Einführung in die Ingenieurwissenschaften
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Bild 0-1: Suchbild mit technischen Artefakten
Außer vielleicht den Wolken am Himmel, ist auf dem Bild oben nichts zu sehen, das rein natürlichen Ursprungs ist.
Vergegenwärtigen Sie sich, was in dem Bild alles auf menschliche Einflussnahme zurückzuführen ist und welche Rolle dabei menschliche Technik spielt.
Diese Lehrveranstaltung soll Ihnen ein Grundverständnis für die Tätigkeiten im Ingenieurwesen vermitteln. Dies soll auf verschiedenen Wegen geschehen:
Hauptsächlich werden Sie in Dreiergruppen an einem Projekt arbeiten, anhand dessen Sie bereits einiges an Wissen vermittelt bekommen, das im Bereich technischer Entwicklungen von zentraler Bedeutung ist, wie beispielsweise:
| Bezeichnung | Bedeutung |
|---|---|
| Produktzyklus | Phasen des Lebenszyklus eines Produktes von der ersten Idee bis zu dessen Abschaffung: Planung | Entwicklung | Arbeitsvorbereitung | Produktion | Vertrieb | Nutzung | Recycling |
| Nachhaltigkeit | In unserem Zusammenhang das Bestreben, den Produktzyklus als Kreislauf zu gestalten |
| Computer Aided Engineering (CAE) | Software zur Unterstützung technischer Entwicklungen, wie Software für die Konstruktion, wissenschaftliches Rechnen, elektronischen Schaltungsentwurf, Simulation mathematischer Modelle |
| Embeded System | Insbesondere Ersetzung vormals rein mechanischer Komponenten durch ein Mikrocontrollersystem, das fest mit dem Gesamtgerät verbaut ist |
Tabelle 0-1: Einige wichtige Begriffe im Umfeld des technischen Entwickelns.
Um Ihre eigene Rolle in dem Gesamtgefüge zu klären, werden einige Personen diese Lehrveranstaltung mitgestalten, die auch biografisch über ihren eigenen Weg in die Technik berichten werden und wir werden vor dem Hintergrund der in diesem Kurs an Sie gestellten Aufgaben gemeinsam reflektieren, welche Fertigkeiten zentral sind, um im Bereich der technischen Entwicklung erfolgreich zu sein. Eine sehr negativ konotierte Bestimmung dessen wäre es zu sagen, Sie bräuchten eine hohe Frustrationstoleranz. Lieber sei schon einmal positiv, ohne Anspruch auf Vollständigkeit, folgendes an Fertigkeiten aufgeführt:
| Fertigkeit | Erläuterung |
|---|---|
| Probleme in Teilprobleme zergliedern | Probleme als Ganzes sind oft unübersichtlich und wirken so, als seien sie nicht bewältigbar. Wichtig ist es dann, Teilprobleme zu erkennen, nacheinander zu lösen und am Ende alles miteinander zu verbinden. |
| Pragmatismus | Anders als in den Naturwissenschaften ist es für eine technische Entwicklung nicht notwendig jede beteiligte Komponente tiefgreifend zu verstehen, wichtiger ist es deren Nutzen in einem Gesamtgefüge (Schnittstelle zu anderen Modulen) zu erkennen und auszunutzen. |
| Abstraktionsvermögen | Die mathematische Formelschrift, mathematische Modellbildungen, Konstruktionspläne behandeln Gegenstände unter einem bestimmten Aspekt, um ihn auf allgemeinere Regeln (Theorien) zurückführen zu können. Genügend Theorien zu kennen und gegebene Probleme auf die innerhalb der Theorien existierenden Problemlösungsansätze zurückführen zu können, umreißt wohl am treffendsten das in einem technischen Studium angestrebte Ziel. |
| Recherchefähigkeit | Im Berufsleben wird oft niemand da sein, der schon weiß, was einem zur Lösung eines Problems an Wissen noch fehlt. Es geht ja bei der Tätigkeit im Ingenieurberuf darum, die Grenze des technisch Machbaren ein wenig weiter nach Außen zu schieben. Hier ist es notwendig sich zunächst den Stand der Technik, also dasjenige, was schon bekannt ist, zu eigen zu machen. Dies wiederum setzt voraus, dass man weiß, wie man an das vorhandene Wissen gelangt, sprich, dass man weiß wie mit wissenschaftlichen Artikeln umgegangen wird, wie man in einem Bibliothekskatalog recherchiert, wie man den Nutzen einer Darstellung für sich erkennt. |
Tabelle 0-2: Einige zentrale Fertigkeiten, die bei der Entwicklung technischer Geräte von hoher Bedeutung sind.
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Zur Namensgebung des Fahrzeugs: Das verwendete Mikrocontroller-Board verwendet den Chip ESP32 und besitzt eine Kamera, deshalb ESP32-CAM. Das Fahrzeug ist autonom. Autonomes Vehikel im englischen: Autonomous Vehicle (AV). So ist die Grundbezeichnung esp32AV für das Vehikel entstanden. Durch das nachvorne gebogene USB-Kabel und der Positionierung der Kamera unter dem Chassis entsteht zudem die Anmutung eines Skorpions, darum "Skorpion" als Namenszusatz für die vorliegende spezielle Ausführung.
Bild 0-2: Realisierung der Linienverfolgung mit Hilfe des esp32AV "Skorpion".
esp32AV "Skorpion", "Linienkriechen" -- https://youtu.be/SVcHWJRBFwU
esp32AV "Skorpion", "Linienkriechen" -- lokales Video.
Funktionstest esp32AV "Skorpion" -- https://youtu.be/EN6bdxJOnAs
Funktionstest esp32AV "Skorpion" -- lokales Video.
Aus den bisher genannten Themenfeldern lassen sich nun konkrete Einzelthemen ableiten, die am Rande der Projektarbeit ohne Anspruch auf Vollständigkeit zur Sprache kommen werden:
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Einige organisatorische Anmerkungen
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