengleichungen mit der Z Transformation lösen•kennt die Einschränkung der Abtastung•kann Systeme nach Linearität, Zeitvarianz und Kausalität klassifizieren•kennt die Vorteile und Einschränkungen der Fourier Transformation•kann einfache Filter entwerfen•kennt Modulationsmethoden und das äquivalente Basisband

• Signalbeschreibungen◦ Diskret und kontinuierlich◦ Vergleich über Korrelation ◦ Spezielle Signale• Systeme• Differenzengleichungen• Z Darstellung• Die Fourier Transformation• Abtastung• LTI System• Abtastung• Filterentwurf

Klausur

Umfangreiche Literatur/Internet Resourcen vorhanden

• Course title: Technik der Netze II
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-91
• Module(s): Technik der Netze II
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Teacher’s perspective: Vermittlung folgender Kenntnisse und Fähigkeiten in Theorie und Anwendung:•Selektive Einführung in die Konzepte der Kryptographie mit Blick auf vernetzte Anwendungen•Detailliertes, aktives Verständnis und praktische Umsetzung von zentralisierten Sicherheitsmechanismen sowie Diskussion ihrer Grenzen •Einführung in moderne Sicherheitstechniken für verteilte Netze mit Schwerpunkt Anonymität und Privatsphäre, praktische Erarbeitung der Systeme mit Blick auf offene Risiken

Learner’s perspective: (Knowledge, comprehension, application, analysis, synthesis and evaluation of Network Security, Anonmyity and Privacy)•Identifikation und Beschreibung der für Netze relevanten kryptographischen Methoden•Klassifizierung und theoretische Analyse der Ziele verschiedener Sicherheitsprotokolle für zentralisierte und verteilte Netzwerklösungen •Anwendung des erlangten Wissens auf einfache Netzwerkprotokolle•Konzeption und beispielhafte Umsetzung von Lösungsvorschlägen für einfache reale Sicherheitsszenarien•Erkennen von offenen und ungelösten Fragestellungen zur Sicherheit bei verteilten Netzen, sowie kritische Bewertung deren Ursachen im Hinblick auf Sicherheit und Privatsphäre

• Einführung in Teilaspekte der Kryptographie (Symmetrische und asymmetrische Verschlüsselung, Hash-Funktionen, Signaturen)• Netzwerk-Sicherheit (Zugangskontrolle, Protokolle zur Netzwerk- und Systemsicherheit)• Grundlagen der Sicherheitsmechanismen in verteilten Netzwerken (Contract Signing, Wahrscheinlichkeits-basierte Methoden)• Protokolle zum Schutz der Anonymität und der Privatsphäre (Chaum’s MIX,  Dining Cryptographers, Minimal-Knowlegde, Onion Routing)• Peer-to-Peer Netzwerkprotokolle (CAN, Chord)• Einführung in Blockchains• TOR Netzwerke (Mechanismen und Risiken)

Klausur

Slides, eigenes Script•William Stallings: „Cryptography and Network Security: Principles and Practice“, Pearson Education•Claudia Eckert: „IT-Sicherheit: Konzepte – Verfahren – Protokolle“, Walter de Gruyter, Berlin/Boston•Michael Kofler et al.: „Hacking und Security: Das umfassende Handbuch“, Rheinwerk Computing, Bonn•weiterführende Literatur zu einzelnen Kapiteln des Kurses in den Vorlesungsunterlagen

• Course title: Business Management für Studierende im Ingenieurwesen
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-71
• Module(s): Business Management für Studierende im Ingenieurwesen
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Ziel der Vorlesung ist es ,den angehenden Ingenieuren ein Instrumentarium an die Hand zu geben, das es ihnen ermöglicht wirtschaftswissenschaftliche  Sachverhalte zu verstehen, diese auszuwerten und zu interpretieren.Vermittlung von essentiellen Grundlagen zum Verständnis des ökonomischen Umfelds. Erarbeitung von wichtigen Methoden und gezieltem Fachwissen zur Anwendung im späteren Berufsleben.

Die Studierenden sind in der Lage relevante wirtschaftswissenschaftliche Sachverhalte zu verstehen und die erworbenen Kenntnisse und Kompetenzen gegebenenfalls im Berufsleben anzuwenden.

– Begriffsbestimmungen und ökonomische Grundsätze- Standortwahl- Rechtliche Aspekte- Produktionswirtschaft- Internes Rechnungswesen- Externes Rechnungswesen – Finanzierung- Angewandte Mathematik der BWL- Investitionen und Anlagen- Entscheidungstheorie- Marketing – Business Plan

Abschlussklausur 100%

Grap,R. (Hrsg.): Business Management für Ingenieure, 1.Auflage 2007, Hanser Verlag, München. Kilger, W.: Einführung in die Kostenrechnung. 3. Auflage 1987, Gabler Verlag, WiesbadenWöhe, G., Döring, U., Brösel, G.: Einführung in die allgemeine Betriebswirtschaftslehre, 26. Auflage 2016, Verlag Vahlen, München 

• Course title: Automatisierungstechnik
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-85
• Module(s): Option Automatisierungstechnik
• Language: DE
• Mandatory: No

Grund- und vertiefte Kenntnisse im Bereich der Automatisierungstechnik 

Der Student erhält eine umfassende Grundausbildung über alle Aspekte des Entwurfs von Automatisierungssystemen für verschiedene Anwendungen im Bereich der Elektro- sowie der Energie- und Gebäudetechnik: -er kennt die Grundbegriffe der Automatisierung -er kann das Verhalten technischer Systeme als zeitkontinuierliches oder ereignisdiskretes System beschreiben-er kann Steuerungsalgorithmen für ereignisdiskrete Systeme entwerfen-er kennt Automatisierungssysteme inkl. Hard- und Software -er kennt die gängigen Kommunikationssysteme in der Automatisierungstechnik-er ist in der Lage, Automatisierungssysteme zu konfigurieren, zu programmieren und zu testen

Umfassendes Grundwissen zum Thema Automatisierungstechnik:- Einführung in die Automatisierungstechnik- Aufbau von Automatisierungssystemen – Beschreibung Ereignisdiskreter Systeme- Entwurf industrieller Steuerungen- Software für industrielle Steuerungen und Speicherprogrammierbare Steuerungen- Industrielle Kommunikationssysteme- Engineering von Automatisierungssystemen

Klausur

Eigenes Scriptweiterführende Literatur:- Litz, L.: Grundlagen der Automatisierungstechnik. 2. Auflage, De Gruyter Oldenbourg, 2012.

• Course title: Trafic Infrastructure Design
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-76
• Module(s): Ergänzung Mobilitätssemester
• Language: EN
• Mandatory: No

Provide an overview of design principles for road infrastructure, from physical principles to rule-based methods and simulation.

Learn the fundamental elements of road design and construction, from the physical relationships between road surface and vehicles to longitudinal, sectional and network design. Learn the fundamentals of Traffic Flow Theory, from the basic concept of the Fundamental Diagram to shockwave theory and congestion dynamics.Intersection Design principles, how to select the intersection layout, identify priority streams, calculate delays and levels of service.Get an overview of microsimulation, in particular car following and lane changing models in commercial simulation tools.

A. Introduction to the course: definition of infrastructure design; vehicle-surface interaction and principles of motion; Network design principles; hierarchical structure.B. Longitudinal design: topography; vertical and horizontal profiles; alignment and speed diagram;C. Sectional design: geometric design and dimensioning; capacity and level of service; Fundamental Diagram; Shockwave TheoryD. Intersection Design; Unsignalised intersections; Roundabouts; Signalised intersections; Traffic Signal Control; Priority of flow streams; Delay and Level of Service calculationE. Principles of microsimulation; Car-following models; Lane-changing models; Case studies using VISSIM

Home exercises (obligatory)Computer aided sessions (obligatory)Written exam (120 min)

Highway Capacity Manual (HCM)German Capacity Manual (HBS)

• Course title: Wasserinfrastruktur
• Number of ECTS: 2
• Course code: BENG-37
• Module(s): Ergänzung Mobilitätssemester
• Language: DE
• Mandatory: No

Überblick über die Bauwerke der städtischen Wasserinfrastruktur; Kenntnisse über wesentliche BemessungsgröΒen zu Schmutzwasser, Regenwasser und Abwasser; Kennenlernen der Inhaltstoffe in Wasser und Abwasser; Überblick über die wesentlichen Grundelemente der Wasserversorgung, der Abwasserableitung und der Abwasserreinigung; Möglichkeiten der Nutzung von Wasser und Abwasser als Ressource.

Die Studierenden erhalten einen umfassenden Überblick über die wesentlichen Bauwerke der städtischen Infrastruktur. Sie werden befähigt, selbständig wesentliche BemessungsgröΒen zu ermitteln und erlangen damit die Voraussetzungen, Bauwerke der Wasserversorgung und Abwasserentsorgung zu planen und zu dimensionieren. Sie erlangen Kenntnisse, mit deren Hilfe sie Lösungsansätze für Siedlungsgebiete entwickeln und bewerten /hinterfragen können. Darüber hinaus erhalten sie Einblick in die Möglichkeiten der Wasserwiederverwertung und von Abwasser sowie Klärschlamm als Ressource.Im Rahmen von Exkursionen werden charakteristische Anlagen vor Ort kennengelernt und aktuelle Problemstellungen mit Betreibern diskutiert.

Umfassendes Grundwissen zum Thema: Wasserinfrastrukturen- Historie der Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung- Wasserkreislauf- Ermittlung von Bemessungsgröβen- Inhaltstoffe im Wasser und Abwasser- Verfahren zur Entfernung von Wasser- und Abwasserinhaltstoffen- Grundelemente der Wasserversorgung, Abwasserableitung und Abwasserbehandlung- Zukünftige Herausforderungen (Klimawandel, Wasser- und Ressourcenverknappung)- Wasserwiederverwertung und Abwasser als Ressource

Schriftliche Prüfung

Eigenes Skriptweiterführende Literatur:-Mutschmann/Stimmelmayr: Taschebuch der Wasserversorgung. Vieweg + Teubner Verlag.-Edzwald: Water Quality&Treatment. American Water Works Association-DWA: Neuartige Sanitärsysteme. Bauhaus VerlagMays: Water Resources Sustainability. WEF Press

• Course title: Real World Data Acquisition and Processing
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-127
• Module(s): Real World Data Acquisition and Processing
• Language: EN, FR
• Mandatory: Yes

To provide students with the practical knowledge about microcontroller-based data acquisition and processing.

On successful completion of this course, students are capable to:Explain the techniques commonly used for data acquisition, conversion, and communication. Use a programming language for applied scientific calculations and data processing.

1) A set of 2-hour presentations about the following topics:- Introduction to the controllers, sensors et actuators: the DIY-Droid as live example- The Arduino ESP32 Microcontroller Hardware and Software IDE- The DC Electric Gearbox Double Shaft Motor for Modellingo Principleo DC Motor Driveo The Pulse Width Modulationo Motor Current Measurement Sensoro Motors Driving Controller – Analogic-to-digital conversion (ADC), digital-to-analogic conversion (DAC) and digital filteringo Different types of converterso Lowpass filters: Analogic and Digital- Communication protocols and challengeso Different communication protocols (SPI, RS232, …) and example applicationso Real world problems that might occur during a communication- Introduction to Scientific Computing and Visualization with Python, a widespread, interpreted, general-purpose programming language.2) Presentation of student’s works about one topic related to those given during the lectures.

Grade on the presentation (1/3) and a final exam on all the topics addressed during the lectures (2/3) under the form of a multiple-choice questionnaire.

POWERPOINT slides and live demos- Toyota Motor Sales, U.S.A., Inc. “Sensors and Actuators” – Clarke D. W., “Intelligent Instrumentation”, Transactions of the Institute of Measurement and Control 22,1 (2000) pp. 3–27- Isermann R., “ Mechatronische Systeme: Grundlagen ”, Springer

• Course title: Prototyp Mikroelektronik
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-119
• Module(s): Prototyp Mikroelektronik
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Beherrschung der Grundfertigkeiten, um Mikrocontroller in eingebetteten Systemen in C programmieren und testen zu können. Diese Systeme, welche weitestgehend unsichtbar ihren Dienst in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen versehen, vereinigen die große Flexibilität von Software mit der Leistungsfähigkeit ihrer speziellen Hardware, die meist einen Mikrocontroller als Rechner enthält.Systematischer Methoden zur Analyse und zum Entwurf von Systemen zur Echtzeitverarbeitung digitaler Signale.Prozeßrechner, Wirkung und Eigenschaften, Klassifizierung technischer Prozesse, Kopplung Rechner – Bediener – Prozeß, Sensortechnik, Interfaces, Bussysteme der Prozessrechtechnik (Sensor/Aktor-Bus, Profibus, CAN-Bus); Kommunikation in Prozessrechentechniksystemen.Hardwareentwurf: Rechnerkopplung und Anschluss externer Bausteine an den Prozessor (Busse, Schnittstellen, Bus-Normen, Datenübertragung, Datenerfassung) sowie Auswirkung auf den Betriebszustand des Prozessors. Fehlerdiagnose digitaler Schaltungen, gut testbare Schaltungen, Prüfbarkeit elektronischer Schaltungen.

Vorlesungsinhalte (jeweils ein getrenntes Kapitel):• C-Programmierung von Mikrocontrollern• Petri-Netze zur Modellierung verteilter Systeme• Eingebettete Systeme• Kommunikation in der Prozessrechentechnik Labor:• Praktika (Tonausgabe mit Timern, Pulbreitenmodulation, I2C-Bus, fortlaufende A/D-Wandlung, Temperaturmessung und Ausgabe)• Schaltungs- bzw. Leiterplattenentwurf

Entwicklung eines Prototyps 50% der Gesamtnote sowie Abschlussklausur 50% der Gesamtnote.

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• Course title: Leistungselektronik III (& dezentrale Systeme)
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-120
• Module(s): Leistungselektronik III (& dezentrale Systeme)
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Übersicht über die Anwendung der Stromrichter für die Regelung von Drehstrommaschinen sowie für die dezentrale elektrische Energieversorgung. 

Der Student lernt die Funktionalitäten und Regelprinzipien von mehrphasigen Stromrichteranlagen für die Anwendung zur der dezentralen Systemintegration. Der Student erlangt die Kenntnisse der Systemeinbettung von Entwurf zu Auslegung und Signalverarbeitung sowie weiter auf Kommunikation und übergeordnete Funktionalität, mit Simulation gestützten Fallstudien von einheitlichen Regler- und Modelldarstellungen.

• Leistungsqualität für hochverfügbare Stromversorgungen, Bord- und Traktions-Netze sowie zur Einspeisung in öffentliche Netze und für die netzferne Versorgung. • Inselbetrieb• FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) • Steuerung von Drehstromrichtern• Digitale Signalverarbeitung, Kommunikation und weitere Informationsverarbeitung für die Kontrolle (Regelung und Überwachung) von Stromrichtersystemen • Integration und Regelung von parallelen Stromrichteranlagen• System-Spannungsregelung und Oberschwingungsdämpfung• Spannungsfrequenz und -amplitude Regelung mit und ohne Drehfeldmaschinen• USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung)

Klausur

Eigenes Script[1]Michael Braun: “Elektrische Maschinen und Stromrichter”, Skriptum zur Vorlesung, Elektrotechnisches Institut, Universität (TH) Karlsruhe.[2]Gerhard Henneberger: “Elektrische Maschinen I”, Vorlesung RWTH Aachen.[3]Helmut Lindner, Harry Brauer, Constans Lehmann:¨Elektrotechnik-Elektronik Formeln und Gesetze¨, Buch- und Zeit-Verlagsgesellschaft mbH Köln.[4]Guy Seguier, Francis Notelet: ¨Electrotechnique Industrielle¨, Technique et Documentation (Lavoisier).[5]Hans-Christoph Skudelny: “Stromrichtertechnik”, Aachener Beiträge des ISEA.[6]Klaus Hofer: “Moderne Leistungselektronik und Antriebe”, VDE Verlag.[8]EN 50160, Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems, Copper Development Association.

• Course title: Regelungstechnik II
• Number of ECTS: 4
• Course code: BENG-121
• Module(s): Regelungstechnik II
• Language: DE, EN
• Mandatory: Yes

Vertiefung der Kenntnisse im Bereich der Regelungstechnik. 

In Kombination mit der Vorlesung Regelungstechnik I erhält der Student eine umfassende Grundausbildung über alle Aspekte des Entwurfs von Regelkreisen für verschiedene Anwendungen im Bereich der Elektro- und Automatisierungstechnik: -er kennt die Grundbegriffe der Regelungstechnik -er kann das Verhalten technischer Systeme analytisch durch Differentialgleichungen und Übertragungsfunktionen beschreiben-er kennt die grafische Darstellung der Übertragungsfunktion als Pol-Nullstellenverteilung und als Frequenzgang-er kann allgemein das Verhalten von Reglern und Regelstrecken beschreiben-er ist in der Lage, stetige Regler im Zeit- und im Frequenzbereich zu entwerfen-er ist in der Lage, Regelkreise in Simulationen zu implementieren und zu testen-er kann mehrschleifige Regelkreise entwerfen 

Umfassendes Grundwissen zum Thema Regelungstechnik:- Einführung in die Regelungstechnik- Beschreibung des Übertragungsverhaltens linearer Systeme- Simulation des Zeitverhaltens- Grafische Darstellung der Übertragungsfunktion- Entwurf von einschleifigen Regelkreisen im Zeitbereich- Entwurf von einschleifigen Regelkreisen mit dem Wurzelortsverfahren und dem Frequenzkennlinienverfahren- Auslegung mehrschleifiger Regelkreise- Simulation und Test von Regelkreisen 

Klausur

Eigenes Scriptweiterführende Literatur:- Jaschek, H.; Voos, H.: Grundkurs der Regelungstechnik, 15. Auflage, 2010, Oldenburg Industrieverlag. 

• Course title: Elektrische Energieverteilung Vertiefung
• Number of ECTS: 2
• Course code: BENG-122
• Module(s): Elektrische Energieverteilung Vertiefung
• Language: DE
• Mandatory: Yes

Die Studierenden kennen Aufbau und Funktion des Verteilungsnetzes für elektrische Energie von der Erzeugung elektrischer Energie bis zum Verbraucher. Sie haben Kenntnisse über Aufbau, Wirkungsweise, Betriebsverhalten und Ersatzschaltung der wichtigsten Netzelemente sowie über deren Zusammenwirken. Die Studierenden sind in der Lage, Lastflussberechnungen vorzunehmen sowie die Kurzschlussströme für verschiedene Fehlerarten zu berechnen und kennen die Grundlagen des Netzschutzes in den einzelnen Spannungsebenen. Grundkenntnisse über Schaltanlagen sowie die Netzregelung ergänzen das Spektrum. 

Wiederholung: Leistungsgrößen der elektrischen Energietechnik, Drehstrom, einphasiges Ersatzschaltbild von Drehstromsystemen; Energienetze: Bedarf an Elektroenergie, Spannungsebenen, Aufbau elektrischer Energienetze; Transformator: Aufbau, Kenngrößen, Betriebsverhalten sowie Ersatzschaltung in der elektrischen Energietechnik; Leitungen und Kabel im Hoch-, Mittel- und Niederspannungsbereich: Aufbau, Kenngrößen und Ersatzschaltung, Sternpunktbehandlung, Erdschluss, Berechnung von Erdschlussstrom sowie Auslegung der Erdschlusslöschspule; Verteilungsnetz im ungestörten Betrieb: Lastflussberechnung, Netzregelung; Kurzschlussstromberechnung: Symmetrische und unsymmetrische Fehler, Berechnung dreipoliger Kurzschlussströme, Einführung in die Methode der symmetrischen Komponenten; Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung. 

Klausur 120 min

 Spring, E.: Elektrische Energienetze, VDE Verlag, Berlin 2003; Heuck, K.; Dettmann, K.-D.: Elektrische Energieversorgung, Verlag Springer Vieweg, Wiesbaden 2013; Crastan, V.: Elektrische Energieversorgung Band 1, Verlag Springer Vieweg, Wiesbaden 2015. 

• Course title: Workshop Project Management
• Number of ECTS: 2
• Course code: BENG-103
• Module(s): Option Workshop Project Management
• Language: DE, EN
• Mandatory: No

The students can organize and schedule projects efficiently. They plan the resources, stay within budget and complete the projects on time. Students can assess risks and maintain communication within the team and outside.

The students will be able to structure a project execution including the project team setup. Students will learn to develop a project time schedule (Gantt-chart) to allocate resources, to include milestones and compare planning to real project progress. They can identify dependencies of different tasks, highlight bottlenecks and detect the critical path. They know project planning methods and can use common planning tools like Excel, MS Project or SAP.

– Defining the scope of the project- What has to be done until when?- The project schedule: Developing a bar chart diagram (Gantt-chart).Knowing of principles of network planning diagrams- Getting the right team at the right time. Allocation of resources – Cost estimation- Recognizing risk factors and preparing to mitigate risks- Defining roles and responsabilities- Tracking progress and monitoring performance. The gate review process- Keeping everyone informed by efficient communication- Effective time management- Definition of roles for: the project manager, commercial managers and time scheduler and other core team members- Organizational structures for project execution- Management of conflicts. Conflict resolution methods- Personality types (MBTI)- Using technology (IT) to plan and track projects- Case studies will enable the students to apply the learned competencies

PMI Project Management Body of Knowledge (Ed. 6/7), ISO 21500:2016

• Course title: Propriété Intellectuelle et Veille Technologique
• Number of ECTS: 2
• Course code: BENG-105
• Module(s): Option Propriété Intellectuelle et Veille Technologique
• Language: FR
• Mandatory: No

-Comprendre l’importance de la protection du patrimoine immatériel et les bases de la propriété intellectuelle (brevets, marques, dessins & modèles, droits d’auteur).-Comprendre l’importance de l’exploitation systématique des informations techniques contenues dans les brevets d’invention.-Savoir utiliser les bases de données brevets et adapter sa stratégie de recherche d’information.-Familiariser l’étudiant avec les pratiques de veille et apprendre les techniques de base pour rechercher, analyser et protéger les informations nécessaires pour mener un projet d’innovation.

1. Importance de la protection du patrimoine immatériel et de la propriété intellectuelle dans l’économie de la connaissance- Les principaux droits de PI- Logiciels, Open source et Intelligence Artificielle- Confidentialité et contrats2. L’information brevets et les bases de données – Le système des brevets- Les informations contenues dans un brevet- Les bases de données accessibles en ligne3. Bonnes pratiques de recherche dans les brevets – Les méthodes d’interrogation des bases de données- Elaborer une stratégie de recherche- Exercices pratiques (Recherche brevet sur Espacenet / Patentscope)4. Veille technologique – La veille et son utilité- Infométrie, statistiques et analyses- Exercices pratiques (Statistiques brevets sur Espacenet)

Examen final 120 min

Documentation et didacticiel des bases de données brevets (ressources en ligne)Webographie veille technologique et intelligence économique (ressources en ligne)

• Course title: Bachelor Thesis
• Number of ECTS: 12
• Course code: BENG-123
• Module(s): Bachelor Thesis
• Language: DE, FR, EN
• Mandatory: Yes

• Course title: Propriété Intellectuelle et Veille Technologique
• Number of ECTS: 2
• Course code: BENG-105
• Module(s): Ergänzung Mobilitätssemester
• Language: FR
• Mandatory: No

-Comprendre l’importance de la protection du patrimoine immatériel et les bases de la propriété intellectuelle (brevets, marques, dessins & modèles, droits d’auteur).-Comprendre l’importance de l’exploitation systématique des informations techniques contenues dans les brevets d’invention.-Savoir utiliser les bases de données brevets et adapter sa stratégie de recherche d’information.-Familiariser l’étudiant avec les pratiques de veille et apprendre les techniques de base pour rechercher, analyser et protéger les informations nécessaires pour mener un projet d’innovation.

1. Importance de la protection du patrimoine immatériel et de la propriété intellectuelle dans l’économie de la connaissance- Les principaux droits de PI- Logiciels, Open source et Intelligence Artificielle- Confidentialité et contrats2. L’information brevets et les bases de données – Le système des brevets- Les informations contenues dans un brevet- Les bases de données accessibles en ligne3. Bonnes pratiques de recherche dans les brevets – Les méthodes d’interrogation des bases de données- Elaborer une stratégie de recherche- Exercices pratiques (Recherche brevet sur Espacenet / Patentscope)4. Veille technologique – La veille et son utilité- Infométrie, statistiques et analyses- Exercices pratiques (Statistiques brevets sur Espacenet)

Examen final 120 min

Documentation et didacticiel des bases de données brevets (ressources en ligne)Webographie veille technologique et intelligence économique (ressources en ligne)

• Course title: Introduction to Graphics
• Number of ECTS: 4
• Course code: BPINFOR-109
• Module(s): Ergänzung Mobilitätssemester
• Language: EN
• Mandatory: No

Computer Graphics is a very important field of computer science. Its use today spans virtually all scientific fields and is utilized for design, presentation, education and training. In this course, an introduction into basics of computer graphics theory and practice is given with an applied approach based on open-source tools like Gimp, Inkscape, or the Java 2D API.

On successful completion of this course, students are capable to:

explain core techniques and data representation for the creation and manipulation of two-dimensional images.

apply these techniques to three-dimensional graphical objects.

use popular graphics-related open-source tools like Gimp or Inkscape for simple image processing tasks.

develop simple graphics-related programs with the help of the Java 2D API or JavaFX.

Raster versus vector graphicTwo-dimensional graphics:Pixel, coordinate systems, colorsBasic graphical Shapes: line segments, circles, ellipsis, polygonsAffine transforms like translation, rotation, scaling, shearingImage manipulation with convolution filtersImage manipulation based on statistical informationPractical introduction to the Java 2D API and the open source programs Gimp and InkscapeIntroduction to three-dimensional graphics:Similarities and differences between 3D and 2DRepresentation of three dimensional objects, texture, material, …Introduction into light and shadow handling and ray tracing

First-time students: Final exam (55%), 4 graded exercises (40%), regular participation in meetings (5%).

Repeaters: Final exam (100%).

Literature:

Main literature:

“Introduction to Computer Graphics”, David Eck, 2018, free online version available at https://math.hws.edu/graphicsbook/ .

“Introduction to Computer Graphics – Using Java 2D and 3D”, Frank Klawonn, 2012, Springer, online version available via https://a-z.lu.

The Java Tutorials – 2D Graphics, available at https://docs.oracle.com/javase/tutorial/2d/index.html.

Additional literature and online resources will be provided on the course website.

• Course title: Robotik
• Number of ECTS: 3
• Course code: BENG-98
• Module(s): Ergänzung Mobilitätssemester
• Language: DE, EN
• Mandatory: No

Roboter werden seit Jahren erfolgreich in der Industrie zur Automatisierung eingesetzt. Doch Roboter werden zukünftig mehr und mehr als Assistenzroboter im privaten und öffentlichen Leben auftauchen. Staubsaugroboter, Rasenmähroboter oder Wischroboter sind bereits in vielen Haushalten dankend aufgenommen worden. Der Entwicklungsweg zum persönlichen Roboterassistenten, der auch in der Küche helfen kann ist nicht mehr lang. In Krankenhäusern helfen immer öfter Tele-Manipulatoren als Assistenzsysteme mit intelligenten Funktionen bei Operationen. Roboter übernehmen bereits das Einparken in Parkhäusern. Die intelligente Gehilfe für körperlich eingeschränkte Menschen ist bereits in einigen Rehabilitationszentren zum Training eingeführt worden. Die Kommunikation älterer Menschen in Betreuungs- und Pflegeheimen wird durch eine künstliche (Roboter)-Robbe, die sich anschmiegen kann, angeregt. Aber besonders hilfreich werden Assistenzroboter, die kooperativ mit dem Menschen zusammenarbeiten, in der Produktion sein. Zukünftig entstehen neue Arbeitsformen, die Arbeitsplätze mit bisher weitgehend manueller Arbeit produktiver machen.Die Lehrveranstaltung stellt das spannende Thema Robotik theoretisch und praktisch vor. Die Theorie wird mit Hilfe von MATLAB Übungen und Simulationsübungen erklärt. Die Programmierung der Industrie-Roboter wird im Technikum an vier verschiedenen Geräten geübt. Dabei kann man Roboter programmieren lernen, die bis zu 350 kg bewegen können!

• Aufbau von Roboterplattformen und Roboterarmen,• Kenngrößen der Roboter,• mathematische Verfahren zur Beschreibung der Kinematik von Roboterarmen und mobilen Plattformen,• Programmierverfahren und Steuerung von mobilen Robotern und Roboterarmen,• Computer-Vision Systeme zur automatischen Bewegungssteuerung und Navigation.

Klausur und Praktikumsbericht

• Course title: Interaction Design
• Number of ECTS: 4
• Course code: BPINFOR-36
• Module(s): Ergänzung Mobilitätssemester
• Language: EN
• Mandatory: No

The overall objective of this course is to help deepen students’ knowledge and skills in user interface and interaction design.

On successful completion of this course, students are capable to:describe, explain, and use a standard analysis and design process, and standard analysis and design terminology.recognize several basic design patterns and common software techniques, and be able to use them in product design.generate alternative solutions for analysis and design problems, evaluate them, choose a good alternative, and explain and defend this choice.

The Interaction Design course follows the following core topics. Many of these combine lectures with studio time in the classroom.Introduction to Interaction DesignUnderstanding UsersNeeds, Requirements and Hierarchical Task AnalysisPrototypingConceptual DesignPhysical DesignEvaluation

Two exams during the semester (30% each), a group final project (30%), and participation in the classroom (10%).

Literature: Interaction Design: Beyond Human-Computer Interaction (2nd Edition), by Preece, Rogers, and Sharp. Wiley, 2007.

• Course title: Introduction to Data Analysis with Python
• Number of ECTS: 4
• Course code: BPINFOR-121
• Module(s): Ergänzung Mobilitätssemester
• Language: EN
• Mandatory: No

This course teaches the fundamental ideas of cleaning, manipulating, processing, and analyzing data. Students will work on data analysis problems encountered in various data-intensive applications. The course includes many in-class programming exercises where students are expected to work on various case studies. Through these exercises, the course will also serve as an introduction to data analysis and modern scientific computing using the Python programming language.

On successful completion of this course, students are capable to:

Understand the fundamentals of data analysis,

Use the Python programming and its libraries NumPy, Pandas, and Matplotlib/Seaborn,

Pose questions, collect relevant data, analyze data, interpret data and provide insights,

Present data-driven insights using data visualization.

Introduction: What is data analysis?Python basics, Build-in Data Structures, Functions, and FilesNumPy basics: Arrays and Vectorized ComputationData Acquisition, Preparation and Management Data VisualizationTime SeriesIntroduction to Modeling Libraries in PythonData Analysis Examples

Quiz – 20%

Homework and practical – 30%

Final Exam (Practical and Written) – 50%

Literature:

Python for Data Analysis, O’REILLY, ISBN-10: 1491957662

Python Data Analysis, Steve Eddison, ISBN: 1709888989

Introduction to Data Science with Python: Basics of Numpy and Pandas, Mark Smart, ISBN-10: 1731036841

Lectures slides and any supplemental course content will be provided on the course web site.

• Course title: Technische Mechanik II
• Number of ECTS: 5
• Course code: BENG-11
• Module(s): Ergänzung Mobilitätssemester
• Language: DE, EN
• Mandatory: No

Theoretische Grundlagen und Berechnungsmethoden zum Verständnis der Wirkung von äußeren Belastungen auf die Verformung elastischer Körper. 

Der Studierende versteht den Zusammenhang zwischen äußerer Belastung und Verformung elastischer Körper und kann die mathematischen Beziehung unter Berücksichtigung des Stoffgesetzes nachvollziehen. Sie/Er kann den Spannungszustand ebener Systemen berechnen. Sie / Er beherrscht die Berechnung des Spannungszustandes und Verformungszustandes für Stab- und Biegebalken. .

 Einführung in die ElastostatikZug und Druck in Stäben: • Spannung, Dehnung und Stoffgesetz am Einzelstab, in stat. Bestimmten und unbestimmten System Spannungszustand: • Spannungsvektor / Spannungstensor • Ebener Spannungszustand• Hauptspannungen, • Mohrscher Spannungskreis Biegung:• Normalspannung infolge Biegung • Flächenträgheitsmomente – Verschiebung der Bezugsachsen – Hauptachsen • Biegelinie ebener Systeme • Schiefe Biegung, Kernquerschnitt Schubspannung• Infolge Querkraft• In dünnwandigen Querschnitten 

Klausur und Übungsaufgaben zum Selbststudium – Zulassung zur Klausur nur mit anerkannten Übungsaufgaben

Vorlesungsunterstützende ArbeitsblätterTechnische Mechanik 2 – Elastostatik;  Gross, Hauger, Schröder, Wall; 11. Auflage Springer 2012Engineering Mechanics 2 – Mechanics of Materials; Gross, Hauger, Schröder, Wall; 1.Auflage Springer 2011Technische Mechanik- Festigkeitslehre, Holzmann, Meyer, Schumpich; 12. Auflage – Springer Vieweg Verlag 2016