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Dieses Lehr- und Fachbuch vermittelt anschaulich die Grundlagen der HF-Technik, gibt konkrete Beschreibungen für den Entwurf von linearen Komponenten aus Bauteilen wie auch Leitungen für High-Speed- und HF-Schaltungen. Dem Leser wird vermittelt, wie Bauteile modelliert und Schaltungen synthetisiert und optimiert werden. Mit Hilfe frei verfügbarer Simulationssoftware können GHz-Schaltungen selbst entwickelt werden. Viele Übungsbeispiele ermöglichen die Eigenkontrolle des Wissensstandes. Weiterhin werden komplexe nichtlineare Komponenten wie Hochfrequenzmischer, Oszillatoren und Synthesegeneratoren in ihrer Funktionalität dargestellt. Die neuen Mixed-Mode-Streuparameter sowie deren Leitungs- und Schaltungstechnik für Anwendungen der schnellen Digital- und der modernen HF-Technik sind ausführlich beschrieben. Es wird auf Systeme für folgende Bereiche eingegangen: Streuparametermesstechnik, verschiedene Funktechniken, UHF-RFID und Lokalisierung- und Ortung. Dem Leser wird somit ermöglicht, komplexe GHz-Schaltungen insbesondere mit Halbleiter-, SMD- und LTCC-Schaltungen zu entwickeln.
The number of electronic vehicles increase steadily while the space for extending the charging infrastructure is limited. In particular in urban areas, where parking spaces in attractive areas are famous, opportunities to setup new charging stations is very limited. This leads to an overload of some very attractive charging stations and an underutilization of less attractive ones. Against this background, the paper at hand presents the design of an e-vehicle reservation system that aims at distributing the utilization of the charging infrastructure, particularly in urban areas. By applying a design science approach, the requirements for a reservation-based utilization approach are elicited and a model for a suitable distribution approach and its instantiation are developed. The artefact is evaluated by simulating the distribution effects based on data of real charging station utilizations.
Like all preceding transformations of the manufacturing industry, the large-scale usage of production data will reshape the role of humans within the sociotechnical production ecosystem. To ensure that this transformation creates work systems in which employees are empowered, productive, healthy, and motivated, the transformation must be guided by principles of and research on human-centered work design. Specifically, measures must be taken at all levels of work design, ranging from (1) the work tasks to (2) the working conditions to (3) the organizational level and (4) the supra-organizational level. We present selected research across all four levels that showcase the opportunities and requirements that surface when striving for human-centered work design for the Internet of Production (IoP). (1) On the work task level, we illustrate the user-centered design of human-robot collaboration (HRC) and process planning in the composite industry as well as user-centered design factors for cognitive assistance systems. (2) On the working conditions level, we present a newly developed framework for the classification of HRC workplaces. (3) Moving to the organizational level, we show how corporate data can be used to facilitate best practice sharing in production networks, and we discuss the implications of the IoP for new leadership models. Finally, (4) on the supra-organizational level, we examine overarching ethical dimensions, investigating, e.g., how the new work contexts affect our understanding of responsibility and normative values such as autonomy and privacy. Overall, these interdisciplinary research perspectives highlight the importance and necessary scope of considering the human factor in the IoP.
The feasibility study presents results of a hydrogen combustor integration for a Medium-Range aircraft engine using the Dry-Low-NOₓ Micromix combustion principle. Based on a simplified Airbus A320-type flight mission, a thermodynamic performance model of a kerosene and a hydrogen-powered V2530-A5 engine is used to derive the thermodynamic combustor boundary conditions. A new combustor design using the Dry-Low NOx Micromix principle is investigated by slice model CFD simulations of a single Micromix injector for design and off-design operation of the engine. Combustion characteristics show typical Micromix flame shapes and good combustion efficiencies for all flight mission operating points. Nitric oxide emissions are significant below ICAO CAEP/8 limits. For comparison of the Emission Index (EI) for NOₓ emissions between kerosene and hydrogen operation, an energy (kerosene) equivalent Emission Index is used.
A full 15° sector model CFD simulation of the combustion chamber with multiple Micromix injectors including inflow homogenization and dilution and cooling air flows investigates the combustor integration effects, resulting NOₓ emission and radial temperature distributions at the combustor outlet. The results show that the integration of a Micromix hydrogen combustor in actual aircraft engines is feasible and offers, besides CO₂ free combustion, a significant reduction of NOₓ emissions compared to kerosene operation.
Ice melting probes
(2023)
The exploration of icy environments in the solar system, such as the poles of Mars and the icy moons (a.k.a. ocean worlds), is a key aspect for understanding their astrobiological potential as well as for extraterrestrial resource inspection. On these worlds, ice melting probes are considered to be well suited for the robotic clean execution of such missions. In this chapter, we describe ice melting probes and their applications, the physics of ice melting and how the melting behavior can be modeled and simulated numerically, the challenges for ice melting, and the required key technologies to deal with those challenges. We also give an overview of existing ice melting probes and report some results and lessons learned from laboratory and field tests.
Das Fußballtrikot – Arbeitsbekleidung, Identifikationsmerkmal, Distinktionsmerkmal? Was ist das Fußballtrikot, was sind seine identitätsstiftenden Merkmale und welche Gestaltungsparameter prägen sein heutiges Aussehen? In dieser Publikation wird die Geschichte des Trikots ebenso wie die äußeren Einflüsse auf sein heutiges Erscheinungsbild dokumentiert und analysiert. Die Publikation definiert die verschiedenen Gestaltungsparameter, erläutert diese und ordnet sie ein. Ebenso wird ein Einblick in den kreativen Gestaltungsprozess von Fußballtrikots gewährt. Das Ziel dieser Publikation besteht darin, das Erscheinungsbild von Trikots zu verstehen und eine kritische Reflexion darüber zu ermöglichen, wie das Fußballtrikot individuell definiert wird.
Umsatzbasierte Bußgelder – wie sonst nur aus dem Kartellrecht bekannt – waren einer der Gründe, warum die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) vor ihrem Inkrafttreten für erhebliches Aufsehen sorgte. Die vielfach relevanteren Schadensersatzansprüche, die, wie bei „Dieselgate“, aufgrund der Vielzahl von betroffenen Personen und der aus Sicht von Rechtsdienstleistern bestehenden Skalierbarkeit mit weitaus höheren Einbußen für Unternehmen einhergehen können, blieben zunächst unbeachtet. Inzwischen ist der Schadensersatzanspruch gem. Art. 82 DSGVO die Vorschrift, die die meisten Vorlagen zum Europäischen Gerichtshof (EuGH) der letzten Jahre hervorgerufen hat. Am 4.5.2023 hat nun der EuGH (Urteil v. 4.5.2023 - Rs. C-300/21, NWB GAAAJ-41389) in einem Grundsatzurteil über zentrale Fragen rund um den Ersatz immaterieller Schäden als Folge von Datenschutzverstößen entschieden.
Herein, fibroin, polylactide (PLA), and carbon are investigated for their suitability as biocompatible and biodegradable materials for amperometric biosensors. For this purpose, screen-printed carbon electrodes on the biodegradable substrates fibroin and PLA are modified with a glucose oxidase membrane and then encapsulated with the biocompatible material Ecoflex. The influence of different curing parameters of the carbon electrodes on the resulting biosensor characteristics is studied. The morphology of the electrodes is investigated by scanning electron microscopy, and the biosensor performance is examined by amperometric measurements of glucose (0.5–10 mM) in phosphate buffer solution, pH 7.4, at an applied potential of 1.2 V versus a Ag/AgCl reference electrode. Instead of Ecoflex, fibroin, PLA, and wound adhesive are tested as alternative encapsulation compounds: a series of swelling tests with different fibroin compositions, PLA, and Ecoflex has been performed before characterizing the most promising candidates by chronoamperometry. Therefore, the carbon electrodes are completely covered with the particular encapsulation material. Chronoamperometric measurements with H2O2 concentrations between 0.5 and 10 mM enable studying the leakage current behavior.
Influence of slab deflection on the out-of-plane capacity of unreinforced masonry partition walls
(2023)
Severe damage of non-structural elements is noticed in previous earthquakes, causing high economic losses and posing a life threat for the people. Masonry partition walls are one of the most commonly used non-structural elements. Therefore, their behaviour under earthquake loading in out-of-plane (OOP) direction is investigated by several researches in the past years. However, none of the existing experimental campaigns or analytical approaches consider the influence of prior slab deflection on OOP response of partition walls. Moreover, none of the existing construction techniques for the connection of partition walls with surrounding reinforced concrete (RC) is investigated for the combined slab deflection and OOP loading. However, the inevitable time-dependent behaviour of RC slabs leads to high values of final slab deflections which can further influence boundary conditions of partition walls. Therefore, a comprehensive study on the influence of slab deflection on the OOP capacity of masonry partitions is conducted. In the first step, experimental tests are carried out. Results of experimental tests are further used for the calibration of the numerical model employed for a parametric study. Based on the results, behaviour under combined loading for different construction techniques is explained. The results show that slab deflection leads either to severe damage or to a high reduction of OOP capacity. Existing practical solutions do not account for these effects. In this contribution, recommendations to overcome the problems of combined slab deflection and OOP loading on masonry partition walls are given. Possible interaction of in-plane (IP) loading, with the combined slab deflection and OOP loading on partition walls, is not investigated in this study.
Im Rahmen dieser Masterarbeit wird die komplexe CPQ-Branchenlösung INKAS der it-motive AG konzeptionell und gestalterisch überarbeitet. Die mehrjährige Entwicklung von INKAS und etlicher separater Komponenten hat zu einer zum Teil inkonsistenten Oberfläche geführt, die Schwierigkeiten bei der Benutzung aufweist. Das neue User Interface, welches diese Masterarbeit entwickelt, soll durch einheitliche Interaktionsprinzipien zum einen die Usability und bestehende Funktionalitäten verbessern und zum anderen neue Funktionen leichter integrierbar machen. Diese Masterarbeit demonstriert somit ein Vorgehensmodell, durch welches komplexe existierende Branchenlösungen mithilfe eines nutzerzentrierten Redesigns eine nachhaltig verbesserte Produktqualität erreichen und die Integration neuer Technologien ermöglicht. In diesem Zusammenhang wird auch exemplarisch aufgezeigt, wie Designleistungen methodisch in bestehende agile Softwareentwicklungsprozesse integriert werden können.
Throughout the last decade, and particularly in 2022, water scarcity has become a critical concern in Morocco and other Mediterranean countries. The lack of rainfall during spring was worsened by a succession of heat waves during the summer. To address this drought, innovative solutions, including the use of new technologies such as hydrogels, will be essential to transform agriculture. This paper presents the findings of a study that evaluated the impact of hydrogel application on onion (Allium cepa) cultivation in Meknes, Morocco. The treatments investigated in this study comprised two different types of hydrogel-based soil additives (Arbovit® polyacrylate and Huminsorb® polyacrylate), applied at two rates (30 and 20 kg/ha), and irrigated at two levels of water supply (100% and 50% of daily crop evapotranspiration; ETc). Two control treatments were included, without hydrogel application and with both water amounts. The experiment was conducted in an open field using a completely randomized design. The results indicated a significant impact of both hydrogel-type dose and water dose on onion plant growth, as evidenced by various vegetation parameters. Among the hydrogels tested, Huminsorb® Polyacrylate produced the most favorable outcomes, with treatment T9 (100%, HP, 30 kg/ha) yielding 70.55 t/ha; this represented an increase of 11 t/ha as compared to the 100% ETc treatment without hydrogel application. Moreover, the combination of hydrogel application with 50% ETc water stress showed promising results, with treatment T4 (HP, 30 kg, 50%) producing almost the same yield as the 100% ETc treatment without hydrogel while saving 208 mm of water.
In addition to the technical content, modern courses at university should also teach professional skills to enhance the competencies of students towards their future work. The competency driven approach including technical as well as professional skills makes it necessary to find a suitable way for the integration into the corresponding module in a scalable and flexible manner. Agile development, for example, is essential for the development of modern systems and applications and makes use of dedicated professional skills of the team members, like structured group dynamics and communication, to enable the fast and reliable development. This paper presents an easy to integrate and flexible approach to integrate Scrum, an agile development method, into the lab of an existing module. Due to the different role models of Scrum the students have an individual learning success, gain valuable insight into modern system development and strengthen their communication and organization skills. The approach is implemented and evaluated in the module Vehicle Systems, but it can be transferred easily to other technical courses as well. The evaluation of the implementation considers feedback of all stakeholders, students, supervisor and lecturers, and monitors the observations during project lifetime.
Gestaltung und Programmierung dynamischer Motion-Design Plakate zwecks Kommunikation der Theaterstücke des Düsseldorfer Schauspielhauses. Der Fokus liegt dabei auf der Typografie und ihrer intrinsischen Bewegung. Der technische Fortschritt bietet viele neue Möglichkeiten im Umgang mit Schrift. Diese Arbeit dient dazu, mithilfe von aktuellen Techniken einen neuen Ansatz im Bereich Gestaltung mit Schrift, sowie Variable Fonts, in Kombination mit Motion-Design aufzuzeigen. Dies wird anhand von Eigenschaften der Schrift und der inhaltlichen Ebene, ohne die Buchstaben dabei zu dekonstruieren, umgesetzt. Die Bewegungen werden dann in das Format Plakat übertragen und dargestellt.
Film ab! Das Internationale Trickfilm-Festival Stuttgart ist seit 30 Jahren ein fester Bestandteil der internationalen Film- und Animations-Branche und zählt zu einer der renommiertesten Veranstaltungen. Das Festival ist ein Ort der Inspiration und des Austausches – die neusten Animationsfilme werden hier präsentiert, junge Talente entdeckt und gefördert. Im Fokus des neugestalteten Corporate Design steht die eigens entwickelte Schrift, welche den einzigartigen Charakter des Festivals widerspiegelt und so zum Trickfilm der Typografie wird. Das medienübergreifende Erscheinungsbild, in animierter oder statischer Form, kommuniziert so die qualitativ hochwertigen Inhalte des Festivals. Durch die dynamische und plakative Gestaltung wird das Festival zu einem unvergesslichen Erlebnis für alle Besucher:innen.
Wetterbedingte Extremereignisse nehmen mit dem Klimawandel in vielen Regionen der Welt an Intensität und Häufigkeit zu. Immer wieder unterstreichen tragische Krisenvorfälle die Notwendigkeit der Aufklärung im Nachgang. Doch ausgerechnet wenn sich Leute über eins der aktuellsten und schwerwiegendsten Themen unserer heutigen Zeit informieren wollen, wird es dafür keinen konsistenten Kanal in Deutschland geben. Kassandra bietet die Möglichkeit, sich verständlich mit den Ereignissen und Missständen sachlich im Krisenbereich auseinanderzusetzen. Transparenz und Seriosität sind Schwerpunkte im qualitativ hochwertigen Bereich, die dabei von Wichtigkeit sind. Mit den Prinzipien des investigativen Journalismus schafft Kassandra als Onlineformat einen Denkanstoß, wie im Bereich der Krisenkommunikation eine Verbesserung stattfinden kann.
Künstliche Intelligenz (KI) wird heute vielfältig eingesetzt, so auch im Bereich der Sprache. Persönliche Assistent:innen und Chatbots beeindrucken, da sie so etwas Vielschichtiges wie die menschliche Sprache beherrschen. Dass Maschinen dabei nur komplexen mathematischen Regeln folgen, ist den meisten klar. Doch was verbirgt sich hinter dem vermeintlichen „Sprachverständnis“ einer KI? Word Embeddings bilden eine numerische Repräsentation von Sprache ab und dienen einem Machine Learning Algorithmus als eine Art „Wortschatz“, mit dem gerechnet werden kann. Das Projekt bildet einen hundertdimensionalen Word Embedding Datensatz auf verschiedene Weise und mittels explorierbarer interaktiver Tools ab. Kombiniert mit Erklärungen und eigenen Erkenntnissen finden sich diese Tools in einem Blog, der fachfremden Einsteigenden ins Thema KI erste tiefergehende Einblicke „hinter die Kulissen“ bieten soll."
Jedes Jahr werden Hunderttausende Fahrradrahmen produziert. 90 % davon werden in Asien hergestellt und von dort über die ganze Welt versendet. Mehr als 80 % der Rahmen werden nach der Nutzung wieder nach Asien zurückgeschickt und landen dort auf riesigen Fahrradfriedhöfen. Das Kinderfahrradkonzept "KiBix" wirkt diesem Problem entgegen, indem es eine Alternative für das regelmäßige Kaufen von neuen Kinderfahrrädern bietet. Im Fokus stehen der Kinderfahrradrahmen und die Gabel aus Kunststoff, welche im Spritzgussverfahren produziert werden. Das City-Bike ist in ein Abo-Sharing-System mit Rädern in unterschiedlichen Größen eingebettet, welches durch eine monatliche Gebühr wie das Eigene genutzt werden kann. Der hohlgespritzte Rahmen ermöglicht die Integration kleiner Boxen im Inneren, in denen Kinder ihre persönlichen "Schätze" mitnehmen können. Somit vereint das Konzept die drei Segmente Material/Produktion, Sharing-System und die Mitnahme des "Schatzes". "KiBix" gibt Kindern in Zeiten der Digitalisierung und der globalen Erwärmung die Möglichkeit, selbstbestimmt und nachhaltig die Welt zu erkunden.
Die neue Generation wird mit einer Medienwelt konfrontiert, welche nicht auf unsere kleinen Nutzer:innen ausgelegt ist. Die Verwendung von digitalen Medien hatte nie einen größeren Einfluss auf unsere Gesellschaft wie im Hier und Jetzt. Somit ist es von großer Relevanz, diese Nutzung kindergerechter zu gestalten und einen sicheren Rahmen für sie zu schaffen. Das Bachelorprojekt „KLIKK“ legt einen Lösungsentwurf für den altersgerechten Einstieg für Kinder in diese digitale Welt vor, um den richtigen Umgang mit Smartwatches und darauf aufbauende Medien zu ermöglichen und gleichzeitig einen pädagogischen Mehrwert zu bieten. Das didaktische Produktkonzept, welches explizit für Kinder designed wurde, beinhaltet das Erlernen des Uhrlesens und befriedigt das aufkommende Bedürfnis nach Vernetzung in einem sicheren System. Zudem fördert es die Autonomie und ist an die kindliche Motorik angepasst. Mitinitiator und Namensgeber für diese Konzeption ist die deutsche Kinderuhrenmarke KWIO. KLIKK inkludiert Sicherheit, die Freude am Lernen und bietet eine Möglichkeit, die Kleinen ganz groß in unsere digitale Welt aufzunehmen.
Das Konzerthaus Berlin ist einer der schönsten Orte Berlins für klassische Musik. Dabei steht das Haus auf der Schwelle zwischen langer Tradition und Moderne. Die Qualität an Musik, die dort gespielt wird, soll dabei für alle zugänglich sein. Dies machen die unterschiedlichsten Konzerte möglich. Um diesen modernen Anspruch auch nach außen zu kommunizieren, wurde ein neues Gestaltungskonzept für das Konzerthaus Berlin entwickelt. Im Fokus des neu entwickelten Corporate Designs steht der Rhythmus Gedanke, welcher sich im Headline Prinzip zeigt sowie medienübergreifend in der Layoutgestaltung durch Groß/Klein Kontraste fortsetzt. Das Erscheinungsbild funktioniert dabei sowohl animiert als auch statisch. Musik wird dadurch visuell erfahrbar gemacht und bildet den modernen Fokuspunkt in der Gestaltung.
Lead and nickel, as heavy metals, are still used in industrial processes, and are classified as “environmental health hazards” due to their toxicity and polluting potential. The detection of heavy metals can prevent environmental pollution at toxic levels that are critical to human health. In this sense, the electrolyte–insulator–semiconductor (EIS) field-effect sensor is an attractive sensing platform concerning the fabrication of reusable and robust sensors to detect such substances. This study is aimed to fabricate a sensing unit on an EIS device based on Sn₃O₄ nanobelts embedded in a polyelectrolyte matrix of polyvinylpyrrolidone (PVP) and polyacrylic acid (PAA) using the layer-by-layer (LbL) technique. The EIS-Sn₃O₄ sensor exhibited enhanced electrochemical performance for detecting Pb²⁺ and Ni²⁺ ions, revealing a higher affinity for Pb²⁺ ions, with sensitivities of ca. 25.8 mV/decade and 2.4 mV/decade, respectively. Such results indicate that Sn₃O₄ nanobelts can contemplate a feasible proof-of-concept capacitive field-effect sensor for heavy metal detection, envisaging other future studies focusing on environmental monitoring.