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CDAMP - von der Idee zur Umsetzung

100W leistungsstarker Laborunterricht – das Projekt CDAMP

Beim Projekt CDAMP handelt es sich um einen projektorientierten Laborunterricht, welcher seit dem Jahre 2002 an der FHNW angeboten wird. Dabei wird ein moderner geschalteter Audioverstärker aufgebaut und ausgemessen. Auch die technischen Daten überzeugen.

Die Idee...

Das Projekt CDAMP (Class-D Amplifier) entstand während meiner Lehrtätigkeit an der Fachhochschule Nordwestschweiz. Im Jahre 2000 wurde das Labor Allgemeine Elektrotechnik und Digitaltechnik für das erste Semester eingeführt. Da die Vorkenntnisse der Studenten sehr unterschiedlich waren, stellten sich neue Herausforderungen: wie kann man einen Laborunterricht gestalten, welcher alle Studenten fordert, niemanden langweilt und niemanden überfordert?

Meine Antwort darauf war die Aufteilung in einen Grundlagenunterricht und in einen Projekt-Unterricht. Im Grundlagenunterricht wurden weiterhin die Versuche zu den Grundlagen der Elektrotechnik parallel zum Unterricht durchgeführt.

Die Entwicklung

Für den Projekt-Unterricht begann ich im Sommer 2002 einen modernen geschalteten Audioverstärker zu entwickeln, welcher für den Laborunterricht geeignet ist. Die Ziele waren die folgenden:

·         Stereo-Verstärker

·         kleiner Print im Euro-Format (10x16cm)

·         kompaktes Metallgehäuse

·         genügend Messpunkte vorhanden

·         Print von Hand bestückbar

·         Logischer, sauberer Aufbau

Die Versuchsphase

Im Herbst 2002 wurde der Projektunterricht das erste Mal den Studenten angeboten. Sie konnten selber entscheiden, ob sie den Projektunterricht besuchen möchten. Dazu wurde ihnen an einem Einführungsnachmittag erzählt, was für Vorkenntnisse erwartet werden. Etwa die Hälfte der Studenten schrieb sich für das Projekt CDAMP ein.

Während zwei Semestern wurde der Verstärker blockweise ausgemessen, simuliert und diskutiert. Dies während insgesamt acht mal vier Lektionen. Dabei entstanden mehrere fixfertige Laborversuche. Im Vorfeld zu den Laborstunden vertieften sich die Studenten in Datenblätter und Application Notes, simulierten Teilschaltungen in PSpice und analysierten diese.

Nach einem Jahr nahmen alle Studenten eine funktionstüchtige Endstufe nach Hause.

Fazit

Das Projekt CDAMP war äusserst erfolgreich. Die Studenten fanden den Projektunterricht nach eigenen Aussagen sehr interessant und wurden auch genügend gefordert. Der Aspekt, dass immer am selben Objekt gemessen wurde und man am Schluss das Zusammenspiel der einzelnen Blöcke verstand, war sehr befriedigend, die Motivation sehr gross.

Das Projekt CDAMP wird an der FHNW das nächste Jahr wieder durchgeführt.

Meines Erachtens könnte das Projekt CDAMP in höheren Semestern auch für die ganze Klasse angeboten werden.

Simulationen in PSpice, Datenblätter, Application Notes, fertige Versuche und eine Dokumentation zum Verstärker würde ich zur Verfügung stellen. Bestückte oder teilweise bestückte Verstärker könnten bei mir bezogen werden.

Technische Daten

Der Verstärker ist nicht nur hinsichtlich des Unterrichtes optimiert worden. Auch die technischen Daten lassen sich sehen:

·         2 x 50W Sinusleistung (gemessen nach DIN, 10min)

·         2 x 100W maximale Sinusleistung

·         2 x 200W Musikleistung

·         SNR: 95dB

·         THD: 0.05%

·         Frequenzgang: 20Hz...20kHz

·         Speisung: 12V_DC-30V_DC (unipolar)