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FPGA Prototype of the Signalprocessing of a Antilock Breaking Sensor with Diagnosics
Full text linkIn dieser Arbeit geht es um die Zustandserkennung von ABS Sensoren.
Diese Zustandserkennung wird durch Analyse der Harmonischen des Sensorsignals
durchgeführt. Maßgröße für die Signalqualität ist ein Quotient
aus Störanteil zu Gesamtsignal, der sogenannte THD (Total Harmonic
Distortion). Abgeschätzt werden die dafür benötigten Frequenzanteile durch
die Berechnung der diskreten Fourier-Transformation. Die Ergebnisse werden
zur Auswertung über RS232 an einen Messrechner gesendet.This paper is about state detection for Anti-Lock Breaking sensors. For this,
the harmonics in the signal of the sensor are being analyzed. The Benchmark
for the signal’s quality is a ratio of the interference over the full signal. This
benchmark is called THD (Total Harmonic Distortion). The needed frequencies
are estimated using the discrete fourier-transformation. The results are
sent to a PC for analysis via RS23
Cycle test machine for battery cells and -systems controlled by an ARM-controllerincluding data management and network connection
Full text linkDiese Arbeit beschreibt die Entwicklung und den Aufbau eines Zyklierprüfstandes für Batteriezellen und -systeme. Mit dem Prüfstand können bis zu 12 Zellspannungen und -temperaturen sowie der Belastungs- bzw. Ladestrom in einstellbaren Zyklen gemessen werden. Die Speicherung der Messwerte erfolgt auf einer externen SD-Karte. Alternativ können die Messwerte über eine Ethernetschnittstelle transferiert werden. Die Steuerung erfolgt mit einem ARM Cortex M3 Mikrocontroller.Inside this report the development and the construction of a cycletestmachine for
batteriecells and -systems is described. Up to 12 cellvoltages and -temperatures plus the load- and the chargecurrent respectively can be measured by the test machine in adjustable cycles. Data is stored on an external SD-Card. Alternativly data can be transfered via Ethnernet interface. The Cycletestmachine is controlled by an ARM Cortex M3 microcontroller
Signal processing algorithms for magnetic sensor arrays
Full text linkThis thesis deals with the development of signal processing algorithms for magnetic
angular position sensor arrays. Multiple algorithms for stray field suppression and
compensation of misalignment effects for angular accuracy enhancement including a
teach-in procedure have been developed. Their practical feasibility has been tested
on the basis of simulation data. Finally, based on obtained results algorithms for
implementation on an ASIC are proposed.Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung von Signalverarbeitungsalgorithmen
für magnetische Winkelsensorarrays. Verschiedene Algorithmen für Streufeldunterdrückung
und Kompensation des Fehlausrichtungseffektes für Erhöhung der Winkelgenauigkeit,
verbunden mit einer Lernphase, werden entwickelt. Ihre praktische
Tauglichkeit wird anhand der Simulationsdaten getestet. Basierend auf den Testresultaten
wird anschließend ein Vorschlag für die Implementation der Algorithmen auf
einem ASIC gegeben
Experimental system for a sensor-controller with wireless energy and datatransmission
Full text linkZur Zeit befindet sich die Entwicklung von Sensorik mit drahtloser Energie- und
Datenübertragung in einem frühen Entwicklungsstadium. Die Protokolle,
die sich in der RFID-Technik bewährt haben, müssen für diese Systeme zunächst
untersucht werden. Zusätzlich ergeben sich durch den höheren Energiebedarf
weitere Anforderungen an die analoge Energieerzeugung im
Transponder.
Damit die neu auftretenden Aspekte untersucht werden können, wird ein funktionsfähiges
System benötigt, in dem die Komponenten erweitert und getestet
werden können.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird ein System für drahtlose Sensorik, bestehend
aus einem passiven Transponder, einem Reader und einer Steuersoftware
für den PC entwickelt
Entwicklung eines Lichtleiter-Sensors für die optische Ladezustandsbestimmung von Bleibatterien
Full text linkDiese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Optimierung eines optischen Sensors
basierend auf Polymer-optischen Fasern. Anhand dieses Sensors wird die Dichte
des Elektrolyten innerhalb einzelner Zellen einer Blei-Säure-Batterie gemessen und
daraus der Ladezustand der Zellen ermittelt. Durch die Optimierung wird die mechanische
Stabilität des Sensors verbessert, und der Einfluss von Störeffekten durch die
Verwendung von Referenzmessungen, Kalibrierung und Fehlerkompensation minimiert.This thesis deals with the development and optimization of an optical battery sensor
based on polymeric optical fiber. This sensor measures the density of the electrolyte
inside individual cells of a lead-acid-battery to determine the state of charge(SoC) of
those cells. The mechanical stability of the sensor-construction is improved and the
influence of interference effects are minimized through the use of reference measurements,
calibration and error compensation
Hard- and Software development of an measurement system in use for magnetic anglesensors
Full text linkIn dieser Diplomarbeit wurde ein Messplatz gebaut, mit welchem magnetische Winkelsensoren
durch Harmonischen Analyse und andere Charakterisierungseigenschaften
untersucht werden können. Es wurden verschiedene Positionierungsverfahren
in einem magnetischen Feld untersucht und an der gefundenen Messposition
wurden Winkelmessungen durchgeführt. Die aufgezeichneten Messdaten werden an
einen PC geschickt und dort mittels Matlab weiter verarbeitet.In this thesis a measurement-system for analyzing the occurrence measurement errors
of magnetic anglesensors was developed. The analyzing methods are a harmonic
analysis of the sensor signals and other characteristic methods. The sensor
signals are send to a PC for a further use with Matlab
Hard- and software development of cell sensors and its proving on car batteries
Full text linkDefekte Fahrzeugbatterien sind eine häufige Ursache für Pannen am Kraftfahrzeug. Um die Sicherheit und die Zuverlässigkeit der Batterie zu erhöhen ist es notwendig, die Spannung und die Temperatur jeder einzelnen Zelle zu erfassen. Die drahtlose Datenübertragung ermöglicht eine kostengünstige, robuste und galvanisch getrennte Erfassung der Daten. Um bei Hochstromereignissen eine hohe Messpunktdichte zu ermöglichen, wird eine Zwischenspeicherung der Messergebnisse im Sensor durchgeführt. Die zwischengespeicherten Werte werden nach einem Warteschlangen-ähnlichen Prinzip im Anschluß an das Hochstromereignis übertragen. Diese Arbeit basiert auf Vorarbeiten zur drahtlosen Batteriesensorik und umfasst die Weiterentwicklung eines Sensors. Die Konzeption, Hard- und Softwareentwicklung sowie die Erprobung sind die wesentlichen Bestandteile dieser Arbeit.Defect car batteries are a frequent cause of breakdowns on the motor vehicles. To increase the safety and reliability of the battery it is necessary to detect the voltage and the temperature of each cell. The wireless data transfer enables affordable, rugged and galvanically isolated detection of the data. To allow high current events a high point density, the sensor caches the measurement results. The cached values are queue-like principle transferred after the high-current event. This thesis is based on preparatory work on the wireless battery-sensor and includes the further development of a sensor. The design, hardware and software development and testing are key components of this thesis
Development of a cell sensor for automotive batteries with bidirectionalwireless communication
Full text linkDiese Arbeit behandelt die Konzeption und Realisierung eines Zellensensors
mit bidirektionaler drahtloser Kommunikation. Der Uplink-Kanal verläuft
von den Sensoren zur zentralen Batteriemanagementeinheit, der Downlink-
Kanal in der entgegengesetzten Richtung. Es erfolgt eine vielfältige Verwendung
des Downlink-Kanals, für die Wake-Up-Funktion, zur Synchronisation
und zur Datenübertragung. Die Besonderheit, eine begrenzte Menge an
Energie aus der Batteriezelle für den Betrieb der Sensoren beziehen zu können,
wird durch ein energiesparendes Konzept gelöst. Die Batteriemanagementeinheit
stellt hierbei die zentrale Gegenstelle zu den Sensoren dar, so
dass in der Gesamtheit ein Spezialfall eines sternförmig angeordneten Sensornetzes
entsteht.This paper discusses the conception and realization of a cell sensor with bidirectional
wireless communication. The uplink channel runs from the sensors
to the central battery management unit, the downlink channel in the opposite
direction. There is a varied use of the downlink channel for the wake-up feature,
for synchronization and for data transmission. Relate the particularity
of a limited amount of energy from the battery cell for the operation of the
sensors can will be solved by an energy-saving concept. The battery management
unit in this case represents the central counterpart to the sensors, so
that in the entirety is formed a special case of a star-shaped arranged sensor
network
Untersuchung und Bewertung von Peak Shaving und hybriden Antrieben auf Schiffen
Full text linkIm Rahmen dieser Arbeit werden die Grundlagen von Lithium-Ionen-Batterien, konventionellen Antriebssystemen, Hybridantrieben und Anwendungsmöglichkeiten von Batteriesystemen dargestellt. Lastprofile der Fahrmotoren und Dieselgeneratoren von Schiffen werden untersucht und analysiert. Auf Grundlage dieser Auswertungen werden Batteriesysteme für verschiedene Anwendungsfälle konzipiert und bewertet.This thesis describes the fundamentals of lithium-ion-batteries, conventional drive
systems, hybrid drives and applications for battery systems. Load profiles of the main propulsion drive and diesel generators of vessels are examined and analyzed. Based on the evaluations various battery systems are designed and evaluated for different applications
Digital signal processing modules for a chip design for a sensor array
Full text linkIn dieser Arbeit werden Verarbeitungsschritte der Signalauswertung eines magnetoresistiven
Sensor-Arrays in VHDL entworfen und implementiert. Damit
werden Module für ein experimentelles Chipdesign erarbeitet. Die Kommunikation
zwischen den Modulen erfolgt über einen zentralen RAM. Mit einem
Mikrocontroller werden Debugging-Funktionen und ein externer Zugriff auf den
RAM-Inhalt realisiert. Weiterhin wird ein Modul zur Winkelberechnung entwickelt
und gemeinsam mit dem RAM-Modul auf einem FPGA gestestet.This thesis deals with the development and implementation of signal processing
steps in VHDL for a magneto-resistive sensor array. Therefore modules for
an experimental chip design are developed. The communication between the
modules is realized via a central RAM. Debugging functions and external RAM
access are realized with a microcontroller. Additionally a module for angle
calculation is developed and tested together with the RAM on a FPGA
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