Offene Abschlussarbeiten (Bachelor/Master)

Hier sind offene Themen für Bachelor- und Masterarbeiten gelistet. Bei Interesse melden Sie sich bei dem entsprechenden Betreuer.

Abschlussarbeiten im Forschungsprojekt LONG MOVE - Projektteil Energieeintrag | Do. 04.07

Starttermine: WS19/20 oder SS20

Im Rahmen der fortschreitenden Vernetzung von Alltagsgegenständen oder anders ausgedrückt, dem Wachstum des Internets der Dinge (IoT), treten neue Problemstellungen zutage. Es ist mittlerweile möglich, funkfähige ressourcenbeschränkte Sensorgeräte mittels einer einfachen Knopfzellenbatterie über eine Dauer von mehr als einem Jahrzehnt betreiben zu können. Oft wird allerdings ein höherer Funktionsumfang der Geräte benötigt, was auch einen höheren Energieverbrauch mit sich bringt. Dies führt in der Praxis des IoTs dazu, dass insbesondere die Batterien der Geräte regelmäßig nach wenigen Jahren ausgetauscht werden müssen. Während dies in der eigenen Wohnung einen überschaubaren Wartungsaufwand bedeutet, führt dies im industriellen oder wohnungsübergreifenden Einsatz zu einen erheblichen Kostenfaktor. Die Reduktion dieser Wartungskosten ist daher eine treibenden Motivation zur Verwendung von energy harvesting betriebenen Sensorknoten, also Geräte, die ihre Energie aus der Umgebung beziehen. Am häufigsten handelt es sich im IoT hierbei um solarbetriebene Sensorknoten.

 

Der Energieeintrag von Solarzellen ist natürlich im erster Linie abhängig von den Lichtverhältnissen am Montageort. Gesammelte Datensätze über die Lichtverhältnisse an gängigen Montageorten in Zweck- und Wohngebäude können zur Laborsimulation von Solarzellen-Energieeinträgen genutzt werden. Mit Hilfe einer solchen Simulation ist es dann möglich zu testen, ob eine Software mit einem bestimmten Funktionsumfang auf einem solarbetriebenen Sensorknoten nach der Installation unter gängigen Lichtverhältnissen über die geplante Lebenszeit zuverlässig funktionieren kann.

 

Beim Einsatz solarbetriebener Sensoren gilt es allerdings, auf mehr Faktoren als nur auf den Lichteinfall und die Positionierung der Solarzelle zu achten. Wie es mehrere Arten von Lichtquellen gibt (von Leuchtstoff- über Halogenlampen zu Sonnenlicht), so gibt es auch Solarzellen, die neben unterschiedlichen Funktionsweisen basierend auf monokristallinen, amorphen oder Grätzel-Zellen ebenso unterschiedliche Wirkungsgrade für die einzelnen Lichtarten aufweisen.

 

Da es zu den unterschiedlichen Energieeinträgen bisher noch keine öffentlich zugängliche Datensätze gibt, wird eine Feldstudie zu diesem Thema als Teilprojekt im Vorfeld des Forschungprojekts durchgeführt. Dazu wird zusammen mit dem Verbundpartner Thermokon Sensortechnik GmbH ein Sensorknoten, ausgestattet mit Lichtsensoren und Solarzellen für unterschiedliche Lichtquellen, entwickelt. Diese Sensorknoten werden dann zu Beginn Forschungsprojekts in verschiedenen Gebäuden der Verbund- und Kooperationspartner montiert, um die Messdaten im weiteren Projektverlauf über LoRaWAN sammeln zu können.

 

Masterthesis: Attribuierung von Lichtmessungen und Erstellung von Lichtkurven zur Energieeintragssimulation solarbetriebener Sensorknoten

Inhalt dieser Masterthesis ist sowohl die Erarbeitung eines Attribuierungskonzepts, als auch die Überführung der Messdaten in Licht- und Energiekurven. Die Attribuierung sollte z.B. ein Schema zur Positionsdokumentation der Sensoren in Abhängigkeit von verfügbaren Lichtquellen sowie die Art der Lichtquelle beinhalten. Auf Basis dieser Attribuierung sollen Kategorien von Lichtverhältnissen und dem entsprechend zu erwartenden Energieeintrag bestimmbar sein. Dies wiederum ermöglicht es, den Funktionsumfang solarbetriebener Sensorknoten entsprechen der Beleuchtungskategorie anzupassen.

 

 

Bachelorthesis: Laborsimulation von Solarzellen-Energieeintrag für ressourcenbeschränkte Sensorknoten

Ziel der Bachelorthesis ist die Konzeptionierung, Umsetzung und Evaluation einer Laborsimulation für den Solarzellen-Energieeintrag von ressourcenbeschränkten Sensorknoten. Damit soll es ermöglicht werden, den Umfang der Funktionalitäten einer Knoten-Software bereits während der Entwicklungsphase zu bestimmen. Dies beinhaltet vor allem die Möglichkeit, die Software bei simulierten unterschiedlichen Lichtverhältnissen zu testen.

 

Hinweis: Teilaspekte der Masterthesis können alternativ auch als Bachelorthesis oder als Master AS Modul: F&E Studie (41.4974) bearbeitet werden.

 

Bei Interesse melden Sie sich bitte bei Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein.

Kontakt

Studiendekan
Prof. Dr. Andreas Heinemann

andreas.heinemann@h-da.de
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