Mechatronik kognitiver Robotersysteme / Mechatronics of Cognitive Robots

Modulhandbuch

Module Manual

L.048.11106

Mechatronik kognitiver Robotersysteme
Mechatronics of Cognitive Robots

Deutsch / English

Koordinatorin:

coordinator

Mertsching, Bärbel Prof. Dr.-Ing.

Lehr- und Forschungseinheit:

teaching unit

Automatisierungstechnik

Automation Technology

Auskünfte:

information

Hund, Marcus

Typ:

type

2V + 2Ü

2L + 2Ex

Credits/ECTS:

Modul HomePage:

http://getwww.uni-paderborn.de/teaching/mkrs

Zeitmodus

semester

Sommersemester

summer semester

Termine

dates

Vorbesprechung: Dienstag, 21. April 2009, um 13.00 Uhr in P 1.6.02.1.

preliminary meeting: Tuesday, April 21, 2009, at 1:00 pm in P 1.6.02.1.

Kurzbeschreibung / short description
Einführung in grundlegende Begriffe und Verfahren der Mechatronik von Robotern sowie den aktuellen Forschungsstand Introduction to fundamental terms and methods of mechatronics of roboters and the current state of research

Inhalt / Content
Im Vorlesungsteil werden die folgenden Themen behandelt: Einführung in die Mechatronik von Robotern Antriebe und Motoren (pneumatisch, hydraulisch, mechanisch, elektrisch) Mikrocontroller und -prozessore Sensoren und Aktuatoren Architekturen Programmierung Modellierung und Simulation Im Praktikumsteil werden folgende Themen behandelt: I/O-Programmierung (Taster, LED, Timer, Interrupts, A/D-Umsetzer) Kommunikation (serielle Schnittstelle, Bussysteme (I²C, SPI, CAN)) The lecture part includes the following topics: Introduction to mechatronic of robots Drives and motors (pneumatic, hydraulic, mechanical, electrical) Microcontrollers and -processors Sensorsen and actuator Architectures Programming Modelling and simulation The lab focuses on the following topics: I/O-programmng (scanner, LED, timer, interrupts, A/D-converter) communication (serial interface, bus systems (I²C, SPI, CAN))

Inhalt / Content

Im Vorlesungsteil werden die folgenden Themen behandelt:

Einführung in die Mechatronik von Robotern
Antriebe und Motoren (pneumatisch, hydraulisch, mechanisch, elektrisch)
Mikrocontroller und -prozessore
Sensoren und Aktuatoren
Architekturen
Programmierung
Modellierung und Simulation

Im Praktikumsteil werden folgende Themen behandelt:

I/O-Programmierung (Taster, LED, Timer, Interrupts, A/D-Umsetzer)
Kommunikation (serielle Schnittstelle, Bussysteme (I²C, SPI, CAN))

The lecture part includes the following topics:

Introduction to mechatronic of robots
Drives and motors (pneumatic, hydraulic, mechanical, electrical)
Microcontrollers and -processors
Sensorsen and actuator
Architectures
Programming
Modelling and simulation

The lab focuses on the following topics:

I/O-programmng (scanner, LED, timer, interrupts, A/D-converter)
communication (serial interface, bus systems (I²C, SPI, CAN))

Lernziele / learning objectives

Faktenwissen: factual knowledge	Kenntnis des Aufbaus und der Funktion wesentlicher mechatronischer Komponenten von Robotern Informationsverarbeitung in Robotern Knowledge of assembly and operation of the essential mechatronic components of robots Information processing in robots

Methodenwissen: methodic competence	Mathematische Modellierung Analyse und Entwurf mechatronischer Komponenten und Systeme Mathematical modelling Analysis and conception of mechatronic components and systems

Transferkompetenz: transfer competence	Übertragung der in vorangegangenen Einzelveranstaltungen vermittelten Kenntnisse (z. B. aus Technische Informatik, Schaltungs- und Regelungstechik) auf das System Roboter Transferring the knowledge acquired in previous courses (e. g. technical computer science, circuitry and control engineering) to the system of robots

Normativ-bewertende Kompetenz: Normative competence	Erkennen und Bewerten von Funktion und Verhalten komplexer technischer Systeme Identification and evaluation of function and behavior of complex technical systems

Methodische Umsetzung / methodic implementation
Die Grundlagen und Konzepte werden zunächst im Rahmen der Vorlesung eingeführt. Im Praktikumsteil wird die Ansteuerung einer Kamera eines Flugroboters (oder Ähnliches) realisiert. Hierzu werden der Umgang mit Sensoren, Aktuatoren und Mikrocontrollern sowie die notwendigen Programmierkenntnisse vermittelt. The fundamentals and concepts will be introduced during the lecture During the practical part controlling the camera of a flight robot (or similar tasks) will be realized Students will acquire knowledge in handling sensors, actuators, and microcontrollers as well as the necessary programming skills

Methodische Umsetzung / methodic implementation

Die Grundlagen und Konzepte werden zunächst im Rahmen der Vorlesung eingeführt.
Im Praktikumsteil wird die Ansteuerung einer Kamera eines Flugroboters (oder Ähnliches) realisiert.
Hierzu werden der Umgang mit Sensoren, Aktuatoren und Mikrocontrollern sowie die notwendigen Programmierkenntnisse vermittelt.

The fundamentals and concepts will be introduced during the lecture
During the practical part controlling the camera of a flight robot (or similar tasks) will be realized
Students will acquire knowledge in handling sensors, actuators, and microcontrollers as well as the necessary programming skills

Inhaltliche Voraussetzungen / prerequisites
Folgende Module sind Voraussetzung für dieses Modul / the following modules are prerequisites: Abgeschlossenes Grundstudium (Semester 1-4 der verschiedenen Studiengänge) Höhere Mathematik I/II Physik Grundlagen der Elektrotechnik I/II Signal- und Systemtheorie Completed basic study period (semester 1-4 of the various study programs) Higher Mathematics I/II Physics Fundamentals of Electrical Engineering I/II Signal- and System Theory

Inhaltliche Voraussetzungen / prerequisites

Folgende Module sind Voraussetzung für dieses Modul / the following modules are prerequisites:

Abgeschlossenes Grundstudium (Semester 1-4 der verschiedenen Studiengänge)
Höhere Mathematik I/II
Physik
Grundlagen der Elektrotechnik I/II
Signal- und Systemtheorie

Completed basic study period (semester 1-4 of the various study programs)
Higher Mathematics I/II
Physics
Fundamentals of Electrical Engineering I/II
Signal- and System Theory

Kombinationshinweise - Überschneidungen / overlapping modules
Die Kombination mit folgenden Modulen ist nicht zulässig / it is not feasible to combine with these modules: Keine / None

Prüfungsmodalitäten / assessments

1.	100%	Mündliche Prüfung / oral exam
Summe / sum	100%

Unterrichtssprache / teaching language
Deutsch / Englisch German / English

Lernmaterialien, Literaturangaben / learning material, literature
Bereitstellung eines Skripts; Hinweise auf Lehrbücher aus der Lehrbuchsammlung (Auszug): Allocation of a script; information on textbooks stocked in the textbook collection (excerpt): Mertsching, Bärbel: Materialien zur Vorlesung Mechatronik kognitiver Robotersysteme. 2007. (downloadable) Isermann, Rolf: Mechatronic Systems - Fundamentals. Springer, 2005 Bekey, George: From Biological Inspiration to Implementation and Control. MIT Press, 2005 Bolton, William: Bausteine mechatronischer Systeme. 3. edition. Pearson Studium, 2006 Cetinkunt, Sabri: Mechatronics. Wiley, 2007 Craig, John J.: Robotics - Mechanics and Control. 2. edition. Addison Wesley Longman, 1989

Lernmaterialien, Literaturangaben / learning material, literature

Bereitstellung eines Skripts; Hinweise auf Lehrbücher aus der Lehrbuchsammlung (Auszug):
Allocation of a script; information on textbooks stocked in the textbook collection (excerpt):

Mertsching, Bärbel: Materialien zur Vorlesung Mechatronik kognitiver Robotersysteme. 2007. (downloadable)
Isermann, Rolf: Mechatronic Systems - Fundamentals. Springer, 2005
Bekey, George: From Biological Inspiration to Implementation and Control. MIT Press, 2005
Bolton, William: Bausteine mechatronischer Systeme. 3. edition. Pearson Studium, 2006
Cetinkunt, Sabri: Mechatronics. Wiley, 2007
Craig, John J.: Robotics - Mechanics and Control. 2. edition. Addison Wesley Longman, 1989