Wat is Elektrotechniek?

Wat is Elektrotechniek?

Welke ingenieursproblemen vragen een elektrotechnisch profiel?  Typische elektrotechnische voorbeelden:  Cochleair implantaat (Cochlear)  Chemische industrie (BASF)  Elektronische wagen (Melexis)  Beeldverwerking  Vermogenelektronica

Voorbeeld 1: Cochleair implantaat Tonotopie van het binnenoor

Lagere toon

= Cochlea

Hogere toon

Neuronale activiteit voor lagere toon Neuronale activiteit voor hogere toon

Cochleair implantaat Intra-cochleaire elektrode

Elektrische stimulatie Voor hogere toon Elektrische stimulatie Voor lagere toon

Cochleair implantaat Audio processor en batterij Draadloze link

Implantaat onder de huid

Algoritmes en signaalverwerking Filtering en A/D-D/A omzetting

Audio processor en batterij Draadloze link

Digitale filterbank Digitale meermicrofoonruisonderdrukking Digitale dynamische compressie

Excitatie van zenuwen

Algoritmes en signaalverwerking Filtering en A/D-D/A omzetting Aansluitende vakken:

Audio processor en batterij Draadloze link

H05B3A: Analoge bouwblokken voor Digitale filterbank signaalverwerking Digitale meermicrofoonH05F3A: Digitale signaalverwerking voor ruisonderdrukking communicatie- en informatiesystemen H05C3A: Audio- en spraakverwerking Digitale dynamische Excitatie compressie van zenuwen

Probleem: chips Batterij = 675mAh, 1V

Audio processor en batterij

Audio processor = rekenkracht van een Pentium

Draadloze link

Pentium processor = 10W Levensduur = 5 minuten Low-power chip:  50mW en 16uur

P  f  C V

2

Excitatie van zenuwen

Probleem: chips Batterij = 675mAh, 1V

Audio processor en batterij

Aansluitende vakken: Audio processor = Draadloze link rekenkracht van een Pentium H09I6A: Ontwerp van elektronische schakelingen Pentium processor = 10W H09I0A: Ontwerp van digitale platformen Levensduur = 5 minuten H09I5A: Ontwerp van digitale ICs Low-power chip:  50mW en 16uur H05H2A: Design of digital integrated systems

P  f  C V

2

Excitatie van zenuwen

Excitatie gehoorzenuw

Electrode: 100nC lading source/sink gedurende 20μS  Piekstroom ≈ 10mA  Weefsel ≈ 2kΩ Piek spanning ≈ 20V ! Excitatie van zenuwen

Excitatie gehoorzenuw

Electrode: 100nC lading source/sink gedurende 20μS

Aansluitende vakken:  Piekstroom ≈ 10mA H05G2A: Microsystemen en sensoren  Weefsel ≈ 2kΩ H05J1A: Technologie voor microelectronica Piek spanning ≈ 20V ! Excitatie van zenuwen

Vermogen en energie 1V DC AC 4V inductieve link

Inductieve link: 4V  20V voor zenuwexcitatie  1V nodig voor processor en chips AC DC DC DC 20V

Vermogen en energie DC AC

Inductieve link: 4V Aansluitende vakken:  20V voor H05G8A: Ontwerp van analoge ICs zenuwexcitatie  1V nodig voor processor en chips AC DC DC DC

inductieve link

Telecommunicatie

‘Binauraal’ Cochleair Implantaat • Draadloze communicatie tussen L en R voor betere akoestische ervaring

Telecommunicatie

‘Binauraal’ Cochleair Implantaat Aansluitende vakken: • Draadloze communicatie tussen L en R voor betere akoestische ervaring H05C9A: Bouwblokken voor telecomsystemen H05K2A: Antennes

H05B7A: Analoge schakelingen voor telecommunicatiesystemen

Voorbeeld 2: De chemische sector BASF te Antwerpen… even groot als Leuven

Elektrotechniek in de chemische sector

BASF Antwerpen 60 installaties

op mekaar afgestemd Communicatie Signaalverwerking Automatisatie

Draadloze sensoren Ook in de chemische industrie! Autonome en batterijloze sensoren

Draadloze druksensoren

Draadloze pH sensor

Netwerken

Telecom en straling ISM-Banden 433,05 MHz

...

433MHz

434,79 MHz

868 MHz

868MHz

Automatisatietechniek

870 MHz

2400 MHz

IT

 Kraanbesturing

 WLAN 802.11b/g  Bluetooth

Automatisatietechniek  Sensor netwerken  ZigBee  Eigen

2,4GHz

2500 MHz

5725 MHz

5GHz

5875 MHz

Automatisatietechniek  Sensor netwerken  ZigBee  W-HART  ISA SP100  WLAN 802,11b/g  Bluetooth

Automatisatietechniek  WLAN 802.11a

EMC/EMI problemen? Interferentie? Radiosystemen?

...

Hackers en virussen Belang van beveiliging van industriële installaties  Stuxnet virus Verspreid via USB-sticks Infectie door beveiligingsgaten in Windows en in Siemens software Gevolgen...

Voorbeeld 3: De elektronische wagen revolutie in de auto-industrie Een zoektocht naar … prestatie, gebruiksgemak, veiligheid, comfort

Verband met de opleiding Elektronica in een auto

Remote car keys

Pedestrian detection

… de weg naar een autonoom voertuig!

Voetgangersdetectie Systeem is mooi…

Voetgangersdetectie Systeem is mooi... maar platform is beperking! > 80px nodig voor ‘goede’ herkenning < 20m afstand 55km/u : 1,5s remafstand Hoe verbeteren? betere camera’s snellere FPGA/processor snellere algoritmes

Energie? Energie wordt elektronica!  Steeds meer elektronica in “Standaard verlichting”

Energie? Energie wordt telecommunicatie  Verlichting gebruiken als communicatie-kanaal!

Bedrijven waar onze afgestudeerden werken embedded systems

sensor & meettechnologie

algemene elektronica management

multimediatechnologie

webtoepassingen

IC-ontwerp

biomedische sector

lucht & ruimtevaart

energiesector banksector

netwerkinfrastuctuur

consultant IT, ICT, HRM, … telecombedrijven

procescontrole navigatiesystemen

beveiliging

HF- & microgolftechnologie chemische industrie

radio & TV onderwijs & onderzoek

 De

basisconcepten van deze master en de gemeenschappelijke opleiding  Twee opties om te specialiseren  Een gepersonaliseerde opleiding via de keuzevakken  Studeren in het buitenland

Elektronische systemen Basiscomponenten van een elektronisch systeem

Software

Platform

Hardware

Elektronische systemen Elektrotechniek: implementatie van de componenten Toepassingen, signaalverwerking, netwerken, beveiliging, …

Elektronisch platform

Analoge, digitale & RF schakelingen

Master Elektrotechniek Twee opties Toepassingen, signaalverwerking, netwerken, beveiliging, …

Ingebedde systemen en multimedia Elektronisch platform

Elektronica en geïntegreerde Analoge, digitale schakelingen & RF schakelingen

Toegang  hoofdrichting of nevenrichting Elektrotechniek  anders 24 pt overgangsprogramma (12 pt als keuze)

Master Elektrotechniek Twee opties Toepassingen, signaalverwerking, Ingebedde systemen en multimedia

netwerken, beveiliging, …  Ontwerp van toepassingen voor verwerking, beveiliging en transport van digitale signalen (met extra aandacht voor multimedia)  Implementatie in multichip-systemen, inclusief ingebedde systemen

Elektronisch platform Elektronica en geïntegreerde schakelingen Ontwerp van chips en schakelingen voor  telecomtoepassingen  biomedische en sensorsystemen  vermogenelektronica Analoge, digitale  consumentenelektronica & RF schakelingen

Toegang  hoofdrichting of nevenrichting Elektrotechniek  anders 24 pt overgangsprogramma (12 pt als keuze)

Master Elektrotechniek Waaruit bestaat de opleiding?

Kernvakken

Sem 1

Sem 2

27

3

Optievakken

18

P&O en masterproef

6

Sem 3

Sem 4

Totaal

3

33

15

33 24

30

Keuzevakken

6

18

24

Totaal

60

60

120

Keuze van de optie na het eerste semester

Master Elektrotechniek Worden de lessen in het Engels gegeven? Vakken in het Engels hebben voor- en nadelen: + goede voorbereiding op de realiteit van een loopbaan + interactie met anderstaligen (master Electrical Engineering) − hogere drempel voor het begrijpen/studeren − moeilijker om leerstof over te brengen voor sommige docenten Daarom gekozen (samen met studenten) voor een gezonde mix  48 pt vakken in het Nederlands  15 pt optievakken in het Engels (1/8 van opleiding, gespreid over fases)  9 pt labozittingen met een gemengd publiek (bv. P&O)  48 pt (keuzevakken & masterproef) kies je zelf

Een gepersonaliseerde opleiding Hoe keuzevakken (24 pt) kiezen?  AVO (6 – 12 pt)  Minstens 9 pt ingenieursvakken te kiezen uit  plichtvakken van de andere optie  vakken uit gesuggereerde keuzetopics (zie volgende dia)  “Computergesteund probleemoplossen”  andere ingenieursvakken  Resterende studiepunten Gemakkelijk om accenten te leggen:  “Ik wil ook de basiskennis van de andere  Industriële stage optie of een aanverwant domein.”  “Ik wil een brede ingenieursopleiding.”  Athens cursus  vakken uit andere universitaire opleidingen (mits goedkeuring)

Een gepersonaliseerde opleiding Suggesties voor topics die aansluiten bij de opleiding  Vakken van de andere optie (tot 18 pt, typisch uit sem. 2)  Keuzevakken specifiek voor deze master (12 pt / topic) Telecommunicatie

Informatiebeveiliging

 Vakken van aanverwante masters (12 pt / topic) Biomedische informatietechnologie

Automatisering & Regeltechniek

Halfgeleiderfysica en -technologie

Data mining

Vermogenelektronica en toepassingen

Modellering & Optimalisatie

Verruim jouw horizon Studeer een tijdje buiten Vlaanderen  ERASMUS-uitwisseling  1 – 2 semesters of masterproef  Stage  Duaal diploma  UCL  Taiwan – Hsinchu City: NCTU National Chiao Tung University  China – Beijing: Tsinghua University Institute of Microelectronics  Overeenkomsten met andere universiteiten  Euroscholars (Amerika), …

 Details over

het programma en de vakken  Opties: verschillen, afzetgebieden, …  Suggesties voor keuzevakken  Studeren in het buitenland …

Waar vind ik meer info? Op het ESAT-web  www.esat.kuleuven.be/master/elektrotechniek

Persoonlijk (straks of later)  programmadirecteur: Prof. Luc Van Eycken  optiecoördinatoren: 

Prof. Patrick Reynaert (Elektronica en geïntegreerde schakelingen)



Prof. Tinne Tuytelaars (Ingebedde systemen en multimedia)

Bedankt voor jullie aandacht ! Vragen?