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BA16
INGENIEURSTUDIUM
SYSTEMTECHNIK
BACHELORARBEITEN 2016
Interstaatliche Hochschulefür Technik Buchs
NTB
FHO Fachhochschule Ostschweiz
Bachelor of Science FHO in Systemtechnik
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RektorLothar RitterDipl.Math.ETH
Willkommen
Liebe Leser und Leserinnen
„Komplexität beherrschen“. So kurz und knapp lassen sich die Anforderungen zusammenfassen, welche zukünftige Ingenieure und Ingenieurinnen erfüllen sollen, um auf dem Arbeitsmarkt erfolg-reich zu sein.
Unsere Absolventen und Absolventinnen haben in ihrem dreijährigen Vollzeitstudium oder im vier-jährigen berufsbegleitenden Studium beste Vor-aussetzungen erhalten, um auch vielfältigen An-forderungen gerecht zu werden: interdisziplinäre Vorlesungen vermitteln solide Grundlagen, prakti-sche Laborarbeiten bringen Erfahrungen in der An-wendung von Methoden und in der Zusammenar-beit im Team.
Wir laden Sie ein. Werfen Sie einen Blick auf die vielseitigen Produkte und Prozesse, welche die Diplomandinnen und Diplomanden entwickelt oder optimiert haben. Auch dieses Jahr basieren die Abschlussarbeiten auf aktuellen Aufgabenstellungen unserer Industrie- und KMU-Partner.
Studieren an der NTB: So gestalten Sie Ihre Zukunft
StudiengangleiterDr. Michael C. Wilhelm
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Institut für Entwicklung Mechatronischer Systeme EMS
Optimierung eines mechanischen Tänzersystems 6
Optimierung einer speziellen Geometrieeinheit für Verdichter 7 mittels FEM-Analyse
Justierkleben von Optiken für forensische Vergleichsmikroskope 8
Drahtpartikeldispenser für Laserschweissen 9
Thermomanagement einer Lithium-Ionen Batterie für 10 die Elektromobilität
Ausrichtbarer Montagewagen Vantage 11
Entwicklung eines Urologiemorcellators 12
Teststand zur hochauflösenden Messung des lokalen Wärmestroms 13 an 18650 Batteriezellen
Institut für Elektronik, Sensorik und Aktorik ESA
Stereovision-System auf der Basis des Zynq FPGA 14
Videosystem für harsche Umgebungen 15
Hochdynamisches Heizelement für innovative zukünftige 16 Kaffee-Maschinen
Low-Power GSM Datenübertragung für IoT-Anwendungen 17
Institut für Computational Engineering ICE
Antennen-Auslegungstool in MATLAB und Bau einer 18 Waveguide-Slot-Antenne
Red Bull Air Race: Taktik-Tool für Piloten 19
Simulation der Tragfähigkeit von verzahnten Scherlastverbindungen 20 in Montageschienensystemen
Werkzeug zur Propeller- und Rotoren-Auslegung 21
Automatisiertes Erkennen und Messen von Vogelstimmen 22
Institut für Energiesysteme IES
Design einer 14kW PFC-Stufe für den US-Markt 23
Elektronisches Expansionsventil im Kältekreis von Kühlschränken 24
Hochdynamische Stromquelle mittels Three-Level Topologie 25
Hocheffizienter DC-DC Konverter für autonomes Hochspannungsprüfgerät 29
Flacher Slim-Line LED Treiber 30
Institut für Informations- und Kommunikationstechnologien ICT (HTW Chur)
Stirling Stromgenerator 31
Abschlussarbeiten, gegliedert nach Institut
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Open Source Cloud Computing - Betrieb und Wartung 32
IPv6 Integration und Sicherheit - Ein Leitfaden für KMU 33
Beleuchtungssteuerung auf Konzertbühnen durch Personentracking 34
Webbasiertes Online-Portal für die Buchung von Gruppenreisen für 35 Graubünden Ferien
IPv6 Migrationstechnologien und ihre Einsatzszenarien 36
QR - Code basiertes Informationssystem «proEngine» - 37 Die digitale Präsentation eines Fahrzeuges
Institut für Ingenieurinformatik INF
Bluescreen 38
Automatische Visualisierung für Gebäudeautomationssysteme 39
Globale Vernetzung von Sensordaten in der Gebäudeautomation 40
Indoorlokalisierung mit Ultra Wide Band 41
Embedded OPC-UA Schnittstelle für Temperiergeräte 42
Ferndiagnose und Fernwartung von „intelligenten“ Geräten mit dem 43 Internet of Things (IoT)
LoRa und DriveBy - ein neuer Ansatz im Test 44
Institut für Mikro- und Nanotechnologie MNT
Microcontact-Printing von Gold-Nanopartikeln 45
Automatic Optical Inspection (AOI) für einen Gas- bzw. Flow-Sensor 46
Mikrofluidik hergestellt in Spritzguss 47
Resonanter Dichtesensor aus Silizium 48
Institut für Produktionsmesstechnik, Werkstoffe und Optik PWO
Entwicklung eines Fehlertrennverfahrens für Präzisionsmessgeräte 49 in der dimensionellen Messtechnik
Deformationsverhalten von messtechnischen Strukturen aufgrund 50 thermischer Einflüsse
Diffusionswellenleiter in Dünnglas für die Photonik 51
Erkennen und Messen von Werkstücken und Werkzeugen mittels 52 Sensoren in Kombination mit Grundlagenversuchen
Messsystem zur Vor-Ort-Messung von Deformationen an 53 Helikopterkomponenten nach harten Landungen
Zusatzqualifikation Produkt- und Projektingenieur PPI
Konzept Erneuerung Trockner für Polyamid Granulate 54
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INSTITUT EMS
Optimierung eines mechanischen Tänzersystems
In dieser Bachelorarbeit wurde das mechanische Tänzer-system der Stanzmaschinen der Firma Berhalter AG aus Widnau optimiert. Ein Tänzersystem hat die Aufgabe, die Folie, aus welcher z. B. Joghurtdeckel ausgestanzt wer-den, zu spannen. Dies ist notwendig, weil die Folie für den Stanzvorgang stehen muss und die Bandrolle während dieser Zeit wegen ihrer grossen Trägheit nicht anhalten kann. Der aktuelle Tänzer kann schnellere Bewegungen nicht mitmachen: Er verliert den Kontakt zum Band, was die Qualität des Produkts beeinträchtigen kann.
Es wurde ein mathematisches Modell erstellt und mit Messdaten überprüft. Mit der Auswertung dieser Daten konnte ein neuer Tänzer entworfen werden. Anstelle der bisher verwendeten Drehfeder, welche den Tänzer auf das Band drückt, wurde ein Zylinder, welcher als Luftfe-der arbeitet, verwendet. Ausserdem wurde das Gewicht des Tänzers reduziert. Dank dieser Massnahmen kann der Tänzer nun deutlich höhere Taktzahlen bewältigen.
Studierende: Christoph Gut, Tobias Tischhauser
Referenten: Prof. Dr. Josef Althaus, Mathias Schön
Industriepartner: Berhalter AG, Widnau
Christoph Gut
Tobias Tischhauser
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INSTITUT EMS
Optimierung einer speziellen Geo-metrieeinheit für Verdichter mittels FEM-Analyse
Für eine Neuentwicklung im Bereich der Kraftübertragung in einem Kompressor suchte die Haug Kompressoren AG den Schulterschluss mit der Fachhochschule NTB in Buchs. Mit dieser Arbeit sollte eine spezielle Kolben-stange für einen Kompressor-Prototyp untersucht wer-den. Unter anderem wurde dazu ein Berechnungs-Tool mit Excel geschrieben, das es ermöglicht, verschiedene Designs der Kolbenstange zu berechnen. Der spezielle Werkstoff, der für die Herstellung dieser Kolbenstange verwendet wurde, brachte zusätzliche und zeitaufwändi-ge Untersuchungen im Bereich der Werkstoffanalyse mit sich.
Die dafür nötigen Messungen lenkten den Fokus der Arbeit in eine neue Richtung. Dazu musste ein speziel-ler Prüfstand konstruiert und gefertigt werden. Mit einer selbst entwickelten Knick-Formel auf Basis der Gleichun-gen nach Basler kann das Bauteil für seine spezifischen Belastungsarten noch genauer berechnet und ausgelegt werden. Abschliessend wurde das Modell einer modi-fizierten Version der Kolbenstange mit einer ANSYS FEM-Analyse untersucht.
Studierender: R. Andreas Tauern
Referenten: Prof. Dr. Josef Althaus, Murkovic Kristian
Industriepartner: Haug Kompressoren AG, St. Gallen
R. Andreas Tauern
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INSTITUT EMS
Justierkleben von Optiken für forensische Vergleichsmikroskope
Die Firma Projectina AG in Heerbrugg ist im Bereich Be-rechnung, Entwicklung und Herstellung von optischen Systemen für Industrie- und Forensik-Anwendungen tä-tig. Für die Montage der optischen Systeme wurden bis-her die Technologien Passspielmontage und Justierdre-hen eingesetzt.
Das Ziel der Bachelorarbeit bestand darin, die nötigen Grundlagen zu erarbeiten, um auch das Justierkleben einsetzten zu können. Gegenüber der Passspielmontage ermöglicht das Justierkleben eine Reduktion der Kosten trotz Steigerung der Zuverlässigkeit.
Um dies zu erreichen wurden Versuchsreihen durchge-führt, um Erkenntnisse über die verwendeten Geräte und das Verhalten von Klebstoffen zu erhalten.
Anhand dieser Erkenntnisse konnte eine Justierklebevor-richtung entworfen werden, die es ermöglicht, ausgewähl-te Linsen in einer Subfassung zu justieren und verkleben. In der Arbeit enthalten ist auch das nötige Fachwissen, um andere optische Linsensysteme für das Justierkleben auszulegen.
Studierende: Lukas Meier, Martin Sonderegger
Referenten: Prof. Roland Egli, Prof. Dr. Stefan Rinner
Industriepartner: Projectina AG, Heerbrugg
Lukas Meier
Martin Sonderegger
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INSTITUT EMS
Drahtpartikeldispenser für Laser-schweissen
Ziel dieser Bachelorarbeit war, ein Funktionsmuster zu entwickeln, um Blechteile vor dem Laserschweissprozess vorzubereiten, damit diese ohne konstruktiven Anpassun-gen geschweisst werden können. Dieser Vorbereitungs-prozess beinhaltet das Auffüllen der Schweissfugen mit-hilfe eines Handgeräts, um Spalte zu überbrücken oder zusätzliches Material anzubringen.
In diesem Projekt wurden zahlreiche Konzepte ausge-arbeitet. Durch einen systematischen Entscheidungs-prozess wurde die beste Lösung für die genannte Auf-gabenstellung gewählt und in der Praxis aufgebaut. Das Funktionsmuster besteht aus einem Schaltschrank und ei-nem Handgerät. Der Schaltschrank beinhaltet die Drahts-pule. Der Draht wird durch einen speziellen Schlauch zum Handgerät geführt, welches eine Schneide- sowie eine Anbringungseinheit beinhaltet. Die dafür benötigten Prozessparameter wurden empirisch ermittelt, da es sich um einen neuen Ansatz handelt und bis anhin noch keine Richtwerte vorhanden waren. Die Funktionalität wurde in mehreren Funktionstests überprüft – die Ergebnisse dazu sind durchaus positiv.
Studierende: Manuel Hasler, Sebastian Spirig
Referenten: Prof. Roland Egli, Prof. Günter Nagel
Industriepartner: Trumpf Grüsch AG Elektrowerkzeuge, Grüsch
Manuel Hasler
Sebastian Spirig
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INSTITUT EMS
Thermomanagement einer Lithium- Ionen Batterie für die Elektromobilität
Im Rahmen der Energiewende gewinnt die Elektromobili-tät immer mehr an Bedeutung. Die Firma Designwerk hat dafür eine modulare Lithium-Ionen Batterie entwickelt. Im alltäglichen Betrieb wird eine hohe Lebensdauer der Batterie unter anderem mit einem Thermomanagement sichergestellt. Idealerweise liegt die Temperatur bei 25°C. Zu hohe und zu tiefe Betriebstemperaturen reduzieren die Lebensdauer teilweise drastisch.
In dieser Arbeit wurden verschiedene Kühl- und Heizkon-zepte für Lithium-Ionen Batterien erarbeitet. Deren Wirk-samkeit wurde simuliert und experimentell validiert. Ba-sierend auf den Ergebnissen konnte ein mathematisches Modell aufgebaut werden. Damit kann die Wirksamkeit des Thermomanagements der Batterien unter realen Be-lastungen und Umgebungsbedingungen überprüft wer-den. Die gewonnenen Erkenntnisse ermöglichen eine zuverlässige Auslegung des Thermomanagements und reduzieren die Entwicklungszeit.
Studierende: Janik Rohner, Lukas Schaltegger
Referenten: Prof. Dr. Maximilian Stöck, Dr. Gerhard Rizzo
Industriepartner: Designwerk GmbH, Winterthur
Janik Rohner
Lukas Schaltegger
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INSTITUT EMS
Ausrichtbarer Montagewagen Vantage
Die neue Generation Laborroboter der Firma Hamilton Bonaduz AG setzt neue Massstäbe in Sachen Geschwin-digkeit und Präzision. Belastungssimulationen am Gerä-techassis zeigen, dass eine ebene, horizontal ausgerich-tete Auflagefläche während der Montage Voraussetzung ist. Ein flexibler Montageablauf ist unerlässlich, um das Produkt zu konkurrenzfähigen Preisen herzustellen. Die hohen Anforderungen an Genauigkeit bei gleichzeitiger Flexibilität vereint der Montagewagen.
Beim Vergleich der unterschiedlichen Lösungsansätze zeigt sich die automatisierte Variante, als die Lösung mit dem besten Kosten-Nutzen-Verhältnis. Die Mehrkosten bei der Beschaffung werden dank Zeitgewinn im Monta-geprozess schnell zurückgewonnen.
Die Ebenheit der Auflagefläche wird mit einem starren Tragrahmen sichergestellt. Dieser verformt sich unter Belastung lediglich um die Breite eines Haares. Mit vier Elektrozylindern wird der Wagen angehoben und präzi-se nivelliert. Die Steuerung übernimmt ein Mikrocontrol-ler. Am aufgebauten Prototyp werden die Stärken und Schwächen des entwickelten Systems ermittelt.
Studierender: Rafael Herzog
Referenten: Prof. Roland Egli, Kristian Murkovic
Industriepartner: Hamilton Bonaduz AG, Bonaduz
Rafael Herzog
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INSTITUT EMS
Entwicklung eines Urologiemorcellators
Im Moment gibt es zirka 210 Millionen Männer, die an einer gutartigen Prostatavergrösserung erkrankt sind. Bildet sich diese zu stark aus, wird die Prostata mittels ei-ner minimalinvasiven Operation aus dem Körper entfernt. Nachdem sie mit einer Laserenukleation aus der Schale gelöst wird, befindet sich das abgetrennte Gewebe in der Blase.
Die Firma Nouvag AG, welche im Medizin- und Dental-bereich tätig ist, möchte durch ein neues Gerät Fuss in der Urologie fassen. Dieses Vorhaben war der Ursprung dieser Bachelorarbeit.
Die Arbeit beschreibt die Entwicklung eines Prototyps für die Verkleinerung und Abführung des Prostatagewebes aus der Blase. Das System besteht aus zwei Steuerge-räten mit je einem Touchscreen, einem Handstück mit Morcellatorschneide, einem Durchflusssensor, einer Infilt-rationspumpe, einer Vakuumpumpe und einer Fussbedie-neinheit. Einen Teil der Komponenten konnte übernom-men werden. Der Rest wurde in enger Zusammenarbeit mit der Firma Nouvag AG neu entwickelt.
Die Aufgabe erforderte eine interdisziplinäre Zusammen-arbeit mit fachkundigen Personen aus den Bereichen Me-dizin, Mechanik, Elektronik und Softwareentwicklung.
Studierende: Kay Appenzeller, Mirco Helfenberger, Lukas Schlauri
Referenten: Prof. Vincenzo Parisi, Roger Strässle
Industriepartner: Nouvag AG, Goldach
Kay Appenzeller
Mirco Helfenberger
Lukas Schlauri
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INSTITUT EMS
Teststand zur hochauflösenden Mes-sung des lokalen Wärmestroms an 18650 Batteriezellen
In der Elektromobilität und in mobilen Nischenanwendun-gen wie z.B. für Elektrobagger werden langlebige Hoch-voltbatterien mit Speicherkapazitäten von 5 – 200 kWh benötigt. Die Langlebigkeit wird mit der richtigen Wahl der Zellchemie, einem guten Lademanagement und einem ausgereiften Thermomanagement erreicht. Idealerweise sollten die Batterien bei +25°C. Hohe und insbesonde-re tiefe Betriebstemperaturen können die Lebensdauer drastisch kürzen.
Innerhalb des Swiss Competence Centers for Energy Re-search (SCCER) Mobility entwickeln die ETH, die EMPA, die BFH und die NTB gemeinsam geeignete Technologi-en und Testverfahren für den rasch aufstrebenden Batte-riemarkt.
Ziel dieser Bachelorarbeit ist es einen Prüfstand für 18650 Batteriezellen zu entwi-ckeln und aufzubauen. Dieser soll unter realen Betriebsbedingungen die Verteilung des Wär-mestroms durch die Mantelfläche messen.
In dieser Arbeit konnte durch Miniaturisierung und Verbesserung ei-nes bisher einzigartigen Teststands zur Messung von grossen prismati-schen Zellen ein neu-er Teststand für 18650 Batteriezellen entwickelt und gefertigt werden. Bei der Charakterisierung
und Kalibrierung konnten sehr gute Ergebnisse erzielt werden.
Studierende: Sarah Hüttenmoser, Manuel Loretz
Referenten: Prof. Dr. Maximilian Stöck, Peter Heeb
Industriepartner: -
Sarah Hüttenmoser
Manuel Loretz
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INSTITUT ESA
Stereovision-System auf der Basis des Zynq FPGA
Gemäss wissenschaftlichen Schätzungen kreisen zur Zeit etwa 6000 Tonnen Müll um die Erde. „Cleanspace One“ ist eine Initiative der EPFL zur Schaffung von Mikro-satelliten, welche gefährlichen Weltraumschrott einsam-meln, abbremsen und durch Verglühen in der Atmosphä-re beseitigen. Das Andocken soll selbständig erfolgen, einerseits durch die Benutzung von GPS für die grobe Annäherung und anderseits durch ein optisches System, welches für das präzise Andocken des Satelliten an den Müll angewendet wird. Unsere Arbeit möchte dazu einen kleinen Beitrag leisten.
Mit Hilfe des Xilinx ZedBoards verfügt unser Stereovisi-on-Projekt über einen FPGA mit programmierbarer Lo-gik und zwei 650 MHz ARM Prozessoren, welche eine Distanzmessung und Objekterkennung ermöglichen. Mit low-cost Kameras wird eine redundante und stetige Ab-standsmessung zu bestimmten Objektpunkten realisiert. Durch die Verwendung von Korrelationsalgorithmen kann das FPGA diese beim Einlesen der Kamerabilder erken-nen und an das Hostsystem übergeben. Mit diesen Wer-ten kann der Abstand zu den gefundenen Objektpunkten redundant berechnet werden.
Studierende: Simon Fink, Samuel Kranz, Leo Kühnis
Referenten: Prof. Laszlo Arato, Prof. Dr. Urs Graf
Industriepartner: -
Simon Fink
Samuel Kranz
Leo Kühnis
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INSTITUT ESA
Videosystem für harsche Umgebungen
Es gibt Orte, wo herkömmliche Kameras aufgrund der dort herrschenden Umgebungsbedingungen an ihre Grenzen kommen.
Aus diesem Grund sollte ein Video-Modul speziell für har-sche Umgebungen entwickelt werden. Die Aufnahmen mussten unabhängig vom Umgebungslicht gut ausge-leuchtet sein. Steuerung und Bedienung sollten simpel und plattformunabhängig realisiert werden.
Um diesen hohen Anforderungen gerecht zu werden, wurde ein innovatives System entwickelt. Leistungsstarke LEDs mit Linsen sorgen für eine optimale Ausleuchtung der Bilder. Die Akkumulatoren werden drahtlos mithilfe einer eigens entwickelten Ladestation geladen. Zusam-men mit der ebenfalls drahtlosen Datenübertragung und dem intuitiven Benutzerinterface bleibt die Handhabung für den Endkunden komfortabel.
Über ein zusätzliches webbasiertes Interface kann das Modul konfiguriert werden. Zudem können dort die Auf-nahmen gesichtet und verwaltet werden. Das Gehäuse entspricht dem IP68 Standard, was bedeutet dass es re-sistent gegenüber Stössen und starkem Strahlwasser ist.
Das entwickelte marktnahe Funktionsmuster wird nach Abschluss dieser Arbeit durch den Industriepartner zu ei-nem Serienprodukt weiterentwickelt.
Studierende: Michael Fluck, Simon Lutz
Referenten: Prof. Laszlo Arato, Prof. René Pawlitzek
Industriepartner: ADLOS AG, Balzers
Michael Fluck
Simon Lutz
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INSTITUT ESA
Hochdynamisches Heizelement für in-novative zukünftige Kaffee-Maschinen
In dieser Bachelorarbeit wurde die Energieeffizienz einer Kaffeemaschine optimiert. Durch die Zerlegung und Ana-lyse der Kaffeemaschine wurden zunächst deren wich-tigsten Bestandteile ermittelt und in einem Versuchsauf-bau mit einem neuen Heizelement versehen. Anhand von Experimenten wurden die Vor- und Nachteile des neuen Heizelements ermittelt, Verbesserungsvorschläge formu-liert und eine neue Version des Heizelements durch den Hersteller aus Italien produziert.
Für eine korrekte Ansteuerung wurde parallel eine ent-sprechende Elektronik aufgebaut und zum Schutz in ei-nen Kunststoffkoffer integriert. Die Elektronik wird von ei-nem Mikrokontroller aus geregelt. Die Entwicklung eines effizienten Regelalgorithmus ist ein wichtiger Kern dieser Bachelorarbeit gewesen und hat zu sehr guter Effizienz und Dynamik geführt. Zur Überprüfung der Markttaug-lichkeit wurde der Prototyp im EMV-Labor auf geleitete Störungen und auf Flicker getestet. Abschließend ist eine erste Abschätzung der Energieeffizient gemacht worden, was ein Energieetikett besser als A+++ ergab.
Studierender: Michael Fuchs
Referenten: Prof. Guido Piai, Prof. Dr. Jürgen Kirchhof
Industriepartner: Helbing Technik AG, Wil
Michael Fuchs
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INSTITUT ESA
Low-Power GSM Datenübertragung für IoT-Anwendungen
Im Auftrag von Solve GmbH wurde ein low power GSM Modul als Erweiterung des bestehenden Produkts g-log entwickelt. Der g-log ist ein Datenlogger und sammelt Da-ten zur Qualitätssicherung von Transportgütern. Mit der Erweiterung low power GSM Modul wird es möglich, ge-sammelte Daten und Standorte des g-logs während des Transportes in Intervallen an eine Cloud zu senden. Die Herausforderung besteht darin, das low power GSM Mo-dul mit einer Standardbatterie ein Jahr lang zu betreiben. Verschiedene Lösungen wurden erarbeitet und die erfolg-versprechendsten wurden in Form eines Prototyps rea-lisiert, dazu wurden Hardware und Software entwickelt.
Die entwickelte Software kann als Treiber in ein Projekt eingebunden werden. Sie arbeitet im Hintergrund und wird über anwenderfreundliche Funktionen bedient. Die Daten werden in der Cloud aufbereitet und sind über eine Webseite zugänglich. Zusätzlich ist eine bidirektionale Kommunikation möglich.
Studierende: Tobias Kessler, Livio Roth
Referenten: Prof. Guido Piai, René Grabher
Industriepartner: Solve Engineering, Buchs SG
Tobias Kessler
Livio Roth
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INSTITUT ICE
Antennen-Auslegungstool in MATLAB und Bau einer Waveguide-Slot-Antenne
Erdrutsche und Lawinen lassen sich mit modernster Technik nicht verhindern, jedoch frühzeitig erkennen. Hierfür eignen sich interferometrische Radare mit Wa-veguide-Slot-Antennen. Solche Antennen bestehen aus einem leitfähigem Vierkanntrohr mit eingefrästen Schlit-zen. Die Anzahl und Anordnung der Schlitze müssen be-rechnet werden.
Im Rahmen der Bachelorarbeit wurde ein Tool in MATLAB entwickelt, welches die Auslegung solcher Antennen-Ar-rays ermöglicht. Der NTB Antenna Designer berechnet die Positionen und Dimensionen der Schlitze, welche zum Bau einer Antenne in den Hohlleiter gefräst werden müssen. Dank der umfangreichen Exportfunktionen in-tegriert sich die Software nahtlos in den Workflow vom Design bis zur Fertigung der Antenne. Zur Veranschau-lichung der Resultate werden vom Programm eine Fer-tigungsskizze und eine Grafik mit der theoretischen Abs-trahlcharakteristik erzeugt.
Diverse Antennen wurden berechnet und mit Simulati-onen in CST Microwave Studio verifiziert. Zum Schluss wurde eine Antenne für 24 GHz hergestellt. Die Eigen-schaften der Antenne wurden ausgemessen und bestä-tigten die Berechnungen des NTB Antenna Designers.
Studierende: Andreas Meier, Dominik Niederer
Referenten: Prof. Dr. Christoph Würsch, Prof. Dr. Tindaro Pittorino
Industriepartner: -
Andreas Meier
Dominik Niederer
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INSTITUT ICE
Red Bull Air Race: Taktik-Tool für Piloten
Beim Red Bull Air Race muss der Pilot einen Parkour aus Pylonen und sogenannten Air Gates durchfliegen. Der Pi-lot hat nur wenige Trainingsflüge und weiss nicht immer, ob er den optimalen Pfad gewählt hat. Ziel der Bachelor-arbeit ist das Erstellen eines Programmes für die Simula-tion und Optimierung von einem Flug beim Rennen.
Für die Simulation wurden zwei Flugzeug-Modelle er-stellt, mit denen im zwei- und dreidimensionalen Raum Flüge simuliert werden können. Beide Modelle lassen sich durch die Vorgabe der Lagewinkel vom Flugzeug steuern. Zusätzlich wird der Einfluss von Wind in den Mo-dellen berücksichtigt.
Mit Matlab wurden die Modelle für die Optimierung von verschiedenen Kurven um Pylonen verwendet. Mit Ne-benbedingungen sind die Regeln vom Rennen berück-sichtigt worden. Mit der Arbeit können optimale Flugpfade gefunden werden mit Berücksichtigung der Windverhält-nisse.
Studierender: Wilhelm Schneider
Referenten: Prof. Dr. Michael Schreiner, Antonio Liggieri
Industriepartner: -
Wilhelm Schneider
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INSTITUT ICE
Simulation der Tragfähigkeit von verzahnten Scherlastverbindungen in Montageschienensystemen
Eine Produktgruppe der HILTI AG sind Schienensysteme, die zur Befestigung von Rohren und Kabelkanälen die-nen. Ein kritischer Aspekt bei Verbindungen von Schie-nensystemen sind Scherlasten. Bei der Produktentwick-lung dieser Verbindungen erfolgt die Bestimmung der Scherlastgrenze derzeit experimentell. Solch ein Vorge-hen ist zeitaufwendig und kostenintensiv. Die Problema-tik liegt dabei in der großen an Anzahl Einflussfaktoren (Geometrie-, Material- und Montageparameter).
Im Zuge dieser Bachelorarbeit wird anhand von FE-Si-mulationen untersucht, welche Parameter die Tragfähig-keit der Verbindungen signifikant beeinflussen. Ziel ist es, heraus zu finden, welche Parameterkombination die Scherlasttragfähigkeit positiv beeinflusst. Das Ergebnis ist ein verbessertes Design mit einer maßgeblich höheren Tragfähigkeit als das Bisherige. Die große Anzahl an Ein-flussparameter erfordert zahlreiche Simulationen, welche mittels statistischer Versuchsplanung (DoE) strukturiert durchgeführt werden.
Durch das Ergebnis der Bachelor-Arbeit, kann die Scher-lastgrenze in zukünftigen Entwicklungen gezielt beein-flusst werden.
Studierender: Alexander Lins
Referenten: Prof. Dr. Klaus Frick, Prof. Dr. Michael Schreiner
Industriepartner: Hilti AG, Schaan
Alexander Lins
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INSTITUT ICE
Werkzeug zur Propeller- und Rotoren-Auslegung
In dieser Arbeit geht es darum ein Werkzeug/Tool zu ent-wickeln, das Propeller- Motor-Systeme von Leicht- bis Ult-raleichtflugzeugen, sowie von Motorschirmen analysieren bzw. optimieren kann. Das Werkzeug soll weiterführende Erkenntnisse über Propeller und deren Einsatzbereich zur Verfügung stellen.
Im Zentrum der Arbeit stand das Implementieren der Pro-pellertheorie, sowie das Einbinden eines Hilfsmittels, wel-ches notwendige Koeffizienten zur Propellerberechnung liefert. Airfoil-Koordinaten und Geometrieinformationen werden aus dem CAD-Modell des Propellers ausgelesen, in das Werkzeug geladen und ausgewertet. Somit ermög-licht das Werkzeug dem Benutzer Schub, Drehmoment und weitere Grössen eines Propellers in verschiedenen Flugsituationen zu berechnen und damit Analysen durch-zuführen. Es können auch Optimierungen durch Pitch- und/oder Geometrieänderungen vorgenommen werden.
Konkret wurde das Werkzeug mit Matlab und Python umgesetzt und als Hilfsmittel das Programm Javafoil ver-wendet.
Studierende: Fabiano Sala, Gabriel Salkim
Referenten: Prof. Dr. Michael Schreiner, Prof. Dr. Christoph Würsch
Industriepartner: -
Fabiano Sala
Gabriel Salkim
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INSTITUT ICE
Automatisiertes Erkennen und Messen von Vogelstimmen
Ein Fokus der Schweizerischen Vogelwarte Sempach ist die Artenförderung und –überwachung der Waldschnep-fe, einer heimlich lebenden und schwer zu beobachten-den Vogelart. Um genauere Daten über ihren aktuellen Bestand zu erhalten, werden Audioaufnahmen anver-schiedenen Standorten gemacht. Diese Aufnahmen wer-den bisher manuell nach Balzrufen durchsucht, eine er-müdende und fehleranfällige Vorgehensweise.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der automati-schen Detektion von Waldschnepfenbalzrufen in langen Audiosequenzen. Dazu wurden Detektionsalgorithmen basierend auf mathematischen Signalverarbeitungskon-zepten (Fourier- und Radontransformation, Spektrogram-manalyse etc.) erarbeitet. Diese erlauben es zusätzlich, die detektierten Balzrufe geeignet zu quantifizieren, was eine Grundvoraussetzung für die Individualerkennung darstellt.
Die Algorithmen wurden in einer eigenen Software (ba-sierend auf der freien Statistik-Software „R“) realisiert. Importierte Audiosequenzen können automatisch nach Rufen durchsucht und die gefundenen Rufe ausgemes-sen werden. Sie können anschliessend visualisiert und exportiert werden.
Studierende: Peter Michael, Tobias Heeb
Referenten: Prof. Dr. Klaus Frick, Prof. Dr. Norbert Frei
Industriepartner: Vogelwarte Sempach
Tobias Heeb
Peter Michael
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INSTITUT IES
Design einer 14kW PFC-Stufe für den US-Markt
Ziel war es das Front-End für ein Elektroauto „on-board“-Ladegerät zu entwickeln. Neben der PFC (Power Factor Correction) Funktion, wurde ebenfalls eine Funk-tion zur aktiven Kompensation des Batteriestromrippels gefordert. Diese wird über PRC (Power Rippel Compen-sation) erreicht und ermöglicht der Batterie eine höhere Lebensdauer.
Innerhalb des Gerätes wird dazu aus dem einphasigen US-Netz mithilfe einer Bridgeless-PFC Stufe ein künst-liches Dreiphasennetz erzeugt. Dazu musste ein Rege-lungskonzept erstellt und im Voraus simuliert werden. Für die finalen Halbbrücken wurden eigens Leistungsmodule entwickelt. Um die Netznormen erfüllen zu können, muss-te zusätzlich ein EMV-Filter ausgelegt und simuliert wer-den.
Es mussten ausserdem die elektrischen Komponenten dimensioniert und ausgesucht werden. Für diese wurden schliesslich Leiterplatten konstruiert. Somit konnten Pro-totypen aufgebaut und in Betrieb genommen werden.
Studierender: Hannes Hobi
Referenten: Prof. Dr. Kurt Schenk, Prof. Adrian Weitnauer
Industriepartner: Brusa Elektronik AG, Sennwald
Hannes Hobi
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INSTITUT IES
Elektronisches Expansionsventil im Kältekreis von Kühlschränken
V-ZUG Kühltechnik AG ist ein führender Entwickler und Produzent von hochwertigen Haushaltskühlgeräten. Um auch in Zukunft Kühlgeräte mit hoher Qualität herstellen zu können, ist es wichtig, in die Forschung neuer oder verbesserter Komponenten zu investieren.
Aufgabe meiner Bachelorarbeit war es, einen Prüfstand zu entwickeln und aufzubauen, der elektronische Expan-sionsventile auf ihre Lebensdauer und Qualität in Kühl-systemen prüfen kann. Der Prüfstand simuliert die Bedin-gungen eines Haushaltskühlschrankes, um verschiedene Szenarien zu simulieren. Es können bis zu zwölf Ventile gleichzeitig, beschleunigt gealtert werden.
Studierender: Claudio Ernst
Referenten: Prof. Dr. Stefan Bertsch
Industriepartner: V-Zug Kühltechnik AG, Arbon
Claudio Ernst
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INSTITUT IES
Hochdynamische Stromquelle mittels Three-Level Topologie
Eine zuverlässige elektrische Energieversorgung erfor-dert Überwachungssysteme im Niederspannungsnetz, welche Störungen sicher erkennen und betroffene Teile des Stromnetzes abtrennen. So kann die Energieversor-gung im von der Störung nicht betroffenen Gebiet prak-tisch unterbruchfrei aufrecht erhalten werden. Die Firma OMICRON stellt präzise Prüf- und Eichgräte her, mit wel-chen diese Überwachungssysteme regelmässig gewartet werden können.
Ziel dieser Aufgabe war es eine hochpräzise kombinier-te Strom- und Spannungsquelle zu entwerfen, welche in der nächsten Generation solcher Prüf- und Eichgeräte zum Einsatz kommen wird. An diese 3-phasigen Quellen werden sehr hohe Anforderungen bezüglich der Signal-qualität gestellt. Der zulässige Klirrfaktor beträgt lediglich 0.15%. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde ein 3-Level Inverter eingesetzt. Die wichtigsten Vorteile dieser Tech-nologie sind geringerer Platzbedarf und weniger Filter-aufwand, welche man sich mit einer komplexeren Schal-tung erkauft. Eine besondere Herausforderung war die Konzeption eines geeigneten Regelkonzepts, welches schliesslich in Form einer dreifach kaskadierten Regel-struktur gefunden wurde.
Studierende: Reto Langenegger, Philipp Tschirky
Referenten: Prof. Dr. Kurt Schenk, Prof. Vincenzo Parisi
Industriepartner: Omicron electronics GmbH, Klaus
Reto Langenegger
Philipp Tschirky
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INGENIEUR STUDIUM SYSTEMTECHNIK
Studienrichtung
Maschinenbau
Du wirst zum moder-
nen Maschinenbauer
ausgebildet, mit soliden
Kenntnissen in Elektronik
und Informatik. Ob im
Versuchs- oder Testlabor,
in der Entwicklung von
Produkten und Geräten
oder in der Fertigung –
hier gestaltest du aktiv
die Produkte aus dem
Bereich Mechanik und
Mechatronik von morgen!
Studienrichtung
Elektronik und
Regelungstechnik
Für alle, die fasziniert
sind, wie elektronische
Geräte unseren Alltag
beeinflussen. Ob Mess-,
Steuer- oder Regelungs-
technik, vom Prototyp bis
hin zur Serienreife – du
bist ganz nah dran. Immer
wichtiger ist dabei: der
sparsame Umgang mit
Ressourcen und Umwelt-
schutz.
Studienrichtung
Mikrotechnik
In der Mikro- und Nano-
technologie spielen
physikalische Hinter-
gründe von technischen
Systemen eine wesentli-
che Rolle. Vakuum- und
Beschichtungstechnik,
Optik, Mikro-, Medizin-
sowie Labor- und Werk-
stofftechnik – mit diesem
Studium der kleinen
Teile hast du eine grosse
Zukunft vor dir!
ntb-4572_009 Dauerpräsenz 2016-06-24.indd 6 29.06.16 08:53
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Studienrichtung
Photonik
Unter Photonik versteht
man die Verbindung
optischer Technologien
und der Elektronik –ob im
Computer, im Smart phone,
in der Medizintechnik, in
der Luft- und Raumfahrt,
der Navigation oder
der Kommunikation. Mit
der Systemtechnik-Stu-
dienrichtung Photonik
erschliesst Du diese faszi-
nierende Welt der Zukunft.
Studienrichtung
Informations- und Kom-
munikationssysteme
Computer und Mobile-
telefone sind die In-
formationsmittel der
Gegenwart und werden
in Zukunft eine noch
wichtigere Rolle spielen.
Als Internet-Ingenieur
bist du über die Welt der
Apps und IP-Netzwerke
im Bilde.
Studienrichtung
Ingenieurinformatik
Stichwort Embedded
Systems. Ohne einge-
bettete Computersyste-
me läuft fast gar nichts.
CAX-Softwareentwick-
lungen, wissensbasierte
Systeme und Computer
Vision sowie spezialisier-
te Web-Anwendungen,
sie sind in unserem Alltag
immer mehr vorhanden.
Deine Chancen auch.
Im Bachelorstudium Systemtechnik schaffst du dir mit den
gemeinsamen Grundlagenmodulen ein solides Fundament,
auf dem du aufbauen kannst. Du bestimmst mit der Wahl der
Studienrichtung die Richtung, in welche sich dein Studium,
aber auch deine berufliche Zukunft entwickeln soll.
Sechs Studienrichtungen stehen zur Auswahl.
ntb-4572_009 Dauerpräsenz 2016-06-24.indd 7 29.06.16 08:53
28
Bachelorarbeiten onlinewww.ntb.ch/bachelorarbeiten
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INSTITUT IES
Hocheffizienter DC-DC Konverter für autonomes Hochspannungsprüfgerät
Der Ausbau erneuerbarer Energiequellen sowie die Inter-nationalisierung des Strommarktes erfordern einen steti-gen Ausbau der Hochspannungsnetze weltweit. Dadurch entsteht ein immer grösser werdendes Bedürfnis, Hoch-spannungskabel zu testen, um somit die Netzsicherheit gewährleisten zu können. Der Industriepartner b2 electro-nic GmbH hat diesen Trend erkannt und bietet mit einer breiten Produktepalette genau solche Messmöglichkeiten an.
Ziel dieser Bachelorarbeit war es, einen hocheffizienten DC-DC Konverter für eine autonome Akkuversorgung zu bauen, die den momentanen Netzanschluss eines Hoch-spannungsprüfgerätes ersetzt. Dabei wurde ein bidirek-tionaler Buck/Boost Konverter entwickelt, der sowohl für die Geräteversorgung als auch für das Laden der Akku-mulatoren eingesetzt werden kann.
Durch den einfachen Aufbau und der Implementation von verlustlosem Schalten, können mit der Topologie sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Messresultate zeigen, dass der Konverter mit einem Wirkungsgrad von bis zu 98.19 % im Buckbetrieb und 97.98 % im Boostbetrieb hocheffizientes Verhalten aufweist.
Studierende: Flavio Degonda, Curdin Flepp
Referenten: Prof. Dr. Kurt Schenk, Prof. Laszlo Arato
Industriepartner: b2 electronic GmbH, Klaus
Flavio Degonda
Curdin Flepp
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INSTITUT IES
Flacher Slim-Line LED Treiber
Rund ein Fünftel des weltweiten Stromverbrauchs wird durch Beleuchtungsanwendungen verursacht. Innova-tionen im Bereich der LED Beleuchtung konnten in den vergangenen Jahren die Effizienz entschieden erhöhen. In diesem Bereich ist unsere Industriepartnerin, die Firma Tridonic GmbH & Co KG, tätig. Für sie wurde eine Tech-nologieanalyse über Möglichkeiten von kostengünstigen Vorschaltgeräten für ihre LED Module gemacht.
Eine grosse Herausforderung bestand darin, die Aus-gangsleistung von 21 W im kleinen Profil der LED Schie-ne zu realisieren. Weiter sind die Zielkosten für ein spä-teres Produkt mit weniger als drei Euro sehr tief. Für die Konzeptwahl wurden deshalb speziell kostenarme Topo-logien und freischwingende Schaltungen in Betracht ge-zogen.
Die Bachelorarbeit umfasst den theoretischen Vergleich verschiedener Konzepte und Topologien bezüglich Re-alisierbarkeit, Bauteilgrösse, Wirkungsgrad und Kosten-struktur. Die beiden geeignetsten Konzepte wurden an-schliessend ausführlich berechnet, simuliert und mittels Funktionsmustern verifiziert.
Studierende: Samuel Giger, Benjamin Koller
Referenten: Prof. Dr. Kurt Schenk, Prof. Adrian Weitnauer
Industriepartner: Tridonic GmbH & Co KG, Dornbirn
Samuel Giger
Benjamin Koller
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INSTITUT ICT (HTW Chur)
Stirling Stromgenerator
Das Institut für Energiesysteme IES ist Auftraggeber die-ser Bachelorarbeit und stellt einen Philips Stirling Strom-generator MP1002CA/00 zur Verfügung. Die Ziele sind die Inbetriebnahme, die thermodynamische Simulation und die portable Live-Messung des MP1002CA/00. Durchge-führt wurde eine Revision mit anschliessender Montage von vier relevanten Sensoren. Mit der Berechnungssoft-ware Matlab konnte ein Simulationsmodell erstellt und anhand von erfassten Messdaten verfeinert werden.
Das Ergebnis dieser Arbeit ist ein transportierbarer Auf-bau welcher mit einer Messeinrichtung ausgerüstet ist. Zwei Thermoelemente, ein Drucksensor und ein Drehge-ber werden zur Live-Messung eingesetzt. Der eingebaute NI myRIO-1900 erfasst und verarbeitet die Messdaten. Abschliessend wurden die gemessenen mit den simulier-ten Daten verglichen.
Studierende: Michael Kohler, Filip Pendic, Lars Siegwart
Referenten: Prof. Dr. Stefan Bertsch, Prof. Dr. Daniel Gstöhl
Industriepartner: NTB Interstaatliche Hochschule für Technik, Buchs
Michael Kohler
Filip Pendic
Lars Siegwart
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INSTITUT ICT (HTW Chur)
Open Source Cloud Computing - Betrieb und Wartung
In vorangegangenen Arbeiten wurde im Telecomlabor der HTW Chur ein Prototyp einer Cloud-Infrastruktur aufge-baut. Dabei wurde das Konzept Infrastructure as a Ser-vice“ (IaaS) umgesetzt. Dies bedeutet, dass Infrastruktu-relemente (z.B. ein Server) per Knopfdruck bereitgestellt werden können.
Für die Verwaltung der Cloud wird die Open Source Soft-ware OpenStack genutzt. Das Ziel dieser Bachelorarbeit war es, die Cloud in den produktiven Betrieb zu überfüh-ren. Dazu müssen Wartungsarbeiten durchgeführt wer-den können. Es wurde deshalb eine zweite Cloud-Umge-bung eingerichtet, um verschiedene Tools und Abläufe zu implementieren und zu prüfen.
Die installierten Tools und erarbeiteten Abläufe re-geln die Erstellung und Bearbeitung von virtuellen Maschinen. Weiter wurde ein Ablauf festgelegt, welcher ein Release Upgrade der Cloud-Umge-bung regelt. Um die Sicherung der Cloud zu ge-währleisten, wurde ein Konzept für Backup und Recovery erarbeitet und umgesetzt. Schliesslich wurde die Skalierbarkeit und die Hochverfügbarkeit der Cloud-Umgebung untersucht.“
Studierender: Benjamin Mosberger
Referenten: Prof. Bruno Wenk, Beat Bigger
Industriepartner: -
Benjamin Mosberger
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INSTITUT ICT (HTW Chur)
IPv6 Integration und Sicherheit - Ein Leitfaden für KMU
In der Bachelorarbeit ”IPv6 Security” sind die wichtigsten Informationen zum IPv6 in Bezug auf Sicherheit zusam-mengetragen und deren Angriffsvektoren beschrieben. Dazu wurde eine umfassende Recherche betrieben, um fundierte Informationen über die Sicherheit im Kontext des IPv6 zu sammeln, katalogisieren und eine Priorisie-rung der Themen vorzunehmen. Denn jedes moderne Gerät und Betriebssystem bringt die Voraussetzungen zum Betrieb mit und aktiviert IPv6 standardmässig.
Für Themen wie ICMPv6, NDP und IPv6 Header wurden die Risiken detailliert ausgearbeitet. Die Angriffsvektoren wurden in einem Laboraufbau nachvollzogen und es wer-den Gegenmassnahmen beschrieben.
Die Labore sind nachvollziehbar dokumentiert und kön-nen für Weiterbildungs- und Schulungszwecke verwendet werden. Weitere Themen wurden beschrieben und in den Quellen fnden sich eine Vielzahl von Informationen für die weitere Bearbeitung.
Die Schlussfolgerung dieser ist, dass IPv6 ähnliche, teilweise bereits in IPv4 bekannte An-griffsvektoren hat und bei der Implementation und Konfigurati-on von IPv6 auf diese und wei-tere Gefahren individuell einge-gangen werden muss.
Studierender: Séverin Müller
Referenten: Toni Venzin, Beat Bigger
Industriepartner: -
Séverin Müller
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INSTITUT ICT (HTW Chur)
Beleuchtungssteuerung auf Konzert-bühnen durch Personentracking
Sich ständig wechselnde Anforderungen an die Beleuch-tung stellen einen Eventtechniker immer wieder vor neue Herausforderungen. Auf einem Festival müssen die Musi-ker der Bands von jeweils mehreren Licht-Spots beleuch-tet werden, oder in einem Museum müssen ständig wech-selnde Exponate mit einem flexiblen Beleuchtungssystem optimal präsentiert werden. Es gibt speziell für solche Si-tuationen konzipierte Licht-Spots, doch die Ansteuerung ist mühsam, zeitaufwendig und bedarf einiger Erfahrung.
Im Rahmen der Bachelorarbeit wurde ein System entwi-ckelt, welches die Ansteuerung von Objekten und Perso-nen massgeblich vereinfacht. Hierzu kann man sich mit einem entwickelten Sender auf einer Bühne bewegen. Empfangssensoren am Bühnenrand können den Sen-der durch Ultraschallsignale und einer entsprechenden Laufzeitmessung exakt orten. In einem weiteren Schritt werden die berechneten Koordinaten des Objektes dem Licht-Spot weitergegeben, welcher vollautomatisch das Objekt ausleuchtet.
Zudem wurden Erweiterungsmöglichkeiten vorgesehen um mehrere verschiedene Objekte zu unterscheiden. Hierfür können auch mehrere Licht-Spots individuell an-gesteuert werden.
Studierende: Mathias Hermann, Nino Sargenti
Referenten: Prof. Ulrich Hauser, Prof. Guido Piai
Industriepartner: -
Mathias Hermann
Nino Sargenti
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INSTITUT ICT (HTW Chur)
Webbasiertes Online-Portal für die Buchung von Gruppenreisen für Graubünden Ferien
Das Online-Portal für Gruppenreisen ist ein webbasierter Kalender für die Planung von Reisen in den Kanton Grau-bünden. Der im Rahmen der Bachelorarbeit erstellte Pro-totyp ermöglicht einerseits die Auswahl von Unterkünften aus dem Kanton Graubünden, andererseits können Fahr-ten mit dem öffentlichen Verkehr geplant werden. Die Da-ten über die Unterkunftsmöglichkeiten im Kanton Grau-bünden standen in Form einer XML-Datei zur Verfügung. Die Daten für die Verkehrsverbindungen des öffentlichen Verkehrs werden über die Online-Schnittstelle Swiss pub-lic transport API abgerufen.
Knackpunkt der Arbeit war unter anderem die Suche nach Unterkünften in der 500 MB grossen XML-Datei. Im Laufe des Projektes wurde entschieden, die Daten der XML-Da-tei in eine relationale Datenbank zu überführen (Techno-logien: Java, StAX, JPA, Hibernate). Für die Kalenderdar-stellung wurde der DHTMLX-Scheduler verwendet.
Studierender: Tobias Schoch
Referenten: Prof. Martin Studer, Lukas Toggenburger
Industriepartner: -
Tobias Schoch
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INSTITUT ICT (HTW Chur)
IPv6 Migrationstechnologien und ihre Einsatzszenarien
Der Bedarf an IP-Adressen steigt rasant an. Die letzten IPv4-Adressblöcke wurden bereits vergeben. Mit dem neuen Protokoll IPv6 können 2^128 Adressen verteilt werden. Leider ist das neue IPv6-Protokoll nicht mit dem alten IPv4-Protokoll kompatibel. Deshalb müssen Migra-tionstechnologien eingesetzt werden, um weiterhin beide Formate zu unterstützen, bis IPv4 komplett durch IPv6 abgelöst wird.
Aus dieser Bachelorarbeit geht hervor, dass aktuell keine Migrationstechnologie vorhanden ist, welche alle Anfor-derungen der verschiedenen Netzwerktopologien abde-cken kann. Somit entstanden in den letzten Jahren viele verschiedene Technologien, welche alle mit individuellen Vor- und Nachteilen behaftet sind. Es ist daher schwierig, den Überblick zu behalten oder die passende Variante für die eigene Firma zu finden.
Diese Arbeit dient dazu, dem Leser ein Verständnis über die einzelnen Technologien zu geben. Zudem kann der Bericht als Leitfaden und Evaluationshilfe für die ver-schiedenen Migrationstechnologien verwendet werden.
Studierende: Michael Riederer, Damian Soldera
Referenten: Toni Venzin, Beat Bigger
Industriepartner: -
IPv4
IPv6
Michael Riederer
Damian Soldera
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INSTITUT ICT (HTW Chur)
QR - Code basiertes Informationssys-tem «proEngine» - Die digitale Präsen-tation eines Fahrzeuges
Die Tuning Szene beruht auf Sehen und Gesehen wer-den. Tuner möchten einerseits gerne ihre Autos prä-sentieren. Andererseits interessieren Sie sich für die Fahrzeuge anderer. Die Idee des QR-Code basierte In-formationssystem «proEngine» ist es, dass ein Tuner in «proEngine» sein Fahrzeug erfasst und einem QR-Code zuordnet, damit andere über den QR-Code Daten zum Fahrzeug abrufen.
QR-Codes werden vorgängig an Fahrzeuginhaber ver-teilt. Beim erstmaligen scannen eines QR-Code über die mobile Applikation wird ein neues Fahrzeug erfasst. Die QR-Codes müssen dann sichtbar beim Fahrzeug hinter-legt werden, damit Passanten mit der mobilen App das Fahrzeug abrufen können.
Im Rahmen der Bache-lorarbeit wurden drei Teil-systeme realisiert: Als Frontend sowohl ein And-roid-App als auch eine Webapplikation, welche beide dasselbe Backend nutzen. «proEngine» wird nach Beendigung der Bachelorarbeit von den Studierenden weiterentwi-ckelt.
Studierende: Danilo Santagata, Rijad Zuzo
Referenten: Prof. Martin Studer, Norman Süsstrunk
Industriepartner: -
Rijad Zuzo
Danilo Santagata
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INSTITUT INF
Bluescreen
Diese Arbeit setzt sich mit dem Problem auseinander, Personen oder Gegenstände im Vordergrund aus einem Foto freizustellen. Zum Einen erfolgt eine Freistellung des Objektes vor einem homogenen Hintergrund und zum Anderen vor einem natürlichen Hintergrund. Dafür werden Algorithmen zur Objekterkennung und Freistel-lungstechniken untersucht, welche in der heutigen Zeit Verwendung finden. Die Resultate dieser Algorithmen werden miteinander verglichen und ausgewertet. Um bessere Ergebnisse zu erzielen, werden bestimmte Algo-rithmen kombiniert. Aus diesen Algorithmen werden die Erfolgversprechendsten in eine Android App eingebun-den. Dabei kommt die Programmiertechnologie Xamarin zum Einsatz, welche es ermöglicht plattformübergreifend zu programmieren.
Aus dieser Technologie werden Konzepte zur Codetei-lung näher gebracht, damit ein Neueinsteiger einen Überblick über die App Entwicklung mit Xa-marin erhält. Ausserdem werden positive und negative Aspekte davon aufgezeigt. Um die Bildda-ten zu analysieren und modifizie-ren, wird die Bildbearbeitungs-bibliothek OpenCV verwendet. Diese stellt dem Benutzer stan-dardisierte Funktionen und Algo-rithmen zur Verfügung.
Studierender: Patrick Schuler
Referenten: Prof. Dr. Norbert Frei, Prof. Dr. Carlo Bach
Industriepartner: ENLUF AG, Klosters
Patrick Schuler
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INSTITUT INF
Automatische Visualisierung für Gebäudeautomationssysteme
Die Griesser AG stellt hauptsächlich Sonnenschutzsyste-me wie Rollläden und Markisen her. Ein stark wachsen-der Zweig ist die Gebäudeautomatisierung, in welcher die Griesser AG vor allem mit KNX basierten Steuergeräten präsent ist.
Zu jedem automatisierten Gebäude gehört auch eine ent-sprechende Visualisierung der Komponenten. Da dies ein repetitiver Prozess ist, die Darstellung einzelner Rolllä-den ist immer gleich, kann durch eine Automatisierung viel Arbeit eingespart werden.
Ziel der Arbeit ist ein Webservice Gateway, welches ei-nerseits die Konfiguration der KNX-Anlage abbildet und zum anderen die Ansicht und Manipulation der Anlage über das Internet ermöglichen soll. Als Gateway wurde ein Servlet konzipiert, welches sowohl mit dem Client über das oBIX- Protokoll, als auch mit der KNX-Anlage über einen BAOS-IPGateway kommuniziert.
Das Projekt wurde als „Proof of Concept“ für eine Simu-lationsanlage mit einer sehr kleinen Anzahl Komponenten entwickelt und bietet eine Grundlage, die Anbindung auch für komplexe Gebäude zu realisieren.
Studierender: Samuel Loepfe
Referenten: Prof. Dr. Andreas Zogg, Prof. Dr. Carlo Bach
Industriepartner: Griesser Electronic AG, Aadorf
Samuel Loepfe
ClientsInteraktion über GUI KNX-Installation
KNX-Gateway Apache Tomcat mit Servlet
hat Abbild von KNX-Installation als OBIX Objektbaum gespeichert
XML Konfigurationsfile mit KNX-Konfiguration
Zugriff über HTTPAustausch von oBIX Objekten
BAOSIP-Gateway
KNX Netzwerkzugriff
KNXAnkopplung an Internet
Export von XML File
Zugriff XML-File
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INSTITUT INF
Globale Vernetzung von Sensordaten in der Gebäudeautomation
In der Gebäudeautomation tragen Wettersensoren dazu bei, intelligente Haussteuerungen zu realisieren. Bei-spielsweise werden die Rollläden eines Hauses automa-tisch hochgefahren, wenn ein Windsensor starke Winde misst.
In dieser Arbeit wurde ein verteiltes System konzipiert, welches Sensorendaten zentral sammelt und wieder ver-teilt. Haussteuerungen können so auf beliebig entfernte Sensordaten, auch ausserhalb des eigenen Gebäudes, zugreifen.
Das Konzept orientiert sich an den Technologien des In-ternets der Dinge (IoT). Es beruht auf einer schlanken Kommunikation und ist so ausgelegt, dass es gut ska-liert und modernste Funktechnologien eingesetzt werden können.
Ein Funktionsmuster zeigt die Funktionstüchigkeit des entworfenen Konzepts.
Studierende: Michael Galliard, Sandro Lippuner
Referenten: Prof. Dr. Andreas Zogg, Prof. Dr. Carlo Bach
Industriepartner: Griesser Electronic AG, Aadorf
Michael Galliard
Sandro Lippuner
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INSTITUT INF
Indoorlokalisierung mit Ultra Wide Band
Die vorliegende Bachelorarbeit beinhaltet die Thematik lndoorlokalisierung mittels Ultra-Wide-Band-Technologie. Genauer gesagt wird das Pozyx-System der Firma Pozyx Labs untersucht und evaluiert, ob diese Technologie in Projekten der Firma mivune AG eine Zukunft hat. Dabei wird in vielen Untersuchungen geprüft, ob das Werbever-sprechen, dass mit dem Produkt eine Genauigkeit von 10cm erreicht wird, hält was es verspricht. Darauf folgend wird ein Magic-Controller gebaut, welcher ein Usecase mit dieser Tech nologie implementiert. Die Resultate sind verblüffend. Das System stellt andere WiFi, Bluetooth, RFID oder GPS gestützte Lokalisierungssysteme in den Schatten.
Studierender: Christoph Solis
Referenten: Prof. René Pawlitzek, Prof. Dr. Andreas Zogg
Industriepartner: mivune AG, Schlieren
Christoph Solis
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INSTITUT INF
Embedded OPC-UA Schnittstelle für Temperiergeräte
Industrie 4.0 bedeutet globale Vernetzung jeglicher Ge-räte. Dies kann jedoch nur geschehen, wenn Geräte die richtige Sprache beherrschen.
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit ging es darum, eine OPC UA (open platform communications unified archi-tecture) Schnittstelle auf einem eingebetteten System zu erstellen. Über diese Schnittstelle kann ein Gerät, im kon-kreten Fall ein Temperiergerät, gesteuert werden.
Es wurde ein OPC UA Server auf einem Raspberry Pi unter Verwendung einer open source Software realisiert.
Studierende: Özgür Gümüslü, Adrian Küng
Referenten: Prof. Dr. Andreas Zogg, Prof. René Pawlitzek
Industriepartner: Solve GmbH, Buchs
Özgür Gümüslü
Adrian Küng
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INSTITUT INF
Ferndiagnose und Fernwartung von „intelligenten“ Geräten mit dem Internet of Things (IoT)
Zur Sicherung von Bauarbeiten auf Hauptstrassen und Autobahnen stellt die Firma Triopan AG verschiedene Fahrzeuge mit Warnwand und Aufpralldämpfer her. Bei dieser Bachelorarbeit wurde eine Ferndiagnose und Fernwartung für diese Fahrzeuge entworfen und reali-siert. Dazu werden die Gerätedaten über das Mobilfunk-netz in eine Cloud übertragen und dort gespeichert. Mit Hilfe einer Webapplikation können nun die Daten visua-lisiert und die Warnwand angesteuert werden. Ein Be-schleunigungssensor in den Fahrzeugen erkennt ferner allfällige Zusammenstösse mit einem Aufpralldämpfer und kann eine Benachrichtigung auslösen. Die Webappli-kation wurde mit der Google App Engine (GAE), einer so-genannten Platform as a Service (PaaS), realisiert. GAE skaliert automatisch je nachdem wie viel Rechenleistung gerade benötigt wird.
Die Geräte der Triopan AG gehören nun zum sog. In-ternet of Things (IoT) und die Kunden haben mit der Webapplikation jederzeit und weltweit den Überblick über ihre Fahrzeugflotte. In Zukunft sollen weitere Produkte wie Warndreiecke und Warnleuchten mit der Webappli-kation interagieren.
Studierende: Sandro Hobi, Manuel Werder
Referenten: Prof. René Pawlitzek, Prof. Dr. Andreas Zogg
Industriepartner: Triopan AG, Rorschach
Sandro Hobi
Manuel Werder
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INSTITUT INF
LoRa und DriveBy - ein neuer Ansatz im Test
In dieser Bachelorarbeit wird die neue Funktechnolgie LoRa genauer untersucht und es wird versucht, neue Er-kenntnisse zu erarbeiten, inwiefern LoRa für den Einsatz in Smartmetering geeignet ist.
Nach der Inbetriebnahme von LoRa und dem Aufbau ei-nes Demonstrators wurde LoRa im zweiten Teil einem Härtetest unterzogen. Durch Dämpfungsversuche stellte sich heraus, dass LoRa weitaus robuster ist als zum Bei-spiel GSM.
Im dritten Teil wurde der Gateway mobil gemacht und für „DriveBy“-Versuche aufgerüstet. Es wird mittels DriveBy versucht, den Gateway möglichst nahe an die Devices zu bewegen. Somit konnten die Daten im Vorbeifahren aus-gelesen werden. Im Vergleich mit den Feld-versuchen der Swisscom, bei denen der Gateway im Bereich von mehreren hundert Meter einen fixen Abstand zu den Devices hatte, gelangt man jetzt sehr nahe an das Gebäude und erziehlt dadurch viel bessere Übertragungsergebnisse. Der Unterschied war sehr markant. Von den erwarteten Spreading Faktoren von 11-12 konnte man hinunter bis auf 7 gehen und so mit einer kurzen Wartezeit vor dem Gebäude die Da-ten abrufen.
Das Auslesen von Smartmeters ist daher mit LoRa im DriveBy Verfahren möglich.
Studierender: Kevin Bischofberger
Referenten: Prof. René Pawlitzek, Prof. Adrian Weitnauer
Industriepartner: Repower AG, Landquart
Kevin Bischofberger
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INSTITUT MNT
Microcontact-Printing von Gold-Nanopartikeln
Mikrokontaktdrucken (µCP) ist ein Verfahren zur Her-stellung von Mikrostrukturen mittels elastischer Stempel. Im Rahmen dieser BA wurde µCP zur Herstellung von Strukturen aus Gold-Nanopartikeln verwendet, die mit ei-nem Durchmesser von 10nm synthetisiert und mit einer Schutzschicht aus Decanthiol umhüllt wurden, sodass sie sich auf einer Wasseroberfläche eigenständig zu einer Monolage ausrichteten. Diese Nanopartikelschicht wur-de anschliessend auf einen strukturierten Silikon-Stem-pel übertragen und mithilfe eines Printing-Tools für µCP hochgenau an bereits bestehenden Strukturen mit einer Abweichung von weniger als 1.5µm ausgerichtet und in Strukturgrössen von etwa 1µm auf das Substrat übertra-gen.
Die hergestellten Strukturen dienten (1) zum einen für die Kontaktierung von Graphen-Elektroden zur Messung des thermoelektrischen Potentials der Gold-Nanopartikel und zum andern (2) als Seedlayer zur Herstellung von transparenten, leitfähigen Schichten mittels stromloser Verkupferung.
Studierender: Tobias Weber
Referenten: Prof. Dr. André Bernard, Prof. Dr. Rudolf Buser
Industriepartner: -
Tobias Weber
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INSTITUT MNT
Automatic Optical Inspection (AOI) für einen Gas- bzw. Flow-Sensor
Die optische Inspektion von Bauteilen spielt in der Fer-tigung von Mikrosensoren eine wichtige Rolle. Defekte können erkannt und klassifiziert werden. Daraufhin las-sen sich entsprechende Massnahmen zur Behebung der Fehlerursache und zur Qualitätssteigerung ergreifen. Um Kosten einzusparen, ist bei hoher Stückzahl eine Automa-tisierung der optischen Inspektion nötig. Diese Bachelor-arbeit behandelt die Auslegung eines solchen automati-sierten optischen Inspektionstools (AOI) von Keyence für einen Gassensor des Industriepartners IST. Um die op-timalen Komponenten wie Kamera, Optik oder Beleuch-tung für diese spezifische Aufgabe zu bestimmen, erfolg-ten zuerst Abklärungen zu den wichtigsten Grundlagen der industriellen Bildverarbeitung. Danach wurden die Prüfprogramme erstellt und über 3036 Sensoren getes-tet. Das AOI erkannte 93% der Defekte richtig. Dieses Er-
gebnis ergibt sich aus einer Klassifi-kation der erkann-ten Defekte und deren Auswer-tung und es zeigt, dass das geteste-te System funktio-niert. Der Indust-riepartner verfügt am Ende der Ba-chelorarbeit über funktionierende Prüfprogramme zur Erkennung der Defekte die-ses Gassensors.
Studierender: Fabian Büchel
Referenten: Prof. Dr. Martin Gutsche, Prof. Dr. Markus Michler
Industriepartner: Innovative Sensor Technology IST AG, Ebnat-Kappel
Fabian Büchel
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INSTITUT MNT
Mikrofluidik hergestellt in Spritzguss
Mikrofluidische Strukturen finden heute Anwendung in verschiedenen Bereichen wie der chemisch-biologischen Analytik oder der Medizinaldiagnostik. Der Spritzguss bietet dazu einen geeigneten Massenproduktionsprozess für günstige Einwegbauteile. In dieser Arbeit wurde das Abbildungsverhalten von mikrofluidischen Strukturen wie Kanälen und Filtern untersucht, um daraus Design Regeln für den Prozess abzuleiten. Siliziumwafer mit hervorge-hobenen und vertieften Strukturen, die in verschiedenen Tiefen gefertigt wurden, dienten dafür als Formeinsatz. Das Abbildungsverhalten des Kunststoffs COC wurde bei unterschiedlichen Prozessparametern untersucht und zeigte eine bessere Abbildungstreue bei: grösseren Strukturen, niederviskoser Schmelze und Strukturen, die entlang der Fliessrichtung der Schmelze orientiert sind. Breitere und weniger tiefe Siliziumstrukturen haben zu-dem eine längere Lebensdauer. Aus den Spritzgiessver-suchen wurde ein Set von Design Regeln für den Indust-riepartner in dieser Arbeit abgeleitet.
Studierender: Nenad Krstevski
Referenten: Prof. Dr. André Bernard, Prof. Dr. Samuel Affolter
Industriepartner: z-werkzeugbau-gmbh, Dornbirn
Nenad Krstevski
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INSTITUT MNT
Resonanter Dichtesensor aus Silizium
In der vorliegenden Bachelorarbeit wurde ein resonanter Gasdichtesensor aus Silizium realisiert.
Die Gasdichtesensoren überprüfen beispielsweise in Hochspannungs-Schaltanlagen die SF6-Gasdichte um eine effektive Lichtbogenlöschung zu gewährleisten. Der zurzeit von der Trafag AG als Sensor verwendete Schwingquarz ist nicht spezifisch für diese Aufgabe kon-zipiert und deshalb von der Geometrie her nicht optimal.
Die Schwingstrukturen aus Silizium wurden mit zwei ver-schiedenen Prozessabfolgen aus hochdotierten SOI-Wa-fern mittels DRIE (Deep Reactive Ion Etching) gefertigt. Dieser Ätzprozess ermöglicht eine hohe Freiheit in der Formgestaltung der Schwingstruktur. Auf demselben Wa-fer wurden kapazitiv und induktiv angeregte Sensoren realisiert.
Die Resonanzfrequenz der induktiven Sensoren wurde mit einem Netzwerkananlysator ausgewertet. Mit Mes-sungen bei verschiedenen SF6-Gasdichten konnte eine sieben Mal höhere Sensitivität als beim aktuell verwende-ten Schwingquarz nachgewiesen werden.
Studierende: Andreas Halter, Florian Neff
Referenten: Prof. Dr. Rudolf Buser, Prof. Dr. Martin Gutsche
Industriepartner: Trafag AG sensors & controls, Bubikon
Andreas Halter
Florian Neff
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INSTITUT PWO
Entwicklung eines Fehlertrennverfahrens für Präzisions-messgeräte in der dimensionellen Messtechnik
Studierende: Selina Seitz
Referenten: Prof. Dr. Michael Marxer, Prof. Dr. Christoph Würsch
Industriepartner: -
Selina Seitz
Das Institut PWO der NTB kalibriert Kugelnormale für die Industrie. Beim Kalibrieren wird die Rundheit mit einer Messunsicherheit von 0.1 µm ermittelt. Um diese Mes-sunsicherheit zu verringern ist ein Fehlertrennverfahren gesucht. Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Fehlertrennver-fahren für die Reduktion des Spindelfehlers auszuwählen und umzusetzen.
Im Rahmen des Fachmoduls ist der Stand der Technik erfasst worden. Auf Basis der gewonnenen Erkennt-nisse wurde das Drehschritt-Verfahren für die Umsetzung in dieser Bachelorarbeit gewählt. Bei diesem Verfahren werden zehn Messungen vorgenommen. Zwischen den einzelnen Messungen wird der Prüfling ausgespannt und gedreht. Während der Spindelfehler bei den Mes-sungen seine Wiederholbarkeit behält, dreht sich die Rundheitsabweichung mit dem Prüfling. Die Umset-zung beinhaltet unter anderem die Programmierung eines Messprogramms und die Implementierung der Berech-nung des Spindelfehlers.
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INSTITUT PWO
Deformationsverhalten von messtechnischen Strukturen aufgrund thermischer Einflüsse
Studierende: Ramon Bontognali, Matthias Rohner
Referenten: Prof. Dr. Michael Marxer, Prof. Dr. Stefan Bertsch
Industriepartner: Leica Geosystems AG, Heerbrugg
Ramon Bontognali
Matthias Rohner
Bei mobilen Messgeräten geht der Trend klar zu immer noch kompakterer Bauweise und immer grösseren Rechen-leistungen. Von diesem Trend ist auch die thermische Aus-legung stark betroffen und in der Konzeptphase wird eine thermische Simulation unerlässlich.
Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, die notwendigen Informa-tionen für eine thermische Simulation bereitzustellen. Un-tersucht wurde der Weg des Wärmeflusses vom Prozessor bis zur Umgebungsluft. Wärmeleitung innerhalb eines Kör-pers und Wärmeübergänge bei Grenzflächen haben einen thermischen Widerstand zur Folge. Diese Widerstände zu bestimmen ist essenziell für eine thermische Analyse. Dazu wurden diese in einem ersten Schritt durch Berechnungen abgeschätzt und in einem zweiten Schritt durch Versuche bestimmt. Zur Verifizierung wurden die thermischen Modelle mit einer Simulation nachmodelliert und mit den Messungen verglichen. Aus den gewonnenen Erkenntnissen konnten zusätzliche Lösungsvorschläge für thermische Probleme zusammengetragen werden.
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INSTITUT PWO
Diffusionswellenleiter in Dünnglas für die Photonik
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurde für die Firma vario-optics AG die Herstellung von Lichtwellenleitern in Dünnglas mittels eine Ionendiffusion als Alternative zu Polymerwellenleitern, hinsichtlich ihrer Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit beurteilt. Diese Wellenleiter sollen sich speziell für die Integration in elektrische Leiterplatten eig-nen.
Mit Hilfe eines Laser Direct Imaging (LDI) Systems für die Lithographie, konnte eine Diffusionsmaskierungs-schicht auf einem Glassubstrat mit einer Maskenöffnung zwischen 5.5µm und 6µm realisiert werden, die es erlau-bet mittels Ionendiffusionsprozess bei einem externen Zulieferer Singlemodewellenleiter herzustellen. Beim entwickelten Prozess besteht noch Verbesserungspo-tential, da noch kleinere Öffnungen zu besser definierten Wellenleitern führen und diese besser im Glas vergraben werden können.
Weiters hat sich bei der Charakterisierung gezeigt, dass die Glaswellenleiter im Gegensatz zu den Po-lymerwellenleitern der Firma vario-optics deutlich verlustarmer sind (2.5 mal), andererseits aber mehr Prozessschritte benötigen, was die Her-stellung verteuert. Die Technologie der Diffu-sionswellenleiter ist für die Firma vario-op-tics dennoch gut umsetzbar.
Studierender: Demian Henzen
Referenten: Prof. Dr. Markus Michler, Prof. Dr. Martin Gutsche
Industriepartner: vario-optics ag, Heiden
Demian Henzen
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Mit dieser Bachelorarbeit wird aufgezeigt, welche Mög-lichkeiten und Grenzen Bildverarbeitung in der Erfassung und Erkennung von Objekten in der Schleifmaschine VA-RIA 1600 bietet. Unter Objekten sind Aufbauten wie Spin-del- und Reitstock, aber auch Werkstücke, die zwischen den Spannmitteln eingespannt sind, zu verstehen. Das Messprinzip erfordert als erstes eine Ausmessung des Messraumes mit einem Kalibriermuster, auf welchem sich alle 50 mm Kreise befinden. Dieses Muster wird stufen-weise nach oben verschoben und auf jeder Stufe wird ein Foto aufgenommen. Jedes Bild wird anschliessend mit-tels Software nach Kalibrierkreisen abgesucht.
Alle gefundenen Kreismittelpunkte bilden zusammen eine Punktewolke, welche das Messvolumen repräsentiert. Im Anschluss erfolgt die Ausmessung des eingerichteten Maschinentischs. Die Aufbauten sind jeweils mit Tags versehen. Vom eingerichteten Maschinentisch kann nun ein Foto erstellt werden, welches wiederum auf Kreise untersucht wird. Als Ergebnis liegt ein vollständiges, refe-renziertes Abbild des Maschinentischs der Schleifmaschi-ne VARIA 1600 vor.
Studierende: Kevin Allenspach, Michael Weber
Referenten: Prof. Dr. Michael Marxer, Prof. Dr. Carlo Bach
Industriepartner: L. Kellenberger & Co AG, St. Gallen
Kevin Allenspach
Michael Weber
INSTITUT PWO
Erkennen und Messen von Werkstücken und Werkzeugen mittels Sensoren in Kombination mit Grundlagenversuchen
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INSTITUT PWO
Erkennen und Messen von Werkstücken und Werkzeugen mittels Sensoren in Kombination mit Grundlagenversuchen
INSTITUT PWO
Messsystem zur Vor-Ort-Messung von Deformationen an Helikopterkompo-nenten nach harten Landungen
Helikopter werden heutzutage in vielen Bereichen ein-gesetzt, sei dies bei Rettungsaktionen in den Alpen, Hilfsgütertransporten in tropischen Gebieten oder beim Personentransport in Städten auf der ganzen Welt. Bei solchen Einsätzen kann es vorkommen, dass ein He-likopter bei der Landung härter aufsetzt. Werden dabei gewisse Belastungsgrenzen überschritten, besteht die Notwendigkeit, das Fluggerät auf seine Flugtauglichkeit zu überprüfen.
Diese Bachelorarbeit konzentriert sich dabei nur auf den Heckausleger des Helikopters, den sogenannten Tail-boom. Dabei wurden mehrere Messmethoden auf ihre Eignung untersucht. Dies sollte über eine Vermessung der Geometrie erfolgen. Sollte der Tailbom beschädigt sein, würde sich dies durch eine veränderte Position bzw. veränderten Winkel zeigen. Ziel ist es, eine Messmetho-de zu entwickeln oder zu optimieren, sodass der Tailboom nach der Landung direkt vor Ort vermessen werden kann. Dies sollte möglichst schnell, einfach und kostengünstig möglich sein.
Studierende: Manuel Baselgia, Dominik Nenning
Referenten: Prof. Dr. Michael Marxer, Prof. Dr. Carlo Bach
Industriepartner: Marenco Swisshelicopter AG, Pfäffikon
Manuel Baselgia
Dominik Nenning
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PRODUKT UND PROJEKTINGENIEUR
Konzept Erneuerung Trockner für Polyamid Granulate
Das weltweit tätige Unternehmen EMS-CHEMIE AG hat sich auf die beiden Geschäftsbereiche Hochleistungs-polymere und Spezialchemikalien spezialisiert. Um wei-terhin erfolgreich im Markt zu bestehen, ist es wichtig, dass die Produktionsanlagen auf dem heutigen Stand der Technik sind. Auf dem Werkplatz Domat/Ems befin-den sich fünf Trocknungsanlagen, die altersbedingt sehr störungsanfällig sind. Ziel der Bachelorarbeit war es des-halb, ein Konzept zur Erneuerung dieser Anlagen auszu-arbeiten.
Dabei hiess es, sich in einem ersten Schritt das nötige Fachwissen anzueignen und darauf basierend eine Soll- / Ist-Aufnahme der Anlagen zu erstellen. Im Verlauf der Bachelorarbeit wurden verschiedene bewertete Varianten ausgearbeitet, um eine Verbesserung der Ist-Situation zu erhalten. Es wurden alle relevanten Dokumente verfasst, um bei der Geschäftsleitung einen Antrag für die Bewilli-gung des Projektes einzureichen.
Die Detailplanung sowie die Umsetzung des Projek-tes erfolgt in einem zweiten Schritt ausserhalb dieser Bachelor-Arbeit.
Studierender: Silvan Montalta
Referenten: Prof. Dr. Michael C. Wilhelm, Dr. Eugen Voit
Industriepartner: EMS-Chemie AG, Domat/Ems
Silvan Montalta
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Preisspender/Sponsoren
Ein herzliches Dankeschön für die zur Verfügung gestellten Förderpreise:
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NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs
www.ntb.ch
NTB Campus Buchs
Werdenbergstrasse 4
9471 Buchs
Tel. +41 81 755 33 11
NTB Studienzentrum St. Gallen
Schönauweg 4, Postfach
9013 St. Gallen
Tel. +41 81 755 32 00
NTB Standort Chur
HTW Chur (Kooperationspartner)
Hochschule für Technik und Wirtschaft
Pulvermühlestrasse 57
7004 Chur
FHO Fachhochschule Ostschweiz www.ntb.ch/ingenieurstudium
