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Prof. Dipl.-Ing. Harald Mundinger

FB Elektrotechnik & Informationstechnik Hagen

Gebäudesystemtechnik, Sensor-Aktor-Netzwerke und neuartige Benutzerschnittstellen

Sprechzeiten

Für Fragen oder andere Anliegen stehe ich Ihnen gerne zur Verfügung. Anfragen per Email beantworte ich im Allgemeinen kurzfristig.

Falls Sie ein persönliches Gespräch bevorzugen, bitte ich Sie um eine Email mit einer kurzen Beschreibung Ihres Anliegens sowie zwei Terminvorschlägen. Im WiSe 2019/20 bin ich vorzugsweise zu folgenden Terminen für Sie da:
  • Hagen: mittwochs nach 15:30 (nicht am vierten Mittwoch im Monat) sowie freitags am späteren Nachmittag, Raum H3.15,
  • Lüdenscheid: donnerstags 11:30 Uhr bis 12:30 Uhr oder nach 17:15, Raum Ls 1.16 oder Ls 2.15

Klausuren

Termine der Prüfungen finden Sie im Prüfungsplan des Fachbereichs E & I

  • Zugelassene Hilfsmittel: Schreibzeug und ein nicht-programmierbarer Taschenrechner. In den Regelungstechnik-Modulen zusätzlich Schablonen, jedoch ohne zusätzliche Beschriftungen.
  • Aufgrund der zunehmenden Verbreitung von Smart-Watches gelten Armbanduhren, Fitness-Armbänder und ähnliche Gegenstände auf dem Tisch oder am Körper als Täuschungsversuch.

Hinweis: Es gilt auf jeden Fall der aktuelle Prüfungsplan!

Die Inhalte der Prüfungen beziehen sich stets auf die zuletzt davor gehaltene Lehrveranstaltungen. Somit können die Themen von Semester zu Semester variieren. Für die Klausur zum Ende des WiSe 2019/20 ist bspw. der Stoff relevant, der im SoSe 19 oder im WiSe 19/20 behandelt wurde. Es können auch Themen abgefragt werden, die außerhalb der Vorlesung behandelt wurden, bspw. in einer Übung oder in einem Praktikumsversuch. Bitte fragen Sie ggf. beim Dozenten nach den aktuellsten Unterlagen.

Klausureinsicht

Termine für die Klausureinsicht werde i. Allg. zusammen mit der Note bekannt gegeben. Es können bei Bedarf zusätzliche individuelle Termine vereinbart werden. Bitte per Email anfragen.

Lehrveranstaltungen

in den Studiengängen
  • ET: Verbundstudiengang Elektrotechnik (B.Eng.)
  • ESYS: Verbundstudiengang Elektronische Systeme (M.Eng.)
  • EUG Wirtschaftsingenieurwesen - Energie und Gebäude (B.Eng.), bis WiSe17/18: GST
  • MT: Medizintechnik (B.Eng.)
  • TI: Technische Informatik (B.Eng.)

Wintersemester

Einführung in die Messtechnik (GST/EUG, TI)
  • Sie lernen die Grundlagen der Messtechnik kennen. Im Wesentlichen geht es darum, wie Sie physikalische Größen erfassen, die Messsignale aufbereiten und schließlich in eine Darstellung wandeln, die ein Digitalrechner verarbeiten kann.
  • Was Sie mitbringen sollten: Mathematik 1 + 2, Elektrotechnik 1 + 2, Grundlagen der Physik (wird empfohlen)
Bussysteme im intelligenten Gebäude (GST), Gebäudesystemtechnik (EuG)
  • Sie lernen die Gundlagen und die Anwendung der Kommunikationssysteme im Gebäude kennen. Neben drahtgebundenen Systemen wie KNX, DALI, DMX, SMI und Ethernet lernen Sie auch funkbasierte Systeme kennen. In dem parallel durchgeführten Praktikum vertiefen Sie das Gelernte und bekommen dabei u.a. einen Einblick in die Inbetriebnahme eines KNX-Systems mit der Software ETS.
  • Was Sie mitbringen sollten: Grundlagen der Elektrotechnik 1+2, C-Programmierung, Mikrocontrollersysteme, Regelungstechnik
Gebäudeautomation (GST/EUG)
  • Sie lernen, wie Sie Gebäude durch Gebäudeautomation "intelligent" und damit energieeffizienter, komfortabler und sicherer machen. Mit Hilfe der Gebäudeautomation verknüpfen Sie Gewerke wie Beleuchtung und Beschattung mit der Lüftungs- und Klimatechnik und schaffen dadurch einen deutlichen Mehrwert für die Betrieber und die Nutzer der Gebäude. Stichworte sind wieder KNX, aber auch TCP/IP, BACnet, SPS, CoDeSys, EN15232, und VDI 3814.
  • Was Sie mitbringen sollten: C-Programmierung, Bussysteme im intelligenten Gebäude, Regelungstechnik, u.a.

Sommersemester

Messen - Steuern – Regeln (GST, TI), Einführung in die Regelungstechnik (EuG, TI)
  • Sie lernen die prinzipielle Funktion von Regelungen kennen und können einfache Regelungen selbst auslegen. Parallel zu den Vorlesungen vertiefen Sie die Inhalte u.a. mit Hilfe von Simulationen.
  • Was Sie mitbringen sollten: Mathematik 1 + 2, Einführung in die Messtechnik sowie ein Grundverständnis ühysikalischer Zusammenhänge
Rechnernetze (Wahlpflichtmodul, GST/EUG, MT)
  • Sie lernen die Grundlagen drahtgebundener und drahtloser Netzwerke. Mit Hilfe des "ISO-OSI-7-Schichten Referenzmodells" können sie Kommunikationsnetzwerke gedanklich in Ebenen teilen und somit von der physikalischen Übertragung bis hin zur Applikationsschicht verstehen. Exemplarisch lernen Sie Elemente der verbreiteten TCP/IP-Protokollfamilie kennen. In Übungen arbeiten Sie u.a. mit Werkzeugen zur Netzwerkanalyse, mit deren Hilfe Sie einfachere Probleme selbst lösen können. Drahtlose und energieautarke Sensor-Aktor-Netzwerke sowie ein kurzer Einblick in einige Aspekte der Netzwerksicherheit runden Ihr Wissen ab.
  • Was Sie mitbringen sollten: Kenntnisse in einer Programmiersprache
Verteilte Automatisierungssysteme (Verbund Master ESYS, Verbund Master Elektrotechnik)
  • Sie lernen Grundlagen und wichtige Umsetzungen dezentraler Automatisierungssysteme kennen. Neben den speziellen Anforderungen, welche die Automatisierunsgtechnik an verteilte Systeme stellt, geht es um die Komponenten und dann hauptsächlich um Protokolle. Sie werden für die Besonderheiten drahtgebundener, aber auch drahtloser Systeme sensibilisiert und sind anschließend in der Lage, Systeme hinsichtlich konkreter Anforderungen zu beurteilen.
  • Was Sie mitbringen sollten: Grundlagen der Elektrotechnik, Kenntnisse von Mikrorechnersystemen und deren Programmierung, Mess-, Steuer- und Regelungstechnik

Labor für Gebäudesystemtechnik

Gebäude:
Bahnhofsallee 5, Lüdenscheid
Raum: Ls 2.15

Ansprechpartner: Prof. Dipl.-Ing. Harald Mundinger

Das Labor für Gebäudesystemtechnik dient zur Durchführung diverser Praktika und bietet daneben ein gut ausgestattetes Umfeld für die Durchführung von Projekt-, Seminar- und Abschlussarbeiten.

Laborausstattung
  • Sieben Rechnerarbeitsplätze
    • Inbetriebnahme von KNX (ETS5), WAGO-SPS (CoDeSys)
    • Simulation: beleuchtungstechnische Anlagen (Dialux-EVO), elektrische Netzwerke ( LTSpice), regelungstechnische Systeme ( SciLab/Xcos, MATLAB/Simulink)
    • Datenaufzeichnung/Auswertung (ProfiSignal), Netzwerkanalyse ( WireShark)
  • Gute Ausstattung mit KNX-Sensoren, KNX-Aktoren und KNX-Systemgeräten überwiegend der südwestfälischen Hersteller Busch Jaeger Elektro GmbH und Albrecht Jung GmbH & Co. KG. Die Fachhochschule ist seit mehreren Jahren Scientific Partner der KNX Association und dadurch stets auf dem aktuellen Stand der Technik.
  • DALI-Systemkomponenten und diverse DALI-Leuchten (u.a. von der Hoffmeister Leuchten GmbH)
  • LED-Komponenten mit DMX- und ArtNet-Schnittstellen
  • Diverse Controller (SPS KNX IP, SPS BACnet, SPS MODBUS) und gute Ausstattung mit diversen Feldbus- und I/O-Klemmen der Fa. WAGO
  • BAC-Komponenten der Fa. MBS, u.a. BACnet-Router UBR-01 und BACnet I/O-Module (MS/TP)
  • Blue ID-Hardware der Fa. Priva , u.a. Controller S10 mit BACnet/IP
  • Datenlogger ( Delphin Technology AG: ProfiMessage)
  • Netzwerk-Werkzeuge ( Fa. ProfiTAP: ProfiShark 100M und ProfiShark 1G)
  • Mehrere digitale Mehrkanaloszilloskope ( Agilent/Keysight)
  • Strommesszange und differenzielle Tastköpfe
  • Laborstromversorgungen
  • Digitalmultimeter, u.a. mit Funkschnittstelle
  • Diverse WLAN-Router ( FRITZ!Box 4040 u.a.), Managed Switches (D-Link), NAS (Synology), diverse GA-Geräte mit Ethernet-Schnittstelle
  • Entwicklungskit für Energy Harvesting ( WÜRTH ELECTRONIC)
  • KNX-Entwicklungskits ( Weinzierl Engineering GmbH)
  • EnOcean Entwicklungskits
  • 15 Raspberry-Pi Einplatinencomputer mit CAN- und KNX-Schnittstellen
  • (Geplant: weitere drahtlose und drahtgebundene Bussysteme, wie bspw. LCN, KNX-RF; diverse Benutzerschnittstellen; zusätzliche Netzwerkanalysatoren, Antriebe mit SMI-Schnittstelle, ...)

Praktikum

In den Praktika zu den Modulen "Bussysteme in intelligenten Gebäuden", "Gebäudeautomation" und "Rechnernetze" vertiefen die Studierenden die Lehrinhalte durch Anwendung des Gelernten. Dafür stehen bis zu sieben gut ausgestattete Laborplätze für jeweils zwei oder drei Studierende zur Verfügung.

Praktikum zum Modul „Bussysteme in intelligenten Gebäuden“

Ziel dieses Praktikums ist die Vertiefung der Kenntnisse derjenigen Bussysteme, die speziell für die Automation von Gebäuden relevant sind. Neben der Systemstruktur, den Komponenten und dem Aufbau der Busknoten wird vor allem die Inbetriebnahme geübt.

Themen im Praktikum „Bussysteme“ sind derzeit:
  • Signalübertragung über Leitungen (Reflektionen, Terminierung)
  • Grundlagen: Vergleich von UART, RS.232, RS.485 und KNX-TP1-Signalen
  • KNX-Einführung: Inbetriebnahme eines Systems mit der ETS 5.5
  • Lichtsteuerung mit KNX-Schaltaktoren
  • Lichtsteuerung mit DALI, u.a. Ansteuerung von RGB-Leuchten
  • Komplexe KNX-Systeme, insb. Nutzung von Gateways zu DALI DMX-512, Art-Net
  • KNX-IP-Gateway; Web-basierte Benutzerschnittstellen; Apps
  • Steuerung einer umfangreichen LED-Installation über DMX-512 und Art-Net
  • Einbindung funkgestützter Geräte (derzeit mitg einem proprietären System, geplant sind EnOcean und KNX-RF)

Praktikum zum Modul „Gebäudeautomation“

Im diesem Praktikum werden Bussysteme, Software und mehr dazu genutzt, das Gebäude „intelligent“ zu machen. Wichtigstes Ziel ist die Vermittlung von Gewerke-übergreifendem Denken. Kurz gesagt ist das die Fähigkeit, Bussysteme, Software und Beleuchtung- und Beschattungssysteme mit der Welt der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen zusammen zu bringen. Hierbei hilft die direkte Nachbarschaft zum Labor für Gebäudetechnik (Raum 2.14). Somit können die Studierenden mit Hilfe der Gebäudesystemtechnik reale Geräte der technischen Gebäudeausrüstung zu steuern und regeln. Beispiele hierfür sind eine Lüftungsanlage und eine Pelletheizung.

Themen im Praktikum „Gebäudeautomation“ sind derzeit:
  • Steigerung der Energieeffizienz durch KNX
  • SPS-Grundlagen ( CoDeSys, IEC 61131)
  • Gebäudeautomation mit SPS und KNX
  • Regelungstechnische Anwendungen im Gebäude
  • BACnet/IP und BACnet MS/TP
  • Benutzerschnittstellen, insb. SCADA-Systeme

Praktikum Rechnernetze

Im diesem Praktikum üben die Studierenden den Umgang mit Rechnernetzen. Schwerpunkt ist sind IP-Netze auf Basis von Ethernet und die dazugehörenden Protokolle. Daneben werden spezielle Themen der drahtlosen Rechnervernetzung betrachtet und ein Einblick in drahtlose Sensor-Aktor-Netzwerke gewagt. Je nach Zusammensetzung der Studierenden kommen spezielle Themen aus den Bereichen Gebäudesystemtechnik und/oder Medizintechnik hinzu.

Themen im Praktikum „Rechnernetze“ sind derzeit:
  • Grundlagen der Rechnernetze
  • Ethernet-Infrastruktur im Gebäude - von Kabel bis zum Router
  • Protokolle wie IP, UDP, TCP, ARP, DHCP, ICMP, … und deren Analyse mit Wireshark
  • Drahtlose Sensor-Aktor-Netze; Routing; energie-autarke Funkknoten
  • Rechnernetze für spezielle Anforderungen, bspw. für Anwendungen im Gebäude, im Automobil, in der Automatisierungstechnik oder in der Medizintechnik.

Projekt- und Abschlussarbeiten

Themen für Projekt- und Abschlussarbeiten

In Zusammenarbeit mit Firmen stehen einige interessante Themen für Abschlussarbeiten zur Verfügung. Diese Themen müssen meist vertraulich behandelt werden und können erst nach Zustimmung der Firmen mitgeteilt werden. Wenn Sie gerne eines der Industriethemen bearbeiten möchten, nehmen Sie bitte per Email Kontakt mit mir auf.

Von Firmen unabhängige Themen können Sie im Allg. an der Fachhochschule bzw. eigenständig erarbeiten. Einige Themen sind nachfolgend stichwortartig und in alphabetischer Reihenfolge aufgelistet. Die Abkürzungen in Klammern geben an, für welche Studiengänge das Thema am ehesten passt. Die genaue Ausgestaltung der Themen orientiert sich an den beruflichen Zielen und den Fähigkeiten der bearbeitenden Studierenden und wird deshalb vor Beginn der Arbeit individuell vereinbart.

Der Umfang und der fachliche Anspruch der Arbeit richtet sich danach, welche Prüfungsleistung Sie damit abdecken möchten.

Falls Sie selbst ein zur Gebäudesystemtechnik passendes Thema vorschlagen möchten, schicken Sie mir bitte per Email eine kurze Beschreibung des Themas.

Themenliste (Stand 9.2015)

  • Anbindung einer solarthermischen Anlage an KNX (GST, TI)
  • Automatisierte Analyse von KNX Telegrammen (TI)
  • Automatisierte Umsetzung der Datenpunktliste (VDI 3814) in ein Simulink-Modell (ESYS, TI)
  • DMX-Sequenzer mit bewegungsabhängiger Nutzer-Interaktion (TI, ELA)
  • Dreidimensionale LED-Anordnung zur Visualisierung von Energieverbräuchen (TI, ELA)
  • Energieoptimales Regelkonzept für eine Raumtemperaturregelung (ESYS, ELA)
  • Entwurf eines Feuchtesensors für den Bautenschutz (TI, ELA)
  • Entwurf und Analyse eines Regelkonzepts für eine raumübergreifende Temperaturregelung (ELA, MT, GST, ESYS)
  • Hochzuverlässiges Netzwerk mit MODBUS (TI, ELA, GST)
  • Implementierung eines SCADA-Systems auf einem Raspberry-PI (TI, ELA, GST)
  • Interaktive LED-Matrix für eine Deckenmontage (TI, ELA)
  • IoT im Gebäude (GST, TI, MT, ESYS)
  • KNX-IP-Gateway mit dem Raspberry-Pi (TI, ELA)
  • KNX IP-Only over TP1: Konzept und Funktionsmuster
  • Synergien von Smart Building und Ambient Assisted Living (MT)
  • Leuchten-Vernetzung mit VLC (Visible-Light-Communication)
  • Low Cost Gestensteuerung für die Gebäudesytemtechnik (TI, ELA)
  • Minimalistische Implementierung des BACnet-Protokolls (TI)
  • Neuartiges System zur Leuchtensteuerung (ELA, TI, GST)
  • Online-Diagnose einer KNX-Anlage durch automatisierte Analyse der Bussignale (ELA, TI)
  • Optimierung des KNX-TP1-Telegramms (GST, TI, ESYS)
  • Plugins für die grafische Benutzeroberfläche SmartVisu (TI, GST)
  • Selbsteinstellende Regelung einer Lüftungsanlage (ELA, ESYS)
  • Sensor-Fusion in der Gebäudesystemtechnik (ESYS)
  • Skalierbarer Simulator für KNX-Systeme (ESYS, TI, GST)
  • Untersuchung von Energy-Harvestern für die Versorgung energie-autarker Sensorsysteme (ELA, TI)
  • Vergleichende Untersuchung von Lokalisierungssystemen im Gebäude (ELA, MT, ESYS)
  • Vergleich von Scilab/Xcos mit Matlab/Simulink (ESYS, ELA, GST)
  • Verteiltes energieautarkes Multi-Sensor System (ELA, MT, TI)

Download

Einführung in die Messtechnik

Die Unterlagen zu diesem Modul finden Sie auf der E-Learning-Plattform Moodle der Fachhochschule Südwestfalen im Kursbereich "Einführung in die Messtechnik"

Sonstiges

In den Veranstaltungen des Moduls werden gute Kenntnisse aus folgenden Modulen erwartet:
- Mathematik 1 + 2
- Elektrotechnik 1 + 2
- Grundlagen der Physik (wird empfohlen)

Rechnernetze

Die Unterlagen zu diesem Modul finden Sie auf der E-Learning-Plattform Moodle der Fachhochschule Südwestfalen im Kursbereich "Rechnernetze"

Sonstiges
In den Veranstaltungen des Moduls werden grundlegende Kenntnisse der Informatik und der Elektrotechnik vorausgesetzt.

Verteilte Automatisierungssysteme

Vorlesung

Aus urheberrechtlichen Gründen dürfen einige Inhalte nur einem begrenzten Nutzerkreis zur Verfügung gestellt werden. Das Passwort wird Teilnehmern der Veranstaltung auf Anfrage mitgeteilt.

Sonstiges

Weitere Unterlagen und Informationen finden Sie auf der Webseite online.verbundstudium.de

Bussysteme im intelligenten Gebäude

Die Unterlagen zu diesem Modul finden Sie auf der E-Learning-Plattform Moodle der Fachhochschule Südwestfalen im Kursbereich Bussysteme im intelligenten Gebäude

Sonstiges

Für die Veranstaltungen des Moduls werden gute Kenntnisse aus folgenden Modulen erwartet:
- Elektrotechnik 1 + 2
- C-Programmierung
- Mikrocontrollersysteme

Messen Steuern Regeln

Die Unterlagen zu diesem Modul finden Sie auf der E-Learning-Plattform Moodle der Fachhochschule Südwestfalen im Kursbereich "Messen - Steuern - Regeln (MSR)"

Sonstiges

In den Veranstaltungen des Moduls werden gute Kenntnisse aus folgenden Modulen erwartet:
- Grundlagen der Elektrotechnik 1+2
- Grundlagen der Mathematik 1+2
- Einführung in die Messtechnik

Gebäudeautomation

Die Unterlagen zu diesem Modul finden Sie auf der E-Learning-Plattform Moodle der Fachhochschule Südwestfalen im Kursbereich "Gebäudeautomation"

Sonstiges

In den Veranstaltungen des Moduls werden gute Kenntnisse aus folgenden Modulen erwartet:
- Einführung in die Messtechnik
- Messen - Steuern - Regeln
- C-Programmierung
- Bussysteme der Gebäudesystemtechnik

Regelungstechnik 2

Die Unterlagen zu diesem Modul finden Sie auf der E-Learning-Plattform Moodle der Fachhochschule Südwestfalen im Kursbereich "Regelungstechnik 2"

Zur Person

Forschung und Entwicklung

  • Drahtgebundene und drahtlose Netzwerke für die Gebäudesystemtechnik
  • Gewerkeübergreifende Automation von Gebäuden (mit „IP“)
  • Messen und Regeln von Licht, Temperatur und Luftgüte im Gebäude
  • Konzepte und Umsetzung
    • Steigerung der Energie-Effizienz durch Gebäudesystemtechnik
    • Technische Unterstützung für selbstbestimmtes Leben
    • Neuartige Benutzerschnittstellen
  • Ultra Low Power (ULP) Schaltungstechnik, insbesondere für batterielose Geräte
  • Mikrocontroller Hardware und Software
  • Analyse und Simulation analoger und leistungselektronischer Schaltungen
  • Machbarkeitsstudien und Demonstratoren