ELEKTRO TECHNIK UND INFORMATIONS TECHNOLOGIE
BACHELOR 2022/2023
Robotik – Roboterzelle und kollaborierende Roboter des Instituts für Elektrotechnik: Studierende entwickeln und programmieren die Steuerungen.
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Energietechnik – Studierende planen und entwickeln Anlagen für moderne, erneuerbare Energie.
Mikrotechnik – Spielerisch programmieren lernen: Der kleine Roboter sucht sich den Weg entlang der Farblinie.
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Regelungstechnik – Eine kleine industrielle Steuerung im Unterrichts-Labor.
Infotronik – Spannender Unterricht mit dedizierter Hardware.
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Studiengangkonzept
Werden Sie Elektroingenieurin oder -ingenieur Vom Auto bis zur Zahnbürste enthalten heute fast alle Produkte Elektronik. Deshalb sind Sie nach einem Abschluss bei uns weltweit gefragt. Im Bachelor-Studium Elektrotechnik und Informationstechnologie lernen Sie nicht nur wie Sie Technik umweltfreundlich und nützlich einsetzen, sondern sogar wie Sie diese selber entwerfen können! Sie lernen selber zu entwickeln, Neues zu schaffen! Ähnlich wie ein Architekt ein Gebäude entwirft, lernen Sie Systeme und Geräte zu entwerfen wie zum Beispiel: • intelligente, lernende Roboter • umweltfreundliche Energiegewinnung (z.B. Photovoltaik) • neue energieeffiziente Antriebe und Steuerungen • medizinische Geräte • Computer und Kommunikationsgeräte (wie z.B. Handy, Router und WLAN-AP) • Digitalisierung von Unternehmen und Prozessen, mit Internet of Things (IoT) • Bild- und Mustererkennung mit Künstlicher Intelligenz (AI) und Machine Learning (ML) Vom ersten Semester an arbeiten Sie interdisziplinär mit Studierenden der Studiengänge Maschinentechnik und Informatik an Projekten zusammen. Der Campus mit seiner überschaubaren Grösse unterstützt diesen Austausch zusätzlich. Sie lernen die Grundlagen aller Vertiefungsrichtungen kennen und spezialisieren sich anschliessend auf eine oder mehrere davon. So können Sie schon früh wählen, wohin Ihre Karriere Sie später führt.
«Es ist ein unglaublich breites Studium und es macht mega Spass, weil es in der Praxis umsetzbar ist.» Stefanie Schmidiger gymnasiale Matura Haben Sie Fragen? Prof. Dr. Urs Röthlisberger Studiengangleiter Elektrotechnik und Informationstechnologie T: +41 41 349 33 80 E-Mail: urs.roethlisberger@hslu.ch
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Studiengangkonzept
Die Vertiefungsrichtungen • Energie- und Antriebssysteme: Sie lernen moderne Energiesysteme wie z.B. Solar anlagen zu entwerfen, zu betreiben und zu unterhalten. Sie lernen effiziente Antriebssysteme wie beispielsweise Elektrofahrzeuge zu entwickeln. Fokus: Energieerzeugung, Energieverteilung, Energienutzung • Mechatronik/Automation/Robotik: Sie lernen moderne mechatronische Systeme zu modellieren und zu entwickeln. Ein Beispiel ist die Automatisierung eines Roboterarms zum Abpacken von Medikamenten. Dazu verwenden Sie Teilsysteme wie Kameras, Drucksensoren und numerische Steuerungen. Fokus: Mechatronik, Robotik und Automatisierung • Nachrichtentechnik/Signal Processing: Sie lernen Kommunikationssysteme zu konzipieren und die zugehörige Informationsaufbereitung und Signalverarbeitung für die Datenübertragung zu entwerfen und zu realisieren. Dazu gehört beispielsweise die Bildverarbeitung und Datenübertragung für ein Solarflugzeug, mit dem Bodenschätze gefunden werden können. Fokus: Digitale Signalverarbeitung, leitungsgebundene und drahtlose Kommunikation • Technische Informatik: Sie lernen Mikrocontrollersysteme und die Beschaltung von Sensoren und Aktoren für eigene elektronische Steuer- und Regelsysteme nach Bedarf selber zu entwickeln und zu programmieren. Fokus: Embedded Systems, Mikrocontroller, Steuerungen, intelligente digitale Systeme, IoT, AI, ML Interessant und ein Top-Start für Ihre Karriere! Mit dem Bachelor in Elektrotechnik und Informationstechnologie sind Sie im gesamten technischen Bereich einsatzfähig: von der System-, Schaltungs- und MikrocontrollerEntwicklung in Ihrem eigenen KMU, über die Entwicklung industrieller Steuerungen von Robotern, bis zur Projektleitung beim Bau von Solarkraftwerken. Unsere Ausbildung ist sehr innovativ und macht Sie zu einer weltweit gefragten Fachperson. Ingenieursausbildungen sind auch eine gute Grundlage, um später Kaderund Managementpositionen zu übernehmen. Hervorragende Infrastruktur Dank der modern eingerichteten Werkstatt, der ausgezeichneten Elektrotechnik-, Elektronik- und Mikrocontroller-Infrastruktur und der professionellen Unterstützung können Sie im Projektunterricht Ihre Prototypen selbst bauen. 8
Zulassung/Zeitmodelle/Master-Ausbildung
Voraussetzungen Für ein Bachelor-Studium haben Sie eine der folgenden Ausbildungen abgeschlossen: • eine Berufsmatura und eine Berufslehre in den Bereichen Elektronik, Informatik, Elektrotechnik, Elektroinstallation, Automation, Mechatronik, Mechanik oder ähnlichem. • eine gymnasiale Matura mit einem zwölfmonatigen Berufspraktikum (wir helfen Ihnen bei der Suche nach einem Praktikumsplatz). • ein Diplom-Abschluss einer Höheren Fachschule im Gebiet Elektrotechnik (auch ohne Berufsmatura). Haben Sie eine andere Vorbildung? Bitte kontaktieren Sie uns, um die Zulassung zu besprechen. Sind Sie Quereinsteigerin oder Quereinsteiger? Das ist kein Problem! Ein Berufspraktikum vermittelt Ihnen die Grundlagen von Elektronik, Elektrotechnik und des Programmierens – unabhängig von Ihrer Vorbildung. Wir unterstützen Sie bei der Suche nach einem geeigneten Praktikum. Vollzeit, Teilzeit oder berufsbegleitend? Unsere Zeitmodelle sind so individuell wie Sie. Sie können zwischen den Modellen «Vollzeit», «Teilzeit» und «berufsbegleitend» wählen und sogar während des Studiums in ein anderes Modell wechseln. Zudem bieten wir den Studienbeginn im Herbst und im Frühling an. Master-Ausbildung Bilden Sie sich nach dem Bachelor-Abschluss zum Master of Science in Engineering weiter. Sie erhalten Unterstützung von unseren Advisoren und Advisorinnen und bearbeiten spannende Forschungsprojekte. Der Master-Abschluss empfiehlt sich vor allem für Studierende, die in den Entwicklungsbereich einsteigen möchten.
«Der Vorteil des berufsbegleitenden Studiums ist, dass ich das Studium finanzieren kann und auf eigenen Beinen stehe.» Tobias Plüss gelernter Elektroniker 9
Praktische Produktentwicklung in interdisziplinären Teams
Entwickeln Sie einen eigenen Roboter Im dritten und vierten Semester stehen die «PREN-Module» auf dem Stundenplan: Produktentwicklung und praktische Anwendung des erlernten Studieninhalts. In einem interdisziplinären Studierenden-Team planen, entwickeln und realisieren Sie in zwei Semestern ein mechatronisches System, z.B. einen Roboter, ein autonomes Gefährt, eine Ballwurfmaschine, ein Entsorgungsgerät oder einen Schnelltransporter. Vom Konzept zum Prototyp Zuerst erarbeiten Sie ein Konzept, erstellen einen Projektplan und ein Budget. Anschliessend setzen Sie Ihren Plan in einem interdisziplinären Team mit Studierenden der Maschinentechnik und der Informatik um. Am Ende von PREN kommt es zum öffentlichen Wettbewerb. 180 Studierende treten mit ihren Prototypen gegeneinander an – eines der Highlights des Moduls.
«Ich dachte, dass ich einer der wenigen Elektromonteure bin, der Elektrotechnik studiert. Aber das ist gar nicht so.» Florian Vogel gelernter Elektromonteur 10
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Produktentwicklung – Konstruktion eines Prototypen in interdisziplinären Gruppen von Studierenden der Elektrotechnik, Maschinentechnik und Informatik.
Hochfrequenztechnik – Im Labor messen Sie die hochfrequente Abstrahlung von Kommunikationsgeräten.
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Regelungstechnik – Den Ball über dem Luftstrom schweben lassen.
Aufbau des Bachelor-Studiums Elektrotechnik und Informationstechnologie Kernmodule
mindestens 90 ECTS-Credits
Kernmodule
Advanced
Energie- und Antriebssysteme
Nachrichtentechnik/ Signal Processing
Technische Informatik
Mechatronik/ Automation/Robotik
Leistungselektronik und Antriebstechnik
Informations- und Kommunikationstechnik
Advanced System Design
Angewandte Industrielle Robotik
6 Elektrische Energieversorgung
6 Digitale Signalverarbeitung
6
Intermediate
Elektronik 3
Advanced Distributed Systems
6
Data Communication Systems
Advanced Embedded Systems
3 Nachrichtentechnik
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6
Regelungstechnik
3 Digital Design
3
Elektronik 2
6 Industrielle Automatisierungssysteme
6
3 Leistungselektronik & elektrische Antriebe
6
3 Advanced Programming
6 Signale & Systeme
Mathematik & Physik Technik 2
3
6
Basic
Elektrotechnik 2
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Elektronik 1
Mikrocontroller Fundamentals
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Lineare Algebra
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Mathematik & Physik Technik 1
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6 Elektrotechnik 1
6 Programmieren Grundlagen
Mathematik Grundlagen
Modul ist Pflicht. Modul ist Wahl.
6 ECTS-Creditangabe (hier 6)
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Projektmodule
Erweiterungsmodule
mindestens 39 ECTS-Credits
mindestens 15 ECTS-Credits
Bachelor-Thesis
Machine Learning
3 IoT Systems
12 Industrieprojekt
Future Energy Systems
3 EchtzeitBildverabeitung
Mikrowellentechnik (Blockwoche)
3 Advanced Digital Design
6
3 Höhere Mathematik
3 Advanced Electronics
3
3 Moderne Regelungstechnik
3
3
Produktentwicklung 2
Sensor Systems
6 Produktentwicklung 1
Regelungstechnik Labor (Blockwoche)
3 Praxismodul
Statistical Data Analysis 2
3 Technische Optik
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3/6
Statistical Data Analysis 1
6
Kompaktantennen (Blockwoche)
3 Programmieren fürs iOS
3 Physiklabor
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3 Medizintechnik Einführung
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Kontext 2
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Maschinenelemente der Mechatronik
3 Kontext 1
3 Programming Lab
CAD (Blockwoche)
3 Elektronik Labor
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Werkstoffe der Elektrotechnik
3 Web Technologies
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3 Design Grundlagen
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Welche Module gibt es?
Es gibt Pflicht- und Wahlmodule. Beide dauern in der Regel ein Semester. Der Unterricht findet während des Kontaktstudiums statt, siehe Jahresplan Seite 26/27. Eine Ausnahme bilden die sogenannten BlockwochenModule, die während einer Intensivwoche ganztags durchgeführt werden. Die Modulbeschriebe geben Auskunft über erforderliches Vorwissen, Inhalte und Ziele, Studienaufwand und Form des Kompetenznachweises. Sie sind in Kurzfassung auf den Seiten 17 bis 21 dieses Studienführers zu finden. Studierende können sich einzelne Module entsprechend ihren Vorkenntnissen und Interessen zu einem individuellen Stundenplan zusammenstellen.
Was sind ECTS-Credits? ECTS bedeutet European Credit Transfer System. ECTS-Credits sind eine Masseinheit für die Studienzeit. Jede Aus- und Weiterbildung ist mit einer bestimmten Anzahl ECTS-Credits dotiert, je nach zeitlichem Aufwand, der pro Modul benötigt wird. Ein ECTS-Credit entspricht 30 Arbeitsstunden. Der Bachelor-Studiengang ist in der Regel nach dem Erreichen von 180 ECTS-Credits abgeschlossen. Das ECTS ermöglicht die transparente Anerkennung von Studienleistungen.
Kernmodule Sie vermitteln die wesentlichen Fach- und Methodenkompetenzen. Mindestens 90 ECTS-Credits eines Studienprogramms entfallen auf Kernmodule, was der Hälfte des gesamten Studienaufwands entspricht. Projektmodule In diesen Modulen setzen sich die Studierenden mit anspruchsvollen Herausforderungen aus der Praxis auseinander. Neben Fachwissen erarbeiten sie sich vor allem Methodenkompetenzen. Erweiterungsmodule Sie ermöglichen den Studentinnen und Studenten, sich in Themen einzuarbeiten, die zum weiteren Umfeld des zukünftigen Berufes gehören. Damit können sie ein eigenständiges Profil entwickeln und sich spezifische Fachkompetenzen aneignen. Zusatzmodule Sie decken ausserfachliche Kompetenzen ab und befähigen die Studierenden, ihr Fachwissen und ihre Entscheidungen in gesellschaftliche, kulturelle, ethische oder wirtschaftliche Zusammenhänge einzuordnen. Das Angebot an Zusatzmodulen ist sehr breit und wird jedes Semester angepasst. Praxismodule Sie verbinden das Studium mit einer einschlägigen Berufstätigkeit und sind nur für berufsbegleitend Studierende wählbar. Kompetenzen aus der Berufsausübung lassen sich so semesterweise anrechnen.
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Modul-Kurzbeschriebe
Kernmodule Elektrotechnik 1 Pflicht Kennenlernen der lokalen und integralen Feldgrössen und deren Zusammenhänge im elektrostatischen und elektrischen Strömungsfeld. Methoden zur Berechnung von Netzen am Beispiel des Gleichstroms (Kirchhoffsche Gesetze, Ersatzquellen, Maschenstrom- und Knotenpotenzial-Verfahren). Einführung in die Digitaltechnik. Konzepte für den kombinatorischen und sequentiellen Schaltungsentwurf. Einblick in die Logikbausteine und praktische Anwendung im Digitaltechnik-Labor. Elektrotechnik 2 Pflicht Grundsätzliche Charakterisierung des elektrischen und magnetischen Feldes. Berechnungen in Netzwerken mit harmonischen Spannungs- und Stromquellen im Frequenzbereich (Anwendung der komplexen Zahlen). Analyse von Ausgleichsvorgängen in Schaltungen mit Widerständen, Kondensatoren und Induktivitäten. Beschreibung des Magnetismus anhand von magnetischen Kreisen. Eigenschaften und Modelle der Bauteile (Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten und diskrete Halbleiter). Beschreibung und Analyse von Schwingkreisen. Elektronik 1 Pflicht Grundlegendes Verständnis von elektronischen Komponenten und deren Grundschaltungen. Exemplarisch werden Problemstellungen systematisch angegangen und dabei das technische Denken gefördert. Elektronik 2 Pflicht Vermitteln von Konzepten der Elektronik, wie Quellen-/ Senkenbetrachtungen, Gegen- & Mitkopplung, Kaskadierung mehrerer Funktionen, diverse Signalaufbereitungen. Entwerfen, simulieren, aufbauen und charakterisieren von analogen elektronischen Schaltungen.
DE/E = Modul wird in Deutsch und Englisch angeboten E = Modul wird in Englisch angeboten
lationen, Laboraufbau, Messungen, Beurteilung gemäss Spezifikation und Aufzeigen von Verbesserungspotential. Nachrichtentechnik Pflicht Konzepte und Funktionsblöcke für die drahtlose und leitergebundene Informationsübertragung (Informationsquellen, Übertragungskanäle, Modulation, Signaldetektion, Synchronisation, fehlertolerante Codierung, Rauschanalyse eines Empfängersystems). Aspekte der elektromagnetischen Verträglichkeit und Schirmung. Laborübungen. Data Communication Systems Wahl Grundlegende Strukturen und Konzepte der Kommunikationssysteme. Einführung in die Vermittlungs- und Übertragungstechnik. Parametrisierung und Konfiguration von IT-Kommunikationssystemen (Router, Switch, WLAN) mit Fokus Internet (TCP/IP). Programmieren Grundlagen Pflicht Einführung in das hardwarenahe Programmieren in C. Einsatz von Variablen, Datentypen, Operatoren, Kontrollstrukturen, Funktionen und Pointer. Vorgehen beim Software-Entwurf und Einsatz von Entwicklungswerkzeugen. Praktische Laborübungen mit Ziel-Hardware. Microcontroller Fundamentals Pflicht Auf den Mikrocontroller (MC) Plattformen Tiny-K22 und MC-Car2 wird die Funktionsweise und die Fähigkeiten eines modernen MC mit ARM Prozessor durchgearbeitet und in vielen realitätsnahen Übungen werden typische Aufgaben gelöst. Advanced Programming Pflicht Einführung in die objektorientierte Programmierung mit Klassen, Methoden und Vererbung. Funktionsweise von Betriebssystemen und ihrer Komponenten. Laborübungen auf einer Ziel-Hardware.
Leistungselektronik und elektrische Antriebe Pflicht Behandlung von Funktionsprinzip, Verhalten, Ersatzschaltung und Berechnungsgrundlagen der wichtigsten elektrischen Maschinen sowie der gebräuchlichsten leistungselektronischen Schaltungen wie Gleichstromsteller, Gleich-, Wechsel- und Umrichter. Zusammenfügen dieser Komponenten zu effizienten Antriebssystemen, Diskussion der Vor- und Nachteile.
Digital Design Wahl Entwurf, Implementierung und Verifikation von einfachen digitalen Schaltungen und Systemen mittels Hardware-Beschreibungssprache (VHDL). Einsatz programmierbarer Hardware (FPGA) in Laborübungen, z.B. 3-Farben LED-Mischer, Reaktionstester, Taschenrechner und einfacher Mikrocontroller.
Elektronik 3 Wahl Grundlegende Konzepte der Elektronik werden mit den Eigenheiten von Halbleitern zu Schaltungen kombiniert: Analyse von Lösungen und Synthese eigener Ideen. Dabei wird der gesamte Entwicklungsprozess durchlaufen: Spezifikation, Schaltungsentwurf, Berechnungen, Simu-
Advanced Embedded Systems Wahl Funktionsweise, Anwendung und Implementierung von Echtzeitsystemen. Cross-Kompilation und Erweiterung von Kernels durch Treiber. Planung und Entwurf von Scheduling, Sicherheitsmechanismen und Testbarkeit. Laborübungen mit Ziel-Hardware.
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Modul-Kurzbeschriebe
Lineare Algebra Pflicht DE/E Grundlagen der linearen Algebra inklusive Matrizenrechnung und ihrer Anwendungen, insbesondere auf Differentialgleichungen; Modellierung und Diskussion von Anwendungsproblemen; Lösung von mathematischen Fragestellungen mit analytischen und numerischen Verfahren sowie ihre graphische Darstellung, insbesondere unter Verwendung von numerischer Software wie z. B. MATLAB. Signale & Systeme Pflicht Vermittlung der Grundlagen der Signal- und Systemtheorie als Basis für die Regelungstechnik, die digitale Signalverarbeitung und die Nachrichtentechnik. Regelungstechnik Pflicht Grundbegriffe der Regelungstechnik, der mathematischen Modellierung, Linearisierung und Stabilität. Analyse und Entwurf von PID-Regler, Kaskadenregelung, Vorsteuerung. Berücksichtigung von Nichtlinearitäten und Schaltvorgängen. Digitale Regler und ihre Implementierung. Praktische Übungen im Labor und Simulation mit Rechner. Mathematik Grundlagen Pflicht DE/E Vermittlung der Grundlagen der Differential- und Integralrechnung (Stetigkeit, Grenzwerte, Konvergenz, Differentialquotient, Integration), Herleitung der Ableitungsund Integrationsregeln (Produkt-, Quotienten- und Kettenregel, partielle Integration, Partialbruchzerlegung), Auseinandersetzung mit Funktionsgraphen (Monotonie, Extremstellen, Nullstellen, Wendepunkte, Krümmung), Bearbeitung von Anwendungen (Optimierungsprobleme, Flächen- und Volumenberechnungen), Konzepte von Reihen. Mathematik & Physik Technik 1 Pflicht DE/E Vermittlung der Grundlagen der Mechanik und des dazugehörigen mathematischen Hintergrunds (Rechnen und Darstellen von komplexen Zahlen, Berechnung von Polynomen, Lösen von Differentialgleichungen). Dynamik des Massepunkts aufgrund der Newtonschen Gesetze, Arbeit, Energie, Impuls und deren Erhaltungssätze in linearen und rotierenden Systemen.
Kernmodule im Bereich Energie- und Antriebssysteme Elektrische Energieversorgung Wahl Kenntnis der Umwandlung von Primärenergieformen in elektrische Energie. Vertiefte Behandlung der hydraulischen und thermischen Kraftwerke. Beschreibung der Grundelemente eines elektrischen Versorgungsnetzes (Generatoren, Transformatoren, Schaltanlagen und Leitungen). Netzberechnungen (Lastfluss und Kurzschluss) mit Hilfe geeigneter Ersatzschaltungen. Methoden zur Netzregulierung. Analyse von Störungen und Einblick in Schutzkonzepte. Leistungselektronik und Antriebstechnik Wahl Vertiefte Behandlung von Synchron- und Asynchronmaschinen sowie von dreiphasigen Gleich-, Wechsel- und Frequenzumrichtern. Zusammenfügen dieser Komponenten zu effizienten Antriebssystemen. Untersuchung verschiedener Modulations- und Regelverfahren. Diskussion der Vor- und Nachteile unterschiedlicher leistungselektronischer Systeme. Laborversuche zu Leistungselektronik, zu elektrischen Maschinen und zu Antriebssystemen.
Kernmodule im Bereich Nachrichtentechnik/Signal Processing Digitale Signalverarbeitung Wahl Einblick ins Innenleben der Diskreten Fourier-Transformation. Entwurf und Implementierung digitaler Filter. Weiterführende Konzepte der digitalen Signalverarbeitung wie Filterbänke, adaptive Filter und neuronale Netzwerke. Laborversuche zu Audio- und Kommunikationsanwendungen sowie Deep Learning mit MATLAB und Simulink. Informations- und Kommunikationstechnik Wahl Methoden zur drahtlosen und leitergebundenen Übertragung von Informationen (fehlerkorrigierende Codes, Decodierung, Modulation, Signaldetektion). Konzepte zur Gewinnung von Informationen aus Beobachtungen und zur Komprimierung von Daten. Laborversuche und Simulationsübungen mit MATLAB.
Mathematik & Physik Technik 2 Pflicht DE/E Behandlung partieller Ableitungen und totaler Ableitung sowie Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung und der beschreibenden Statistik. Verständnis von Kenngrössen und Verteilungen. Vermittlung mikroskopisch-mechanischer Aspekte von Wärme und Temperatur. Studium von Schwingungen und Wellen.
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DE/E = Modul wird in Deutsch und Englisch angeboten E = Modul wird in Englisch angeboten
Kernmodule im Bereich Technische Informatik Advanced Distributed Systems Wahl Architektur von verteilten weichen und harten Echtzeitsystemen mit Prozessoren, Speichern und Netzwerken. Entwicklungsmethoden von verteilten Systemen mit verteilten Teams. Einsatz moderner Entwicklungswerkzeuge (Verifikation, Fehlersuche, Performance-Analyse, Code Verwaltung). Sicherheitsaspekte (Secure Images, secure Boot, Verschlüsselung, Hardware Sicherheit). Advanced System Design Wahl Performance-Optimierungen von Rechnersystemen bezüglich Leistung, Energieverbrauch, Geschwindigkeit. Entwicklungsprozesse zur Sicherstellung von Sicherheit, Robustheit und Zuverlässigkeit. Einsatz der Analyse- und Entwurfsmethoden in praktischen Übungen.
Kernmodule im Bereich Mechatronik/Automation/Robotik Industrielle Automatisierungssysteme Wahl Einführung in die industrielle Automatisierung. Dimensionierung und Programmierung von Automatisierungssystemen. Implementierung von zeitdiskreten Filtern und von Reglern nach IEC 61131-3. Analyse von zeitdiskreten Regelkreisen (Stabilität, Performanz). Funktionale Sicherheit (CE, Normen, Massnahmen). Implementierung einfacher Sicherheitslösungen. Einführung in die elektrische Antriebstechnik. Angewandte Industrielle Robotik Wahl Einführung in die industrielle Robotik. Definition und Einsatz der verschiedenen Robotertypen (Knick-Arm, Scara, Delta) bezüglich Aufgaben, Tools, Genauigkeit und Geschwindigkeit. Position und Orientierung von Objekten in verschiedenen Koordinatensystemen bestimmen. Direkte und inverse Kinematik. Bewegungen eines Roboters (PTP, lineare, spline) programmieren. Praktische Pick & Place Übung.
Projektmodule Kontext 1 Pflicht DE/E Erarbeiten eines interdisziplinären Projekts mit Studierenden aus verschiedenen Studiengängen; Vermittlung von Fach- und Kommunikationswissen zur Erstellung einer wissenschaftlichen Arbeit und zum Halten einer wissenschaftlichen Präsentation; Förderung des projektorientierten und systematischen Denkens Kontext 2 Pflicht DE/E Förderung der Sprachkompetenzen in Bezug auf das Studium und die Berufspraxis; Vermittlung und Anwendung von berufsrelevanten Textsorten, Rede- und Präsentationsmethoden sowie adressatenorientiertem Schreiben; Zielgruppen gerichtete Umsetzung in verschiedenen mündlichen Kommunikationssituationen. Produktentwicklung 1 Pflicht Exemplarisches Engineering-Lernprojekt; Bearbeitung einer interdisziplinären Projektaufgabe in einem Team zusammen mit Studierenden der Studiengänge Elektrotechnik und Informationstechnologie, Informatik und Maschinentechnik. Erarbeitung von Produktanforderungen; Entwickeln und Bewerten von Lösungskonzepten unter Einbezug der gängigen Methoden der Ideen- und Lösungsfindung. Produktentwicklung 2 Pflicht Exemplarisches Engineering-Lernprojekt; Bearbeitung einer interdisziplinären Projektaufgabe in einem Team zusammen mit Studierenden der Studiengänge Elektrotechnik und Informationstechnologie, Informatik und Maschinentechnik; Realisieren und Testen von Funktionsmustern; Visualisierung von Lösungs- und Designkonzepten. Praxismodul Wahl DE/E Erarbeitung und Anwendung von Studiums relevanten Fachkompetenzen im Rahmen eines Projekts im beruflichen Umfeld; Einreichung der Projektanträge bei der Studiengangleitung; nur berufsbegleitende Studierende zugelassen; Anrechnung der erworbenen Kompetenzen erfolgt semesterweise. Industrieprojekt Pflicht DE/E Praxisorientierte Projekt- oder Studienarbeit in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner oder einem Kompetenzzentrum der Hochschule Luzern. Bachelor-Thesis Pflicht Individuelle Projekt- oder Studienarbeit, welche die wichtigsten Elemente des Bachelor-Studiengangs umfasst. Es handelt sich dabei um eine reale Entwicklungs- oder Forschungsaufgabe, welche von einem Industriepartner oder einer Forschungsinstitution vorgeschlagen wurde.
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Modul-Kurzbeschriebe
Erweiterungsmodule Elektronik Labor Wahl Elektronische Komponenten und deren Grundschaltungen. Realisierung, Inbetriebnahme und Test von einfachen Schaltungen, sowie Anwendung der gängigsten Messgeräte. Programming Lab Wahl Einführung in die C-Programmierung und deren Anwendung. Verwendung von Variablen, Datentypen, Operatoren, Kontrollstrukturen, Funktionen und Zeiger. Web Technologies Wahl Dieses praxisorientierte Modul führt in die Grundlagen der Web Technologien mit primärem Fokus auf der Client-Seite ein. Neben HTML5/CSS3 wird auch die Basis der JavaScriptProgrammierung gelegt und in verschiedene JS Frameworks eingeführt. Ergänzend werden Aspekte des Responsive Web Design angewendet. Es werden aktuelle Werkzeuge und Methoden zur Website Erstellung praktisch angewendet. Verständnis für das Zusammenspiel verschiedenster clientund einfacher serverseitiger Technik und Mechanismen. CAD (Blockwoche) Wahl Grundlagen der 3D-CAD Technik in der Produktentwicklung; Modellieren von Einzelbauteilen und Baugruppen. Ableiten und Erstellen von Zeichnungen und Austauschen von Daten mit den gängigen Austauschformaten. Design Grundlagen Wahl DE/E Das Modul vermittelt ein Verständnis für die Disziplin und den Prozess des Industriedesigns. Teilbereiche des Designprozesses wie z.B. Wahrnehmung, Ergonomie oder Kreativität werden mit praktischen Übungen erfahren. Die Fähigkeit des innovativen Denkens steht im Vordergrund und wird intensiv geschult. Werkstoffe der Elektrotechnik Wahl Erarbeiten der Grundlagen der Werkstoffkunde. Bestimmung der Struktur und Eigenschaften von Werkstoffen. Analyse von Werkstoffversagen und dessen Vorbeugung. Neben klassischen elektrotechnischen Werkstoffen werden auch Funktionswerkstoffe für den High-Tech-Bereich wie Halbleiter inklusive Solarzellen, Lichtwellenleiter, Sensoren und Aktuatoren (Transducer) sowie deren Herstellung und Anwendung behandelt. Vertiefung des Stoffes durch Übungen, Fall- und Marktstudien. Maschinenelemente der Mechatronik Wahl Grundlegende Maschinenelemente, die im Bereich der Mechatronik grosse Bedeutung haben. Einführung in Entwurf, Design und Dimensionieren von Maschinenbauelementen wie Welle, Welle – Nabenverbindung, Zahnrad und Getriebe, Kupplung, statisch belastete Schrauben,
Schweiss-, Löt-, und Klebeverbindung. Einführung in die Thematik der Bauteilefestigkeit und Lebensdauerbetrachtung von Systemen. Statistical Data Analysis 1 Wahl Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung und der Statistik, Verständnis von Kenngrössen und Verteilungen, Analyse von Stichproben, Auseinandersetzung mit Schätzund Testproblemen, Aufsetzen eines geeigneten Versuchsplans, analysieren und interpretieren von Zeitreihendaten. Statistical Data Analysis 2 Wahl Regressionsanalyse: Multiple lineare Regression mit Parameterschätzung, Graphische Validierung von Modellen, Variablentransformationen, Vorhersage- und Vertrauensintervalle für Zielvariablen, statistische Tests und Vertrauensintervalle für Parameter, Variablenselektion, Ridge-Regression, Lasso, Allgemeine additive Modelle (GAM). Klassifikation: Konzepte der Klassifikation, Logistische Regression, CART, Random Forests, Support Vector Machines (SVM) und Modellevaluierung durch CrossValidierung. Zeitreihenanalyse: Deskriptive Zeitreihenanalyse, STL Zerlegung, Autokorrelation, AR und ARIMA Modell mit Parameterschätzung, GARCH, Vertrauensund Vorhersagebänder und Modellselektion. Sensor Systems Wahl Grundlegendes Verständnis aktueller Sensortechnologien und der entsprechenden Signalaufbereitungen. Laborübungen wo Sensoren und Messungen live erlebt werden können Physiklabor Wahl Durchführung verschiedener Experimente aus verschiedenen Bereichen der Physik; selbstständige studentische Einarbeitung in ein Thema, Erstellung, Auswertung und Diskussion von Messreihen (inkl. Bericht); Erforschung physikalischer Vorgänge in der Praxis mit dem Ziel, diese zu verstehen; Erlernen des wissenschaftlichen Arbeitens. Technische Optik Wahl Diskussion optischer Effekte anhand von drei LichtModellen. Analytische Betrachtung der Strahlen- und Wellenoptik in Linsensystemen und in der optischen Kommunikation. Einführung in den Teilchencharakter von Licht (Photonen) und seinem statischen Verhalten bei abgestrahltem Licht an elektronischen Übergängen. Regelungstechnik Labor (Blockwoche) Wahl Analysieren und Ausarbeiten der Anforderungen an ein geregeltes System. Training der bekanntesten Methoden zum Reglerentwurf an praktischen Modellen. Programmierung eines kompletten und realen Regelkreises mit MATLAB/Simulink. Entwurf von Reglern mit empiri20
DE/E = Modul wird in Deutsch und Englisch angeboten E = Modul wird in Englisch angeboten
schen und nichtempirischen Verfahren. Reglerentwurf mit dem MATLAB SISO-Tool. Anwenden und Testen der verschiedenen Verfahren in unterschiedlichen Laborversuchen. Kompaktantennen (Blockwoche) Wahl Das elektromagnetische Feld einer Antenne. Entwurf von PCB Kompaktantennen sowie deren Anpassung an eine vorgegebene Impedanz. Messen von wesentlichen Antennenparametern (Impedanz, Richtdiagramm, Effizienz, Polarisation). Einführung in alternative Bauformen und Konzepte (UWB- und Multiband- Antennen, MIMO-System und Arraykonzept). Medizintechnik Einführung Wahl Einführung in die rechtlichen, normativen und technischen Rahmenbedingungen für das Entwickeln und Inverkehrbringen von Medizinprodukten, Übersicht der branchenspezifischen Methoden und biologisch-medizinischen Hintergründe, Anwendung der behandelten Methoden am Beispiel eines existierenden Medizinproduktes. Programmieren für iOS Wahl Entwicklung eigener Apps, Überblick und Anwendung der Programmiersprachen Objective-C und Swift, Grundbausteine der iOS-Programmarchitektur, Anwendung des iOS-SDK, viele praktische Übungen. Advanced Digital Design Wahl FPGA-Implementierung von Signalverarbeitungsalgorithmen aus dem Bereich Computer Vision. Einsatz von HDL-basierten und high-level Designmethoden. Erstellen automatisierter Design- und Testumgebungen in MATLAB/Simulink (Model-Based Design). Einblick in die Beschleunigung sequentieller Algorithmen durch Parallelisierung im FPGA.
Mikrowellentechnik (Blockwoche) Wahl Grundlagen der Schaltungsentwicklung für den Mikrowellenbereich (Leitungstheorie, Smith-Diagramm, StreuParameter, Mikrostreifenleitungen). Passive und aktive Elemente der Kommunikationselektronik für den GHzBereich (Leistungskoppler- und Splitter, Anpassnetzwerke, Filter, Verstärker). Entwurf, Bau und Test eines Labormusters (Design und Simulation mittels CAD-Software, Messtechnik mit Einsatz von Spektrumanalyzer und Vektornetzwerkanalysators). IoT Systems Wahl Einführung in IoT-Komponenten, Systeme und Anwendungen. Design-Prozess zur Konzeption und Realisation von IoT Lösungen. Entwerfen und aufbauen eines IoTSystems mit Sensoren und Aktoren. Praktische Übungen im Kontext von Kommunikationstechnologien, Energiemanagement, Security, Computing Plattformen und Cloud-Lösungen. Moderne Regelungstechnik Wahl Systembeschreibung und Reglerentwurf im Zustandsraum, Entwurf des vollständigen Zustandsbeobachters, LQR-Reglerentwurf, Laborübungen. Höhere Mathematik Wahl Grundlagen und Lösung von Systemen gewöhnlicher Differentialgleichungen, qualitative Diskussion und Linearisierung; Mehrfachintegration mit Anwendungen aus der Mechanik; Vertiefung von Fourierreihen und Behandlung der Fouriertransformation, Lösung wichtiger partieller Differentialgleichungen; Grundlagen der Vektoranalysis (Operationen auf Skalar- und Vektorfeldern, Integralsätze).
Echtzeit-Bildverarbeitung Wahl Grundlagen der Bildverarbeitung mit Fokus auf 2D digitale Datenverarbeitung: Bildaufnahme, Punktoperationen, 2D-Fouriertransformation, Morphologie, Segmentierung, Merkmalsextraktion. Implementierung von Anwendungen für die Erkennung, Vermessung und Kategorisierung von Objekten in Echtzeit auf einem DSP.
Future Energy Systems Wahl Grundlagen und Zusammenspiel der Erneuerbaren Energien, Speichertechnologien, E-Mobilität und des SmartGrid im Energiesystem der Zukunft. Digitalisierung für den sicheren, effizienten und nachhaltigen Systembetrieb. Methoden und Konzepte für die Planung und Bewirtschaftung von elektrischen Energiesystemen der Zukunft. Ergänzt mit Gastreferate von erfahrenen Firmenspezialisten. Begleitende Projektarbeit und Laborübungen zu aktuellen Themen den Energiesystemen.
Advanced Electronics Wahl DE/E Auseinandersetzung mit den fortgeschrittenen Konzepten der analogen elektronischen Schaltungstechnik mit praxisnahen Aufgabenstellungen. Entwicklung von Schaltungen wie EKG-Messgerät, Ladungsmessgerät, Lichtschwankungsdetektor, Ultraschallhörgerät, TOF o.ä..
Machine Learning Wahl Grundlegende Techniken, Tools und Architekturen des maschinellen Lernens mit Anwendungsfokus E-Commerce einschliesslich Regressionsanalyse, Klassifizierung mit Support-Vektoren und Entscheidungsbäumen, Clustering und Recommender Systeme.
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Projektarbeit – Studierende entwickeln ein Elektro-Rennauto im Technopark Zürich.
Der Campus der Hochschule Luzern – Technik & Architektur liegt am Fuss des Pilatus unweit des Vierwaldstättersees.
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Internationales
Erweitern Sie Ihren Horizont Ein Auslandssemester ist persönlich, fachlich und sozial eine grosse Bereicherung. Bei uns können Sie bis zu zwei Semester des Studiums an einer der aufgeführten Partneruniversitäten absolvieren. Um ein internationales Studium zu absolvieren, müssen Sie Luzern nicht einmal verlassen. Rund 30 Prozent aller Module bieten wir auch oder nur in Englisch an. Wenn Sie möchten, können Sie ausländische Gaststudierende betreuen sowie das «International Profile» erlangen. Eine sehr gute Möglichkeit, um sich auf eine Karriere in einem internationalen Umfeld vorzubereiten. Weitere Informationen finden Sie auf www.hslu.ch/ea-international
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Kooperationen: Partnerhochschulen im Ausland 1 California Polytechnic State University CalPoly, USA 2 Coventry University, United Kingdom 3 Fachhochschule Münster, Germany 4 Fachhochschule Technikum Wien, Austria 5 Halmstad University, Sweden 6 Hong Kong Polytechnic University (PolyU), Hong Kong 7 Indian Institute of Technology (IIT) Roorkee, India 8 Kasetsart University, Bangkok, Thailand 9 London South Bank University, United Kingdom 10 Mid-Sweden University, Sweden 11 Murdoch University, Perth, Australia 12 National Taiwan University of Science and Technology (Taiwan Tech), Taiwan 13 Pôle Léonard de Vinci Paris, France 14 Purdue University, USA 15 Technological University Dublin, Ireland 16 Universidad de Ingeniería & Technología (UTEC), Lima, Peru 17 Universidad de Monterrey (UDEM), Mexico 18 Wentworth Institute of Technology, Boston, USA
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Wissenswertes rund ums Studium
Anmeldung Aus organisatorischen und administrativen Gründen wird eine Anmeldung bis spätestens 4 Monate vor Studienbeginn empfohlen. Auch spätere Anmeldungen sind möglich. Melden Sie sich jetzt an: www.hslu.ch/ta-anmeldung
Wohnen Günstigen Wohnraum finden Sie auf www.stuwoluzern.ch
Militärdienst Ihr Ansprechpartner für alle Militärfragen ist Prof. Urs Grüter, urs.grueter@hslu.ch
Hochschulsport Bei uns profitieren Sie von einem umfassenden Sportangebot: www.unilu.ch/uni-leben/sport
Stipendienberatung Möglicherweise erhalten Sie Stipendien. Wenn Sie in Erstausbildung sind, wenden Sie sich bitte an den Wohnkanton Ihrer Eltern. Weitere Informationen finden Sie auf www.hslu.ch/stipendien
Leben & Lernen In unseren Projekträumen und Labors arbeiten Sie praxisnah und interdisziplinär. Besonders praktisch: Die Fachbibliothek mit einem breiten Medienangebot ist nur 10 Schritte von der Mensa entfernt.
Jahresplan 2022/2023 Kalenderwoche
Erster Tag: MO 19.9.2022
Erster Tag: MO 20.2.2023
Weihnachten
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Kontaktunterricht Einführungstage (DO/FR) Blockwochen Ferien Prüfungsvorbereitung Modulendprüfungen Bachelor-Thesis/Diplomfeier Herbstsemester Frühlingssemester
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Die Hochschule Luzern – Technik & Architektur
Zukunftsorientierung In unseren Studiengängen bereiten wir Sie optimal auf eine nachhaltige und digital transformierte Berufswelt vor.
Selbständigkeit Wollen Sie sich auf eine spätere Selbständigkeit vorbereiten? Smart-up unterstützt Sie. www.hslu.ch/smart-up
Flexibilität Bei uns studieren Sie nach Ihren Bedürfnissen: Sie wählen das Zeitmodell, welches Ihnen zusagt, schliessen gezielt Lücken in Ihrer Vorbildung und bestimmen wesentliche Teile des Studiums selbst.
Interdisziplinarität Wir lehren interdisziplinär. Sie arbeiten in Projektmodulen mit Studierenden anderer Richtungen intensiv zusammen. Über die Hälfte aller Module bieten wir für mehr als einen Studiengang an.
Praxisorientierung Wir machen Sie fit für die künftige berufliche Herausforderung. Die Zusammenarbeit mit Industrie und Wirtschaft beginnt schon früh im Studium und zieht sich bis zu den Abschlussarbeiten durch.
Campus Lust auf Berge und See? Oder pulsierendes Stadtleben? Wir bieten beides. Unser Campus ist zentral gelegen und gut erreichbar. www.hslu.ch/ta-standort
Erster Tag: MO 18.9.2023
Ostern: 6.–12.4.
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Haben Sie noch Fragen? Das Sekretariat Bachelor & Master hilft Ihnen weiter: T: +41 41 349 32 07 bachelor.technik-architektur@hslu.ch Hochschule Luzern Technik & Architektur Sekretariat Bachelor & Master Technikumstrasse 21 CH-6048 Horw/Luzern www.hslu.ch/elektrotechnik 10-2021
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