SensorNode: Innovative IoT-Plattform für OEM-Produkte und präzise Bioimpedanz- & Lactatmessung

SensorNode-Module in Originalgröße (15x18 mm) übereinandergesteckt

SensorNode – Das IoT-Embedded Micro System als Plattform für OEM-Produkte

Die Gesellschaft für Elektronik und Design (GED) und die accensors GmbH haben gemeinsam eine Lösung zur elektrochemischen- & Bioimpedanzmessung entwickelt. Diese Partnerschaft kombiniert GEDs SensorNode-Plattform mit den fortschrittlichen Foliensensoren von accensors. Das einfache Zusammenstecken von Modulen wie Hardware, Software und Foliensensoren ermöglicht erstmals eine schnelle Lösung für Prototypen, Vorserien und Serienlösungen von Multisensorsystemen zu schaffen. Besonders smart ist das Plug & Play Konzept und die einfache Konfigurierbarkeit der unterschiedlichen Sensoren über Bluetooth.

Die GED SensorNode IoT-Plattform für OEM-Sensorsysteme

Die SensorNode-Plattform von GED ist eine modulare Lösung, die verschiedene Sensormodule, Datenerfassungseinheiten und Stromversorgungsmodule usw. kombiniert. Die Module sind nur 15 x 18 mm groß und haben einen 50-poligen Microstecker für den SensorNode-Bus. Diese Modularität ermöglicht eine flexible Anpassung vom Kunden an seine spezifischen Anforderungen per Plug & Play:

  • Sensor Module: Erfassen physikalische Parameter wie Temperatur, Druck, pH-Wert und biochemische Eigenschaften.
  • Data Logger Module: Speichern die erfassten Daten auf Micro SD-Karten.
  • MikroController Modul: Steuern und verarbeiten die Sensordaten.
  • Power Module: Versorgen das System über Batterie, USB oder Energy Harvesting.
  • Kommunikationsschnittstellen: Unterstützen SPI, I²C, TTL, UART und SPE.

Die IoT-Plattform ermöglicht eine schnelle Integration und verkürzt die Entwicklungszeit erheblich. Standardisierte Schnittstellen und vorgefertigte Module erleichtern die Systemintegration und senken die Kosten. Die Integration der Embedded-Software an der Kundenanwendung kann einfach über Bluetooth-Notification-Befehle und eine API vom Kunden selbst vorgenommen werden. Darüber hinaus können zusätzliche Funktionen von GED kundenspezifisch angepasst und erweitert werden.

Das neue SensorNode Modul zur Bioimpedanz- & Elektrochemischen Messung

  • Bioimpedanzmessung: Diese Methode analysiert die elektrischen Eigenschaften von Gewebe und wird verwendet, um Parameter wie Körperfett, Muskelmasse und Wasseranteil zu bestimmen. Dies ermöglicht eine präzise Überwachung des Hydrationsstatus von Patienten, was in der medizinischen Diagnostik und Pflege sehr wichtig ist.
  • Biochemische Messungen wie die Lactatmessung: Lactat ist ein wichtiger Biomarker, der den physiologischen Zustand eines Patienten widerspiegelt. Die Kombination der SensorNode-Plattform mit den SMD-Foliensensoren von accensors ermöglicht eine genaue und schnelle Messung von Lactat im Blut. Die Sensoren sind sehr kompakt und dadurch leicht in tragbare Geräte und Point-of-Care-Diagnostiksysteme integrierbar.
  • Ionenselektive Messungen: Andere chemische Elemente wie Kalium, Natrium und pH-Werte können ebenfalls von dem System gemessen werden.

Softwaremodule für amperometrische, chronoamperometrische und voltametrische Messmodi sind im System implementiert und können über die Software aktiviert und eingestellt werden.

Die Zusammenarbeit von GED und accensors

GED entwickelt die SensorNode-Plattform, eine flexible und skalierbare Plattform, die verschiedene Sensoren unterstützt. accensors liefert die Sensoren, die in diese Plattform integriert werden. Die Kombination der Sensorelemente und der Elektronikmodule stellt ein neues besonderes Highlight dar. Die Foliensensoren sind präzise, kostengünstig und leicht in die unterschiedlichsten Anwendungen wie Wearables, Smartpatches oder IoT-Geräte integrierbar. Sie bieten eine einfache und zuverlässige Methode zur Messung von biologischen, chemischen und physikalischen Parametern.

Eine realistische Szene die die Anwendung der Lactatmessung in einer modernen medizinischen Umgebung darstellt. Zeigen Sie ein tragbares Geraet das mit SMD Foliensensoren integriert ist und den L

Praxisbeispiel: Entwicklung eines Bioimpedanzsensors

Ein Beispiel für die Anwendung der SensorNode-Plattform ist die Entwicklung eines miniaturisierten, tragbaren Bioimpedanzsensors mit einer kleinen Bauform von nur 30 x 50 mm, der von GED entwickelt wurde. Das Sensorsystem misst über die Impedanz präzise die Zusammensetzung von Körperparametern und ist in verschiedenen medizinischen Anwendungen einsetzbar. Für die potentiostatische und amperometrische Messung ist eine Signalverarbeitung von pico- und nano-Ampere-Signalen erforderlich, die mit einer hohen Auflösung von 16 Bit mit 800 k/Samples verarbeitet werden. Das SensorNode-Messmodul nutzt einen ASIC-Chip, der in der Lage ist, auch elektrochemische Messungen durchzuführen, aufgrund der hohen Samplerate sogar in einem Gerät parallel.

Entwicklungsphasen

  • Stufe I – 4 Wochen: Konzeptphase: Festlegung der Anforderungen und Spezifikationen. Prototyping: Aufbau und Integration der SensorModule. Validierung: Umfangreiche Tests zur Sicherstellung der Funktionalität und Genauigkeit.
  • Stufe II – 6 Wochen: Softwareanpassung, Treiber, Miniaturisierung: Anpassung und Verkleinerung des Designs.
  • Stufe III – 3 Monate: Serienreife: Tests, Redesign und Vorbereitung für die Massenproduktion.

Dank der modularen Hard- und Software-Architektur der SensorNode-Plattform konnte das Sensorsystem sehr schnell von der Konzeptphase zur Serienreife gebracht werden.

Vorteile der SensorNode-Plattform

  • Schnelle Markteinführung: Vorbereitete Module ermöglichen eine rasche Integration.
  • Kosteneffizienz: Reduzierung der Entwicklungs- und Produktionskosten.
  • Flexibilität: Anpassung an unterschiedliche Anforderungen und Anwendungen.
  • Integration: Standardisierte Schnittstellen für eine schnelle Einbindung.
  • Skalierbarkeit: Erweiterung der Funktionalitäten durch zusätzliche Module.
  • Kompakte Baugröße: Platzsparende Integration dank kleiner Sensor-Module (16 x 18 mm).

Anwendungsmöglichkeiten

Die SensorNode-Plattform und die Sensoren von accensors bieten vielseitige Anwendungsmöglichkeiten, die zusätzlich noch mit weiteren Sensoren kombiniert werden können:

  • Medizinische Diagnostik: Überwachung des Hydrationsstatus und der Körperzusammensetzung von Patienten durch Bioimpedanzmessung. Die Lactatmessung im Blut kann zur Diagnose und Überwachung von Stoffwechselstörungen und Herzerkrankungen verwendet werden.
  • Sport und Fitness: Athleten können ihre körperliche Verfassung und Leistungsfähigkeit überwachen, indem sie den Lactatspiegel und die Körperzusammensetzung messen. Dies hilft, Trainingsprogramme zu optimieren und Überlastungen zu vermeiden.
  • Lebensmittelindustrie: Überwachung der Qualität und Sicherheit von Lebensmitteln durch genaue Messungen von biochemischen Parametern.
  • Umweltüberwachung: Effiziente Überwachung von Umweltbedingungen durch präzise Echtzeitdaten von verschiedenen Sensoren.
  • Industrie: Verbesserung der Produktionsprozesse durch intelligente Sensoren, die genaue Messungen und Analysen ermöglichen.

Fazit

Die SensorNode-Plattform von GED und die Sensoren von accensors bieten vielseitige und effiziente Lösungen für IoT-Systeme und Geräte mit multimesstechnischen Anforderungen. Die Zusammenarbeit beider Unternehmen hat zur Entwicklung präziser und zuverlässiger Systeme zur Bioimpedanz- und Lactatmessung geführt. Diese Systeme sind kompakt, flexibel und leicht integrierbar, was sie ideal für den Einsatz in verschiedenen Anwendungsbereichen macht.

Der Kundennutzen: GED und accensors können schnell kundenspezifische OEM-Produkte für kleinere Serien liefern und auch optimierte OEM-Serienprodukte entwickeln.

 

chematischer Aufbau des SensorNode-Plattform-Systems

GED bietet folgende SensorNode Entwicklungsvarianten:

  • SensorNode IoT-Prototype: Mit bestehenden Modulen und der Möglichkeit zur einfachen, schnellen Softwareanpassung direkt zum Prototypen.
  • SensorNode OEM-Kleinserie: Mit Hard- und Softwareerweiterung direkt zum Kleinseriengerät.
  • SensorNode-OEM-Serienentwicklung: Mit einer angepassten Entwicklung zum Seriengerät.

Kontaktieren Sie uns, um die passende Lösung für Ihre Anwendung zu finden.

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