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Levitron Versuche
Beim Projekt Levitron handelt es sich um einen projektorientierten Laborunterricht, für die Studenten, die zuerst das Glab1 besucht haben oder über entsprechende Vorkenntnisse verfügen.
Das Labor wird projektorientiert geführt: während einem Semester wird ein Schwebemagnet aufgebaut und in Betrieb genommen.
Die theoretischen Teile beziehen sich auch die elektronische Ebene (das heisst die Systemebene auf regelungstechnischer Sicht wird nur am Rande behandelt).
Die nachfolgende Tabelle listet die Levitron-Versuche mit einem Kurzbeschrieb auf. All diese Versuche können im pdf-Format heruntergeladen werden (Downloads Levitron).
| Vers. | Inhalt | VB | KS | BSS | NB | Tot. |
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1 |
Aufbau Levitron Die Platine ist mit den Standard 0805-Komponenten (Widerständen und Kondensatoren) vorbestückt. An diesem Laborhalbtag werden die restlichen Komponenten (auch SMD) bestückt. Der Print wird von den Studenten in Betrieb genommen und getestet. Allfällige Fehler werden behoben. |
1 | 4 | 5 | ||
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2 (A) |
Speisespannungserzeugung Die Schaltung wird mit einer Spannung von 12VDC gespiesen. Daraus werden mit einem Linearregler 5V und mit einem Operationsverstärker 2.5V generiert (virtueller Ground). Ebenfalls ist eine Verpolschutz vorhanden. In diesem Versuch wird der Verpolschutz ausgemessen. Die theoretische Funktionsweise vom Spannungsregler wird erklärt. Datenblattangaben wie Genauigkeit und Dropoutspannung werden ausgemessen. Der Ausgangswiderstand der 5V Speisung wird bestimmt. Die Funktion des virtuellen Grounds wird getestet. |
2 | 1 | 3 | 6 | |
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3 (A) |
Dreieckgenerator: Schmitt-Trigger Der Schmitt-Trigger ist ein Teil vom Dreieckgenerator. In diesem Versuch wird der Schmitt-Trigger zuerst statisch (durch einspeisen einer DC-Spannung) und dynamisch (mit Hilfe eines Signalgenerators) ausgemessen und charakterisiert. |
2 | 1 | 3 | 6 | |
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4 |
Einführung in PSpice An diesem Halbtag wird eine Einführung in PSpice gemacht (Selbststudium). |
1 | 4 | 1 | 6 | |
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5 (A) |
Dreieckgenerator: Simulation in PSpice - Restklärung zu PSpice und Fragenbeantwortung. - Prüfung zu PSpice - An diesem Laborhalbtag wird der ganze Dreieckgenerator in PSpice aufgebaut und simuliert. |
3 | 1 | 3 |
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7 |
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6 (A)
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Dreieckgenerator: Integrator / Dreieckgenerator Der Integrator wird ausgemessen und charakterisiert. Der Dreieckgenerator wird im Verbund ausgemessen. Die Messungen werden durch die vorhandenen Simulation verifiziert. |
2 | 1 | 3 |
6 |
6
6 |
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7 (A) |
PWM-Generator / Simulation PWM-Generator Das PWM-Signal wird mit dem Dreiecksignal und einem Komparator erzeugt. Der Unterschied zwischen 2- und 3-Punkt PWM erklärt. Der PWM-Generator wird bezüglich Linearität ausgemessen. Anstiegs- und Abfallzeiten werden ausgemessen. Die Studenten simulieren den PWM-Generator mit PSpice. Unterrichtsbewertung anonym über Internet. |
3 | 1 | 3 | 7 | |
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8 |
Zusammenbau Levitron Der Schwebemagnet wir zusammengebaut und getestet. Die Studenten sollen die Potis selber einstellen, um den Magneten in Schwebe zu halten. Dabei sollen intuitiv Regercharakteristiken verstanden werden (was ist ein P-Anteil, was ein D-Anteil). Besprechung der Unterrichtsbewertung. |
1 | 3 | 4 | ||
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Totaler Zeitaufwand |
14 | 6 | 26 | 7 | 53 |
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(A) |
insgesamt fünf Kurzprüfungen am Anfang des Versuchnachmittags (nach 30minütiger Fragenstellung) (Zeitaufwand oben eingerechnet) |
13 | ||||
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(B) |
einen Versuchsbericht von den Messungen im Labor. Ein Laborbericht hat die fünffache Gewichtung einer Kurzprüfung. (Zeitaufwand oben eingerechnet) |
6 |