Labore

Der AEL Forschungsfokus liegt im Bereich der Radartechnologie und der Entwicklung von Prototypen‑Hardware für energieeffiziente Gebäudestrukturen und Smart Homes. Durch Sensoren wie beispielsweise Temperatur- und Ultraschall-Sensoren, können ohne große Umstände Hardware Prototypen für neue Funktionen realisiert werden. Insbesondere preiswerte Radar-Front-Ends bieten neue Möglichkeiten für Indoor und Outdoor Anwendungen. Alle Sensoren benötigen eine elektronische Nachbearbeitung und eine zugeschnittene Signalverarbeitung.

Das Ziel des Labors ist die Konzeptüberprüfung der Funktionen mit Hardware durchzuführen. Dies bedeutet die Durchführung einer Systempartitionierung (z.B. Konditionierung von Sensorsignalen, A/D-Wandler und der Entwicklungseinheit), ein prototypischer Aufbau und eine schnelle Realisierung auf einer Leiterplatte. Hierzu werden Leiterplatten gefertigt, in Betrieb genommen und die zugeschnittene Signalverarbeitung entwickelt. Schnittstellen zu anderen Systeme können KNX, ZigBee oder sonstige kabelgebundene oder drahtlose Verbindungen sein. Dies bedeutet die Überprüfung der neuen Funktionen in ihrem realen Anwendungsumfeld.

Folglich bietet das AEL Forschungs- und Design-Kompetenz in der Hardware Prototypenentwicklung für Partner aus der Industrie und Forschung, sowie eine praktische Ausbildung der Studenten an. Es bietet beiden Gruppen die Möglichkeit neue Konzept und neue Funktionen in Hardware zu prüfen.

Laborleitung: Prof. Dr. Stephan Bannwarth

Das Labor Building Automation deckt ein breites Spektrum an Technologien zur Automatisierung von Gebäuden ab. Im Zentrum stehen dabei Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) der Firma WAGO, die mit der Entwicklungsumgebung CoDeSys nach dem IEC 61131-3 Standard programmiert werden. Ergänzt um weitere Technologien wie EnOcean oder digitalSTROM sowie der Verfügbarkeit elektrotechnischer Gebäudekomponenten stehen hier dem interessierten Anwender eine Vielzahl von Experimentier- und Testmöglichkeiten zur Verfügung. Diesen werden exzellente Bedingungen geboten, um ihre Neugierde nach aktuellen Trends und Technologien zu fördern sowie ihr Wissen zu vertiefen und Standards weiterzuentwickeln. Zur Zielgruppe dieses Labors zählen nicht nur Studenten der Hochschule Darmstadt, sondern auch Studierende und Dozenten anderer Bildungseinrichtungen (u.a. auch IHK) sowie Forschungs- und Entwicklungspartner aus Industrie und Handwerk, die auf dem Gebiet der Gebäudeautomation aktiv sind.

Laborleitung: Prof. Dr. Sven Rogalski

Das Labor Building Control befasst sich mit der system- und bereichsübergreifenden Vernetzung von Geräten in der Gebäudeautomation, insbesondere von sog. Zweckbauten, also von größeren Gebäuden bis hin zu Liegenschaften. Hierbei steht die KNX-Technologie im Vordergrund, ein weltweit anerkannter und standardisierter Feldbus in der Gebäudeautomation. Daher beinhaltet die technische Infrastruktur des Labors auch eine Vielzahl an KNX-fähigen Geräten, die unter Verwendung des Programmiersystems Engineering-Tool-Software (ETS) programmiert werden. Zudem kommen auch Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) der Firma WAGO zu Einsatz, um mittels der Entwicklungsumgebung CoDeSys zentrale Logiken und Ansteuerungen in dezentralen KNX-Strukturen zu ermöglichen und individuelle leittechnische Visualisierungen aufzubauen. Studenten, Dozenten und Industriepartner haben somit exzellente Bedingungen, um ihre Neugierde nach aktuellen Trends zu fördern sowie ihr Wissen zu vertiefen und Standards weiterzuentwickeln.

Laborleitung: Prof. Dr. Sven Rogalski

Das eigentliche Ziel im Labor Gebäudesystem-Simulation ist die Optimierung des Zusammenspiels von aktiven und passiven Gebäudekomponenten, um dem Nutzer einen behaglichen Innenraum garantieren zu können. Dies geschieht mit der Auflage möglichst viel Energie aus erneuerbaren Quellen einzubinden. Eine solche Optimierung kann nur über die Modellierung und dynamische Simulation von verschiedenen Szenarien gelingen, bei denen die wichtigsten Elemente des Gebäudesystems berücksichtigt werden. Die eigentliche Herausforderung besteht dabei, die schon existierenden effizienten Einzeltechnologien so miteinander zu koordinieren, dass ein Gebäudebetrieb mit minimal ökologischem Fußabdruck gelingt. Dies verlangt über die Systemgrenze "Gebäude" auch die Veränderungen der Infrastruktur, des Klimas und der Energienetze zu berücksichtigen, die sich in naher Zukunft einstellen werden. Dabei werden unterschiedliche Optimierungsstrategien im Labor angewandt, um die besten Lösungen bei den individuellen Aufgaben der Studierenden und bei der Zusammenarbeit mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie zu erzielen.

Das HMI-Labor bietet eine Lernumgebung für Benutzungsschnittstellen zur Gebäudesystemtechnik. Diese soll interessierten Personen – Studenten sowie Fakultäts- und Forschungspartnern – ermöglichen, Mensch-Maschine-Interaktionen zu nutzen, zu testen und zu entwerfen; oder im Sinne des s_bis eine Art „Mensch-Gebäude-Interaktion“ zu definieren. Die HMI- Labor Umgebung wird aus verschiedenen Demo-Schnittstellen bestehen, beginnend von einfachen mechanischen Lichtschaltern über digitale, programmierbare Schalter bis hin zu komplexen Haussteuerungsbildschirmen. Darüber hinaus werden gut funktionierende Arbeitsplätze mit hochauflösenden Displays Simulation und Emulation von aktuell entwickelten Schnittstellen ermöglichen. Dadurch bekommen die Nutzer des HMI-Labors die Möglichkeit, die Entwurfs- und Entwicklungsprozesse von Benutzungsschnittstellen kennenzulernen, inklusive Tests und Demos.

Laborleitung: Prof. Dr. Christian Bürgy

 „Wearables“ sind auf gar keinen Fall neu für uns; schon damals im Jahre 1999 haben wir am Körper getragene, freihändig bedienbare, sprachkontrollierte Fahrzeuginspektionssysteme entworfen. Es ist immer noch jede Menge an innovativer Forschung zu betreiben um solche Wearable Computing und Sensing-Systeme komplett in unseren Alltag einzuführen. In unserem WearLab fokussieren wir uns auf angewandtes Wearable Computing, in dem wir Wearables als Schnittstelle zwischen Menschen und der sie umgebenden Gebäudesystemtechnik betrachten. Folglich ist die Motivation, die Nutzer mit den benötigten Informationen zu versorgen und ausreichend Daten abzufragen, um sie ideal zu unterstützen. Da derartige Wearable-Computer und Sensoren in vielen verschiedenen Kontexten verwendet werden und auch in schwierigeren Arbeits- oder privaten Situationen zum Einsatz kommen, müssen wir die passenden Benutzungsschnittstellen für jede dieser Situationen finden. Die Forschung über Nutzungsumgebungen, Nutzungsmuster, Mensch-Computer Interaktion und lernfähige Systeme und die Demonstration solcher Systeme, ist die Kernkompetenz unseres WearLabs.

Laborleitung: Prof. Dr. Christian Bürgy