Erstdurchlauf Mikroelektronik Projekt 2023

© Tim Oberschulte

Am 26. September 2023 wurde mit drei Vorträgen der erste Durchlauf der Laborveranstaltung "Mikroelektronik Projekt" am IMS abgeschlossen. Im Mikroelektronikprojekt können Studierende einzeln oder im Team eigene Ideen für Elektronikprojekte umsetzen. Die wissenschaftlichen Mitarbeiter*innen des Instituts helfen dabei bei der Planung, Projektierung und Durchführung der Projekte. So können unter anderem auf die am IMS vorhandenen Mess- und Fertigungsmöglichkeiten für elektronische Leiterplatten, sowie Entwicklungsplattformen z.b. für High-Performance-FPGAs zurückgegriffen werden.

Dieses Semester haben drei Teams am Mikroelektronik Projekt teilgenommen.

Intelligente Fahrradlichter mit Diebstahlschutz

© Team Turvalo

Team Turvalo, bestehend aus drei Studierenden aus Informatik und Technischer Informatik hat es sich zum Ziel gesetzt gehabt, die Straßen sicherer für Fahrradfahrer zu gestalten. 

Dazu haben sie ein smartes Rücklicht entwickelt, welches eine Vielzal von Funktionen übernimmt. So zeigt es durch einen internen Beschleunigungssensor an, wenn das Fahrrad bremst, und warnt mit Hilfe eines Ultraschallsensors auffahrende Autos. Mittels eines NFC-Tokens kann das Rücklicht in den Diebstahlschutzmodus versetzt werden, in welchem es Alarm schlägt, wenn jemand unbefugt mit dem Fahrrad davon fährt. Um die dazu notwendige Elektronik kompakt zu realisieren hat das Team seine eigene Platine geplant, in Fusion designed und schließlich eigenhändig bestückt. Die Software zur Steuerung mittels eines ESP32-Mikrocontrollers wurde ebenfalls vom Team entwickelt.

Akkubetriebene Stimmungslichter mit Upcycling

Zwei Technische Informatiker, welche zusammen Team TrueLamp gebildet haben, haben in ihrem Projekt zukünftige Wohnzimmer stimmungsvoller gestaltet.

Ihre Stimmungslampen sind ein Upcycling-Produkt aus "TrueFruits"-Flaschen und verfügen über eine Vielzahl an Beleuchtungsmodi, welche über einen intelligent im Deckel der Flasche versteckten Knopf und über einen Beschleunigungssensor durch mit der Flasche ausgeführten Gesten gewählt werden können. Mittels eigens integrierter Ladesteuerung kann die Stimmungslampe bequem mit einem USB-C Ladekabel aufgeladen und anschließend für meherere Stunden ohne Kabelanschluss betrieben werden. Auch dieses Projekt wird von einem ESP32 mit vom Team entwickelter Software gesteuert, und verfügt über eine extra für diese Anwendung entwickelte und bestückte Platine.

 

© Team TrueLamp

Hardware-beschleunigte Tischtennisball-Erkennung

© Ein Technischer Informatiker

Ein Technischer Informatiker hat sich im Alleingang mit hardwarenaher Entwicklung auf einem FPGA-Entwicklungsboard beschäftigt.

Seine Zielsetzung war es, die Position eines Tischtennisballs auf einer sogenannten "Stewart-Plattform" lediglich über ein Kamera-Bild zu bestimmen, um das Balancieren des Balles auf der Plattform zu ermöglichen. Dazu hat er auf einem FPGA von Xilinx einen Hardware-Beschleuniger geschrieben, welcher unter Verwendung einer mehrstufigen Filterkette die Position des Balles pixelgenau bestimmen kann. Dabei hat er einen Geschwindigkeitsgewinn von beträchtlichen 2500% gegenüber vergleichbaren Software-Implementierungen erreicht.

Dieser erste Durchlauf des Mikroelektronik Projektes hat gezeigt, dass das Labor eine einzigartige Chance für Studierende ist, sich über die in Vorlesungen vermittelten Inhalte hinaus mit Mikroelektronik zu beschäftigen und wertvolle Erfahrungen für die weitere Laufbahn zu sammeln. Das IMS freut sich auf die nächsten teilnehmenden Teams in diesem Wintersemester und auf viele spannende Ideen.

Interessierte Studierende können sich an dieser Stelle zum Anmeldeverfahren für das Mikroelektronik Projekt informieren.