Branche: Lebensmittel, Industrie
Status: Prototypenstand, Vorserie
Beschreibung: Die kostengünstige und nachhaltige Produktion von Lebensmitteln rückt immer weiter in den Fokus der Öffentlichkeit. Daher wird in diesem Projekt noch einer praktikablen Lösung geforscht, Lebensmittel in einem Indoor-Pflanzenzuchtsystem (Vertical Farming) zu produzieren. Die entwickelte Steuerung des Zuchtsystems erfasst die vorherrschenden Umweltbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Helligkeit) und steuert in Abhängigkeit der Bedürfnisse der, in das System eingesetzten Pflanzen die Nährstoffversorgung und Bestrahlung mit wachstumsforderndem Licht. Alle Informationen aus dem System können über eine Cloud-Anbindung gelesen und ausgewertet werden. Darüber hinaus informiert das Pflanzenzuchtsystem den Betreiber über
aufgetretenem
Fehler und über fehlender Nährlösung.
Funktionalitäten:
Steckplatz für einen Raspberry PI Zero W
Digitale Ausgänge zur Steuerung des Bewässerungssystems
PWM-Ausgänge zur Helligkeitssteuerung der LED-Pflanzenbeleuchtung
DC/DC-Wandler für die Stromversorgung der Steuerelektronik
Branche: Medizintechnik / Kosmetik, Endverbraucher sind dodologische Fachkräfte / Fußpfleger:innen
Status: Serienprodukte, ständige Weiterentwicklungen und Pflege
Beschreibung: Es wurden unterschiedliche Ausführungen an Fußpflegegeräten entwickelt. Je nach Anwendig gibt es Nassgeräte oder Geräte mit Absaugung. Als Hauptcontroller auf den Steuerungen kommt ein Cortex-M0+ Mikrocontroller der Firma Atmel/Micorchip mit FreeRTOS als Betriebssystem zum Einsatz. Die Steuerung des BLDC-Handstückmotors und der BLDC-Absaugturbine in den Absauggeräten übernimmt ein Controller der Fa. Texas Instruments. Für die Ansteuerung des Kompressors und der Membran Wasserpumpe in den Naßgeräten kommen effiziente Schaltregler zum Einsatz. Die extern anschließbare LED-Leuchte wird ebenfalls von einem Schaltnetzteil gespeist. Die Bedienung der Geräte erfolgt ausschließlich mit Hilfe eines Smartphones oder Tabletts. Bluetooth / Bluetooth LE wird hierbei als Schnittstelle verwendet.
Funktionalitäten:
Branche: Bau, Industrie
Status: Prototyp, Vorserie
Beschreibung: Im Zuge eines ZIM-Forschungsprojekt wurde ein neuartiger, innovativer, zwei achsiger Neigungssensor für Rotationslaser entwickelt. Unsere Aufgabe bestand darin eine Schnittstellenelektronik für den Neigungssensor zu entwickeln um diesen, neben dem Einsatz in Rotationslasern, auch in der Industrie als eigenständiges Produkt nutzbar zu machen. Die Mess- und Steuereinheit bietet eine vielzahl an Standardschnittstellen, welche in industieller Umgebung zum Einsatz kommen. Darüber hinaus wurden auch moderne Funkschnittstellen integriert.
Funktionalitäten:
Galvanisch getrennte SPI-Schnittstelle zum Neigungssensor
Standard Softwareprotokolle (z.B. CanOpen, Modbus, TCP IP, OPC UA)
Übertragung der X- und Y-Neigung mit hoher Auflösung (Winkelsekunde)
Branche: Medizintechnik / Kosmetik, Endverbraucher sind dodologische Fachkräfte / Fußpfleger:innen
Status: Serienprodukt
Beschreibung: Von den, seit 12/2017 entwickelten und gepflegten Fußpflegegeräte, sollten transportable Gerätevarianten mit Li-Ion-Akku auf den Markt kommen. Hierzu haben wir einen DC/DC-Wandler entwickelt, welcher die Ladetechnik für den Akku und einen Leistungswandler für den Betrieb der Geräte enthält. Der DC/DC-Wandler tauscht mit Hilfe einer I2C-Schnittstelle Betriebsdaten mit der Steuerelektronik aus. Diese Daten können per Bluetooth / Bluetooth LE auf das Bedien-Smartphones oder -Tablett übertragen werden.
Funktionalitäten:
50W DC/DC-Boost-Wandler mit aktiver
Strombegrenzung als Laderegler für einen Li-Ion -Akku
100W DC/DC- Boost -Wandler als Stromversorgung der Steuerelektronik für die Fußpflegegeräte
Zusätzlicher, via Ideal-Dioden entkoppelter
Eingang für einen zusätzlichen, externen
Li-Ion-Akku
Kommunikation des PIC-Mikrocontrollers mit der Steuerelektronik des Fußpflegegerätes via I²C-Schnittstelle (Übertragung von Ladezustand und Akku-Status)
Branche: Industrie, Militärtechnik
Status: Serienprodukt
Beschreibung: Der PC/104 Single Board Computer mit Cortex A5 CPU wurde als schnittstellenkompatibler Ersatz für einen abgekündigten PC/104 Rechner mit Intel Pentium CPU entwickelt. Als Betriebssystem kommt Linux zum Einsatz. Für den neuen Rechner wurden hardwarespezifische Kernel- und Systemtreiber ersetzt und an die neue ARM-Architektur angepasst. Darüber hinaus mussten auch die bestehenden Softwarepakete auf das aktuelle Linux Betriebssystem und die neue ARM-Architektur portiert werden.
Funktionalitäten:
Branche: Medizintechnik, Endverbraucher sind Ärzte
Status: Redesignphase, Prototypen für Messe
Beschreibung: In dem Sehtestgerät kommt ein COM-Modul mit einem Cortex A8 und Linux als Betriebssystem zum Einsatz. Die Darstellung der Sehtestbilder in 2D oder alternativ auch in 3D erfolgt auf einem LCOS-Display mit HD Ready (720p) Auflösung. Im 3D-Modus wird synchron zur Bilddarstellung jeweils ein Auge mit Hilfe von LCD-Shuttergläsern abgedeckt. Neben diversen Tastern und LED-Anzeigen sind in dem Gerät auch Schrittmotoren für Verstellungen verbaut. Die Steuerung der Motoren übernehmen dabei Bausteine der Firma Trinamic. Für die Kommunikation mit einem Hostsystem (PC, Laptop, Tablet) stehen umfangreiche Schnittstellen zur Verfügung.
Funktionalitäten:
Branche: Industrie
Status: Serienfertigung
Beschreibung: Der Industrie-Schnittstellenumsetzer stellt das Bindeglied zwischen einem intelligenten Durchflusssensor und einer Standard Messwerterfassungsanlage auf SPS-Basis dar. Dabei werden die Messdaten (Durchfluss, Temperatur, ggf. Druck) mit Hilfe einer RS232-TTL-Schnittstelle aus dem Sensor ausgelesen und als Standard Industriesignale (4-20mA, 0-5V/10V, Frequenz) zur Weiterverarbeitung durch die SPS erzeugt.
Funktionalitäten:
Branche: Sicherheitstechnik
Status: In der Entwicklung, Fertigstellung ca. 70%
Beschreibung: Die App läuft sowohl auf iOS- als auch auf Android-Smartphones und hat auf beiden System die gleiche Funktionalität und nahezu die gleiche grafische Darstellung. Die Software dient zur Kommunikation mit einer externen, batteriebetriebenen und mobilen Steuerelektronik via Bluetooth Low Energy (LE). Es wurden umfangreiche Verschlüsselungstechniken für die Kommunikation eingesetzt, da es sich hier um eine sicherheitsrelevante Anwendung handelt. Die Softwareentwicklung wird mit Xamarin durchgeführt, um den Entwicklungsaufwand für die beiden Betriebssysteme (iOS, Android) möglichst gering zu halten.
Funktionalitäten:
Branche: Industrie, Endverbraucher sind Privatleute
Status: Abgeschlossen
Beschreibung: Mit Hilfe dieser Steuerung können Überdachungen für Schwimmbecken oder Pools gesteuert werden. Die Bedienung erfolgt per Funk. Als Stromversorgung kommen Lithium-Ionen Akkus mit einem passenden Solarmodul zum Einsatz. Der Laderegler lässt sich bei Bedarf in die Steuerung integrieren. Mit dieser Steuerung lassen sich Überdachungen mit Schienen (beidseitig oder einseitig) oder auch ohne Schienen steuern. Der Fahrweg, die Geschwindigkeit und noch vieles mehr lassen per serieller Schnittstelle (ggf. auch via Bluetooth) konfigurieren. Schienenlose System führen selbstständig bei Bedarf Korrekturen der Fahrstrecke durch.
Funktionalitäten:
Meine bisherigen und aktuellen Entwicklungen (Auszug):
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Stand 07.2016
Projekt: Grafikfähiges Bediengerät mit Touchdisplay (Einbauvariante)
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: 02.2016 bis 05.2016
Beschreibung: Dieses grafikfähige Touchdisplay dient als MMI für eines unserer intelligenten
I/O-Systeme zur Prozesssteuerung und -überwachung. Es löst das bisher eingesetzte
Bediengerät mit serieller Schnittstelle ab. Dabei wurden sämliche Funktionalitäten
(Bedienkonzept, Grafik- und Textdarstellung) funktionskompatibel übernommen.
Die Elektronik und das Display inkl. kapazitivem Toch sind in einen standard
Einbaurahmen integriert, was die Montage der Einheit in Blechfronten (z.B. in
Schaltkästen) vereinfacht.
Funktionalitäten:
- 4,3" Grafikdisplay inkl. kapazitiven Touch (Auflösung 480x272 Pixel)
- ATMega-Mikrocontroller
- FTDI EVE Displaycontroller
- 24VDC Stromversorgung
- RS232-Schnittstelle, Anschluss via standard Patch-Kabel
- Summer
- Fehler-LED bei Ausfall der Stromversorgung (Speisung aus Super-Cab)
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Projekt: Interfacebox für einen 6,8kW LED-Heater
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen, Projekt wurde kundenseitig eingestellt.
Zeitraum: 03.2014 bis 08.2015
Beschreibung: Die Interfacebox dient der Steuerung und Überwachung eines 6,8kW LED-Heaters
und bildet das Bindeglied zwischen dem Prozessrechner (SPS) und dem LED-Heater.
Fünf Stück Mikrocontroller überwachen alle Sicherheitsrelevanten Größen (Ströme,
Temperaturen und Spannugen). Alle Analogwerte werden mit Hilfe von 4-20mA-
Schnittstellen, alle digitalen Signale als 24V-Signale übertragen.
Funktionalitäten:
- LED-Temperaturüberwachung via 9 Stück PT100 (3-Leitertechnik)
- Elektronik-Temperaturüberwachung via NTC´s
- 150VDC Spannungsüberwachung (Eingansspannung, LED-Spannung)
- 50ADC Stromüberwachung (Gesamtstrom, LED-Strom)
- 4-20mA Schnittstellensignale von/zur SPS
- Kalibrierung des Systems via serieller Schnittstellen (RS232 TTL)
---------------------------------------
Projekt: M-Bus-Modul für ein programmierbares Messwertvisualisierungssystem
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen, Serienfertigung
Zeitraum: 03.2014 bis 08.2015
Beschreibung: Das M-Bus-Modul kommt in Verbindung mit dem programmierbaren
Messwertvisualisierungssystem zum Einsatz und dient der Erweiterung des
Systems. Das M-Bus-Modul stellt in Summe acht Eingänge zur Verfügung.
Diese können per Software konfiguriert werden und haben folgende
Funktionalitäten:
- PT100(2/3-Leitertechnik)
- 4-20mA
- Spannungsmessung
- Frequenzmessung
---------------------------------------
Projekt: Programmierbares Messwertvisualisierungssystem
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen, Serienfertigung
Zeitraum: 04.2012 bis 08.2015
Beschreibung: Dieses System dient zur Visualisierung und Überwachung von Kenngrößen einer
Industrieanlage. Als Mensch-Maschinen-Interface (MMI) kommt ein
grafikfähiges LCD-Display mit Touch-Screen zum Einsatz. Als Rechner dient
ein Mikrocontroller mit Cortex A8-Rechenkern. Linux dient als
Betriebssystem. Alle Mess- und Konfigurationswerte werden von einer
WEB-basierenden Oberfläche (HTML, JavaScript) verarbeitet. Der Zugriff auf
diese Oberfläche kann sowohl direkt am eingebauten LCD-Display oder über
Ethernet / WLAN erfolgen. Ein Modulsteckplatz gewährleistet eine einfache
Erweiterbarkeit des Systems. Daneben ist das System mit umfangreichen
Schnittstellen ausgestattet (USB-Host, USB-Device, Ethernet, CAN,
RS232, M-Bus, SPI, analoge Eingänge, digitale Ein-/Ausgänge)
---------------------------------------
Projekt: Automatisierter Baugruppenprüfstand
Branche: Elektronikfertigung, EMS Dienstleister
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: 03.2013 bis 04.2014
Beschreibung: Als Qualität sichernde Maßnahme im Anschluss an die Elektronik- und
Gerätefertigung muss ein automatisierter Baugruppenprüfstand erstellt
werden. Hierzu sind alle Ein- und Ausgänge der Baugruppe unter
Realbedingungen zu testen. Alle Testergebnisse sind zu protokollieren.
Defekte Baugruppe müssen mit entsprechende Fehlerprotokoll gekennzeichnet
werden.
Die Infrastruktur des Prüfstandes wird vom Kunden erstellt. Dabei werden
vorhandene Test- und Prüfmittel verwendet.
Wir erstellen gemäß Baugruppenprüfvorschrift entsprechende Testabläufe
unter NI LabView. Die Kommunikation mit dem Prüfling erfolgt ausschließlich
über eine CAN-Schnittstelle. Für den Testablauf wird die Baugruppe mit
einer von uns erstellten Testfirmware bespielt.
Projekt: Kabelprüfsysteme
Branche: Militär
Status: Abgeschlossen, Serienfertigung ist in Planung
Zeitraum: 03.2006 bis heute
Beschreibung: Zur qualifizierten Prüfung von Kabeln entwickelten wir kundenspezifische
Kabelprüfsysteme. Diese Systeme werden sowohl im Prüffeld als auch
bei der Fehlersuche und nach der Instandsetzung von Kabeln eingesetzt.
Es bestehen stationäre und tragbare Systeme mit übergeordneten Hostsystem
(PC, Laptop oder Prozessrechner) oder als Stand-Alone-System. Je nach
geforderten Testpunkten (2pol oder 4pol) können die Systeme kaskadiert oder
modular (Steckkarten) erweitert werden.
Folgende Prüfungen können durchgeführt werden:
- Durchgangsmessung (ab 2mOhm @ 20VDC / 3ADC)
- Widerstandsmessungen (1Ohm bis 1MOhm @ 20VDC / 10mADC)
- Isolationsmessung (470Ohm bis 250MOm @ 500V oder 750MOhm bei 1,5kV)
- Kapazitätsmessung (50pF bis 100µF)
Zusätzlich können die Geräte noch mit zusätzlichen Messfunktionen erweitert
werden:
- Transientenrekorder
- Multimeterfunktion (Spannungsmessung AC/DC, Strommessung AC/DC)
- Stimulifunktion zur Prüfung von z.B. Relais oder Näherungsschaltern
Als Betriebssystem kommt auf allen Mikrocontrollern FreeRTOS zum Einsatz.
Eclipse dient dabei als Entwicklungsumgebung. Um die geforderte
Funktionalität und Zeitverhalten erfüllen zu können, waren viele
hardwarenahe Softwarefunktionen notwendig.
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Projekt: Kühlanlagensteuerung
Branche: Militär
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: 04.2007 bis 04.2012
Beschreibung: Die Kühlanlagensteuerung besteht aus mehreren, projektspezifisch
entwickelten Hardwareumfängen:
- I/O-Interfacekarte mit PC/104-Steckplatz
- PC/104-Rechner (Zukaufteil)
- Temperatursensoren
- Dezentrales Bediengerät mit grafikfähigen EL-Display
- Ansteuerelektroniken für die Lüfter- und Antriebsmotoren
Auf dem PC/104-Rechner läuft Linux als Betriebssystem. Die Applikations-
Software (C, C++) steuert und überwacht sämtliche Ein- und Ausgänge der
I/O-Interfacekarte. Die Bedienerführung (MM-Interface) erfolgt über das
dezentrales Bediengerät mit grafikfähigen EL-Display. Zusätzlich kann
die gesamte Anlage auch über CAN (CANOpen) bedient werden.
Zur Vereinfachung der Softwareentwicklung, wurde auf einem Windows-
Entwicklugsrechner in eine virtuelle Maschine (VMWare, Oracle VM
VirtualBOX) Linux (Fedora) installiert.
Die Hard- und Software wird ständig weiterentwickelt und an neue
Anforderungen angepasst.
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Projekt: Intelligente I/O-Systeme zur Prozesssteuerung und -überwachung
Branche: Automobilindustrie / Industrie / Militär
Status: Abgeschlossen
Beschreibung: Unsere primären Projektanforderungen beinhalten immer Mess-, Steuerungs-
und Regelaufgaben (Embedded-MSR). Deshalb entwickelten wir schon die
unterschiedlichsten, kundenspezifischen I/O-Syteme:
- Modulares 19" Steckkartensystem
- I/O-Syteme für Hutschienenmontage
- Batteriebetriebene Messeinheiten
Diese Systeme bieten die Möglichkeit, unterschiedlichste, elektrische Ein-
und Ausgangssignale zu verarbeiten. Zu nennen sind in diesem Zusammenhang:
- Analoge Eingänge (Strom (4-20mA), Spannung (0-5V, 0-10V))
- Digitale Eingänge (Strom, Spannung, Frequenz)
- Analoge Ausgänge (Strom (4-20mA), Spannung (0-5V, 0-10V))
- Digitale Ausgänge (TTL, Strom, High-Side Schalter, Low-Side Schalter,
open collector, Relaiskontakte)
- Temperaturen (PT100, PT1000, Thermoelement)
- Schnittstellen (CAN, RS485, RS232, Ethernet TCPIP, UDP, 4-20mA)
Jedes I/O-System bietet eine Vorverarbeitung der elektrischen Signale. Dazu
gehört bei analogen Signalen die Kalibrierung und bei digitalen Signalen
eine konfigurierbare, digitale Filterung. Die Umrechnung in physikalischen
Größen in Ingenieur-Werten und umgekehrt kann ebenfalls bereits im
I/O-System erfolgen.
Je nach eingesetztem Mikrocontroller im I/O-System oder auf den Steckkarten
kommen µC-Linux, Linux oder FreeRTOS zum Einsatz. Auf dem dazugehörigen
Hostsystem (PC, Laptop, VAX, 68000-Prozessrechner) läuft die grafische
Bedien-, Konfigurations- und Anzeigeapplikation mit Überwachungs- und
Datenarchivierungsfunktion. Um die Applikation auf unterschiedlichen
Betriebssystem einsetzen zu können, wird überwiegend unter QT programmiert.
Unter Windows setzt die Applikation auf .NET auf.
Die I/O-Systeme kommen bei folgenden Anwendungen zum Einsatz:
- Prozesssteuerung und -überwachung bei der Kunststoffherstellung, in
Strom- und Wärmekraftwerken
- Steuerung von Kompressoren
- Prüfstandtechnik (Motoren-, Kompressoren-, Abgasprüfstände)
- Gaskonzentrationsüberwachung (Tiefgaragen (CO, O2, NOX))
- Messwertdatenlogger in Fahrzeugen zur Fehleranalyse
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Projekt: Steckmodul zur Durchflussmessung in Temperiergeräten
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: 12.2008 bis 05.2009
Beschreibung: Das Steckmodul dient als Funktionserweiterung des Temperaturreglers in
Temperiergeräten. Es überwacht Temperatur, Druck und den Durchfluss des
Tempariermediums (Wasser oder Öl).
Auf dem Modul ist ein Mikrocontroller mit ARM7-Rechenkern eingesetzt. Alle
Konfigurations- und Kalibrierwerte werden in einem SPI-DataFlash Speicher
abgelegt. Die Konfiguration des Moduls erfolgt über USB-Speicher. Zusätzlich
kann eine Datenlogger-Funktion aktiviert oder der Fehlerspeicher
ausgelesen werden. Als Temperaturfühler kommt ein PT100-Sensor zum Einsatz.
Der Druck wird mit Hilfe eines Drucksensors mit 4-20mA Schnittstelle
gemessen.
---------------------------------------
Projekt: Test- und Inbetriebnahmegeräte
Branche: Industrie / Militär
Status: Abgeschlossen
Beschreibung: Für Test- und Inbetriebnahmearbeiten erstellten wir anwendungs- und
kundenspezifische Test- und Inbtriebnahmesysteme. Diese waren als
Handprüfplätze oder als halb-/vollautomatische Testgeräte ausgeführt. Zur
Fehlersuche und Fehlersimulation wurden zahlreiche Testbuchsen und Schalter
eingesetzt.
---------------------------------------
Projekt: I2C-Schnittstellekarte für den PC
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: vor 2004
Beschreibung: Die ISA-Steckkarte für den PC dient zum Anschluss von Temperatursensoren.
Mit Hilfe der Sensoren werden in Serversystemen diverse Temperaturen
überwacht (z.B. CPU, Netzteil, Festplatten) und ggf. Fehlermeldungen
erzeugt oder zusätzliche Kühlmaßnahmen aktiviert.
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Projekt: Schaltbarer VGA-Videoverstärker
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: vor 2004
Beschreibung: Mit Hilfe des schaltbaren VGA-Videoverstärkers können zusätzliche
PC-Monitore an einen PC oder Notebook angeschlossen werden. Das anzuzeigende
Bild auf den Zusatzmonitoren kann per Software vom PC oder Notebook
ausgewählt und gesteuert werden.
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Projekt: Diverse Kleinprojekte
Branche: Automobilindustrie / Industrie / Militär
Status: Abgeschlossen
Beschreibung: - Kapazitätsmesskarte
- Scheinwerfersteuerung (Kfz)
- Konfigurierbare Temperaturfühler
- Konfigurierbare Temperaturschalter mit FET-Leistungsausgang (50V / 150A)
- Linear-Regelmodul für Lüftermotoren mit PWM-Ansteuerung
- Power-Schaltmodul für Lüftermotoren mit PWM-Ansteuerung
- Prüfgerät für digitale und analoge I/O-Systeme
12/1993 Eintragung in die Handwerksrolle (Elektromechanikerhandwerk)
seit 04/1998 Hauptberuflich Selbstständig (Einzelunternehmen)im Bereich Hard- und Softwareentwicklung,
Layoutservice, Musterbau, Kleinserien, Kabelkonfektion,
Qualitätssicherung (Prüffeld)
seit 01/2004 Umwandlung des Einzelunternehmens in die [Firma auf Anfrage]Messwerterfassungssysteme
I/O-Systeme
Datalogger
Kabeltestsysteme
Grafikfähige Bediengeräte
Steuerungen
Embedded Systeme
Layout
Altium Designer, LTSpice
Branche: Lebensmittel, Industrie
Status: Prototypenstand, Vorserie
Beschreibung: Die kostengünstige und nachhaltige Produktion von Lebensmitteln rückt immer weiter in den Fokus der Öffentlichkeit. Daher wird in diesem Projekt noch einer praktikablen Lösung geforscht, Lebensmittel in einem Indoor-Pflanzenzuchtsystem (Vertical Farming) zu produzieren. Die entwickelte Steuerung des Zuchtsystems erfasst die vorherrschenden Umweltbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Helligkeit) und steuert in Abhängigkeit der Bedürfnisse der, in das System eingesetzten Pflanzen die Nährstoffversorgung und Bestrahlung mit wachstumsforderndem Licht. Alle Informationen aus dem System können über eine Cloud-Anbindung gelesen und ausgewertet werden. Darüber hinaus informiert das Pflanzenzuchtsystem den Betreiber über
aufgetretenem
Fehler und über fehlender Nährlösung.
Funktionalitäten:
Steckplatz für einen Raspberry PI Zero W
Digitale Ausgänge zur Steuerung des Bewässerungssystems
PWM-Ausgänge zur Helligkeitssteuerung der LED-Pflanzenbeleuchtung
DC/DC-Wandler für die Stromversorgung der Steuerelektronik
Branche: Medizintechnik / Kosmetik, Endverbraucher sind dodologische Fachkräfte / Fußpfleger:innen
Status: Serienprodukte, ständige Weiterentwicklungen und Pflege
Beschreibung: Es wurden unterschiedliche Ausführungen an Fußpflegegeräten entwickelt. Je nach Anwendig gibt es Nassgeräte oder Geräte mit Absaugung. Als Hauptcontroller auf den Steuerungen kommt ein Cortex-M0+ Mikrocontroller der Firma Atmel/Micorchip mit FreeRTOS als Betriebssystem zum Einsatz. Die Steuerung des BLDC-Handstückmotors und der BLDC-Absaugturbine in den Absauggeräten übernimmt ein Controller der Fa. Texas Instruments. Für die Ansteuerung des Kompressors und der Membran Wasserpumpe in den Naßgeräten kommen effiziente Schaltregler zum Einsatz. Die extern anschließbare LED-Leuchte wird ebenfalls von einem Schaltnetzteil gespeist. Die Bedienung der Geräte erfolgt ausschließlich mit Hilfe eines Smartphones oder Tabletts. Bluetooth / Bluetooth LE wird hierbei als Schnittstelle verwendet.
Funktionalitäten:
Branche: Bau, Industrie
Status: Prototyp, Vorserie
Beschreibung: Im Zuge eines ZIM-Forschungsprojekt wurde ein neuartiger, innovativer, zwei achsiger Neigungssensor für Rotationslaser entwickelt. Unsere Aufgabe bestand darin eine Schnittstellenelektronik für den Neigungssensor zu entwickeln um diesen, neben dem Einsatz in Rotationslasern, auch in der Industrie als eigenständiges Produkt nutzbar zu machen. Die Mess- und Steuereinheit bietet eine vielzahl an Standardschnittstellen, welche in industieller Umgebung zum Einsatz kommen. Darüber hinaus wurden auch moderne Funkschnittstellen integriert.
Funktionalitäten:
Galvanisch getrennte SPI-Schnittstelle zum Neigungssensor
Standard Softwareprotokolle (z.B. CanOpen, Modbus, TCP IP, OPC UA)
Übertragung der X- und Y-Neigung mit hoher Auflösung (Winkelsekunde)
Branche: Medizintechnik / Kosmetik, Endverbraucher sind dodologische Fachkräfte / Fußpfleger:innen
Status: Serienprodukt
Beschreibung: Von den, seit 12/2017 entwickelten und gepflegten Fußpflegegeräte, sollten transportable Gerätevarianten mit Li-Ion-Akku auf den Markt kommen. Hierzu haben wir einen DC/DC-Wandler entwickelt, welcher die Ladetechnik für den Akku und einen Leistungswandler für den Betrieb der Geräte enthält. Der DC/DC-Wandler tauscht mit Hilfe einer I2C-Schnittstelle Betriebsdaten mit der Steuerelektronik aus. Diese Daten können per Bluetooth / Bluetooth LE auf das Bedien-Smartphones oder -Tablett übertragen werden.
Funktionalitäten:
50W DC/DC-Boost-Wandler mit aktiver
Strombegrenzung als Laderegler für einen Li-Ion -Akku
100W DC/DC- Boost -Wandler als Stromversorgung der Steuerelektronik für die Fußpflegegeräte
Zusätzlicher, via Ideal-Dioden entkoppelter
Eingang für einen zusätzlichen, externen
Li-Ion-Akku
Kommunikation des PIC-Mikrocontrollers mit der Steuerelektronik des Fußpflegegerätes via I²C-Schnittstelle (Übertragung von Ladezustand und Akku-Status)
Branche: Industrie, Militärtechnik
Status: Serienprodukt
Beschreibung: Der PC/104 Single Board Computer mit Cortex A5 CPU wurde als schnittstellenkompatibler Ersatz für einen abgekündigten PC/104 Rechner mit Intel Pentium CPU entwickelt. Als Betriebssystem kommt Linux zum Einsatz. Für den neuen Rechner wurden hardwarespezifische Kernel- und Systemtreiber ersetzt und an die neue ARM-Architektur angepasst. Darüber hinaus mussten auch die bestehenden Softwarepakete auf das aktuelle Linux Betriebssystem und die neue ARM-Architektur portiert werden.
Funktionalitäten:
Branche: Medizintechnik, Endverbraucher sind Ärzte
Status: Redesignphase, Prototypen für Messe
Beschreibung: In dem Sehtestgerät kommt ein COM-Modul mit einem Cortex A8 und Linux als Betriebssystem zum Einsatz. Die Darstellung der Sehtestbilder in 2D oder alternativ auch in 3D erfolgt auf einem LCOS-Display mit HD Ready (720p) Auflösung. Im 3D-Modus wird synchron zur Bilddarstellung jeweils ein Auge mit Hilfe von LCD-Shuttergläsern abgedeckt. Neben diversen Tastern und LED-Anzeigen sind in dem Gerät auch Schrittmotoren für Verstellungen verbaut. Die Steuerung der Motoren übernehmen dabei Bausteine der Firma Trinamic. Für die Kommunikation mit einem Hostsystem (PC, Laptop, Tablet) stehen umfangreiche Schnittstellen zur Verfügung.
Funktionalitäten:
Branche: Industrie
Status: Serienfertigung
Beschreibung: Der Industrie-Schnittstellenumsetzer stellt das Bindeglied zwischen einem intelligenten Durchflusssensor und einer Standard Messwerterfassungsanlage auf SPS-Basis dar. Dabei werden die Messdaten (Durchfluss, Temperatur, ggf. Druck) mit Hilfe einer RS232-TTL-Schnittstelle aus dem Sensor ausgelesen und als Standard Industriesignale (4-20mA, 0-5V/10V, Frequenz) zur Weiterverarbeitung durch die SPS erzeugt.
Funktionalitäten:
Branche: Sicherheitstechnik
Status: In der Entwicklung, Fertigstellung ca. 70%
Beschreibung: Die App läuft sowohl auf iOS- als auch auf Android-Smartphones und hat auf beiden System die gleiche Funktionalität und nahezu die gleiche grafische Darstellung. Die Software dient zur Kommunikation mit einer externen, batteriebetriebenen und mobilen Steuerelektronik via Bluetooth Low Energy (LE). Es wurden umfangreiche Verschlüsselungstechniken für die Kommunikation eingesetzt, da es sich hier um eine sicherheitsrelevante Anwendung handelt. Die Softwareentwicklung wird mit Xamarin durchgeführt, um den Entwicklungsaufwand für die beiden Betriebssysteme (iOS, Android) möglichst gering zu halten.
Funktionalitäten:
Branche: Industrie, Endverbraucher sind Privatleute
Status: Abgeschlossen
Beschreibung: Mit Hilfe dieser Steuerung können Überdachungen für Schwimmbecken oder Pools gesteuert werden. Die Bedienung erfolgt per Funk. Als Stromversorgung kommen Lithium-Ionen Akkus mit einem passenden Solarmodul zum Einsatz. Der Laderegler lässt sich bei Bedarf in die Steuerung integrieren. Mit dieser Steuerung lassen sich Überdachungen mit Schienen (beidseitig oder einseitig) oder auch ohne Schienen steuern. Der Fahrweg, die Geschwindigkeit und noch vieles mehr lassen per serieller Schnittstelle (ggf. auch via Bluetooth) konfigurieren. Schienenlose System führen selbstständig bei Bedarf Korrekturen der Fahrstrecke durch.
Funktionalitäten:
Meine bisherigen und aktuellen Entwicklungen (Auszug):
==============================================
Stand 07.2016
Projekt: Grafikfähiges Bediengerät mit Touchdisplay (Einbauvariante)
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: 02.2016 bis 05.2016
Beschreibung: Dieses grafikfähige Touchdisplay dient als MMI für eines unserer intelligenten
I/O-Systeme zur Prozesssteuerung und -überwachung. Es löst das bisher eingesetzte
Bediengerät mit serieller Schnittstelle ab. Dabei wurden sämliche Funktionalitäten
(Bedienkonzept, Grafik- und Textdarstellung) funktionskompatibel übernommen.
Die Elektronik und das Display inkl. kapazitivem Toch sind in einen standard
Einbaurahmen integriert, was die Montage der Einheit in Blechfronten (z.B. in
Schaltkästen) vereinfacht.
Funktionalitäten:
- 4,3" Grafikdisplay inkl. kapazitiven Touch (Auflösung 480x272 Pixel)
- ATMega-Mikrocontroller
- FTDI EVE Displaycontroller
- 24VDC Stromversorgung
- RS232-Schnittstelle, Anschluss via standard Patch-Kabel
- Summer
- Fehler-LED bei Ausfall der Stromversorgung (Speisung aus Super-Cab)
---------------------------------------
Projekt: Interfacebox für einen 6,8kW LED-Heater
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen, Projekt wurde kundenseitig eingestellt.
Zeitraum: 03.2014 bis 08.2015
Beschreibung: Die Interfacebox dient der Steuerung und Überwachung eines 6,8kW LED-Heaters
und bildet das Bindeglied zwischen dem Prozessrechner (SPS) und dem LED-Heater.
Fünf Stück Mikrocontroller überwachen alle Sicherheitsrelevanten Größen (Ströme,
Temperaturen und Spannugen). Alle Analogwerte werden mit Hilfe von 4-20mA-
Schnittstellen, alle digitalen Signale als 24V-Signale übertragen.
Funktionalitäten:
- LED-Temperaturüberwachung via 9 Stück PT100 (3-Leitertechnik)
- Elektronik-Temperaturüberwachung via NTC´s
- 150VDC Spannungsüberwachung (Eingansspannung, LED-Spannung)
- 50ADC Stromüberwachung (Gesamtstrom, LED-Strom)
- 4-20mA Schnittstellensignale von/zur SPS
- Kalibrierung des Systems via serieller Schnittstellen (RS232 TTL)
---------------------------------------
Projekt: M-Bus-Modul für ein programmierbares Messwertvisualisierungssystem
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen, Serienfertigung
Zeitraum: 03.2014 bis 08.2015
Beschreibung: Das M-Bus-Modul kommt in Verbindung mit dem programmierbaren
Messwertvisualisierungssystem zum Einsatz und dient der Erweiterung des
Systems. Das M-Bus-Modul stellt in Summe acht Eingänge zur Verfügung.
Diese können per Software konfiguriert werden und haben folgende
Funktionalitäten:
- PT100(2/3-Leitertechnik)
- 4-20mA
- Spannungsmessung
- Frequenzmessung
---------------------------------------
Projekt: Programmierbares Messwertvisualisierungssystem
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen, Serienfertigung
Zeitraum: 04.2012 bis 08.2015
Beschreibung: Dieses System dient zur Visualisierung und Überwachung von Kenngrößen einer
Industrieanlage. Als Mensch-Maschinen-Interface (MMI) kommt ein
grafikfähiges LCD-Display mit Touch-Screen zum Einsatz. Als Rechner dient
ein Mikrocontroller mit Cortex A8-Rechenkern. Linux dient als
Betriebssystem. Alle Mess- und Konfigurationswerte werden von einer
WEB-basierenden Oberfläche (HTML, JavaScript) verarbeitet. Der Zugriff auf
diese Oberfläche kann sowohl direkt am eingebauten LCD-Display oder über
Ethernet / WLAN erfolgen. Ein Modulsteckplatz gewährleistet eine einfache
Erweiterbarkeit des Systems. Daneben ist das System mit umfangreichen
Schnittstellen ausgestattet (USB-Host, USB-Device, Ethernet, CAN,
RS232, M-Bus, SPI, analoge Eingänge, digitale Ein-/Ausgänge)
---------------------------------------
Projekt: Automatisierter Baugruppenprüfstand
Branche: Elektronikfertigung, EMS Dienstleister
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: 03.2013 bis 04.2014
Beschreibung: Als Qualität sichernde Maßnahme im Anschluss an die Elektronik- und
Gerätefertigung muss ein automatisierter Baugruppenprüfstand erstellt
werden. Hierzu sind alle Ein- und Ausgänge der Baugruppe unter
Realbedingungen zu testen. Alle Testergebnisse sind zu protokollieren.
Defekte Baugruppe müssen mit entsprechende Fehlerprotokoll gekennzeichnet
werden.
Die Infrastruktur des Prüfstandes wird vom Kunden erstellt. Dabei werden
vorhandene Test- und Prüfmittel verwendet.
Wir erstellen gemäß Baugruppenprüfvorschrift entsprechende Testabläufe
unter NI LabView. Die Kommunikation mit dem Prüfling erfolgt ausschließlich
über eine CAN-Schnittstelle. Für den Testablauf wird die Baugruppe mit
einer von uns erstellten Testfirmware bespielt.
Projekt: Kabelprüfsysteme
Branche: Militär
Status: Abgeschlossen, Serienfertigung ist in Planung
Zeitraum: 03.2006 bis heute
Beschreibung: Zur qualifizierten Prüfung von Kabeln entwickelten wir kundenspezifische
Kabelprüfsysteme. Diese Systeme werden sowohl im Prüffeld als auch
bei der Fehlersuche und nach der Instandsetzung von Kabeln eingesetzt.
Es bestehen stationäre und tragbare Systeme mit übergeordneten Hostsystem
(PC, Laptop oder Prozessrechner) oder als Stand-Alone-System. Je nach
geforderten Testpunkten (2pol oder 4pol) können die Systeme kaskadiert oder
modular (Steckkarten) erweitert werden.
Folgende Prüfungen können durchgeführt werden:
- Durchgangsmessung (ab 2mOhm @ 20VDC / 3ADC)
- Widerstandsmessungen (1Ohm bis 1MOhm @ 20VDC / 10mADC)
- Isolationsmessung (470Ohm bis 250MOm @ 500V oder 750MOhm bei 1,5kV)
- Kapazitätsmessung (50pF bis 100µF)
Zusätzlich können die Geräte noch mit zusätzlichen Messfunktionen erweitert
werden:
- Transientenrekorder
- Multimeterfunktion (Spannungsmessung AC/DC, Strommessung AC/DC)
- Stimulifunktion zur Prüfung von z.B. Relais oder Näherungsschaltern
Als Betriebssystem kommt auf allen Mikrocontrollern FreeRTOS zum Einsatz.
Eclipse dient dabei als Entwicklungsumgebung. Um die geforderte
Funktionalität und Zeitverhalten erfüllen zu können, waren viele
hardwarenahe Softwarefunktionen notwendig.
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Projekt: Kühlanlagensteuerung
Branche: Militär
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: 04.2007 bis 04.2012
Beschreibung: Die Kühlanlagensteuerung besteht aus mehreren, projektspezifisch
entwickelten Hardwareumfängen:
- I/O-Interfacekarte mit PC/104-Steckplatz
- PC/104-Rechner (Zukaufteil)
- Temperatursensoren
- Dezentrales Bediengerät mit grafikfähigen EL-Display
- Ansteuerelektroniken für die Lüfter- und Antriebsmotoren
Auf dem PC/104-Rechner läuft Linux als Betriebssystem. Die Applikations-
Software (C, C++) steuert und überwacht sämtliche Ein- und Ausgänge der
I/O-Interfacekarte. Die Bedienerführung (MM-Interface) erfolgt über das
dezentrales Bediengerät mit grafikfähigen EL-Display. Zusätzlich kann
die gesamte Anlage auch über CAN (CANOpen) bedient werden.
Zur Vereinfachung der Softwareentwicklung, wurde auf einem Windows-
Entwicklugsrechner in eine virtuelle Maschine (VMWare, Oracle VM
VirtualBOX) Linux (Fedora) installiert.
Die Hard- und Software wird ständig weiterentwickelt und an neue
Anforderungen angepasst.
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Projekt: Intelligente I/O-Systeme zur Prozesssteuerung und -überwachung
Branche: Automobilindustrie / Industrie / Militär
Status: Abgeschlossen
Beschreibung: Unsere primären Projektanforderungen beinhalten immer Mess-, Steuerungs-
und Regelaufgaben (Embedded-MSR). Deshalb entwickelten wir schon die
unterschiedlichsten, kundenspezifischen I/O-Syteme:
- Modulares 19" Steckkartensystem
- I/O-Syteme für Hutschienenmontage
- Batteriebetriebene Messeinheiten
Diese Systeme bieten die Möglichkeit, unterschiedlichste, elektrische Ein-
und Ausgangssignale zu verarbeiten. Zu nennen sind in diesem Zusammenhang:
- Analoge Eingänge (Strom (4-20mA), Spannung (0-5V, 0-10V))
- Digitale Eingänge (Strom, Spannung, Frequenz)
- Analoge Ausgänge (Strom (4-20mA), Spannung (0-5V, 0-10V))
- Digitale Ausgänge (TTL, Strom, High-Side Schalter, Low-Side Schalter,
open collector, Relaiskontakte)
- Temperaturen (PT100, PT1000, Thermoelement)
- Schnittstellen (CAN, RS485, RS232, Ethernet TCPIP, UDP, 4-20mA)
Jedes I/O-System bietet eine Vorverarbeitung der elektrischen Signale. Dazu
gehört bei analogen Signalen die Kalibrierung und bei digitalen Signalen
eine konfigurierbare, digitale Filterung. Die Umrechnung in physikalischen
Größen in Ingenieur-Werten und umgekehrt kann ebenfalls bereits im
I/O-System erfolgen.
Je nach eingesetztem Mikrocontroller im I/O-System oder auf den Steckkarten
kommen µC-Linux, Linux oder FreeRTOS zum Einsatz. Auf dem dazugehörigen
Hostsystem (PC, Laptop, VAX, 68000-Prozessrechner) läuft die grafische
Bedien-, Konfigurations- und Anzeigeapplikation mit Überwachungs- und
Datenarchivierungsfunktion. Um die Applikation auf unterschiedlichen
Betriebssystem einsetzen zu können, wird überwiegend unter QT programmiert.
Unter Windows setzt die Applikation auf .NET auf.
Die I/O-Systeme kommen bei folgenden Anwendungen zum Einsatz:
- Prozesssteuerung und -überwachung bei der Kunststoffherstellung, in
Strom- und Wärmekraftwerken
- Steuerung von Kompressoren
- Prüfstandtechnik (Motoren-, Kompressoren-, Abgasprüfstände)
- Gaskonzentrationsüberwachung (Tiefgaragen (CO, O2, NOX))
- Messwertdatenlogger in Fahrzeugen zur Fehleranalyse
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Projekt: Steckmodul zur Durchflussmessung in Temperiergeräten
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: 12.2008 bis 05.2009
Beschreibung: Das Steckmodul dient als Funktionserweiterung des Temperaturreglers in
Temperiergeräten. Es überwacht Temperatur, Druck und den Durchfluss des
Tempariermediums (Wasser oder Öl).
Auf dem Modul ist ein Mikrocontroller mit ARM7-Rechenkern eingesetzt. Alle
Konfigurations- und Kalibrierwerte werden in einem SPI-DataFlash Speicher
abgelegt. Die Konfiguration des Moduls erfolgt über USB-Speicher. Zusätzlich
kann eine Datenlogger-Funktion aktiviert oder der Fehlerspeicher
ausgelesen werden. Als Temperaturfühler kommt ein PT100-Sensor zum Einsatz.
Der Druck wird mit Hilfe eines Drucksensors mit 4-20mA Schnittstelle
gemessen.
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Projekt: Test- und Inbetriebnahmegeräte
Branche: Industrie / Militär
Status: Abgeschlossen
Beschreibung: Für Test- und Inbetriebnahmearbeiten erstellten wir anwendungs- und
kundenspezifische Test- und Inbtriebnahmesysteme. Diese waren als
Handprüfplätze oder als halb-/vollautomatische Testgeräte ausgeführt. Zur
Fehlersuche und Fehlersimulation wurden zahlreiche Testbuchsen und Schalter
eingesetzt.
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Projekt: I2C-Schnittstellekarte für den PC
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: vor 2004
Beschreibung: Die ISA-Steckkarte für den PC dient zum Anschluss von Temperatursensoren.
Mit Hilfe der Sensoren werden in Serversystemen diverse Temperaturen
überwacht (z.B. CPU, Netzteil, Festplatten) und ggf. Fehlermeldungen
erzeugt oder zusätzliche Kühlmaßnahmen aktiviert.
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Projekt: Schaltbarer VGA-Videoverstärker
Branche: Industrie
Status: Abgeschlossen
Zeitraum: vor 2004
Beschreibung: Mit Hilfe des schaltbaren VGA-Videoverstärkers können zusätzliche
PC-Monitore an einen PC oder Notebook angeschlossen werden. Das anzuzeigende
Bild auf den Zusatzmonitoren kann per Software vom PC oder Notebook
ausgewählt und gesteuert werden.
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Projekt: Diverse Kleinprojekte
Branche: Automobilindustrie / Industrie / Militär
Status: Abgeschlossen
Beschreibung: - Kapazitätsmesskarte
- Scheinwerfersteuerung (Kfz)
- Konfigurierbare Temperaturfühler
- Konfigurierbare Temperaturschalter mit FET-Leistungsausgang (50V / 150A)
- Linear-Regelmodul für Lüftermotoren mit PWM-Ansteuerung
- Power-Schaltmodul für Lüftermotoren mit PWM-Ansteuerung
- Prüfgerät für digitale und analoge I/O-Systeme
12/1993 Eintragung in die Handwerksrolle (Elektromechanikerhandwerk)
seit 04/1998 Hauptberuflich Selbstständig (Einzelunternehmen)im Bereich Hard- und Softwareentwicklung,
Layoutservice, Musterbau, Kleinserien, Kabelkonfektion,
Qualitätssicherung (Prüffeld)
seit 01/2004 Umwandlung des Einzelunternehmens in die [Firma auf Anfrage]Messwerterfassungssysteme
I/O-Systeme
Datalogger
Kabeltestsysteme
Grafikfähige Bediengeräte
Steuerungen
Embedded Systeme
Layout
Altium Designer, LTSpice