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This Master thesis is part of an effort to implement the planned upgrade High-
Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC) at CERN Geneva/Switzerland. The
ATLAS Pixel Detector which is installed at the LHC is also getting among others
a new detector control system (DCS) update. Each module in the Detector
Control System will have an integrated DCS chip which includes on-chip shunt
and Linear regulators, ADC, bypass transistor and a modified I2C slave node. In
this master thesis, Shunt and Linear regulators are explained and simulated using
the Globalfoundaries 130nm CMOS designkit. A Kuijk bandgap reference based
Power-On-Reset (POR) circuit is explained and designed in detail. The design
of the POR includes an implementation with CMOS instead of diodes or bipolar
transistors. It was simulated using Globelfoundaries 130nm CMOS designkit. Finally,
a layout was developed for fabrication. The DCS system needs DCS bridge
controllers which include a Controller Area Network (CAN) node and a modified
I2C master node. For this purpose CAN and CANopen standards are explained
in detail for implementation.
Tiergestützte Sozialpädagogik ist schon heute ein verbreiteter methodischer Ansatz in der stationären Jugendhilfe, um Jugendliche bei ihrer Entwicklung hin zu eigenverantwortlichen und gemeinschaftsfähigen Persönlichkeiten zu unterstützen.
Auf der Grundlage verschiedener Theorien zur Mensch-Tier-Beziehung wie der Biophilie, der Analogen Kommunikation und der Du-Evidenz werden Tieren in der bestehenden Fachliteratur allerhand positive Wirkungen auf uns Menschen zugeschrieben. Als sogenannte soziale Katalysatoren initiieren bzw. erleichtern sie beispielsweise Interaktionen zwischen Menschen in ihrem Umfeld, sie können in belastenden Situationen emotional unterstützend wirken und sogar als neue Bindungsfiguren positive Bindungserfahrungen ermöglichen. Durch den Umgang mit dem tierischen Gegenüber, das authentisch und vorurteilsfrei reagiert, können wir außerdem unser eigenes emotionales Wissen und Ausdrucksverhalten erweitern. All dies kann zur Entwicklung einer positiven Selbstwahrnehmung und einer gelingenden Beziehungsgestaltung beitragen, was zentrale Ziele sozialpädagogischer Arbeit sind.
In dieser Arbeit werden die positiven Wirkungsweisen tiergestützter Sozialpädagogik am Beispiel von Hunden in der stationären Jugendhilfe konkretisiert. Empirische Studien bilden die Grundlage für eine kritische Betrachtung der Thematik und zeigen die Potenziale hundegestützter Sozialpädagogik auf. Basierend darauf wird untersucht, mit welchen Klient*innen und vor allem unter welchen Rahmenbedingungen ein dauerhafter Einsatz von Hunden in einer Jugendhilfeeinrichtung ratsam ist. Dabei fallen neben der Qualifikation des Personals und der Eignung der Einrichtung vor allem die Offenheit der Jugendlichen für das Konzept und die Bedürfnisse des Hundes ins Gewicht. Denn mit Blick auf all die positiven Wirkungen und Möglichkeiten, die hundegestützte Sozialpädagogik bietet, darf einer nicht vergessen werden: Der Hund.
Im vorliegenden Bericht werden die deskriptiven Ergebnisse einer Nutzerbefragung der Angebote der Technikbotschafter*innen im Projekt „Ältere als (Ko-)Produzenten von Quartiersnetzwerken im Ruhrgebiet (QuartiersNETZ)“ dargestellt. Hierbei wurden die verschiedenen Angebote der Technikbegleitung durch das Teilprojekt „Evaluation“ mithilfe eines standardisierten Kurzfragebogens evaluiert. Dieser wurde am Ende einer der Maßnahmen (z. B. Sprechstunde, Schulung) von den Technikbotschafter*innen an die Nutzer*innen ausgehändigt. Ziel der Befragung war es einerseits zu erfahren, welche Personengruppen mit den Angeboten erreicht werden konnten. Andererseits konnten so z. B. auch die Beweggründe der Teilnehmenden in Erfahrung gebracht werden und auch die Art der Angebote, die in Anspruch genommen wurden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Angebot generell sehr gut bewertet wurde und ein großer Teil der Teilnehmenden das Angebot auch wieder in Anspruch nehmen würde. Bei den Bewertungsskalen wurde deutlich sichtbar, dass der Großteil der Anliegen, weswegen die Technikbotschafter*innen aufgesucht wurden, geklärt werden konnte. Die Teilnehmerschaft umfasste dabei vor allem Frauen, Personen in einem Alter von 65 bis 79 Jahren, Personen mit einem Haupt- oder Volksschulabschluss und Personen aller Einkommensklassen. Personen mit einen Pflegegrad, Menschen mit Migrationshintergrund und Personen ohne Schulabschluss haben die Angebote demgegenüber (fast) gar nicht wahrgenommen. Technische Geräte, die im Fokus standen, waren vor allem das Smartphone und der Computer. Als Teilnahmegründe wurden vor allem der Lernwille, der Wunsch, sich geistig fit zu halten, das Fehlen geeigneter Ansprechpartner*innen, ein konkretes Problem oder der Wunsch, den Umgang mit einem neuen Gerät zu erlernen, genannt.
Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Angebote der Technikbotschafter*innen eine gute Möglichkeit zu sein scheinen, die eigene Technikkompetenz zu erhöhen und Problemen im Umgang mit moderner Technik zu begegnen. Dennoch muss an dieser Stelle auch betont werden, dass Gruppen, die als „schwer erreichbar“ gelten, eher weniger in der Nutzergruppe zu finden sind. Zudem handelt es sich bei Technikbotschafter*innen nicht um Dienstleister im klassischen Sinne, sondern um bürgerschaftlich Engagierte, die ihre Angebote entgeltfrei zur Verfügung stellen. Diese ehrenamtlichen Strukturen sollen keinesfalls den Anschein erwecken, dass staatliche Unterstützung zur Stärkung der Technik- und Medienkompetenz nicht mehr erforderlich sei.
Im Projekt Pflege im Quartier (PiQ) sollen Versorgungsstrukturen exemplarisch in vier Quartieren in Gelsenkirchen optimiert und ausgebaut werden sowie eine verbesserte Kommunikation, Information und Vernetzung der Akteure vor Ort erreicht werden. Durch die Entwicklung einer digitalen (Quartiers-)Plattform wird die Vernetzung zudem durch digitale Strukturen unterstützt. Zu Beginn des Projekts wurde eine Gute Praxis-Analyse durchgeführt, um wichtige Hinweise und Erkenntnisse für die eigene Projektarbeit zu gewinnen. Die Analyse hat gezeigt, dass es eine Vielzahl von Projekten gibt, die sich mit den Versorgungsstrukturen und deren Neugestaltung vor allem für ältere Menschen beschäftigen. Die Ergebnisse und resultierende Schlussfolgerungen daraus, wurden für das Projekt PiQ aufbereitet und im Bericht zusammenfassend beschrieben.
Wirksamkeitsforschung im Betreuten Wohnen ist ein aktuelles Thema und wird auch im Rahmen des Bundesteilhabegesetzes stärker gefordert werden. Zugleich ist der Forschungsstand in Deutschland und auch international dürftig. Insbesondere wird in den Wirksamkeitsstudien die Arbeit, die im Betreuten Wohnen geleistet wird, nicht gut beschrieben und die angelegten Kriterien, mit denen Wirksamkeit gemessen werden soll, sind uneinheitlich und werden nicht weiter begründet. Diese Masterarbeit setzt an diesem Punkt an und versucht einen ersten Schritt zu machen, die Grundlage von Wirksamkeitsstudien zu festigen. Es wird der Frage nach den Kriterien gelingender Wohnbetreuung und der Arbeitsweise / Methodik im Betreuten Wohnen nachgegangen mit Hilfe von drei Interviews mit EX-INlerinnen (geschulte Betroffene), die in der Wohnbetreuung arbeiten. Die Ergebnisse können Anregungen für weitere Forschungsprojekte zu einer guten Grundlage von Wirksamkeitsforschung im Betreuten Wohnen geben.
In dieser Arbeit wird ein Low-Side Komparator entwickelt.
Der Low Side Komparator wird in die integrierte Schaltung eines Sägezahngenerators eingesetzt zur Verwendung in einem Tiefsetzsteller, welcher in einer 180nm CMOS Technologie entworfen worden ist und durch die Firma United Microelectronics Corporations (UMC) produziert werden soll.
Für die Entwicklung und Simulation der Schaltung des Komparators wird das Programm ,"Virtuoso 6.1-64b" des Softwareherstellers "Cadence Design Systems" verwendet. Cadence Design Systems, Inc. ist einer der weltweit größten Anbieter von Entwurfsautomatisierung elektronischer Systeme.
Diese Software bietet Simulationsmodelle für alle im Tiefsetzsteller verwendeten Bauteile.
Im Rahmen dieser Masterthesis wird eine Delay-Locked Loop von einem idealen Aufbau
über Verilog-A Modellen bis hin zur realen Umsetzung entworfen. Diese Delay-Locked Loop
(DLL) wird für die Nutzung in einem Time-to-Digital Converter (TDC) mit Local-Passiv-Interpolation,
entwickelt. Mit Hilfe des TDC soll eine Verzögerungszeit bei einer Time-of-Flight
Anwendung ermittelt werden. Hauptbestandteil dieser Arbeit ist es, eine Charge Pump zu implementieren,
welche eine geringe Auswirkung auf die Phasenverschiebung der Regelschleife
aufgrund von parasitären Eigenschaften im Schaltmoment aufweist. Zudem wird für die
Stromregelung innerhalb der Charge Pump ein präziser Transkonduktanzverstärker (OTA)
mit einem hohen Eingangsspannungsbereich implementiert. Für die Entkopplung der Verzögerungskette
als Last von der Filterspannung wird ein Low-Dropout Spannungsregler (LDO)
entwickelt.
Im Verlauf der Arbeit hat sich gezeigt, dass eine Charge Pump, aufgebaut mit einem differentiellen
Stromzweig, aufgrund des konstant fließenden Stroms die geringsten parasitären Einflüsse
aufweist. Innerhalb dieser Charge Pump wird ein gefalteter Transkonduktanzverstärker
als Spannungsfolger genutzt, um das Potential in den Zweigen der differentiellen Stufe
aneinander anzugleichen und somit die Einflüsse im Schaltmoment zu verringern. Zusätzlich
erfolgt über diesen Verstärker eine exakte Stromanpassung der UP- und DOWN-Ströme.
Für die Umsetzung der Verzögerungskette wird das Rauschverhalten verschiedener CMOSInverter
bezüglich Phasenrauschen und Jitter simuliert. Aufgrund dieser Simulationen ist der
differentielle Inverter mit NMOS-Kreuzkopplung für die Umsetzung der Delay-Line ausgewählt
worden.
Die real aufgebaute Delay-Locked Loop wird nach der Spezifikation für Automobilanwendungen
in einem Temperaturbereich von -50°C bis 120°C simuliert. Zusätzlich werden globale
und lokale prozessbedingte Variation berücksichtigt. Bei dieser Simulation stellt sich eine maximale
Phasenverschiebung zur Referenzperiodendauer von 218 ps ein. Dies entspricht bei
einer Referenzfrequenz von 25 MHz einer Abweichung von ca. 0,5 % und führt zu einem
Messfehler der Delay-Locked Loop von 3 cm. Somit könnte im schlechtesten Fall ein Objekt
von der ToF-Kamera mit einem Fehler von 3 cm detektiert werden.
Bedingt durch die zunehmende Bedeutung des Selektiven Laserschmelzens wird innerhalb des Fachbereichs Maschinebau der FH Dortmund an der Weiterentwicklung und Lehre des Selektiven Metall-Laserschmelzens gearbeitet.
Zum Erreichen eines tieferen Prozessverständnisses sowie einer effizienteren Parametrisierung werden in der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit die Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und Bauteileigenschaften untersucht. Dabei wurde im Rahmen experimenteller Versuche kein signifikanter Unterschied zwischen neuem und aufbereitetem Ausgangsmaterial (1.4404 Pulver) detektiert. Durch die Analyse der vorhandenen Parametersätze wurden die Haupteinflussfaktoren für die Bauteileigenschaften identifiziert. Darüber hinaus wurde der Zusammenhang zwischen Energieeintrag und Schmelzspurbreite sowie die Korrelation zwischen Energieeintrag und Gefügedichte bestätigt.
In dieser Thesis wird ein Time-to-Digital Converter mit einer Sub-Gate-Delay Auflösung, also
einer höheren Auflösung als die Durchlaufzeit eines in dieser Prozesstechnik realisierten Inverters,
mithilfe verschiedener Ansätze, wie dem Vernier TDC oder dem Local Passive Interpolation
TDC, untersucht. Hierbei wird eine Delay-Locked Loop genutzt, um die Durchlaufzeit
der jeweiligen Inverterkette zu regeln. Der Vorteil dieses Ansatzes ist, dass die Durchlaufzeit
auch bei PVT-Variationen, also Variation der Prozesscorner, Versorgungsspannung und Temperatur,
auf die Referenzperiodendauer eingestellt wird. Somit sind lokale Prozessabweichungen
die vorherrschende Quelle für Ungenauigkeiten in der Auflösung des TDC. Die Auflösung
kann mithilfe der differentialen und integralen Nichtlinearität beschrieben und ausgewertet
werden.