Frage an die Hardwareentwickler

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14.09.2014, 20:54
Wsk8

Frage an die Hardwareentwickler

Hallo,
hätte mal ein paar Fragen zum Schaltungsdesign, aber erstmal kurz zu mir.

Ich habe Kenntnisse in Strom, Spannung, OPs, Dioden, Transistoren, komplexe Wechselstromrechnung etc. Also die Grundlagen im Elektrotechnikstudium. Ich kann auch einfach Schaltungen mit den entsprechenden Bauteilen entwerfen.
Was ich aber nicht kann, sind komplexe Schaltungen zu entwerfen, die stromsparend, EMV sicher und für den Verkauf geeignet sind. Wenn mir jemand so eine Aufgabe geben würde, müsste ich erst einmal 1000 Websites durchforsten und hier 10 Threads eröffnen.

Jetzt wollte ich mal wissen, wie den Leute die das beruflich machen, wissen wie sie eine Schaltung entwerfen müssen. Und wie man so etwas auch halbwegs lernen kann.

mfg
14.09.2014, 21:42
TheDarkRose

In dem man sich eine entsprechende Ausbildung sucht und in den passenden Beruf einsteigt..
14.09.2014, 22:05
White_Fox

So wie ich Wsk8 kenne hat er die. Zumindest den theoretischen Teil, der praktische Aufbau wird einem im Studium rudimentär oder gar nicht beigebracht...leider.

@Wsk8:
Auch wenn ich selber noch im Studium stecke würde ich mal sagen dass es auf die gestellten Anforderungen ankommt.
Zum Thema EMV kann ich dir dieses Buch hier sehr empfehlen:
http://www.amazon.de/EMV-St%C3%B6run...1&keywords=emv

Es erfordert aber einige Kenntnisse über das elektromagnetische Feld.
Im Prinzip mußt du lernen, einen einfachen Draht als Kombination aus Widerstand, Spule und Kondensator zu verstehen. Wie alle, wirklich alle anderen Bauelemente auch. In vielen Ausbildungen lernt man, alles was einen Fehler von <5% verursacht, konsequent zu ignorieren. Und so einfach ist die Welt eben nicht, zumindest nicht immer.

Zitat:

für den Verkauf geeignet

Für den Verkauf ist so ziemlich alles geeignet was die gestellten Anforderungen und Sicherheitsvorschriften erfüllt. Vor allem letzteres ist stark vom Projekt selber abhängig. Wird deine Schaltung vom Netz versorgt? Betriebsspannug? Einsatz unter welchen Bedingungen?

Hast du denn was Konkretes vor, oder worauf zielt deine Frage denn ab?
14.09.2014, 22:57
Wsk8

Zitat:

Zitat von White_Fox

So wie ich Wsk8 kenne hat er die. Zumindest den theoretischen Teil, der praktische Aufbau wird einem im Studium rudimentär oder gar nicht beigebracht...leider.

Jap, so ist das leider.

Zitat:

Für den Verkauf ist so ziemlich alles geeignet was die gestellten Anforderungen und Sicherheitsvorschriften erfüllt. Vor allem letzteres ist stark vom Projekt selber abhängig. Wird deine Schaltung vom Netz versorgt? Betriebsspannug? Einsatz unter welchen Bedingungen?

Für den Verkauf war wohl eher nur ne Umschreibung von "Es soll nicht bei jedem 3. Versuch etwas anderes machen, sondern genau das was es soll und das dauerhaft und der Aufbau soll halbwegs effizient und ressourcenschonend sein".

Zitat:

Hast du denn was Konkretes vor, oder worauf zielt deine Frage denn ab?

Nicht wirklich, aber wenn ich nächstes Jahr auf Jobsuche gehe, würde ich gerne etwas vorweisen können, abgesehen von "Ich hab vom Prof gelernt..."

Zitat:

In dem man sich eine entsprechende Ausbildung sucht und in den passenden Beruf einsteigt..

So funktioniert das heute leider nicht mehr. :( Oder warum glaubst du, wird immer von Fachkräftemangel und nicht besetzten Lehrstellen geredet obwohl wir doch ~3 Mio. Arbeitslose haben?

mfg
15.09.2014, 00:58
Sisor

Als Elektrotechnik-Student finde ich die Fragestellung dieses Threads sehr spannend.

Für die Praxis im Studium muss man auf jeden Fall etwas tun. Ich studiere an einer FH und obwohl es praxisbezogen ist (viele Labore), reicht das doch meist nur fürs Reinschnuppern in die Themengebiete. Also sind eigene Projekte eigentlich Pflicht.

Wenn du für den Verkauf geeignete Geräte entwerfen willst, mußt du dich mit der Gesetzeslage und mit Testszenarien auseinandersetzten.
Wenn du 'EMV sichere' Geräte bauen willst, ist EMV das Thema, das es zu studieren gilt.
Wer stromsparende Schaltungen bauen will, sollte möglichst viele Standard-Schaltungen mal durchdacht haben.

Wer ein Meister im Schaltungsdesign werden will, muss den langen mühsamen Weg des Lehrlings gehen. Andauernde Begeisterung und tägliches Beschäftigen mit der Materie sind das A und O, wie eigentlich überall. Ein soziales Umfeld mit Gleichgesinnten hilft bei der Motivation und steigert die Lernkurve (u.a. auch das Forum hier).

Zitat:

So funktioniert das heute leider nicht mehr. Oder warum glaubst du, wird immer von Fachkräftemangel und nicht besetzten Lehrstellen geredet obwohl wir doch ~3 Mio. Arbeitslose haben?

Imho ist der sogenannte Fachkräftemangel im Wesentlichen eine Propagandalüge der Arbeitgeberlobby. Das Gegenteil ist der Fall. In den meisten Berufen besteht ein Überangebot an Hochschulabsolventen.
15.09.2014, 03:59
Peter(TOO)

Hallo,

Zitat:

Zitat von Wsk8

Jetzt wollte ich mal wissen, wie den Leute die das beruflich machen, wissen wie sie eine Schaltung entwerfen müssen. Und wie man so etwas auch halbwegs lernen kann.

Viel Erfahrung, Fehler habe wir alle auch mal gemacht!

Worst Case berechnen! Nur weil der Prototyp bei 20°C funktioniert, muss er das im Sommer bei 34°C nicht auch automatisch tun.

Auch die Bauteile haben Toleranzen, und da muss es auch passen, wenn eines am einen Ende und das Andere am anderen Ende der Spec. liegt. Dann kann man auch 10 100er Serien auflegen, wo dann die Bauteile aus unterschiedlichen Chargen und Herstellern stammen.

Beispiel: OpAmp als Inverter v= -1. Eingesetzt werden Widerstände mit +/-20%. Die Verstärkung kann dann zwischen -0.6 und -1.5 liegen ....

Auch digitale Bausteine haben Toleranzen, vor allem beim Timing.

Immer mit möglichen Störungen, falschen Eingaben und Manipulation rechnen.
Da kann einer mal 3 Knöpfe gleichzeitig drücken.
Eine Maschine kann in einem Zustand sein, der nicht vorgesehen ist.

Die ersten 5MB und 10MB IBM-Festplatten hatten so ein Problem: Der Kopf wurde mit einem Schrittmotor positioniert. Auf der Motorwelle war eine Lasche, welche bei Track 0 eine Lichtschranke unterbrach. Nun konnte aber diese Lasche hinter diese Lichtschranke gedreht werden, sodass die Lichtschranke wieder frei gegeben wurde. Aus dieser Position konnte sich die Laufwerkselektronik nicht mehr befreien :-( Der Zustand konnte nur schon durch Erschütterungen bei einem Transport auftreten. Deshalb gab es extra ein Park-Programm, welches die Köpfe auf die höchsten Spuren positionierte. Zum Glück war diese Achse von aussen des Laufwerks zugänglich. Also Kiste aufschraube, an der Achse drehen und alles lief wieder.

Bei Software muss man, besonders zwischen Modulen, Plausibilitätstests einfügen.
Auch daran denken, dass bei Berechnungen Überläufe bei den Zwischenresultaten auftreten können.
Also: B = A*1000/1001
B ist auf alle fälle kleiner als A, aber A*1000 kann einen Überlauf erzeugen.
Aus einem solchen Grund ist die erste Ariane 4 abgestürzt. Man hat die bewährte Software des Vorgängermodells übernommen, dabei aber vergessen dass die Motoren einen grösseren Schub hatten, folglich hatte man grössere Zahlenwerte....
Auch die Patriot Anti-Raketen-Raketen hatten ein Softwareproblem. Die Zeit wurde in einem Floatingpoint-Format verwaltet. Die Mantisse hat dabei eine feste Länge und somit eine feste Anzahl signifikanter Stellen. Bei kurzen Betriebszeiten hat man dann noch eine Auflösung von z.B. 1ms, aber wenn dann der Exponent hochzählt sind's plötzlich nur noch 10ms Auflösung....

Oder so was:

Code:

INPUT "Alles Löschen?", A$ IF A$ = "N" then GOTO NichtLöschen Funktion_alles_löschen

Jede Eingaben, ausser "N" löscht alles ....

Zu EMV:
Jede Leitung ist eine Antenne!
Zudem ist jeder Draht auch ein RLC-Glied, also ein Schwingkreis.
Bei MOS-FETs ist es schön, wenn diese möglichst schnell schalten, weil man dann kleine Verlustleistungen hat. Aber dann hat man so viele Oberwellen, dass man beim EMV-Test durchfällt, zudem könne dann Leitungen auf ihrer Resonanzfrequenz angeregt werden (Ringing) :-(

Auf einem µC-Port-Pin hat man immer auch noch Anteile der Oszillatorfrequenz, auch wenn der Ausgang ein statisches Signal liefert.

Ich habe früher mal, einige Semester- und Diplomarbeiten betreut. Die Jungs haben mich immer wieder mit Schaltung- und Aufbaufehlern überrascht. Aus meiner Erfahrung wäre ich gar nie auf die Idee gekommen, dass man solche Fehler machen kann.

Neben den Fachbüchern, Normen und Vorschriften, haben die Bauteilhersteller auch immer noch gute Informationen. Nicht in den Datenblättern, aber z.B. in Appnotes.

Wichtig ist auch noch, dass man die Formeln versteht, z.B. bei der Transistorberechnung gibt es ausführliche Formel und die Faustformeln. Hier muss man wissen in welchem Bereich die Faustformel gültig ist.

MfG Peter(TOO)
15.09.2014, 09:35
White_Fox

Zitat:

Nicht wirklich, aber wenn ich nächstes Jahr auf Jobsuche gehe, würde ich gerne etwas vorweisen können, abgesehen von "Ich hab vom Prof gelernt..."

Dann wird es wohl das Beste sein, du kannst vorweisen dass du dich auch praktisch mit Elektrotechnik auseinandergesetzt hast. Bring bei einem Bewerbungsgespräch einfach irgendein Projekt mit dass einerseits in einen Rucksack passt und auf das du andererseits einigermaßen stolz bist.

Als Absolvent weiß man möglicherweise Einiges. ("Möglicherweise"-Stichwort Bolemie-Lernen.) Die wenigsten Absolventen, die sich auf wissenschaftlichem Niveau mit ihrem Fach beschäftigt haben hatten überhaupt die Zeit, praktische Erfahrung zu sammeln. Und Beides wissen die Firmen in der Regel. Als Absolvent kommt man in größeren Firmen erstmal in ein Trainee-Programm, im Prinzip bist du trotz Abschluss erstmal Lehrling. Insbesondere wenn es an wirklich kritische Sachen geht.

Daher-sammel Erfahrung in deiner Freizeit. Jede gelötete Lochrasterplatine bedeutet einen Zuwachs an Erfahrung. Wenn alles läuft ist das gut, dann hast du alles richtig gemacht. Wenn es nicht auf Anhieb läuft umso besser, dann bring es zum Laufen und finde den Fehler. Denn diesen Fehler wirst du so nicht nochmal machen.
Oder: Such dir einen Job als Werkstudent. Das ist interessant, wertet deine Bewerbung stärker auf als ein 1,X-Notenschnitt und wirft etwas Geld ab.
15.09.2014, 11:52
Wsk8

Zitat:

Für die Praxis im Studium muss man auf jeden Fall etwas tun. Ich studiere an einer FH und obwohl es praxisbezogen ist (viele Labore), reicht das doch meist nur fürs Reinschnuppern in die Themengebiete. Also sind eigene Projekte eigentlich Pflicht.

Same here, aber in den Laboren lernt man (bei uns) halt nicht, wie man eben Hardware professionell entwickelt. Es gab zwar mal ein paar Veranstaltungen dazu, aber da hatte ich bereits eine andere Einheit, weshalb ich nicht teilnehmen konnte. Aber viel mehr als eine Einführung zu Eagle und der Entwurf von einer einfachen Platine war da wohl auch nicht drin. :( Zudem liegt bei uns der Schwerpunkt in E-Technik hauptsächlich bei VHDL.

Zitat:

Imho ist der sogenannte Fachkräftemangel im Wesentlichen eine Propagandalüge der Arbeitgeberlobby. Das Gegenteil ist der Fall. In den meisten Berufen besteht ein Überangebot an Hochschulabsolventen.

Hast du sicher recht, aber als Ingenieur (vor allem E-Technik/IT) bist du gesucht! Vor allem wenn du bereits Berufserfahrung nachweisen kannst.
Ich weiß leider nicht von wo du her kommst, aber bei uns in Bayern ist die Jobbörse in der Zeitung jede Woche prall gefüllt ;)

Zitat:

Neben den Fachbüchern, Normen und Vorschriften, haben die Bauteilhersteller auch immer noch gute Informationen. Nicht in den Datenblättern, aber z.B. in Appnotes.

Ach ja, die Appnotes. Die sind oft sehr hilfreich, nur findet man sie meistens nicht :)

Zitat:

Dann wird es wohl das Beste sein, du kannst vorweisen dass du dich auch praktisch mit Elektrotechnik auseinandergesetzt hast. Bring bei einem Bewerbungsgespräch einfach irgendein Projekt mit dass einerseits in einen Rucksack passt und auf das du andererseits einigermaßen stolz bist.

Ob die auf gehackte Sachen stehen? :)

Zitat:

Als Absolvent kommt man in größeren Firmen erstmal in ein Trainee-Programm, im Prinzip bist du trotz Abschluss erstmal Lehrling. Insbesondere wenn es an wirklich kritische Sachen geht.

Hört sich schon mal gut an.

Zitat:

Daher-sammel Erfahrung in deiner Freizeit. Jede gelötete Lochrasterplatine bedeutet einen Zuwachs an Erfahrung. Wenn alles läuft ist das gut, dann hast du alles richtig gemacht. Wenn es nicht auf Anhieb läuft umso besser, dann bring es zum Laufen und finde den Fehler. Denn diesen Fehler wirst du so nicht nochmal machen.
Oder: Such dir einen Job als Werkstudent. Das ist interessant, wertet deine Bewerbung stärker auf als ein 1,X-Notenschnitt und wirft etwas Geld ab.

Meine Freizeit besteht momentan eh fast nur aus zocken und basteln :cool: 1er Schnitt hab ich zwar nicht, aber so schlecht siehts jetzt gar nicht aus.

mfg