HARDWAREENTWICKLUNG

Kompetenzbereich „Grundlagen der Elektronik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

  • kennen die grundlegenden Gesetze der Elektrotechnik und der Digitaltechnik und können das Verhalten einfacher Schaltungen damit begründen;

  • können die Gesetze auf einfache Schaltungen anwenden, damit das Verhalten von einfachen Schaltungen untersuchen und sie zur Lösung von technischen Aufgaben einsetzen.

Lehrstoff:

I . J a h r g a n g :

Elektrotechnische Grundgrößen:
Spannung, Strom, Widerstand, Leistung.
Gleichstromtechnik:
Ohmsches Gesetz, Strom- und Spannungsquellen, Kirchhoffsche Gesetze, Überlagerungsprinzip;
Grundbegriffe des elektrischen Feldes.
Grundlagen der Digitaltechnik:
Logische Grundfunktionen, Boolesche Algebra, Zahlensysteme.

I I . J a h r g a n g :

Grundbegriffe des magnetischen Feldes.

Wechselstromtechnik:

Impedanz, Leistung, Zeigerdiagramm, Bodediagramm, RLC-Schaltungen.

Grundlagen der Digitaltechnik:

Flip-Flops.

Kompetenzbereich „Bauelemente“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

- kennen die prinzipielle Funktionsweise und die Eigenschaften elektronischer Bauelemente;

- können die Bauteile einfacher Schaltungen unter Beachtung relevanter Kriterien dimensionieren

und elektronische Bauelemente unter Verwendung von Datenblättern messtechnisch analysieren;

- können einfache und komplexe Bauelemente auswählen, einbauen und in Betrieb nehmen.

Lehrstoff:

I . J a h r g a n g :

Elektromechanische Bauelemente:

Schalter/Taster, Verbindungselemente.

Passive Bauelemente:

Widerstände, Kondensatoren, Dioden.

I I . J a h r g a n g :

Passive Bauelemente:

Spulen.

Aktive Bauelemente:

Transistoren (Grundfunktion).

Integrierte Bauelemente:

Logikfamilien, Operationsverstärker (Grundlagen).

I I I . J a h r g a n g :

elektromechanische Bauelemente:

elektroakustische Wandler.

Passive Bauelemente:

Übertrager, Quarze.

Aktive Bauelemente:

Transistoren, optoelektronische Bauelemente.

Integrierte Bauelemente:

Spannungsregler, Operationsverstärker (Vertiefung), programmierbare Bauelemente (PLDs).

I V . J a h r g a n g :

Integrierte Bauelemente:

ASICs.

Kompetenzbereich „Grundschaltungen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

- kennen das Verhalten elektronischer Grundschaltungen und ihre typischen Anwendungsgebiete;

- können einfache elektronische Schaltungen nach vorgegebenen Spezifikationen entwerfen und dimensionieren, elektronische Schaltungen rechnerisch und messtechnisch im Zeit- undFrequenzbereich analysieren;

- Bauelementegruppen auswählen, aufbauen und in Betrieb nehmen.

Lehrstoff:

I I . J a h r g a n g :

Digitale Grundschaltungen:

Digitale Auswahlschaltungen, Rechenschaltungen.

I I I . J a h r g a n g :

Digitale Grundschaltungen:

Zähler, Register; Elektronische Schalter und Kippschaltungen.

Analoge Grundschaltungen:

Verstärker, Spannungs- und Stromquellen.

I V . J a h r g a n g :

Analoge Grundschaltungen: Oszillatoren.

Kompetenzbereich „Schaltungsentwicklung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

- können eine Schaltungsspezifikation erklären und einfache elektronische Schaltungsstrukturen

erkennen;

- Schaltungsmodule entsprechend der Spezifikation systematisch zu einer komplexeren Einheit

zusammenfügen, komplexe Schaltungen analysieren und in Bezug auf ihre spezifizierte Funktion

hin bewerten;

- elektronische Schaltungen nach gegebener Spezifikation entwickeln, fertigen, testen und in

Betrieb nehmen.

Lehrstoff:

I I . J a h r g a n g :

Analoge Schaltungstechnik:

Grundlagen der elektrischen und thermischen Dimensionierung.

Digitale Schaltungstechnik:

Kombinatorische Logikschaltungen.

I I I . J a h r g a n g :

Schaltungsspezifikation.

Analoge Schaltungstechnik:

Schaltungsentwurf.

Digitale Schaltungstechnik:

Sequenzielle Logikschaltungen.

I V . J a h r g a n g :

Digitale Schaltungstechnik:

Hardwarebeschreibungssprachen, Interfacetechniken.

V . J a h r g a n g :

Schaltungen mit unstetiger Charakteristik.

Digitale Schaltungstechnik:

Automatenentwurf.

Kompetenzbereich „Schaltungsanalyse und -simulation“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

- kennen die Methoden zur Beschreibung von Schaltungen, die typischen Strukturen einer

Hardwarebeschreibungssprache und Werkzeuge zur Schaltungssimulation und können diese

bedienen;

- können das Verhalten elektronischer Schaltungen beschreiben, simulieren und die Ergebnisse

entsprechend darstellen;

- können Methoden der Hardwarebeschreibung zur Analyse elektronischer Schaltungen anwenden

und aus den Ergebnissen die nötigen Schlussfolgerungen ziehen;

- können verschiedene Methoden zur Analyse elektronischer Schaltungen auswählen und

anwenden sowie die Schaltung unter Zuhilfenahme der Ergebnisse redesignen.

Lehrstoff:

I I . J a h r g a n g :

Schaltungsbeschreibungen, Analyseverfahren und Simulationswerkzeuge für digitale

Grundschaltungen.

I I I . J a h r g a n g :

Schaltungsbeschreibungen, Analyseverfahren und Simulationswerkzeuge für analoge

Grundschaltungen.

I V . J a h r g a n g :

Schaltungsbeschreibungen, Analyseverfahren und Simulationswerkzeuge für programmierbare

Bauelemente.

V . J a h r g a n g :

Schaltungsbeschreibungen, Analyseverfahren und Simulationswerkzeuge für programmierbare

Systeme.

Kompetenzbereich „PCB-Design“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

- kennen die grundsätzlichen Erfordernisse bei der Erstellung eines Platinenlayouts;

- können mit geeigneten Werkzeugen für gegebene Schaltungen ein Schaltungslayout erstellen;

- können Layouts in Hinblick auf Konstruktionsrichtlinien und EMV-Kriterien beurteilen und für

komplexe elektronische Schaltungen die Fertigungsunterlagen erstellen.

Lehrstoff:

I I . J a h r g a n g :

CAD-Werkzeuge (Grundlagen).

I I I . J a h r g a n g :

 

CAD-Werkzeuge (Anwendungen); Planen und Realisieren von Layouts.

I V . J a h r g a n g :

Signalintegrität, EMV-Kriterien.

Kompetenzbereich „Werkstoffe der Elektronik“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

- kennen gängige Werkstoffe, die in der Elektronik Anwendung finden, können ihre Eigenschaften

beurteilen und kennen Werkzeuge und Verfahren zu ihrer Bearbeitung;

- können geeignete Werkstoffe für die Fertigung von elektronischen Komponenten auswählen und

bearbeiten, die Qualität systemrelevanter Komponenten und Verbindungstechniken messen und

bewerten;

- können systemrelevante mechanische Komponenten normgerecht konstruieren und fertigen.

Lehrstoff:

I . J a h r g a n g :

Werkstoffe; Materialeigenschaften; Bearbeitungsverfahren.

I I . J a h r g a n g :

Fertigungsverfahren.

Kompetenzbereich „Fertigen von elektronischen Schaltungen“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

- kennen Möglichkeiten, aus gegebenen Schaltplänen Schaltungen zu fertigen;

- können Fertigungstechniken zur Herstellung elektronischer Geräte anwenden;

- können die Qualität der Fertigung von elektronischen Geräten überprüfen und beurteilen sowie

elektronische Schaltungen fertigungsgerecht entwickeln, produzieren, messtechnisch überprüfen

in Betrieb nehmen und dokumentieren.

Lehrstoff:

I . J a h r g a n g :

Prototypenaufbau; PCB-Fertigungstechniken; SMD-Technologien und Schaltungstest (Grundlagen).

I I . J a h r g a n g :

Prototypenaufbau; PCB-Fertigungstechniken; SMD-Technologien und Schaltungstest (Baugruppen).

I I I . J a h r g a n g :

Prototypenaufbau; PCB-Fertigungstechniken; SMD-Technologien und Schaltungstest (Geräte).

I V . J a h r g a n g :

Prototypenaufbau; PCB-Fertigungstechniken; SMD-Technologien und Schaltungstest (Systeme).

Kompetenzbereich „Projektmanagement und Qualitätssicherung“:

Bildungs- und Lehraufgabe:

Die Schülerinnen und Schüler

- kennen Methoden und Werkzeuge des Projektmanagements;

- können Projektaufgaben analysieren, auswerten und darstellen und mit geeigneten Methoden und

Werkzeugen planen sowie eine geeignete Projektorganisationsform ableiten;

- können Abläufe bzw. Prozesse unter Berücksichtigung entsprechender Qualitätsstandards

organisieren.

Lehrstoff:

I V . J a h r g a n g :

Projektmanagementkonzepte und Phasenmodelle; Methoden, Werkzeuge und Dokumente im PM-

Prozess; Projektplanung, -durchführung und -dokumentation.

V . J a h r g a n g :

Verfahren und Standards der Qualitätssicherung.