Studienfächer für Mechatronik: Kerncurriculum-Leitfaden

Mechatronik vereint Maschinenbau, Elektrotechnik, Informatik und Regelungstechnik. Ein typisches Unicurriculum umfasst:

Mathematik (Fundament)

• Analysis I–III (ein-/mehrdimensional)
• Differentialgleichungen
• Lineare Algebra
• Wahrscheinlichkeit & Statistik
• Numerik / Optimierung

Physik

• Klassische Mechanik
• Elektrizität & Magnetismus
• Thermodynamik / Statistische Physik
• Optik / Wellen (Sensoren, Laser)

Informatik & Software

• Programmierung: C/C++, Python, MATLAB, (Rust aufkommend)
• Datenstrukturen & Algorithmen
• Betriebssysteme / Echtzeit-OS (FreeRTOS, Linux)
• Rechnerarchitektur / Eingebettete Systeme
• Software Engineering / Versionskontrolle (Git)

Maschinenbau

• Statik, Dynamik, Festigkeitslehre
• Maschinenelemente (Zahnräder, Lager, Wellen, FEM)
• CAD/CAM: SolidWorks, Fusion 360, CATIA
• Fertigung: CNC, 3D-Druck, Spritzguss
• Strömungsmechanik / Wärmeübertragung

Elektrotechnik & Elektronik

• Netzwerkanalyse (DC/AC)
• Analog & Digitale Elektronik
• Mikrocontroller / Mikroprozessoren (ARM, PIC, AVR, ESP32)
• Leistungselektronik / Motorantriebe
• PCB-Design (KiCad, Altium)

Regelungstechnik & Robotik (Kernintegration)

• Klassische Regelung (PID, Laplace, Bode, Nullstellenortskurve)
• Moderne Regelung (Zustandsraum, Beobachter, LQR)
• Roboterkinematik/Dynamik (DH-Parameter, Jacobi-Matrizen)
• Bewegungsplanung, SLAM, Computer Vision (OpenCV, ROS 2)
• Sensoren & Aktoren (IMU, Encoder, LiDAR, Servos, Schrittmotoren)

Emerging / Spezialisiert

• KI/ML für Robotik (Reinforcement Learning, CNNs)
• IoT / Edge Computing
• Mensch-Roboter-Interaktion
• Biomechatronik / Medizintechnik

Abschlussprojekte und Praktika sind entscheidend für Synthese. ABET-Akkreditierung sichert Abdeckung.