STUDIUM
Bachelorarbeiten 2013 Bachelor of Science FHO in Elektrotechnik
Vorwort des Studiengangleiters Sehr geehrte Damen und Herren Dieses Jahr schliessen 40 Bachelors of Science FHO das Studium der Elektrotechnik an der HSR erfolgreich ab. Wir sind stolz auf unsere Absolventinnen und Absolventen und freuen uns, Ihnen hier die Abschlussarbeiten des Jahrgangs 2013 zu präsentieren. Die Bachelorarbeit ist das umfangreichste eigenständige Projekt und stellt den krönenden Schlusspunkt eines dreijährigen Ingenieurstudiums dar. Anfang Semester erhielten die Studierenden die Aufgabenstellung. Innerhalb von 16 Wochen mussten sie ein tragfähiges Konzept erarbeiten, eine brauchbare Lösung realisieren und einen ansprechenden technischen Bericht verfassen. Beurteilen Sie selbst, was sie in Anbetracht der knappen Zeit dank Motivation, Engagement und mit vielen Überstunden erreicht haben. Die vorliegende Diplomarbeitsbroschüre zeigt, wie vielfältig die Arbeitsgebiete eines Elektroingenieurs sind und wie kreativ unsere Absolventinnen und Absolventen die elektrotechnischen Probleme gelöst haben. Wir freuen uns über Ihr Interesse und wünschen Ihnen eine anregende Lektüre. Rapperswil, im September 2013
Prof. Dr. Ing. Heiner Prechtl Studiengangleiter Elektrotechnik
3
Preisstifter Electrosuisse SEV, Fehraltdorf ZH Mettler-Toledo AG, Greifensee ZH Phonak AG, Stäfa ZH Sensirion AG, Stäfa ZH Swiss Engineering STV, Zürich
4
Examinatorinnen und Examinatoren Prof. Reto Bonderer
19, 20, 21, 22
Prof. Erwin Brändle
23, 24
Dr. Martin Geidl
25, 27, 28
Prof. Guido Keel
29, 30
Prof. Dr. Markus Kottmann
34, 35
Prof. Dr. Heinz Mathis
32, 33
Prof. Dr. Guido Schuster Prof. Dr. Jasmin Smajic
11, 12, 13, 14, 15 16, 17, 18
Prof. Dr. Paul Zbinden
31
Alfred Züger
26
5
Experten Dr. Bogdan Cranganu-Cretu Dr. Iossif Grinbaum
16, 17
Stefan Hänggi
32, 33
Prof. Dr. Petr Korba Dr. Markus A. Müller Frank Pleuler Urs Reidt Dr. Robert Reutemann Dr. Walter Sattinger Theo Scheidegger Ramun Schmid Gabriel Sidler Prof. Martin Wiederkehr
6
18
27 34, 35 28 19, 20, 21, 22 29, 30, 31 25 23, 24 15 11, 12, 13, 14 26
Themen Digitale Bildverarbeitung DNA Image Registration
11
Digitale Signalverarbeitung Automatische Erfassung des Pittsburgh-Schlafqualitätsindex (PSQI) mittels einer intelligenten Matratze
12
Automatische Ohrmodellerzeugung
13
Präzise und schnelle digitale Echtzeit-FM-Demodulation für ein Rotationsmessgerät
14
Pseudo-vectorcardiogram 15 Elektromagnetische Felder und Wellen Electro-magnetic field simulation of a synchronous machine
16
Elektromagnetische Analyse eines Synchronmotors
17
Elektromagnetische Analyse eines trockenen Distributionstransformators
18
Embedded Software Engineering Disturber zur Generierung von reproduzierbarem Fehlverhalten des CAN-Busses
19
Mobile Data Logger
20
Netzmonitor zur Überwachung der 230-V-Hausinstallation
21
Testbench für die automatisierte Testdurchführung von Embedded Software
22
Embedded Systems Multiprocessor-Network CAN / SPI
23
Testbed for Robot Chassis
24
Energiesysteme Analyse der direkten Leiterseiltemperaturmessungen auf einer 220- und einer 380-kV-Leitung 25 Ausbau des Pumpspeicherkraftwerks Etzelwerk
26
Ausbildungsmodul zum Thema Lastfluss in elektrischen Netzen
27
Untersuchung des Stromverbrauchs und Identifikation von Verbrauchsverschiebungspotential 28
7
Themen (Fortsetzung) Mikroelektronik Integrierter LCD-Display-Treiber
29
Messung von Kapazitäts-Arrays
30
Realisierung eines Sigma-Delta-Wandlers als Semi-Custom-Schaltung
31
Mobilkommunikation Digital IQ demodulator based on two-channel FPGA-based digitiser
32
Position and velocity measurement of rock falls
33
Regelungstechnik
8
Hardware / Software zur Regelung eines Quadrocopters
34
Interaktive Testumgebung für Regler
35
Bachelors, Diplomandinnen und Diplomanden Abplanalp Dany
31
Bammatter Adrian
12
Baumann Eric
16
Bertsch Samuel
34
Boos Nadine
30
Brunner Theo
21
Brunold Reto
28
Camenzind Matthias
19
Cardillo Biagio
34
Derrer Rico
14
Diethelm Matthias
14
Di Pino Giorgio
17
Fässler Roger
30
Fischbacher Christoph
18
Glaus Stefan
17
Haltmann Patrick
27
Helbling Roger
22
Helbling Stefan
23
Hinder Matthias
25
Hunziker Thomas
26
Keller Kevin
12
Kofmehl Lukas
24
Kuoni Marco
19
Malacarne Selina
33
Manatschal Dumeni
32
Marti Andreas
35
Mettler Roger
13
Nestler Raphael
11
Oehler Philipp
15
Peter Marc
28
Pult Jonas
22
Riedel Philipp
11
Röllin Lukas
27
Sabathy Mischa
33
Schälle Anina
31
Schnyder Michael
29
Vogt Fabian
23
Winterhalter Christian
21
Ziegler Andreas
20
Zweifel Tina
15 9
10
Diplomanden
Raphael Nestler, Philipp Riedel
Examinator Prof. Dr. Guido Schuster Experte
Gabriel Sidler, Eivycom GmbH, Uster ZH
Themengebiet Digitale Bildverarbeitung Projektpartner Raphael Nestler
Qiagen Instruments AG, Hombrechtikon ZH
Philipp Riedel
DNA Image Registration Untersuchung und Entwicklung von verschiedenen Registrierungsalgorithmen mit Anwendung in der optischen DNA-Sequenzierung Aufgabenstellung: Diese Arbeit befasst sich mit einem Teilproblem im Gebiet der DNA- Sequenzierung mittels eines optischen Verfahrens. Die Aufgabe ist, vier verschiedene Basenbilder auf ein Referenzweissbild zu registrieren.
Aufnahme einer Flow-Cell mit DNA-Beads
Links: Resultat einer Registrierung mit Ausreissern; rechts: Verbesserung mittels Viterbi-Algorithmus; unten: Viterbi-Funktionsweise
Vorgehen: Verschiedene bestehende Registrierungsverfahren wurden auf ihre grundlegende Eignung für das vorliegende Registrierungsproblem überprüft. Diejenigen Methoden, welche sich eigneten, wurden in MATLAB implementiert und bezüglich Genauigkeit und Geschwindigkeit mit dem bestehenden Verfahren des Instituts für Kommunikationssysteme ICOM an der HSR verglichen. Es wurden spezifisch auf das Problem angepasste Algorithmen entwickelt, welche die Eigenschaften der entsprechenden Bilder mit einbeziehen. Zum Vergleich der verschiedenen Verfahren und Algorithmen dienten einerseits zur Verfügung gestellte Basenbilder sowie künstlich erzeugte Bilder mit bekannter affiner Transformation. Ergebnis: Es konnte gezeigt werden, dass sich blockbasierte Verfahren für das Problem gut eignen und dass Gradientenabstiegs- und Feature-Matching-Verfahren für die Problemstellung ungeeignet sind. Das bestehende Verfahren des ICOM, welches auf der Phasenkorrelation basiert, wurde optimiert. Um den zirkularen Fehler der Phasenkorrelation zu dämpfen, wurde ursprünglich ein Hamming-Fenster verwendet. Es wurde gezeigt, dass dies in der Anwendung zu einer Verschlechterung führt. Zusätzlich ist ein Motion-Prediction-Verfahren entwickelt worden, das von der Bildmitte heraus registriert. Es erreicht eine sehr hohe Qualität in der Registrierung, hat jedoch eine höhere Laufzeit. Ebenfalls wurde eine auf dem Viterbi-Algorithmus basierende Methode entwickelt, welche die Qualität der Registrierung in einem zweiten Schritt verbessern kann. Darauf basierend wurde ein neuartiges Verfahren entwickelt, um mittels des List-Viterbi-Algorithmus den Pfad durch ein zweidimensionales Netz zu optimieren. Tests zeigten, dass dieses Verfahren keine wesentlich besseren Resultate liefert als der ursprüngliche Viterbi-Algorithmus, jedoch die Laufzeit signifikant höher ist. Zum Vergleich der Algorithmen wurden Kriterien, wie die Smoothness, definiert sowie eine grafische Testapplikation implementiert, welche automatisierte Tests durchführen kann. Eine Untersuchung der zur Verfügung gestellten Datensätze brachte Aufschluss darüber, welche Störfaktoren, die die Registrierung erschweren, auftreten können.
Vergleich der Registrierungsqualität der entwickelten Algorithmen
11
Diplomanden
Adrian Bammatter, Kevin Keller
Examinator Prof. Dr. Guido Schuster Experte
Gabriel Sidler, Eivycom GmbH, Uster ZH
Themengebiet Digitale Signalverarbeitung Projektpartner Adrian Bammatter
FoamPartner Fritz Nauer AG, Wolfhausen ZH
Kevin Keller
Automatische Erfassung des Pittsburgh-Schlafqualitätsindex (PSQI) mittels einer intelligenten Matratze Datenanalyse zur indirekten Bestimmung der Schlafqualität Aufgabenstellung: Mit dem Pittsburgh-Schlafqualitätsindex (PSQI) besteht ein etabliertes Mass zur Messung der Schlafqualität. Der Index wird aufgrund eines Fragebogens errechnet, der neben diversen subjektiven Empfindungen auch Schlafdaten wie die «Zu-BettGeh-Zeit», die Wachliegezeit, die Schlafdauer oder das Vorhandensein von Atemproblemen erfragt. In einer früheren Bachelorarbeit wurde bereits ein Messsystem in Form einer intelligenten Matratze entwickelt, mit welcher man Bewegungen, Atmung sowie den Herzschlag während des Schlafes überwachen kann. Ziel dieser Arbeit ist, aufgrund dieser Daten, die objektiven Komponenten des PSQI zu bestimmen, um anschliessend eine möglichst gute Schätzung des realen Testresultats zu produzieren.
Summensignal mit rot eingezeichneten Detektionen (oben), Anzahl belasteter Bereiche auf der Matratze (unten)
Detektierte Bewegungen und relative Bewegungshäufigkeit (Bewegungsdichte)
Atmungssignal mit gekennzeichneter Apnoe
12
Vorgehen: Der Hauptteil dieser Arbeit befasst sich zunächst mit der Erkennung der Liegezeiten. Diese geben Aufschluss darüber, wie lange und zu welchen Zeiten ein Proband auf der Matratze liegt. Dazu werden die Bereiche der Matratze erkannt, die eine gewisse Last aufweisen, und aufgrund deren Anzahl, ob eine Person auf der Matratze liegt. Im Anschluss wird die Schlafdauer und die Wachliegezeit erkannt. Mittels einer gleitenden Varianz können die relevanten Bewegungen aus den Messdaten gewonnen werden, um danach die Häufigkeit von Bewegungen in einem definierten Zeitfenster zu berechnen. Um die Einschlafzeitpunkte zu erkennen, wird von der Behauptung ausgegangen, dass eine Person, die sich während zehn Minuten nie bewegt, eingeschlafen ist. Zuletzt wird die Atmung analysiert, um Atemprobleme feststellen zu können. Mittels der AC-Leistung werden mögliche Atemaussetzer ermittelt und danach mittels Autokorrelation überprüft. Aufgrund der ermittelten Features erfolgt die automatische PSQI-Bestimmung. Zum Schluss werden diese Werte mit den tatsächlichen Werten verglichen. Ergebnis: Die geforderten Features werden mit relativ hoher Genauigkeit erkannt. Aufgrund der vielen subjektiven Komponenten, die einen grossen Einfluss auf das Ergebnis haben, treten jedoch vereinzelt hohe Abweichungen zum tatsächlichen PSQI-Wert auf. Die numerischen Daten werden häufig auf die Minute genau gemessen, während bei der manuellen Bewertung ungenauere Zeitangaben gemacht werden. Schlussendlich kann gesagt werden, dass der PSQI eine schwierige Referenz für die automatische Messung der Schlafqualität darstellt. Vielmehr müsste man ein eigenes Mass einführen, welches die messbaren Fakten einer einzelnen Nacht stärker berücksichtigt.
Diplomand Roger Mettler Examinator Prof. Dr. Guido Schuster Experte
Gabriel Sidler, Eivycom GmbH, Uster ZH
Themengebiet Digitale Signalverarbeitung Projektpartner
Phonak AG, Stäfa ZH
Roger Mettler
Automatische Ohrmodellerzeugung Von der Erfassung eines Ohrs mit einem 3-D-Scanner bis zur Erzeugung des Modells als Polygonnetz Ausgangslage: Die Form unseres Ohrs hat entscheidenden Einfluss auf die wahrgenommene Akustik. Um die akustischen Eigenschaften des Hörgeräts auf das individuelle Ohr anzupassen, wird die Geometrie des Hörgangs vorgängig erfasst. Für die Ohrmuschel wird hingegen ein durchschnittliches Ohr angenommen. Eine bessere Anpassung würde ein 3-D-Modell der Ohrmuschel voraussetzen. Als Ziel dieser Arbeit soll deshalb ein Prototyp realisiert werden, der auf einem bestehenden 3-D-Scanner aus einer Studienarbeit aufbaut und automatisch ein 3-D-Modell des erfassten Ohrs erstellt.
Skizze des 3-D-Scanners
Projizierter vertikaler und horizontaler Gray-Code während des Scan-Vorgangs
Vorgehen / Technologien: Die Kalibration des 3-D-Scanners, bestehend aus einem Projektor und drei Kameras, baut auf der «Camera Calibration Toolbox» für Matlab auf. Der Kalibrationsvorgang wurde so erweitert, dass er – bis auf das Erfassen des Kalibrationsmusters – automatisch abläuft. Zur Erfassung des Ohrs wird durch den Projektor ein GrayCode-Muster projiziert. Die so identifizierten Punkte werden unter Anwendung eigener Algorithmen in eine 3-D-Punktwolke des Ohrs zurückgerechnet. Um zum Schluss ein 3-DOhrmodell zu erhalten, wird mithilfe des «Poisson Surface Reconstruction»-Algorithmus ein Polygonnetz über die Punktwolke gelegt. Für Referenzmessungen wird ein Tetraeder eingescannt, dessen Seitenflächen in der Punktwolke mithilfe eines RANSAC-Algorithmus gefunden werden. Aus diesen können sämtliche Längen und Winkel abgeleitet und mit der Vorlage verglichen werden. Ergebnis: Ausgenommen von leichten Verzerrungen am Bildrand erwies sich die intrinsische Kalibration als sehr gut. Die verwendete extrinsische Kalibration ist weniger exakt, was zu leichten Skalierungsfehlern führt. Die Generierung der Punktwolke und die anschliessende Oberflächenrekonstruktion funktionieren sehr gut und stabil. Zu Fehlern kommt es hingegen, wenn sich das Objekt zu stark bewegt.
Resultierendes Ohrmodell als Polygonnetz nach der Oberflächenrekonstruktion
13
Diplomanden
Rico Derrer, Matthias Diethelm
Examinator Prof. Dr. Guido Schuster Experte
Gabriel Sidler, Eivycom GmbH, Uster ZH
Themengebiet Digitale Signalverarbeitung Projektpartner Rico Derrer
Insoric AG, Stein am Rhein SH
Matthias Diethelm
Präzise und schnelle digitale Echtzeit-FM-Demodulation für ein Rotationsmessgerät Verfahrensanalyse und Implementation Ausgangslage: Das Institut für Kommunikationssysteme ICOM an der Hochschule für Technik Rapperswil hat für die Firma Insoric AG in einer früheren Arbeit ein hochpräzises Rotationsmesssystem entwickelt. Das damals verwendete Verfahren ermöglicht eine stationäre Genauigkeit von 1 mHz bei einer Rotationsfrequenz von 20 Hz. In dieser Bachelorarbeit sollen alternative Frequenzbestimmungsmethoden evaluiert und umgesetzt werden. Dabei besteht das Ziel darin, ein Rotationsmesssystem zu entwickeln, welches gegenüber dem bestehenden System einen erweiterten Anwendungsbereich bei gleichbleibender Genauigkeit bietet.
Prototyp Vorder- und Rückseite
Blockschaltbild Extended-Kalman-Filter
Vergleich fMessung mit fReferenz
14
Vorgehen: Die Arbeit lässt sich grob in drei Bereiche aufteilen: Vorbereitung, Umsetzung und Auswertung. Die Vorbereitung beinhaltet unter anderem das Design und den Aufbau eines Prototypen. Die Literaturrecherche bezüglich verschiedener digitaler FM-Demodulationsverfahren und das Erstellen eines PC-Interfaces bilden weitere Bestandteile der Vorbereitung. In der Umsetzungsphase sollen die verschiedenen Verfahren in Matlab geprüft und das meist versprechende Verfahren gewählt werden. Dieses ist anschliessend in der Firmware umzusetzen. Während der Auswertung soll das System ausgetestet werden, um eine qualifizierte Aussage über die Genauigkeit und Geschwindigkeit zu ermöglichen. Ergebnis: Die Frequenzbestimmung durch einen Extended-Kalman-Filter EKF hat sich gegenüber den anderen getesteten Verfahren – Sampling Phase-Locked Loop (SPLL) und Polardiskrimination – am besten bewährt. Zur Bestimmung der Genauigkeit wurden mehrere Messungen im Bereich von 5 Hz bis 40 Hz gemacht und die gemessene Frequenz mit der Referenzfrequenz verglichen. Das verwendete EKF erreichte dabei eine relative Genauigkeit von unter zwei Promille. Nach erfolgreichem Verbindungsaufbau via Bluetooth wird innerhalb von 2,5 ms der erste Frequenzwert geliefert. Bei sprunglosen Frequenzveränderungen zeigt das EKF eine Zeitverzögerung von unter 0,5 s, womit das gewünschte Echtzeitverhalten erreicht wurde. Mit Blick auf zukünftige Erweiterungen dieser Arbeit kann gesagt werden, dass das Prinzip des Schätzers grosses Potential für die Frequenzmessung aufweist. Ein Unscented-Kalman-Filter UKF anstelle des EKF oder die dynamische Anpassung der Kovarianzmatrizen sind zwei der möglichen Ansätze.
Graduate Candidates Philipp Oehler, Tina Zweifel Examiner Prof. Dr. Guido Schuster
Philipp Oehler
Co-Examiner
Ramun Schmid, Schiller AG, Baar ZG
Subject Area
Digitale Signalverarbeitung
Project Partner
Schiller AG, Baar ZG
Tina Zweifel
Pseudo-vectorcardiogram From derivation to adaptive use Introduction: It is a fact that the heart is one of the most important organs in the human body, which makes it vital that medical practitioners diagnose abnormal functionalities. To record the electrical stimulation of the heart muscle, a helpful piece of equipment is the Electrocardiogram (ECG). The electrodes must be fixed on different positions on the body, so the difference of potential can be measured (so-called leads). There are several possibilities to get the vectorcardiogram (VCG) out of the ECG. Some of them are purely mathematical approaches; one other method is to measure it directly. In the following, we go into the mathematical way in detail.
Electrocardiogram with 12 standard leads I, II, III, aVR, aVL, aVF and V1 to V6
Stimulation of the heart muscle
Approach / Technologies: One method to convert the ECG into a VCG is Principal Components Analysis (PCA). PCA makes it possible to identify patterns in data. It searches the components with the highest variance in a certain direction, so that the new dataset is uncorrelated and orthogonal. Taking only the three most important components results in the VCG. The next step is to make it possible to use PCA in an adaptive way, so that the data can be handled consecutively. The Jacobi algorithm offers a brilliant opportunity for that. The eigenvectors of the covariance matrix are used to find the principal components. Instead of calculating the eigenvectors for every new symmetrical covariance matrix it is assumed that the diagonal matrix (containing the eigenvalues of the covariance matrix) do not change much. The Givens rotations do the rest to diagonalise it again and create new adapted eigenvectors for the next data block. Solution: The results clearly show the performance of the Jacobi Algorithm. It is a perfectly tailored method for our particular need. Having integrated the code, the eigenvectors converge very fast. Moreover, it can be easily implemented and with very few lines of code in an embedded system. In case of any signal perturbations, the Jacobi Algorithm reacts in a stable way and is still able to calculate eigenvectors.
Procedure of the Principal Components Analysis
15
Graduate Candidate
Eric Baumann
Examiner Prof. Dr. Jasmin Smajic Co-Examiner
Dr. Iossif Grinbaum, ABB Schweiz AG, Baden-Dättwil AG
Subject Area
Elektromagnetische Felder und Wellen
Project Partner
ABB Schweiz AG, Baden-Dättwil AG
Eric Baumann
Electro-magnetic field simulation of a synchronous machine Rotor eccentricity Introduction: ABB produces big synchronous engines which directly drive big ore mills without the need of a gear. To achieve this goal, the engine is built around the mill. This approach has already been successfully implemented. The rotors of these machines have a diameter of approximately 10 m with an air gap of only about 1,5 cm. Due to heat dissipation from the windings and heat created in the iron, both the rotor and the stator expand, which ultimately leads to rotor eccentricity.
Figure 1: The conductors (blue) of the stator excitation placed in the slots of the stator (green)
Objective: The degree to which possible rotor eccentricity affects the electrical and mechanical behaviour of the machines is as yet mostly unknown. The problem with such big machines is that the parameters which describe the machine cannot be that easily determined by actual measurement. Also, a mathematical approach using analytical expressions does not provide a promising approach. However, the field of computational electro-magnetics, which applies maths in a whole new way, offers a lot of potential. It is thus the goal of this bachelor thesis to set up a 2-D model of a small synchronous machine from the laboratory to see whether the computer model can accurately represent the behaviour of the machine. Result: The software which is used is called Ansys Maxwell. Using the CAD tool provided, a model can be conveniently drawn. After the materials and their properties have been defined and assigned the software allows for the display of a wide array of results, such as magnetic field configuration (vector field), resulting torque, inductance matrix, induced voltage etc. The results obtained from the simulation match the data obtained from the measurements very well. Thus computational electro-magnetics can serve as a powerful tool to describe the behaviour of electric machines with or without rotor eccentricity.
Figure 2: The magnetic flux density in proximity of the centre of the rotor depicted in vector form
Figure 3: The magnitude of the magnetic flux density in the whole machine
16
Diplomanden
Giorgio Di Pino, Stefan Glaus
Examinator Prof. Dr. Jasmin Smajic Experte
Dr. Iossif Grinbaum, ABB Switzerland Ltd., Baden-Dättwil AG
Themengebiet Elektromagnetische Felder und Wellen Projektpartner Giorgio Di Pino
ABB Switzerland Ltd., Baden-Dättwil AG
Stefan Glaus
Elektromagnetische Analyse eines Synchronmotors Einfluss der mechanischen Rotor-Exzentrizität auf das Verhalten eines Synchronmotors Ausgangslage: Mechanische Asymmetrie und Exzentrizität des Rotors beeinflussen die elektromagnetischen Eigenschaften eines Synchronmotors. Der Stator eines grossen Synchronmotors hat eine waagrechte Längsachse und ist normalerweise auf einem eigenen Fundament aufgesetzt und befestigt. Er dehnt sich bei der Erwärmung unabhängig vom Rotor aus, was eine Exzentrizität verursacht. Zusätzlich wird diese auch durch unsymmetrische Gehäusefestigkeiten und thermische Ausdehnung bei axialer Kühlung ausgelöst. Diese Exzentrizität löst eine asymmetrische Feldverteilung im Luftspalt der Synchronmaschine aus und erzeugt damit in den parallelen Zweigen der Statorwicklung einen Ausgleichstrom. Dies hat zu Folge, dass eine gewisse magnetische Gegenkraft und eine Verminderung des Drehmoments des Motors entsteht. Ausgleichströme in den Parallelzweigen
Ziel der Arbeit:
.. Wahl eines geeigneten Synchronmotors für die theoretische und experimentelle Untersuchung
.. Aufbau und Vorbereitung der Synchronmaschine für die Messungen .. Experimentelle Untersuchungen mit und ohne Exzentrizität der Synchronmaschine und Auswertung der Messergebnisse
Drehmomentkennlinie der drei Messungen mit unterschiedlicher Exzentrizität
Ergebnis: Die Seriestränge der Synchronmaschine wurden erfolgreich zu Parallelsträngen umverdrahtet, womit der Ausgleichstrom gemessen werden konnte. Die Synchronmaschine wurde so bearbeitet, dass sie im Originalzustand und mit Exzentrizität des Rotors gemessen werden konnte. Werden nun beide Messergebnisse miteinander verglichen, so ist ersichtlich, dass bei maximaler Exzentrizität der Ausgleichstrom in den Parallelsträngen gestiegen und das Drehmoment im Vergleich zur Nullstellung um 3% gesunken ist. Durch diese Beweise wurde die Berechnung der Ausgleichströme möglich.
Übersicht der Synchronmaschine und Entstehung der Parallelzweige der Statorwicklungen
17
Diplomand Christoph Fischbacher Examinator Prof. Dr. Jasmin Smajic Experte
Dr. Bogdan Cranganu-Cretu, ABB Switzerland Ltd., Baden-Dättwil AG
Themengebiet Elektromagnetische Felder und Wellen Projektpartner
ABB Switzerland Ltd., Baden-Dättwil AG
Christoph Fischbacher
Elektromagnetische Analyse eines trockenen Distributionstransformators Erstellung eines 2-D-Simulationsmodells Ausgangslage: Das moderne Design von trockenen Transformatoren basiert auf mathematischer Optimierung ihrer Ziele. Dazu gehören unter anderem die minimalen Mate rial- und Herstellungskosten, die bestmögliche Transformatorqualität und die vollständige Erfüllung der technischen Anforderungen. Um diese Ziele zu erreichen, müssen die Berechnungen der Transformatorkennwerte sehr schnell und genau sein. Ziel der Arbeit ist, eine analytische und numerische Berechnung des magnetischen Feldes, der Streuimpedanz und der magnetischen Kurzschlusskräfte eines trockenen Distributionstransformators zu simulieren.
Darstellung der magnetischen Feldstärke H in Abhängigkeit vom Abstand zum Schenkel (obere Trafohälfte)
Vorgehen: Anhand der Geometrie eines bestimmten Transformators werden die analytischen Methoden zur Berechnung der Trafoimpedanz und der Kurzschlusskräfte vorgestellt. Zur Überprüfung der erhaltenen Resultate werden die Ergebnisse mittels einer 2-D-Simulation verglichen. Das 2-D-Simulationsmodell der Trafowicklungen wird mit einer geeigneten Software bereitgestellt. Fazit: Von Hand und mit Matlab wurden die magnetische Feldstärke und die Kurzschlusskräfte für einen bestimmten Transformator berechnet. Mit Comsol wurde ein 2-D-Simulationsmodell der Trafowicklungen bereitgestellt, das sich in relativ kurzer Zeit simulieren lässt. Die erhaltenen Ergebnisse wurden grafisch dargestellt und verglichen. Das 2-D-Modell lässt sich einfach und relativ schnell für andere Geometrien desselben Transformatortyps abändern und simulieren. Da die für die Simulation geforderte Menge an Arbeitsspeicher grösser war als die vom benutzten Rechner bereitgestellte, wurde mit einem relativ groben Netz und dadurch mit einer geringen Anzahl Freiheitsgraden gearbeitet. Demnach kann mit einem leistungsfähigeren Rechner eine bessere Genauigkeit erreicht werden.
Darstellung der magnetischen Feldstärke H in Abhängigkeit vom Abstand zum Schenkel (untere Trafohälfte)
2-D-Simulationsmodell der Transformatorwicklungen
18
Diplomanden
Matthias Camenzind, Marco Kuoni
Examinator Prof. Reto Bonderer Experte
Urs Reidt, Hamilton Medical AG, Bonaduz GR
Themengebiet Embedded Software Engineering Matthias Camenzind
Marco Kuoni
Disturber zur Generierung von reproduzierbarem Fehlverhalten des CAN-Busses CANdisturber Ausgangslage: Beim von der Firma Bosch spezifizierten CAN-(Controller Area Network-) Standard handelt es sich um ein asynchrones, serielles Feldbussystem. CAN wird häufig zur Vernetzung von Steuergeräten in Fahrzeugen sowie in der Automatisierungstechnik verwendet. CAN ist Multi-Master-fähig und regelt den Buszugriff nach dem CSMA / CR(Carrier Sense Multiple Access / Collision Resolution: «Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung und Kollisionsauflösung»-) Verfahren, wenn mehrere Teilnehmer gleichzeitig Daten senden möchten. Des Weiteren verwendet CAN eine zyklische Redundanzprüfung (CRC) für die Datensicherung. Das Bussystem wird meist mit drei Leitungen ausgeführt; zwei Datenleitungen, die mit Differenzsignalen arbeiten sowie eine Masseleitung.
Einsatzmöglichkeiten des CANdisturber
Hauptbildschirm des CANdisturber GUI
Ziel der Arbeit: In dieser Bachelorarbeit soll ein CANdisturber erarbeitet werden, der an einen zu testenden CAN-Bus angehängt werden und defekte Frames und Bitfolgen generieren kann. Es sollen dabei Defekte der Form, des Timings und der elektrischen Parameter generiert werden. Dabei soll die Reaktion der restlichen Busteilnehmer auf diese Fehlerzustände analysiert werden. Um dieses Ziel zu erreichen, soll die entsprechende Hard- und Software entwickelt werden. Ergebnis: Als Grundlage des CANdisturbers musste zunächst ein geeigneter Mikrocontroller gefunden werden, der den hohen Timing-Anforderungen des CAN-Standards genügt (bis zu 1 MHz, High Speed CAN). Dabei wurde ein Altera Cyclone II FPGA verwendet, auf dem ein Altera Nios II Softcore implementiert wurde. Der eigentliche CAN-Controller wurde ausserhalb des Softcores, direkt auf dem FPGA, als eine in Verilog beschriebene Hardware umgesetzt. Die nötigen Manipulationen für das Generieren von Fehlerzuständen in Frames und Bitfolgen wurden direkt im CAN-Controller realisiert. Für die Manipulationen der elektrischen Parameter wurde eine Leiterplatte entworfen und produziert. Das gesamte System wird von einer grafischen Benutzeroberfläche bedient und überwacht. Am Ende der Arbeit konnten alle im Pflichtenheft verlangten Fehlerzustände umgesetzt werden. Einzig das Einstellen der Spannungspegel auf dem Bus ist mit dem aktuellen Stand der Hardware nur eingeschränkt möglich.
CANdisturber-Leiterplatte
19
Graduate Candidate
Andreas Ziegler
Examiner Prof. Reto Bonderer Co-Examiner
Urs Reidt, Hamilton Medical AG, Bonaduz GR
Subject Area
Embedded Software Engineering
Project Partner
Sportec AG, Höri ZH
Andreas Ziegler
Mobile Data Logger Mobile data logger for recording decentrally captured dynamic motor vehicle data Problem: The company Sportec AG from Höri ZH is a professional tuner for cars and is also active in motor sports. To analyse and optimise the driving dynamics of racing cars, Sportec AG needs a measurement system. With this system it should be possible to mea sure highly dynamic processes, like length changes of the dampers. At the same time, slow processes like the oil temperature should also be captured over a longer time, and the position of the car should be logged by the system with a GPS receiver. Because of the rough environment, the A / D converters should be placed close to their sensors. To reach this goal, the system will be realised as a distributed system with data acquisition (DAQ) modules, which already exist, and with a central data logger.
The position of the DAQ modules and the mobile data logger
The use case diagram of the mobile data logger software
The PandaBoard
20
Proceeding: In the analysis, the specification for the mobile data logger has to be undertaken as the first step, according to the job description. In the next step, the best fitting hardware has to be evaluated and ordered. After the hardware is chosen, the development of the software, starting with the analysis and followed by the design and the implementation, must be carried out. At the end the whole mobile data logger (hardware and software) has to be tested. Result: The PandaBoard running Ubuntu Core was chosen as the embedded platform. Ubuntu Core has a very small footprint but still allows for the installation of a lot of stan dard Linux packets. The mobile data logger software allows five DAQ modules to connect over a WLAN. Over these connections, the DAQ modules are configured and the mea surement started and stopped. With IEEE802.15.4 broadcast messages every 250 ms over an XBee module, the five DAQ modules are kept in sync. The sensor data which the DAQ modules send over WLAN are received by the mobile data logger software and saved to a file on an SD card.
Diplomanden
Theo Brunner, Christian Winterhalter
Examinator Prof. Reto Bonderer Experte
Urs Reidt, Hamilton Medical AG, Bonaduz GR
Themengebiet Embedded Software Engineering Theo Brunner
Christian Winterhalter
Netzmonitor zur Überwachung der 230-V-Hausinstallation Webbasierte, ereignisgetriggerte Netzqualitätsüberwachung Ausgangslage: Es kommt nicht oft vor, trotzdem hat es schon fast jeder erlebt: Nach einem Stromausfall funktionieren Kaffeemaschine oder Computer nicht mehr so, wie sie eigentlich sollten. Eine Störung im Elektrizitätswerk oder in einer Verteilstation verursacht eine zu hohe Netzspannung, zum Beispiel durch einen Nullleiterunterbruch. Wenn dadurch elektronische Geräte beschädigt werden, ist es schwierig, gegen den Elektrizitätsversorger vorzugehen, da meistens die nötigen Beweise fehlen.
Konzeptioneller Aufbau des Netzmonitors
Aufgabenstellung: Ziel dieser Bachelorarbeit war die Entwicklung eines Netzmonitors. Dieser soll es ermöglichen, eine quantitative Aussage über die Qualität der Netzspannung zu machen. Der Strom und die Spannung werden gemessen und daraus verschiedene Wechselstromgrössen wie Wirk-, Schein- und Blindleistung sowie der Anteil der vorhandenen Oberwellen berechnet. Bei auftretenden Abweichungen vom Normalfall werden die Messdaten während einer bestimmten Zeit aufgezeichnet und abgespeichert. Ergebnis: Das Ergebnis dieser Arbeit ist die Konzeption und Umsetzung eines webbasierten Netzmonitors, der zwischen Netz und Verbraucher angeschlossen wird. Über den integrierten Webserver kann der Netzmonitor konfiguriert sowie der aktuelle Status des Systems abgefragt werden. Zudem können über das Webinterface Trigger eingestellt werden. Sprechen diese an, wird das Ereignis geloggt und die Daten des betroffenen Zeitabschnitts abgespeichert. Um eine quantitative Aussage über die Qualität der Netzspannung zu ermöglichen, werden die harmonischen Oberwellen bis 10 kHz berechnet und grafisch dargestellt.
Ansicht des Webinterface
Aufbau der Hardware
21
Diplomanden
Roger Helbling, Jonas Pult
Examinator Prof. Reto Bonderer Experte
Urs Reidt, Hamilton Medical AG, Bonaduz GR
Themengebiet Embedded Software Engineering Roger Helbling
Jonas Pult
Testbench für die automatisierte Testdurchführung von Embedded Software Den Vorteil der automatisierten Tests im Embedded-Bereich nutzen Ausgangslage: Um die Funktionalität einer Software zu garantieren, muss diese vor der Freigabe geprüft werden. Dies kann aber aufgrund der Komplexität viel Zeit und Kosten in Anspruch nehmen, weshalb die Verwendung automatisierter Tests in der Entwicklung von PC-Software bereits etabliert ist. Zudem können solche Tests jederzeit ohne grossen Aufwand repetiert und reproduziert werden, was die allfällige Fehlersuche beschleunigen kann. Im Bereich Embedded Software gestalten sich diese Tests etwas schwieriger, da der Softwareablauf oft durch elektronische Signale mit Echtzeitanforderung beeinflusst wird.
Von der Testbench generiertes Signal zur Prüfung des Schmitt-Triggers
Ziel der Arbeit: Es soll eine Testbench entwickelt werden, die den Vorteil der automatisierten Tests im Embedded-Bereich zulässt. Dazu gehört die Erstellung einer geeigneten Hardware, welche Signale generiert und überprüft. Wird eine neue Softwareversion zur Freigabe in das Versionsverwaltungssystem geladen, soll die Testbench den Test starten und das Ergebnis abspeichern. Ergebnis: Es wurde ein Prototyp mit einem ARM Cortex-M4F entwickelt, der mit einfachen Instruktionen gesteuert werden kann und so die nötigen Signale generiert. Für die Konfiguration der Testbench wurde eine Software erstellt, die unter anderem einen Assistenten zur grafischen Erstellung der Testsignale enthält. Auf dem Computer der Testbench übernimmt die webbasierte Software Jenkins die Kontrolle und steuert den Ablauf der Tests, welcher wie folgt aussieht:
Software zur Konfiguration der Testbench inklusive Assistent zur grafischen Signalerstellung
.. Entwickler lädt neue Softwareversion ins Versionsverwaltungssystem .. Jenkins lädt diese herunter und kopiert sie auf die Hardware .. Test wird auf dem Embedded System durchgeführt .. Resultate werden von Jenkins empfangen .. Für die Rückmeldung an den Entwickler werden die Ergebnisse ins Versions verwaltungssystem geladen
Hardwareaufbau mit aufgestecktem Testobjekt
22
Diplomanden
Stefan Helbling, Fabian Vogt
Examinator Prof. Erwin Brändle Experte
Theo Scheidegger, swens GmbH, Schänis SG
Themengebiet Embedded Systems Stefan Helbling
Fabian Vogt
Multiprocessor-Network CAN / SPI Aufbau eines Multiprozessor-Netzwerkes zur gezielten Evaluierung der beiden Bussysteme Ausgangslage: Am IMES, Institut für Mikroelektronik und Embedded Systems der HSR, werden innovative Lösungen auf dem Gebiet der eingebetteten Systeme entwickelt und umgesetzt. In einem zeitnahen Kundenauftrag soll ein in die Jahre gekommenes Analysegerät mit einer komplett neuen Steuerelektronik ausgerüstet werden. Die bis heute verwendete Elektronik basiert auf einem zentralen Rechner, welcher über komplizierte Verkabelung alle Peripherieeinheiten ansteuert. Für das neue System sollen verschiedene dezentrale Mikrocontroller verwendet werden, welche über einen galvanisch getrennten Bus miteinander kommunizieren.
Blockschaltbild des gesamten Netzwerkes
Ziel der Arbeit: Für das neue Analysegerät soll evaluiert werden, welches Bussystem sich zur Kommunikation zwischen den einzelnen Mikrocontrollern am besten eignet. Im Fokus der Analyse stehen die Bussysteme CAN (Controller Area Network) und SPI (Serial Peripheral Interface). Schwerpunkte der Arbeit:
.. Aufbau eines Multiprozessor-Netzwerkes mit mindestens fünf Teilnehmern .. Untersuchung galvanisch getrennter CAN- und SPI-Transceiver bezüglich System tauglichkeit
.. Prüfung des Software- und Hardwareaufwandes Durch die gewonnenen Erkenntnisse sollen Empfehlungen für die Konzipierung und Umsetzung abgegeben werden können.
Datenmessung auf dem CAN- und SPI-Bus mittels LogicPort
Ergebnis: Mithilfe des aufgebauten Multiprozessor-Netzwerkes haben wir eine detaillierte Einsicht in die Einsatzgebiete und den Implementationsaufwand der beiden Bussysteme erhalten. SPI eignet sich besonders für Systeme mit hohen Datenraten, grossen Datenvolumen sowie flexiblen Übertragungsgeschwindigkeiten. Durch das Master-Slave-Prinzip hat der SPI-Master stets die volle Kontrolle über das Netzwerk. Bei Anwendungen, in welchen grosse Distanzen, einfache Erweiterbarkeit und hohe Störfestigkeit gefordert werden, eignet sich hingegen CAN besser.
Aufbau des Multiprozessor-Netzwerkes
23
Diplomand Lukas Kofmehl Examinator Prof. Erwin Brändle Experte
Theo Scheidegger, swens GmbH, Schänis SG
Themengebiet Embedded Systems Lukas Kofmehl
Testbed for Robot Chassis Eine Testumgebung für autonom agierende Roboter mit seitlich angebrachten Antriebsrädern
Eurobot Roboter der Hochschule für Technik Rapperswil
Systemgrenze des Prüfstandes
Ausgangslage: Sehr oft basieren Fahrwerke von autonom agierenden Robotern auf zwei seitlich angebrachten Antriebsrädern. Komplexe Trajektorien lassen sich mit diesem Antriebskonzept relativ einfach berechnen und es lassen sich damit gewünschte Routen fahren. Beim Testen und Debuggen von sich bewegenden Robotern ergeben sich jedoch erhöhte Schwierigkeiten, da sich das Gefährt ständig fortbewegt. Damit die Qualität der Fahreigenschaften von zweirädrigen Robotern auch stationär getestet werden kann, wurde in einer vorangegangenen Projektarbeit der mechanische Aufbau für einen Roboterprüfstand entwickelt. Dieser Prüfstand besteht im Wesentlichen aus zwei Rollen, welche je mit hochauflösenden Inkremental-Encodern ausgerüstet sind. Auf diesen massiv gelagerten Rollen laufen die Antriebsräder des zu testenden Roboters. Aus den beidseitig gemessenen Inkrementen lassen sich verschiedene Grössen berechnen und ableiten wie: Wegstrecke, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Drehwinkel etc. Aufgabenstellung: In dieser Arbeit soll der mechanische Aufbau des existierenden Roboterprüfstandes wo notwendig optimiert und als Themenschwerpunkt mit einer geeigneten Auswertesteuerung und Visualisierung ergänzt werden. Die Fahrbewegungen des zu prüfenden Roboters sollen mithilfe einer geeigneten, auf Mikrocontroller basierten Steue rung erfasst und ausgewertet werden. Die zu entwickelnde Steuerung muss in der Lage sein, die ermittelten Fahrparameter, wie z. B. Wegstrecke, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Drehwinkel zweckmässig darzustellen. Notwendige Einstellungen wie auch die Bedienungen des Prüfstandes müssen einfach und direkt an der Steuerung vorgenommen werden können. Die errechneten Fahrbewegungen wie auch die Rohwerte der beiden Inkremental-Encoder sollen über eine geeignete USB-Schnittstelle an einen PC übertragen werden können. Auf diesem PC sollen die erhaltenen Fahrdaten mittels eines geeigneten GUI zweckmässig visualisiert und echtzeitnah dargestellt werden. Ein geeignetes Kommunikationsprotokoll zwischen Steuerung und PC ist zu definieren. Ergebnis: Die in der Aufgabenstellung formulierten Ziele und Anforderungen konnten erreicht werden. Mit einem bestehenden Roboter-Chassis konnten umfangreiche Tests durchgeführt werden. Diese Tests zeigen, dass die erfassten Fahrbewegungen erfolgreich durchgeführt und zweckmässig visualisiert werden können.
Fertiger Prüfstand mit Roboter-Chassis
24
Diplomand Matthias Hinder Examinator Dr. Martin Geidl Experte
Dr. Walter Sattinger, Swissgrid AG, Laufenburg AG
Themengebiet Energiesysteme Projektpartner
Swissgrid AG, Laufenburg, AG
Matthias Hinder
Analyse der direkten Leiterseiltemperaturmessungen auf einer 220- und einer 380-kV-Leitung Aufbereitung der Messdaten Ausgangslage: Die Swissgrid AG führt seit März /April 2012 an mehreren Hochspannungsmasten der Habsburgleitung wie auch an der Berninaleitung verschiedene Messungen durch. Dabei werden Leiterseiltemperaturen, Luftfeuchtigkeit, Globalstrahlung, Windgeschwindigkeit und 3-D-Windrichtung in einer zeitlichen Auflösung von 1 bis 10 Minuten gemessen. Die erfassten Daten werden via Datenlogger und GSM-Übertragung in eine zentrale Datenbank der Meteodat GmbH übermittelt, dort aufbereitet und archiviert.
Leiterseiltemperatursensor emo der Firma Micca
Ziel der Arbeit: Die Messdaten sollen in Kombination mit den Betriebsdaten, d. h. Strömen, analysiert, Auswirkungen der verschiedenen meteorologischen Einflüsse auf die Seiltemperatur erörtert und die aussagekräftigen Erkenntnisse aufgezeigt werden. Auch sollen weitere Erkenntnisse über die sogenannte «Hot-Spot»-Problematik erlangt werden. All diese Erkenntnisse werden als Grundlage für zukünftige Entscheide verwendet, um das Übertragungsnetz so sicher und effizient wie möglich zu machen. Ergebnis: Aus der Analyse der Messdaten konnten wertvolle Erkenntnisse gezogen und das Verständnis für das thermische Verhalten der Leitungen weiter vertieft werden. Die Analyse der Daten hat folgende Ergebnisse zu den Einflüssen auf die Leiterseiltemperatur ergeben:
.. Leitungsstrom: 1,2 bis 2,8 °C Erwärmung pro 100 A .. Thermische Trägheit: 7 bis 15 Minuten .. Luftfeuchtigkeit: 0,49 bis 0,74 °C Kühlung pro 10% .. Globalstrahlung: 0,75 bis 0,93 °C Erwärmung pro W / m2 .. Wind: 3,0 bis 4,0 °C Kühlung pro 2 m / s Bezüglich «Hot-Spot»-Situationen hat sich ergeben, dass diese immer zu Gegebenheiten Tagesmessung der Übertragungskapazität und der Leiterseiltemperaturen entstanden, an denen der Wind sehr gering, also weniger als 1,5 m / s und die Luftfeuchtigkeit kleiner als 60% war. Sicherlich spielen die anderen Umgebungsbedingungen dabei auch eine Rolle, dennoch sind die beiden letztgenannten Faktoren die einflussreichsten.
Messstandort an der Habsburgleitung
25
Diplomand Thomas Hunziker Examinator Alfred Züger Experte
Prof. Martin Wiederkehr, FHNW, Windisch AG
Themengebiet Energiesysteme Projektpartner
Schweizerische Bundesbahnen (SBB), Etzelwerk AG, Altendorf SZ
Thomas Hunziker
Ausbau des Pumpspeicherkraftwerks Etzelwerk Vorstudie
Hochwasserschutz Zürich
Problemstellung: 2005 war die Stadt Zürich wegen der Sihl nur knapp einer Hochwasserkatastrophe entgangen. Für den längerfristigen Hochwasserschutz an der Sihl prüfen die Kantone Zürich und Schwyz verschiedene Konzepte. Eines dieser Konzepte sieht vor, die bestehenden Kraftwerksanlagen der SBB in Altendorf mit einem Pumpspeicherkraftwerk zu ergänzen. Bei drohendem Hochwasser sollen die überschüssigen Wassermassen über ein zusätzliches Triebwassersystem zwischen dem Sihl- und Zürichsee zur Strom erzeugung genutzt werden. Auch aus energiewirtschaftlicher Sicht gewinnen Pumpspeicherkraftwerke immer mehr an Bedeutung. Wegen des stetigen Ausbaus von Wind- und Sonnenkraftwerken mit fluktuierenden Leistungen ist die Nachfrage nach Kraftwerken, welche schnell und gezielt Leistung produzieren bzw. reduzieren können, ständig gestiegen. Hier stellen Pumpspeicherkraftwerke eine technisch ausgereifte und verhältnismässig günstige Lösungsvariante dar. Ziel der Arbeit: In der Arbeit soll ein Konzept für die Zentrale, die elektromechanische Ausrüstung und die Energieableitung des neuen Pumpspeicherkraftwerks erarbeitet werden. Dabei müssen die Anlagen den aktuellen und zukünftigen energiewirtschaftlichen Anforderungen gerecht werden. Dazu sollen die verschiedenen Betriebsarten von Wasserkraftanlagen analysiert und die elektromechanische Ausrüstung dementsprechend ausgelegt werden. Die Überlegungen zur Ausführung der Zentrale sollen anhand von anschaulichen Beispielen erklärt werden. Im Weiteren sollen konzeptionelle Überlegungen betreffend der Energieableitung vom Motorgenerator in das Verbundnetz ausgeführt werden. Ergebnis: Das SBB-Netz ist sehr stark vom aktuellen Betrieb des bereits bestehenden Pumpspeicherwerks abhängig und darf durch einen Ausbau nicht eingeschränkt werden. Aus diesem Grund soll parallel zum bestehenden Etzelwerk zusätzlich ein neues Kraftwerk mit Anbindung an das Drehstromnetz gebaut werden. Die Zentrale wird dabei unterirdisch als Kaverne ausgeführt. Vier drehzahlvariable Maschinensätze (Varspeed) sollen zum Einsatz gelangen. Durch die Drehzahlvariabilität kann die Leistung auch im Pumpbetrieb reguliert werden, was die Flexibilität des Pumpspeicherwerks weiter erhöht. Als elektrische Maschinen könnten doppeltgespeiste Asynchronmaschinen mit je einer Leistung von 140 MVA eingesetzt werden. Das Pumpspeicherwerk soll an die in der Nähe befindliche 380 kV Freileitung angeschlossen werden. Eine Energieableitung auf das SBB-Netz ist im Rahmen dieser Arbeit nicht geplant.
Hydraulisches Konzept
26
Diplomanden
Patrick Haltmann, Lukas Röllin
Examinator Dr. Martin Geidl Experte
Prof. Dr. Petr Korba, ZHAW, Winterthur ZH
Themengebiet Energiesysteme Projektpartner Patrick Haltmann
Swissgrid AG, Laufenburg AG
Lukas Röllin
Ausbildungsmodul zum Thema Lastfluss in elektrischen Netzen Lehr- und Lernunterlagen für Operatoren im Netzbetrieb Ausgangslage: Bei der nationalen Netzgesellschaft Swissgrid werden Mitarbeitende in einem internen Aus- und Weiterbildungsprogramm in ihrem jeweiligen Tätigkeitsbereich lizenziert. Nach erfolgreichem Absolvieren dieser Ausbildung erlangen die Operatoren eine Lizenz, die sie zur vollumfänglichen Ausübung ihrer Tätigkeit ermächtigt. Im Zuge der Erstellung aller Module dieser Ausbildung wurde uns die Aufgabe übertragen, im Bereich der Grundlagen ein Modul vollständig zu erstellen. Dieses Modul behandelt die Thematik des Lastflusses in elektrischen Netzen. Die Vermittlung des Themas soll den aktuellen didaktischen Anforderungen entsprechen.
Visualisierung der Leitungsparameter
Nasenkurve eines 2-Knoten-Systems
Vorgehen: Zu Beginn war es wichtig, die Grundlagen zur Erstellung des Moduls im Selbststudium zu erarbeiten. Dies beinhaltete das Lesen von unterschiedlichen Quellen. Bevor mit der Arbeit begonnen werden konnte, bedurfte es einer Abschätzung bezüglich des Vorwissens der Teilnehmenden. Nach der Unterteilung des Themas in vier Unterthemen wurden die dazugehörigen Lernziele definiert. Sie bildeten die Grundlage, um die Lerninhalte zu erarbeiten und sie in die entsprechenden Unterrichtsmethoden zu verpacken. Der Unterricht wird vor allem von Aufgaben und Simulationen begleitet. Zum Schluss wurde ein Fragekatalog mit einer Auswahl möglicher Fragen für die Lizenzierungsprüfung erstellt. Ergebnis: Die erarbeiteten Grundlagen im didaktischen Bereich werden in der Dokumentation zusammenfassend beschrieben. Damit sind alle Methoden, welche für die Durchführung des Moduls von Bedeutung sind, kompakt und übersichtlich festgehalten. Mit dem Abschluss der Arbeiten konnten den zukünftigen Referierenden sämtliche Unterlagen zur Verfügung gestellt werden, die sie für die Vermittlung des Themas benötigen. Es werden je nach Thema unterschiedliche Unterrichtsmethoden verwendet, so dass die Teilnehmenden, wann immer möglich, aktiv in den Unterricht eingebunden sind. Es wird stets versucht, die Teilnehmenden nicht mit komplizierter Theorie zu überfordern, sondern den Fokus auf praxisrelevante Themen zu lenken. Für die interessierte Leserschaft stehen jedoch ausführliche Zusatzkapitel mit Hintergrundinformationen zur Verfügung. Die erstellten Unterlagen bilden eine erste durchführbare Variante des Moduls und sind durchaus ausbau- beziehungsweise anpassungsfähig. Sie sollten stets den aktuellen arbeitsspezifischen Anforderungen der Operatoren angepasst werden.
PowerWorld-Simulationsbeispiel eines 2-Knoten-Systems
27
Diplomanden
Reto Brunold, Marc Peter
Examinator Dr. Martin Geidl Experte
Frank Pleuler, Swissgrid AG, Laufenburg AG
Themengebiet Energiesysteme Projektpartner Reto Brunold
Swissgrid AG, Laufenburg AG
Marc Peter
Untersuchung des Stromverbrauchs und Identifikation von Verbrauchsverschiebungspotential Verbrauchskontingentierung bei Strommangellagen Ausgangslage: Mit der geplanten Umsetzung der vollständigen Liberalisierung des Strommarktes und dem wachsenden Einfluss von erneuerbaren Energien nehmen die Herausforderungen für ein stabiles Netz stark zu. Unterbrüche oder Engpässe der elektrischen Energieversorgung fügen der Wirtschaft einen beachtlichen finanziellen Schaden zu. Im Falle einer Energiemangellage würde die OSTRAL (Organisation für Stromversorgung in aussergewöhnlichen Lagen) die Angebots- und Verbrauchslenkung koordinieren. Für diese Koordinationsaufgaben sind genaue Kenntnisse über das Verbrauchsverhalten notwendig. Ziel der Arbeit: Diese Arbeit soll das Bezugsverhalten in den folgenden Sektoren aufzeigen: Haushalte, Verkehr, Landwirtschaft, Industrie, Dienstleistungen Energiebedarf im Dienstleistungssektor in GWh
Dabei soll der Energiebedarf einzelner Branchen und Bereiche verifiziert werden. Mittels Lastprofilen soll das typische Lastverhalten der verschiedenen Verbrauchergruppen analysiert werden. Mit den Lasterkenntnissen sollen Möglichkeiten zur Verbrauchsreduktion und Nachfrageflexibilisierung aufgezeigt werden. Ergebnis: Im Sinne einer Metastudie wurden Recherchen betrieben und Firmen über ihren Energieverbrauch befragt. Sämtliche Branchen der jeweiligen Sektoren wurden mittels Top-down-Methode analysiert. Um das Verbrauchsverhalten untersuchen zu können, wurde ein Matlab-Tool entwickelt, welches interaktive 3-D-Lastprofile generiert. Die Profile ermöglichen ein detailliertes Verständnis über das Verbrauchsverhalten der einzelnen Sektoren. Im Falle von Versorgungsengpässen kann mithilfe der Erkenntnisse dieser Bachelorarbeit die Energieabhängigkeit der einzelnen Branchen abgeschätzt werden, um anschliessend entsprechende Massnahmen bezüglich Rationierung zu vollziehen.
Strassenbeleuchtungen grösserer Gemeinden in MWh
Normiertes Lastprofil des Energiebedarfes der Schweiz
28
Diplomand Michael Schnyder Examinator Prof. Guido Keel Experte
Dr. Robert Reutemann, Miromico AG, Zürich
Themengebiet Mikroelektronik Michael Schnyder
Integrierter LCD-Display-Treiber Entwicklung eines IP-Blocks für Mixed Signal ASIC Ausgangslage: Mobile elektronische Systeme sollten möglichst wenig Energie verbrauchen, damit die Batterien eine lange Lebensdauer haben. Dabei kommen in solchen Systemen oft LCD-Displays zum Einsatz, welche durch einen Mikrokontroller angesteuert werden. Ein Beispiel solcher Systeme zeigt die Abbildung 1. Häufig werden Messsysteme benötigt, welche die Messwerte direkt ausgeben können. Für Low-Power-Anwendungen kommen dabei oftmals ASIC zum Einsatz, welche jedoch die Ansteuerung der LCD-Displays nicht implementiert haben.
Abbildung 1: Anwendungsbeispiel LCD-Display-Treiber
Abbildung 2: LCD-Display-Treiber Layout
Ziel der Arbeit: In dieser Arbeit soll auf einer 350-nm-Technologie ein integrierter LCDDisplay-Treiber entwickelt werden, welcher unterschiedliche LCD ansteuern kann. Die Schaltung soll je nach Grösse des LCD-Displays flexibel erweiterbar und möglichst stromsparend sein. Die Ansteuerung der Displays soll dabei über Leitungen, die einem Multiplexverfahren unterzogen wurden, realisiert werden. Ergebnis: Die Schaltung besteht aus fünf verschiedenen Blöcken, welche es im Ganzen ermöglichen, Displays im Multiplexverfahren anzusteuern. Die Daten, die auf dem Display ausgegeben werden sollen, werden über den seriellen Dateneingang (SR_DATA) in ein Schieberegister (Speicher) eingelesen und im Kontroll-Logik-Block weiterverarbeitet. Die erzeugten Backplane- und Segmentleitungssignale wechseln ihre Spannungen nach einem Algorithmus, welcher durch die 4MUX-Methode gegeben ist. Nebst den gegebenen Betriebsspannungen (VDDA und VSSA) benötigt die Schaltung für das 4MUX-Verfahren zwei weitere Spannungen (VLCD1, VLCD2), die ebenfalls im Mikrochip durch eine integrierte Ladungspumpe (Charge Pump) generiert werden. Das Layout und die Schaltung sind so aufgebaut, dass sie ohne grossen Aufwand für grössere LCD-Displays erweitert werden können.
Abbildung 3: LCD-Display-Treiber Top-Schema
29
Diplomanden
Nadine Boos, Roger Fässler
Examinator Prof. Guido Keel Experte
Dr. Robert Reutemann, Miromico AG, Zürich
Themengebiet Mikroelektronik Nadine Boos
Roger Fässler
Messung von Kapazitäts-Arrays Realisiert mit einer diskreten Elektronik Aufgabenstellung: Hintergrund dieser Arbeit ist eine vorangegangene Studienarbeit, in welcher Kapazitätssensoren benutzt wurden, um die Druckverteilung einer liegenden Person auf einer Matratze zu messen. Mit diesem Verfahren ist es möglich, das Bewegungsverhalten aufzuzeichnen, wodurch anschliessend auf das Schlafverhalten dieser Person geschlossen werden kann. Bei dieser Arbeit wurde ein auf dem Markt erhältliches (kommerzielles) Sensor-Interface benutzt, um die Kapazitätssensoren auszuwerten. Die Aufgabe bestand darin, eine diskrete Elektronik zu entwerfen, mit der ein Array von kapazitiven Sensoren effizient und präzise ausgemessen werden kann. Die Anforderung an das Schaltungskonzept bestand darin, dieses so auszuarbeiten, dass es zu einem späteren Zeitpunkt in einem applikationsspezifischen IC (ASIC-Design) implementiert werden kann. Blockschaltbild
Prototype PCB-Messschaltung
GUI mit Messresultaten
30
Vorgehen: Nach intensiver Einarbeitung in das Thema der Kapazitätsmessung und der Analyse von existierenden Schaltungen wurde ein geeignetes Schaltungskonzept entworfen, welches nur den variablen Teil der Kapazität misst und die Grundkapazität wegkompensiert. Mithilfe einer Simulation wurde das Konzept vor der Umsetzung auf einem PCB überprüft. Parallel zum PCB-Design ist die komplette Ansteuerung in VHDL für ein FPGADevelopment-Board realisiert worden. Nach Inbetriebnahme und ersten Messversuchen wurde die Schaltung weiter optimiert, um die Messresultate zu präzisieren. Durch ein GUI wurde die gesamte Steuerung der Messschaltung zusätzlich vereinfacht und die Messresultate wurden optimal dargestellt. Ergebnis: Entstanden ist eine Messschaltung, welche sich komplett über ein GUI kalibrieren und steuern lässt. So kann eine oder mehrere Kapazitäten aus einem Array von 64 Kapazitäten adressiert werden. Die Schaltung misst diese nacheinander aus und sendet die Daten zur Auswertung und zur grafischen Darstellung an den PC. Bei der Auswertung der Messresultate wurde eine Standardabweichung von ± 2 fF erreicht. Der Messaufbau gibt einen guten Ausblick auf die Möglichkeit der Messung von Kapazitäten für ein späteres ASIC-Design und deren Limitierung aufgrund des gewählten Schaltungskonzepts.
Diplomanden
Dany Abplanalp, Anina Schälle
Examinator Prof. Dr. Paul Zbinden Experte
Dr. Robert Reutemann, Miromico AG, Zürich
Themengebiet Mikroelektronik Dany Abplanalp
Anina Schälle
Realisierung eines Sigma-Delta-Wandlers als Semi-Custom-Schaltung Überarbeitung des Referenzprojekts für CAS-MEA-Studierende im Tanner EDA Tool Ausgangslage: Die Firma Microdul bietet mit dem MD500 einen interessanten Semi-Custom-Array an. Er beinhaltet neben einer Vielzahl von n- und p-Transistoren für digitale und analoge Anwendungen auch Kapazitäten, Widerstände und weitere Elemente. Die Grundausstattung erlaubt es, einfache Sensorinterfaces zu realisieren. Aufgabenstellung: Weil Microdul kürzlich den CAD-Flow von Simmetrix auf Tanner EDA Tools umgestellt hat, muss nun auch Erfahrung mit dem Tanner Designflow gesammelt werden. Der MD500 dient als Grundlage für die Projektarbeit beim CAS Mikroelektronik Analog der HSR. Die HSR ist deshalb daran interessiert, praktische Erfahrungen mit dem neuen CAD Designflow zu erlangen und das Referenzprojekt für das CAS MEA auf den neuen Designflow zu portieren. Folgende Teilfragen werden in dieser Arbeit beleuchtet: Blockschaltbild: Sigma-Delta-Wandler
.. Theorie: Einarbeitung in die Theorie der Sigma-Delta-Modulatoren .. Implementierung: Realisierung des Referenzprojektes auf dem Semi-Custom-Array MD500 von Microdul
.. Dokumentation: Designanleitung und Datenblatt für die Studierenden des CAS MEA Ergebnis: Für eine Systemanalyse der Schaltung wurde ein High-Level-Modell des Referenzprojektes in Matlab erstellt. Die Schaltung wurde sowohl im Tanner-Schema-Editor als auch im Layout-Editor vollständig realisiert und ist bereit für die Herstellung von TestChips. Um das Verhalten der Chips zu verifizieren, wurde ein Datenblatt der Schaltung erstellt. Für die Studierenden des CAS MEA wurde zusätzlich eine Designanleitung des Referenzprojektes erstellt.
Sinus-Eingang und Bitstream
MD500 Basis Array mit Layout des Sigma-Delta-Wandlers
31
Graduate Candidate
Dumeni Manatschal
Examiner Prof. Dr. Heinz Mathis Co-Examiner
Stefan Hänggi, Enkom AG, Gümligen BE
Subject Area
Mobilkommunikation
Project Partner
Anapico AG, Zürich
Dumeni Manatschal
Digital IQ demodulator based on two-channel FPGA-based digitiser Phase noise measurement Introduction: A real oscillator produces a sinusoidal signal that can contain phase noise. Phase noise can be modelled as Asin(ωt + φ(t)) where φ(t) represents normally distributed white noise. Due to this, its PSD exhibits power at frequencies other than the wanted carrier frequency which makes the oscillation of the generated sinusoid unclean. Illustration 1 shows a phase noised sample sinusoid (blue) and a clean reference sinusoid (red).
Illustration 1: Phase noised sinusoid. Red clean reference signal. Blue phase noised signal
Illustration 2: Simplified visualisation of the multistage FFT with the phase noise digital signal processing block marked in red
Illustration 3: Detailed visualisation of the phase noise digital signal processing implementation
32
Objective: The goal is to visualise the phase noise spectral density in [dBV2] at [Hz] offset from the carrier. The setup to expand is a board hosting two differential, analogue input sockets. The input signals are digitised via a 125 MS / s A / D converter. The digitised input signal is then further processed through an FFT implementation using a Xilinx Spartan 6 FPGA. A multistage FFT and a very precise frequency counter have already been implemented before this thesis by Patrick Fleischmann (ICOM) using Xilinx Design Suite. Illustration 2 shows the concept and the position of the phase noise DSP. Solution: The two-channel phase noise DSP is visualised in illustration 3. A digital I / Q mixer is used to separate the real and imaginary part of the input signal and downmodulate it to baseband. After low-pass filtering both, an implementation of atan2 is used to recover the phase information of the input signal. Atan2 is a 4-quadrant version of the arctan function, which means it is defined in all 4 quadrants of the coordinate system. However 2π or –2π phase jumps occur on every transition between two quadrants. This effect can visually be described as phase wrapping into a [–π, π] domain. A phase unwrapper has therefore been implemented using the concept of a finite state machine. Furthermore a direct digital synthesiser (DDS) cannot be set to the input frequency with infinite precision. Also the input frequency may vary over time due to temperature or other non-ideal effects on the oscillator device under test (DUT). Due to the use of phase unwrapping and DDS instead of a PLL, adjustments to long-time frequency deviations of the DUT are not possible. An increasing discrepancy between the DDS and the DUT frequencies introduces a slope that superimposes itself on the real phase course. Since HW registers have a maximal representable number, a linear scale block has been implemented to prevent overflow of the output HW registers. In the end, the two input channels are subtracted from one another to minimise phase jitter created by the A / D conversion.
Graduate Candidates Selina Malacarne, Mischa Sabathy Examiner Prof. Dr. Heinz Mathis
Selina Malacarne
Co-Examiner
Stefan Hänggi, Enkom AG, Gümligen BE
Subject Area
Mobilkommunikation
Project Partner
Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL, Birmensdorf ZH
Mischa Sabathy
Position and velocity measurement of rock falls Using a GPS-aided inertial navigation system Introduction: This project was carried out on behalf of the Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research (WSL). One field of their activity lies in the research of rock falls. As well as simulations of rock falls, field tests are carried out in which the position and velocity of rocks are measured and recorded for further data processing. With the help of this data, protective equipment can be developed to reduce the risk of damage to the environment and population. Until now, rock falls were recorded on videos and manually analysed. This method is very time-intensive and it is too inefficient to create statistical rock fall models.
Top: main board, bottom: antenna board
Objective: A more efficient method to measure the position and velocity of rock falls must be developed. Therefore an inertial navigation system which contains a 3-D accelerometer, 3-D gyro sensor, GPS receiver and other sensors to measure position and velocity must be implemented. The system has the ability to log all data for further offline processing. To achieve an improvement in accuracy, the data should be processed by a Kalman filter. The error variance could thus be significantly reduced. The goal is to build a system for tracking the position and velocity of falling rocks with more efficient offline data processing algorithms and without loss of accuracy. Result: The final result is a device which is installed in a rock and records the data of the sensors and the GPS receiver, and logs them on a micro SD Card. The device has the following sensors installed:
GPS-aided inertial navigation system overview
.. 3-D ±16 g Accelerometer .. 3-D ±200 g Accelerometer .. 3-D ±2000° / sec Gyroscope .. 3-D ±1200 μT Magnetometer .. Temperature and Pressure Sensor (0.25 m Resolution) .. u-blox NEO-6N or NEO-7N GPS Module The sensor data is processed offline in a Matlab programme that determines the position and velocity of the falling stone. In a first step, the acceleration data is rotated into the ECEF coordinate system with the help of the gyroscope and the magnetometer. This is required for later data fusion with the GPS data in the Kalman filter. A loosely coupled Kalman filter is implemented after the data pre-processing. The results show a precision up to 1 m in position and up to 1.5 m / s in velocity, depending on the environment.
Position measurement of a rock fall (green: Kalman filtered data, red: raw data)
33
Diplomanden
Samuel Bertsch, Biagio Cardillo
Examinator Prof. Dr. Markus Kottmann Experte
Dr. Markus A. Müller, Frei Patentanwaltsbüro, Zollikon ZH
Themengebiet Regelungstechnik Samuel Bertsch
Biagio Cardillo
Hardware / Software zur Regelung eines Quadrocopters Untersuchung der Programmierung eines Arduino direkt aus Matlab / Simulink Aufgabenstellung: Ziel der Arbeit war, für die Regelung eines Quadrocopters ein Board zu finden, welches sich idealerweise direkt aus Matlab / Simulink programmieren lässt. Diese Anforderung erfüllen zurzeit folgende Produkte:
.. Lego NXT Mindstorms .. BeagleBoard .. PandaBoard .. Arduino
Der Quadrocopter wurde an der HSR entwickelt
Für die Navigation wurde eine integrierte Sensorlösung eingesetzt. Die Implementierung der Navigationsalgorithmen war nicht Teil der Arbeit. Als Fluggerät stand uns ein an der HSR entwickelter Quadrocopter zur Verfügung. Vorgehen: .. Zu Beginn stand die Auswahl der zu verwendenden Hardware an. Früh wurde entschieden, auf einen Arduino zu setzen. Dies aufgrund seiner Anzahl serieller Schnittstellen, welche im Vergleich zu den anderen Produkten höher ist.
.. Nachdem feststand, welche Hardwarekomponenten verwendet werden, unterzogen wir diese verschiedenen Tests. Dem Sensor wurde dabei die meiste Zeit gewidmet. Insbesondere das Kommunikationsprotokoll stellte sich als Herausforderung dar.
.. Den Tests folgten der Zusammenbau aller Komponenten und das Ausmessen der physikalischen Parameter. Mit diesen war es möglich, verschiedene Linearisierungsmodelle zu erstellen, aus welchen anschliessend die Systemmatrizen bestimmt wurden. Linearisierungsmodell des Quadrocopters in z-Richtung
Ergebnis: Eine grosse Schwierigkeit bestand in der Implementierung von seriellen Schnittstellen in Simulink. Ein fehlerfreies Auslesen der Sensordaten, welches sich als problematisch herausstellte, wurde mit einer aufwändig programmierten Zustandsmaschine erreicht. Die serielle Kommunikation zwischen den übrigen Komponenten lief stabil. Aufgrund der fehlenden PWM-Schnittstellen auf dem Arduino wurde anstelle einer üblichen Modellflugzeug-Fernbedienung eine Bluetooth-Schnittstelle implementiert.
Verdrahtung der Hardware. Auf die Darstellung der Motoren wurde in dieser Abbildung verzichtet. Am RS232-Stecker wird der Sensor angeschlossen. 34
Diplomand Andreas Marti Examinator Prof. Dr. Markus Kottmann Experte
Dr. Markus A. Müller, Frei Patentanwaltsbüro, Zollikon ZH
Themengebiet Regelungstechnik Andreas Marti
Interaktive Testumgebung für Regler Implementation von Simulink-Modellen zur Simulation eines Helikopterflugs
GUI mit Animation der Simulation
Problemstellung: Die Arbeit hat zum Ziel, in einer Computersimulation einen Helikopter durch einen Hindernisparcours zu manövrieren. Die Horizontalgeschwindigkeit bleibt dabei konstant, es muss nur die vertikale Position geregelt werden. Das Problem besteht darin, die Hindernisse zu erkennen und als verwertbares Signal in eine Regelung einzuspeisen, die dann die Funktion des Piloten einnehmen kann. Im Rahmen einer früheren Studienarbeit ist ein Demonstrator entwickelt worden, der für dieses Problem einige Standardregler mithilfe von Matlab-Funktionen implementiert. In dieser Arbeit sollen dafür Simulink-Modelle erstellt werden. Diese sind für den Benutzer transparenter und einfacher zu modifizieren; so lassen sich beispielsweise Reglerblöcke mit wenigen Mausklicks ersetzen. Um die Bedienung noch weiter zu vereinfachen, soll eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) geschaffen werden, mit der der Benutzer die Modelle bearbeiten und in Echtzeit auswerten kann. Vorgehen:
.. Einarbeiten in Matlab-Konzepte: Um die Anforderungen mit Matlab und Simulink zu erfüllen, sind vertiefte Kenntnisse in den Bereichen GUI-Entwurf, Callbacks und massgeschneiderten Blöcken (Stichwörter Masken und S-Functions) auf diesen Plattformen notwendig.
.. Entwurf Regelkreis: Aus den Hindernissen muss eine Führungsgrösse generiert werden, welche von Reglern weiterverwertet wird. Die Regler werden nach Stabilitätskriterien (Wurzelortskurve, Nyquist) entworfen. Da die Hindernisse über eine weite Strecke bekannt sind, sind auch vorausschauende Methoden interessant.
Regelung mit PID-Regler und Anti-Windup
Ergebnis: Mit einem GUI können beliebige Modelle eingebunden und deren Blöcke bearbeitet werden. GUI und Modell arbeiten synchron. Eine Library stellt Simulink-Blöcke für die Erzeugung von Hindernissen, grafischer Animation, Routenplanung, Reglern, Regelstrecken usw. zur Verfügung, so dass weitere Modelle problemlos erstellt werden können. Mit Model Predicitve Control (MPC) ist eine vorausschauende Regelung, die verschiedene Flugtrajektorien durchrechnet und daraus die beste Option wählt, realisiert worden. Diese Methode liefert die besten Resultate in der Flugauswertung, bietet aber noch Spielraum für Weiterentwicklungen.
Evaluation verschiedener Flugrouten mit MPC (rot: schlecht; grün: mittel; blau: gut). Die optimale Route ist mit schwarzen Ringen markiert.
35
HSR Hochschule für Technik Rapperswil ■ Oberseestrasse 10 ■ Postfach 1475 ■ CH-8640 Rapperswil Telefon +41 (0)55 222 41 11 ■
[email protected] ■ www.hsr.ch
