Diplom- und Bachelor-Arbeiten 2008
Die berufsbegleitenden Studierenden des Studienjahres 2004 sowie die Vollzeit-Studierenden des Studienjahres 2005 arbeiteten bis am 22. August 2008 an ihrer Diplom- resp. Bachelor-Arbeit. Folgende Themen wurden bearbeitet:
Digitale Farbbestimmung zur Herstellung von Zahnersatz
Diplomanden Klaus Bertsch, Mirko Demarmels, Ueli Pircher
Referent Martin Studer
Korreferent Gottfried Rohner
Auftraggeber Ivoclar Vivadent AG, Schaan
Zur Herstellung von passendem Zahnersatz ist es notwendig, die Farbsituation der Zähne genauestens bestimmen zu können. Dabei wird die Farbe mit Hilfe von Farbschlüsseln bestimmt.
Das Ergebnis der Farbbestimmung ist primär von den Fähigkeiten und der Erfahrung
des Farbnehmers abhängig und stellt somit eine nicht zufriedenstellende Lösung dar.
Aufgabe dieser Diplomarbeit war es, eine Lösung zu suchen, um diese Situation zu verbessern.
Es wurde erarbeitet, wie aus einem vom Zahnarzt erstellten Digitalbild die Farbe des aufgenommen Zahnes optimal bestimmt werden kann. Diese Bestimmung ist auf einen Keramikbrennofen mit inkludiertem Display portierbar, damit der Zahntechniker das Bild der Zähne und die Farbinformation direkt vor Ort hat.
Diese Umsetzung zeigt zwei Vorteile. Einerseits hat der Zahntechniker alle nötigen Informationen an seinem Arbeitsplatz, was eine deutliche Arbeitserleichterung darstellt, andererseits bringt diese Lösung dem Patienten einen Vorteil, da sich dieser den Weg zum Zahntechniker ersparen kann.
Low Cost Dual Smart Battery System Manager
Diplomanden Lars Hegland, Nico Raschle
Referent Martin Studer
Korreferent Jean-Marie Zogg
Auftraggeber IMT Information Management Technology AG, Buchs SG
Fast jedes Medizingerät kann mit Netzspannung, externer DC Spannung oder mit einem internem Akku betrieben werden und verfügt über einen Taster, mit welchem das Gerät ein- und ausgeschaltet werden kann. Die Firma IMT in Buchs hat ein solches System basierend auf dem Smart Battery System (SBS) Standard für verschiedene medizinische Geräte entwickelt. Solche intelligenten Batterien werden vermehrt eingesetzt, da ihre Vorteile auf der Hand liegen. Sie haben die Fähigkeit mit ihrer Umwelt zu kommunizieren und können dadurch beispielsweise den Ladestatus mitteilen. Das System ist momentan mit mehreren integrierten Schaltungen implementiert.
Inhalt dieser Bachelorarbeit war es, das komplette System auf einem einzelnen Mikrokontroller zu realisieren. Dadurch werden die Herstellungskosten sowie die Komplexität minimiert und gleichzeitig die Flexibilität des Systems erhöht. Der realisierte Mikrokontroller ist in der Lage, die Aktivitäten der bestehenden Schaltung vollständig zu übernehmen.
Literature and Search Engine Optimization
Diplomanden Michael Heinemeyer, Daniel Streiff
Referent Dr. Rudolf Tanner
Korreferent Dr. C. Broger
Auftraggeber F. Hoffmann-La Roche Ltd., Basel
Der Auftraggeber dieser Diplomarbeit verwendet für die Recherche innerhalb von Fachdatenbanken für die Pharmabranche eigens dafür entwickelte Suchmaschinen. Anhand einer existierenden, auf Apache Lucene basierenden Suchmaschine wurde eine ähnliche Such-Webapplikation erstellt. Die neue Suchmaschine kann verschiedene Quellen durchsuchen, sowie die in Lucene enthaltenen Features zusammen mit dem intellektuell erstellten Know-how des Auftraggebers effizient einsetzen.
Der erste Teil der Diplomarbeit befasste sich mit der Analyse der vom Auftraggeber zur Verfügung gestellten Such-Webapplikation und den Beispieldaten, bestehend aus den zu indexierenden Quellen sowie Synonym und Vokabular Daten.
Im zweiten Teil der Arbeit wurden die Anforderungen erfasst und das Design ausgearbeitet. Die Implementierung erfolgte beim Auftraggeber. Als Ergebnis konnte eine erweiterbare Applikation in Betrieb genommen werden, die die verfügbaren Vokabulardaten effizient zur Suche einsetzt und mit zwei Suchformularen sowohl eine einfache als auch eine präzise Suche ermöglicht.
Optical Code Sensor 100
Diplomanden Rudolf Jörg, Philipp Triet
Referent Dr. Rudolf Tanner
Korreferent Max Schlegel
Auftraggeber CEDES AG, Landquart
Das Ziel dieser Diplomarbeit war es, ausgehend von einem bestehenden Produkt des Auftraggebers zur Realisierung von Applikationen wie beispielsweise die Erkennung von optischen Schlüsseln, ein neues funktionsfähiges Kamerasystem zu entwickeln.
Das neue System besitzt einen 3.1 Megapixel RGB-Bildsensor des Herstellers OmniVision. Dieser erfasst einerseits herkömmliche Farbbilder, andererseits ist seine spektrale Empfindlichkeit so ausgelegt, dass es ermöglicht wird, reflektierende Oberflächen im Infrarot-Bereich zu erkennen.
Das Kamerasystem besitzt einen DSP von Texas Instruments. Dieser TMS320F2801 steuert den Bildsensor, kann Bilddaten empfangen und diese auch verarbeiten. Dazu wurde eine Software in der Programmiersprache C geschrieben.
Um eine Standortbestimmung der Hardware durchzuführen, wurde diese einer Qualifikation unterzogen. Dabei wurde das System auf Fremdlichtresistenz, Verträglichkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung (EMV), sowie Temperaturmanagement und Klimaeinflüssen geprüft.
Kombination Beschneiungsanlage und Wasserkraft
Diplomanden Salah Boukhaoua, Michael Eisel
Referent Dr. Bruno Bachmann
Korreferent Dr. Christian Sturzenegger
Auftraggeber Rätia Energie, Poschiavo und Bergbahnen Disentis AG
Zwecks Gewährleistung einer sicheren und längeren Skisaison mit optimalen Erträgen werden heute in den Alpen bei allen namhaften Bahnen Beschneiungsanlagen erstellt, bzw. wo schon vorhanden, ausgebaut. Wesentliche Elemente für den Betrieb der Schneeanlagen ist die Präsenz genügender Wassermengen und Druckleitungen für deren Verteilung. Zu diesem Zweck werden Speicherseen und Pumpenhäuser erstellt. Diese sollen während der Zeit, in welcher das Wasser nicht für die Beschneiung gebraucht wird, zur Nutzung eines Wasserkraftwerks dienen. Ziel dieser Bachelorarbeit war es, die Faktoren für eine Kombination von Beschneiungsanlage und Wasserkraft zu beleuchten und für die Situation in der Tourismusregion Disentis ein Konzept für eine Neu-Dimensionierung einer kombinierten Anlage zu erstellen. Des Weiteren wurde abgeschätzt, welches theoretische Potential an zusätzlicher Energiegewinnung für die Schweiz durch solche Kombinationen möglich wäre.
FPGA/Verilog-Lehrgang
Diplomanden: Pirmin Büeler, Rico Zanchetti
Referent: Jean-Marie Zogg
Auftraggeber: HTW Chur
Field Programmable Gate Arrays oder kurz FPGA sind programmierbare elektronische Bausteine und gehören in der Halbleiterbranche zu dem Segment, das momentan das grösste Wachstum aufweist.
Im Rahmen der Bachelorarbeit wurde ein Lehrgang erstellt, der verschiedene Aspekte rund um den Entwurf und die Realisierung von Schaltungen mit FPGA beleuchtet. Der Lehrgang sieht Präsenzphasen und Selbststudiums-Phasen vor. Er ist für FH-Studierende und Praktiker aus der Industrie gedacht.
Zu Beginn werden die Grundlagen der Digitaltechnik repetiert. Dieses Wissen ist Voraussetzung, um anschliessend eigene Schaltungen entwickeln und auf einen FPGA übertragen zu können. Es folgt eine Einführung in den Aufbau und die Funktionsweise von FPGA. Theorieabschnitte und Übungen vermitteln die nötigen Kenntnisse für den Entwurf und die Realisierung einfacher Schaltungen auf einem FPGA. Weiterer Bestandteil des Lehrgangs ist die Hardwarebeschreibungssprache Verilog HDL. Mit dieser Sprache lassen sich Schaltungen mit speziellen Entwicklungstools beschreiben.
Podcast-, Web- und IPTV-Distribution für graubuendenTV.com
Diplomanden Rino Decurtins, Haris Kadic
Referent Dr. Bruno Studer
Korreferent Lukas Joos
Auftraggeber Südostschweiz New Media AG, Chur
Die bereits bestehende Plattform von graubuendenTV.com bietet den Destinationen von Graubünden die Möglichkeit, Filme in hochwertiger Qualität im Web zu veröffentlichen. Interessenten, Touristen und Heimweh-Bündner können über diese Plattform die Filme betrachten.
Damit man noch mehr Interessenten ansprechen kann, wurden während der Bachelor-Arbeit weitere Distributionswege erstellt. Video-Podcasts und YouTube sind mitunter die bekanntesten und am verbreitetsten Video-Portale der Welt. Destinationen, welche ihre Video-Beiträge auf der Plattform von graubuendenTV.com veröffentlichen, können ebenfalls die Distributionswege Video-Podcast und/oder YouTube auswählen. Diese Erweiterung ist eine Bereicherung für die bestehende Plattform, da dadurch ein noch grösseres Publikum angesprochen werden kann.
Nebst den bereits genannten Implementierungen wurden erste Erfahrungen im Bereich IPTV getätigt. Da graubuendenTV.com zum Ziel hat, über IPTV ins heimische Wohnzimmer zu gelangen, sind diese Erfahrungen eine Bereicherung, von denen bei späteren Implementierungen profitiert werden kann.
Nutzung des Glasfasernetzes eines Elektrizitätswerks für Telekommunikation
Diplomanden Patrick Hummel, Ralf Truffer
Referent Dr. Rolf Hofstetter
Korreferent Urs Jenni
Auftraggeber EWD Elektrizitätswerk Davos AG
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit galt es, für die Nutzung und den Ausbau des bereits bestehenden Glasfasernetzwerkes des Auftraggebers eine Machbarkeitsstudie durchzuführen. Das bestehende Kommunikationsnetz des EWD wird momentan ausschliesslich intern genutzt und basiert auf Layer 1. Ziel war es, aufgrund einer umfassenden Analyse eine strategische und wirtschaftliche Empfehlung an das EWD abzugeben.
Davos besitzt nebst einer florierenden Hotellerie auch zahlreiche, bedeutende Forschungsinstitute sowie Klein- und Mittelunternehmen. Anhand einer aktuellen Situations- und Marktanalyse sowie einer strukturierten Umfrage konnte das Bedürfnis der einzelnen Branchen ermittelt werden. Wie erwartet sind die realen Interessen und Wünsche sehr branchenbezogen. Dennoch lässt sich sagen, dass ein generelles Bedürfnis nach mehr Bandbreite vorhanden ist.
Basierend auf den gewonnenen Informationen wurden verschiedene Geschäftsmodelle untersucht.
Intelligente Steuerung für die Pelletsproduktion
Diplomanden Christian Bigger, Thomas Freitag, Reinhard Hassler
Referent Reto Bonderer
Korreferent Urban Battaglia
Auftraggeber grischapellets gmbh, Thusis
Die Firma grischapellets gmbh hat in Thusis vor Kurzem eine Holzpelletsfabrik erstellt. Die Holzpellets werden aus Holzschnitzeln hergestellt, die in mehr oder weniger feuchtem Zustand angeliefert werden. Da sich feuchtes Holz bekanntlich nicht zum Heizen eignet, müssen die Holzschnitzel vor der Weiterverarbeitung getrocknet werden.
Bei der Holztrocknungsanlage handelt es sich um ein innovatives System, das hauptsächlich mit Sonnenenergie betrieben wird. Das Ziel der Diplomarbeit bestand darin, eine Steuerung für die Trocknungsanlage zu entwickeln und in Betrieb zu nehmen.
Sichere Fernwartung und präventive Wartung von Laborgeräten
Diplomanden Denise Peng, Daniel Lys
Referent Bruno Wenk
Korreferent Matthias Meierhöfer
Auftraggeber INTEGRA Biosciences AG, Chur
Diese Bachelorarbeit umfasst zwei Teile: Fernwartung und präventive Wartung.
Im Teil Fernwartung wurden verschiedene Varianten zur sicheren Fernwartung von Laborgeräten über das Internet analysiert und die Machbarkeit der vom Auftraggeber bevorzugten Variante mit einem Funktionsmuster demonstriert.
Im Teil präventive Wartung wurden Konzepte für die Überwachung und die Überprüfung der Komponenten eines Laborgeräts entwickelt, um Fehlfunktionen frühzeitig erkennen und möglichst vermeiden zu können. Zusätzlich wurde eine Software für die grafische Auswertung der Daten evaluiert. Ein Funktionsmuster demonstriert die Möglichkeiten und Grenzen der ausgewählten Software bezüglich deren Integration in eine Webapplikation.
Regelung und Steuerung eines elektronisch kommutierten 3-Phasen-Synchronmotors
Diplomand Martin Rupp
Referent Max Schalcher
Korreferent Günter Nagel
Auftraggeber Hamilton Bonaduz AG
Die Industrie stellt seit geraumer Zeit Mittel zur Verfügung, um Permanentmagnet-Synchronmotoren mit Sinuskommutierung zu betreiben. Die Sinuskommutierung erfordert hoch auflösende Winkelgeber, welche einerseits teuer sind und andererseits zusätzlichen Bauraum beanspruchen. Besonders kleine oder flache Motoren bieten meistens keine Möglichkeit, einen Winkelgeber zu befestigen. Bei solchen Motoren muss die Winkellage mit alternativen Verfahren ermittelt werden. Am Beispiel eines Maxon EC-45 flat Motors mit integrierten Hallsensoren wurde eine Sinuskommutierung realisiert. Die Kommutierung erfolgt anhand der Hallsensorinformationen. Das Funktionsmuster ist in der Lage, die Drehzahl des Motors zu regeln und den Motor zu positionieren. Die Geschwindigkeiten während der Beschleunigung folgen wahlweise dem Verlauf von Trapez- oder S-Rampen. Bei der Entwicklung wurde der Fokus auf maximale Effizienz des Systems gelegt.
Zuletzt geändert: 22.02.08, DSt
