GED mit Meilensteinen auf der MEDICA 2023

GED auf der MEDICA 2023

Bahnbrechendes IoT SensorNode Baukastensystem und Partnerschaft mit dem Foliensensorhersteller accsensors

Auf der MEDICA 2023 in Düsseldorf enthüllte GED neueste Entwicklungen im Bereich der Sensortechnik. Zwei Highlights waren das revolutionär kleine und leistungsstarke SensorNode Baukastensystem für MIoT, das Mobile Internet of Things, und „Digital Health“  sowie das GED eigene Medizinprodukt, das Biofeedbacksystem EQUIVert zur Schwindeltherapie.

Intelligente Multisensorik – flexibel auf kleinstem Raum

Das SensorNode Baukastensystem von GED ist eine vielseitige, intelligente Multisensor-Plattform. Sie bietet Entwicklern im Bereich Life Science, Medizintechnik, Bio Tech eine flexible Lösung zur schnellen Integration modernster Sensoren und intelligenter Auswerteelektronik mit integrierter KI.

Ein aktuelles Beispiel ist die Entwicklung des Fraunhofer Instituts ITEM und der Firma AC Aircontrols GmbH eines neuartigen Beatmungsfilters mit integriertem Viren- und Bakterienfilter. Er benötigt fünf verschiedene Sensoren und nutzt den SensorNode von GED als Hardwareplattform für die komplette Sensorik. Mit kleinen Anpassungen der Softwaretreiber für den CO2-Sensor war der Demonstrator mithilfe des SensorNode Baukastens innerhalb von nur zwei Monaten lauffähig. In der Kombination mit den Möglichkeiten des 3D-Drucks für das Gehäuses gelang so ein sehr schnelles „Time to Market“ auch bei einer komplexen Sensoranwendung.

 

Innovativer Beatmungsfilter mit fünf Sensoren
Innovativer Beatmungsfilter mit fünf Sensoren

 

Die elektronische Basis dafür bildet der GED SensorNode mit Steckmodulen, die nicht größer als ein Stück Zucker sind (16 x 18 mm). Damit ist der SensorNode äußerst kompakt und kann selbst in engsten Bauräumen eingesetzt werden, also möglichst direkt an der Messstelle. Dieses Miniatur-Sensorsystem bietet eine breite Palette an Funktionen, darunter Gyro- und Beschleunigungssensoren, Akustik- und optische Sensoren sowie Kraft- und Drucksensoren mit 16 oder 24 bit Auflösung. Das neueste Messmodul für amperometrische, voltametrische und Impedanzmessungen erweitert die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten für elektrochemische und Impedanzmessungen. Für den Datenaustausch sind BLE 5.0 sowie Drahtschnittstellen USB, SPE u. a. vorhanden.

Bild SensorNode mit 5 Sensoren neben 2-Cent-Münze

Die Module können nach Bedarf einfach zusammengesteckt werden und konfigurieren sich selbstständig über Plug & Play. Die dazu gehörige Embedded Software ermöglicht eine leistungsstarke, programmierbare Multisensor-Datenvorverarbeitung durch die integrierten Daten-Filter und einen einstellbaren Ablaufautomaten. Über die PC Software SensorHost kann der Sensorknoten sehr einfach konfiguriert und eingestellt werden. Die zugehörige App eröffnet dabei völlig neue Möglichkeiten, um ganze Geschäftsmodelle mit dem intelligenten SensorNode abzubilden.

Das „KI on the Edge“-Framework AIfES® (Artifical Intelligence for Embedded Systems, Fraunhofer IMS) erweitert die Funktionalität des SensorNode durch die Integration von Funktionen für Künstliche Intelligenz und Machine Learning, die lokal auf dem 32bit SensorNode Mikrocontroller laufen. Diese flexible Plattform eröffnet neue Möglichkeiten für Regressions- und Klassifizierungsaufgaben.

 

Innovationen auf Folien

Bild Foliensensor

Direkt neben dem GED Messestand präsentierte der GED Kooperationspartner accsensors auf der MEDICA sein umfangreiches Portfolio an hochmodernen Foliensensoren. Neben den klassischen kundenspezifischen Foliensensoren bietet accensors ganz neu die SMD-Sensorsticker (SMD, surface-mounted device) die man von der Rolle im SMD-Automaten auf einen Träger, z. B. eine Folie, aufkleben kann.

Mit einer kompakten Größe von 5,6 x 7,6 mm messen sie Parameter wie pH-Wert, Temperatur, Kraft sowie chemische und bioelektrische Größen. Die Foliensensoren sind vielseitig einsetzbar und finden Anwendung in Bereichen wie der Medizintechnik, Biotechnologie und Lebensmittelindustrie. Sie sind sowohl für Smartpatches im Gesundheitswesen einsetzbar, als auch in Laboranwendungen und in der Lebensmittelindustrie.

Kompetenz und Service à la GED

Für viel Aufmerksamkeit sorgte neben der vorgestellten Technik auch der Vortrag des GED Entwicklungsleiters Frank Ueberschar auf dem Podium des MEDICA-Landesgemeinschaftsstands NRW. Ueberschar zeigte die Komplexität der Medizinproduktentwicklung auf und lieferte Beispiele für die Herausforderungen dabei durch die erhöhten Anforderungen für die Zulassung gemäß der neuen Medical Device Regulation (MDR). Das Vortrags-Video finden Sie hier auf YouTube .

Ob in der Medizintechnik oder in anderen Anwendungsbereichen, der Service von GED umfasst ein dreistufiges Entwicklungsangebot:

1.      Evaluierung der Messaufgabe mit dem SensorNode

2.      Entwicklung eines Demonstrators mit dem SensorNode

3.      Entwicklung eines Serienproduktes mit dem SensorNode oder auch einer angepassten Bauform

Alle drei Stufen können Kunden einzeln oder im Komplettpaket beauftragen. Kundenspezifische Anpassungen von PC-Oberflächen und der App sind natürlich möglich.

 

Die MEDICA 2023 als weltweit größte medizinische B2B-Fachmesse mit ihren 80.000 Besuchern war für uns eine inspirierende und bereichernde Erfahrung. Wir bedanken uns herzlich bei allen MEDICA-Gästen, die unseren Stand besucht und sich mit uns über die Zukunft der Sensor- und Medizintechnik ausgetauscht haben!

 

Weitere Informationen zu diesem innovativen Baukastensystem finden Sie auf der GED-Webseite, zum Beispiel hier und hier, und auf der accsensors-Webseite .

Mehr zum GED SensorNode und zu EQUIVert erfahren Sie in unserem Info-Flyer zur MEDICA.

Sensorfizierung – Produkte einfach intelligent machen

GED und accensors Baukasten-Plattform

Ein neuartiges, multimodales Baukastensystem aus Sensoren und intelligenter Auswerteelektronik mit integrierter KI ermöglicht jetzt eine schnellere und effizientere Sensofizierung und Produktrealisierung, speziell für die Märkte LifeScience, Medizintechnik und BioTech.

Die Karriere eines Entwicklers oder einer Entwicklerin wird meist schon in jungen Jahren geprägt. Zum Geburtstag oder zu Weihnachten gibt es die ersten Baukästen, mit denen spielerisch das Zusammenbauen der ersten Modelle von Gebäuden oder Fahrzeugen erlernt wird. Später im Beruf am Schreibtisch steht man vor der Herausforderung für Produkte mit zunehmender Komplexität möglichst schnell optimale Lösungen zu finden, die – insbesondere auch für neue Anwendungen wie im Internet of Things (IoT) – mehrere verschiedene Sensorelemente und eine autarke Energieversorgung benötigen.

Hier kommen die Partner accensors und GED Gesellschaft für Elektronik und Design mit ihren bahnbrechenden neuen Entwicklungen ins Spiel. Gemeinsam wurde das Know-how aus der langjährigen Zusammenarbeit mit Forschungsinstituten und ihren eigenen Erfahrungen vereint, um Entwicklern eine Baukastenlösung anzubieten, die eine Integration von Sensoren und Auswerteeinheiten mit entsprechender Energieversorgung erheblich erleichtert.

Die Idee: Ähnlich wie die Hersteller der Baukästen, die unsere Kindheit geprägt haben, setzen accensors und GED auf ein multimodales Baukastensystem. Dieses System besteht aus einzelnen Sensoren sowie Elektronik- und Softwaremodulen, die sich individuell zusammenfügen lassen, um kundenspezifische Sensorsysteme und Auswerteeinheiten zu realisieren. Das Ergebnis ist eine schnelle, kosteneffiziente Lösung für die Herausforderungen der Sensorintegration in Industrie-4.0-Anwendungen für die Entwicklung von Cyber-physischen Systemen (CPS) mit einem deutlich schnelleren „Time to Market“.

accensors SMD Foliensensoren: Innovative Sensoren, einfach wie Sticker

Die sensorische Komponente dieses Systems bilden die hochmodernen SMD-Foliensensoren von accensors. Diese Sensoren ermöglichen es, präzise Messungen durchzuführen, indem sie wie Sticker einfach aufgeklebt werden. Mit einer Größe von nur 7,60 mm x 5,60 mm und einer aktiven Messfläche von Ø 2,5 mm bieten sie eine bemerkenswerte Leistung auf kleinstem Raum. Diese Sensoren sind ready-to-use und können problemlos an verschiedenen Kontaktierungspunkten angebracht werden, um eine Vielzahl von Parametern wie pH-Wert, Temperatur, chemische- und bioelektrische Größen zu messen. Dank additiv hergestellter Sensortechnologie ermöglicht accensors eine einfache Massenproduktion, welches die Verfügbarkeit und Skalierbarkeit der Sensoren erhöhen. Die Flexibilität dieser Sensoren macht Messungen auch abseits von starren PCBs möglich, was ihre Anwendbarkeit in verschiedenen Branchen wie der Medizintechnik, Biotechnologie und Lebensmittelindustrie erweitert.

 

Grafik: Der Baukasten: Intelligente Sensoren mit “KI on the Edge“
Baukasten mit vier Modulen: Intelligente Sensoren mit “KI on the Edge“

 

GED SensorNode: Konfigurierbares Sensor-Modulsystem

GED ergänzt mit dem SensorNode Hard- und Software Baukasten die Möglichkeit für die einfache Konfiguration eines miniaturisierten leistungsstarken Multi-Sensorsystems. Mit Steckmodulen, die nicht größer wie ein Stück Würfelzucker sind (16x 18 mm), ist der GED-SensorNode äußerst kompakt und kann selbst in engsten Bauraumverhältnissen eingesetzt werden. Dank integriertem Bluetooth-Funk, Akku sowie optionalem Energy Harvesting sind keine Kabel notwendig. Neben dem Controller- und Energiemodul stehen weitere Module mit

Bild: GED SensorNode Host-Software zur Konfiguration und zur Datenvisualisierung auf dem PC
GED SensorNode Host-Software zur Konfiguration und zur Datenvisualisierung auf dem PC

MEMS-Sensoren zur Verfügung, wie Gyro- und Beschleunigungssensor, akustische- und optische Sensoren, Kraft- und Drucksensoren, die ein  breites Spektrum an hochintegrierter Sensorfunktionalität abdecken. Das neueste Modul ist das Messmodul für die amperometrische-voltametrische Messung und Impedanzmessung, welches auf einem hochintegrierten ASIC-Baustein basiert. Für die Echtzeitübertragung auch in rauer Umgebung stehen Module mit Drahtschnittstellen für I2C, USB und das neue Single Pair Ethernet (SPE) zur Verfügung. Die Module können nach Bedarf zusammengesteckt werden und konfigurieren sich selbstständig über Plug & Play.

Der zugehörige dritte Baukasten für die Softwaremodule besteht aus der Embedded Software mit Konfigurierbarkeit des Sensor-Frontends über die Draht- oder die BLE-Schnittstelle. Mit der „SN-App“ können Multi-Sensorwerte sowie Alarmierungen per Smartphone oder Tablett direkt an den Bediener übermittelt werden. Für die lokale Bedienung und Datenanzeige dient die SN-Hostsoftware, die auf dem PC läuft. Die Embedded Software des SensorNode verfügt über eine leistungsstarke, programmierbare Multisensor-Datenvorverarbeitung sowie zuschaltbare spezielle Datenfilter. Mit diesen innovativen Funktionen lasen sich die Datenmengen im Netz und auf den Servern erheblich reduzieren. Das bietet auch eine optimale Basis bei multisensorische Anwendungen für „Predictive Maintenance“.

„KI on the Edge“ Framework

Mit dem vierten Baukastenmodul „AIfES“ können Funktionen für die Künstliche Intelligenz und dem Machine Learning  programmiert werden, die lokal auf dem 32bit SensorNode Mikrocontroller laufen. Die Basis ist ein Feedforward Neural Network (FNN), welches in nahezu allen Parametern konfigurierbar ist und auch tiefe Netzstrukturen ermöglicht. Das Künstliche Neuronale Netz (KNN) wird nur mit einer Hauptfunktion konfiguriert und berechnet. Regressions- und Klassifizierungsaufgaben sind möglich. Der Netzaufbau kann an die aktuelle technische Aufgabe angepasst werden. AIfES steht für „Artificial Intelligence for Embedded Systems“, ein AI-Framework vom Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS, und wurde im Rahmen des BMBF-Forschungsprojekts KiNo gemeinsam vom IMS und GED auf den Mikrocontroller des SensorNode portiert.

Übersicht der Ki:

Sensofizierung Bild4

 

-Anzahl der Inputs und Outputs sind frei definierbar

-Anzahl der Hidden-Layer und der Neuronen pro Layer sind frei definierbar.

-Unterschiedliche Aktivierungsfunktionen mit Zusatzparametern: Sigmoid, Softsign, ReLU, PReLU, Softmax

 

 

Partner für die Zukunft der Sensorfizierung

Die Partnerschaft zwischen accensors und GED ermöglicht es Entwicklerinnen und Entwicklern jetzt, hochpräzise Sensoren und innovative Mess-, Auswertungs- und Datentransferelektronik schnell und kostengünstig zu konfigurieren. GED bietet umfassende Unterstützung bei der Anpassung des SensorNode an kundenspezifische Anforderungen. Dieses Baukastensystem eröffnet eine aufregende Zukunft für die Sensorimplementierung, in der Kreativität und Technologie miteinander verschmelzen. Die Idee der Spielzeug-Baukästen ist nun mit der Technologie verbunden, um eine Welt mit intelligenteren, sensorgestützten Produkten in kürzester Zeit zu realisieren.

Weiter Informationen zu accensors finden Sie hier.

Dieser Artikel ist im Dezember 2023 in der Fachzeitschrift „Markt und Technik“ erschienen. Den Originalartikel finden Sie hier zum Download.

Additive Fertigung: 3D-Elektronik schneller in den Markt

Hanno Platz im Interview mit der Zeitschrift Elektronik

In einem Interview mit der Fachzeitschrift Elektronik. Elektronikfertigung (Ausgabe 22 vom 31. Oktober 2023) äußert sich GED Geschäftsführer Hanno Platz zum Stand und den Perspektiven der additiven Fertigung von Elektronik (AME). Aktuell befassen sich vornehmlich Forschungsprojekte mit dem Thema – in der Industrie ist die Menge der additiv gefertigten 3D-Elektronik-Serienprodukte noch überschaubar. Hanno Platz erklärt die Gründe dafür und wie sich dieser Stillstand überwinden lässt. Artikel hier auch als PDF.

Additive Fertigung zwischen Showstoppern und Pionieren

Als „Showstopper“ bezeichnet der GED Geschäftsführer „die aktuell fehlenden CAD-Funktionen für die 3D-Elektronik.“ Weiterzuentwickeln seien auch „Tools für die Planung und Simulation der Fertigungsabläufe für die hochintegrierte räumliche Elektronik.“  EDA-Hersteller seien aufgefordert, 3D-eCAD-Tools zu entwickeln – nicht nur die schon aktiven „Pioniere der additiven Elektronikfertigung in Deutschland“ würden zugreifen. Denn: Sowohl Großunternehmen als KMU seien unterwegs in Sachen additive Fertigung. Platz verweist auch auf Forschungsprojekte wie flugfähige „Möwen“, „Ameisen“ mit Schwarmintelligenz, „Roboter-Lbellen“.

Zunächst würden die 3D-Produkte Erfolg haben, die beispielsweise durch „funktionale Integration“ oder „absolute Verkleinerung“ etwa „eine ganz neue Möglichkeit“ oder „eine besonders hohe Performance“ bieten. Kommerziellen Erfolg verspricht etwa die Medizintechnik, auch wenn die Zulassung der Produkte schwierig sei und viel Zeit brauche. In den verschiedensten Branchen könne additive Fertigung auch und gerade zu nachhaltigeren Lösungen beitragen. Nicht zuletzt verweist Hanno Platz auf konkrete Projekte zur additiven Fertigung im eigenen Haus.

Das Interview enthält neben technischen Details und Hinweisen auch eine Übersicht über die fünf Klassen der additiven Fertigung.

Weitere Informationen finden Sie in einem Whitepaper des FED-Arbeitskreises 3D-Elektronik (26 Seiten), das Sie hier kostenlos downloaden können.

 

 

Platz Interview Additive Fertigung 1

Platz Interview Additive Fertigung 2

Platz Interview Additive Fertigung 3

Platz Interview Additive Fertigung 4

Platz Interview Additive Fertigung 5

Platz Interview Additive Fertigung 6

Platz Interview Additive Fertigung 7

Platz Interview Additive Fertigung 8

GED: Über zehn Jahre Engagement für die Formula Student

GED: Zehn Jahre Engagement für die Formula Student

Seit über einem Jahrzehnt unterstützt GED das Elektro-Motorsport-Team an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg

Rosana, Corina oder Mia, so heißen die Elektro-Rennwagen, die mit Fahrwerten von Formel-1-Boliden in nur 2,5 Sekunden von 0 auf 100 km/h katapultieren. Sie wiegen gerade mal 200 kg, die vier Elektromotoren erreichen ein sagenhaftes Drehmoment von 1.200 Nm. Entwickelt und gebaut werden solche Renner von Studenteninnen und Studenten der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, die auch die Einzelteile wie Fahrwerk, Carbon-Monocoque, Kabelbaum, Elektronikkomponenten und mehr herstellen.

GED ist bereits seit den Anfängen vor gut zehn Jahren Partner der Formula-Student-Gruppe der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg mit Sitz in Sankt Augustin bei Bonn. Das BRS Motorsport-Team besteht aus Studierenden der Hochschule, die jedes Jahr aufs Neue nach einem neuem Reglement, vorgegeben von der Society of Automotive Engineers (SAE), einen neuen bzw. weiterentwickelten Elektro-Rennwagen konstruieren. Mit diesem nehmen sie an den internationalen Wettbewerben der Formula Student teil, zum Beispiel in Italien, Spanien oder in Deutschland. Die hochmotivierten BRS-Studentinnen und -Studenten konnten in den Top-Ten-Rängen der über 100 gemeldeten Formula-Student-Teams fahren.  Bei der Formula Student Spain 2021 errang das Team sogar den Gesamtsieg.

Herausforderung Formula Student

Bei diesem weltweit bekannten Hochschulwettbewerb konkurrieren Rennwagen, die Teams in aller Welt von Grund auf entwickeln. Die Teilnehmenden werden ermutigt, ihre theoretischen Kenntnisse in die Praxis umzusetzen. Zu den Disziplinen in den Wettbewerben gehören u.a. Designbewertung, Kostenanalyse, Beschleunigungsrennen, Skidpad-Tests, Autocross-Rennen und ein Ausdauerrennen. So geht die Bewertung weit über das hinaus, was in der Formel 1 stattfindet. Die Rennwagen müssen nicht nur schnell sein, sondern auch effizient, zuverlässig und gut beherrschbar. Die Teams haben die Freiheit, innovative Ansätze und Technologien einzusetzen, um ihre Fahrzeuge zu optimieren.

Entscheidend für den Erfolg ist die enge Zusammenarbeit der Studierenden aus verschiedenen Studiengängen, wie Maschinenbau, Elektrotechnik, Informatik und Wirtschaftswesen. Zwei besonders herausfordernde Aspekte sind der Zeitdruck, unter dem die Teams stehen, und die begrenzten Ressourcen, um ihre Fahrzeuge zu entwickeln. Denn die Hauptarbeiten in der Entwicklung und Produktion werden nach den Vorlesungen gemacht und die Anleitung beschränkt sich auf die Beratung des Lehrpersonals. So gilt es für die Studierenden, selbst innovative Lösungen zu finden und effektiv mit begrenzten Budgets umzugehen. Außerdem kommt es darauf an, Wissen und Erfahrung an die nachfolgenden, neuen Teammitglieder weiterzugeben. Die Teams sind aufgrund der Studienzeiten von sieben bis zehn Semestern alle drei bis fünf Jahre komplett neu aufgestellt.

Am Ende gewinnt das Team, dass über alle Disziplinen hinweg die meisten Punkte sammeln konnte.  Das Hauptziel der Formula Student liegt damit klar auf der Hand: Über den Spaß und den motivierenden Wettbewerb erhalten die Studierenden praktische Erfahrung etwa im Bereich der Fahrzeugentwicklung und Ingenieurwissenschaften; nebenbei lernen sie das unumgängliche „Teamwork“. Darüber hinaus bietet der Wettbewerb den Teilnehmenden die Möglichkeit, mit anderen Teams, Sponsoren und Fachleuten aus der Industrie in Kontakt zu treten. Das fördert den Austausch von Ideen, Wissen und Erfahrungen und ermöglicht es den Studierenden, wertvolle Kontakte für ihre berufliche Zukunft zu knüpfen.

Übrigens, den aktuellen Weltrekord des Formula-Student-Wettbewerbs hat das Team aus Stuttgart in diesem Jahr eingefahren. In Sachen Beschleunigung legte es mit unglaublichen 1,461 Sekunden den absoluten Sprintrekord an den Tag. Auch die Rennpiloten brauchen da extrem gute Nerven.

GED unterstützt mit Rat und Tat

Platine aus der BRS-Rennwagen-Schmiede
Platine aus der BRS-Rennwagen-Schmiede

Von Anfang an berät GED das BRS Motorsport-Team bei Fragen rund um die Elektrotechnik und beteiligt sich als Sponsor auch mit Elektronik-Bauteilen. Damit ist GED der wichtigste Sponsor im Bereich Elektrotechnik. Ein wichtiges Thema ist immer wieder die elektrische Sicherheit bei den Akku-Spannungen von über 600 Volt im Fahrzeug ein. Effektive elektronische Sicherheitskonzepte waren und sind hier gefragt. Auch die Zuverlässigkeit des Fahrzeugs bei den sehr hohen mechanischen Beanspruchungen stellt für die Elektronik besondere Herausforderungen dar. GED unterstützte hier gerade in den ersten Fahrzeuggenerationen die Studierenden mit Know-how und Wissen aus über 30 Jahren Elektronikentwicklung im Automotivesektor. So hat das Unternehmen alle Leiterplattendesigns der BRS-Motorsportler gereviewt und entsprechende Rückmeldungen gegeben: eine Basis für die besonders guten Ergebnisse gerade in der Disziplin Zuverlässigkeit, in der das Team aus St. Augustin sogar Sonderpreise erhielt und öfter auf einen der ersten drei Plätzen lag.

Aus eigener Erfahrung bei der Personalsuche weiß GED Geschäftsführer Hanno Platz, dass Mitglieder der Formula-Student-Teams beste Aussichten auf einen guten Arbeitsplatz haben. Praktische Erfahrungen in der Produktentwicklung, im Projektmanagement und in der Zusammenarbeit im Team sind Fähigkeiten und Qualitäten, die in der Industrie gesucht werden. Auch GED hat schon mehrfach Ingenieure aus dem BRS Motorsport-Team als Entwickler eingestellt.

Das Fazit von Hanno Platz: „Das BRS Motorsport-Team schneidet in den internationalen Wettbewerben der Formula Student regelmäßig sehr gut ab. Wir sind stolz, als Silber-Partner das Team seit über zehn Jahren bei seinen Erfolgen unterstützen und begleiten zu können!“

 

 

G22e @ Deutschland 2 Ausschnitt

 

 

 

Mehr als Routine: GED für ISO 13485:2016 und ISO 9001:2015 rezertifiziert

GED ISO 13485 2023

 

Das Rezertifizierungsaudit für die Normen ISO 13485:2016 und ISO 9001:2015 stellte GED in diesem Jahr vor besondere Herausforderungen, die das Unternehmen mit Erfolg bestand. Beispielsweise kamen völlig neu organisierte Prozesse auf den Prüfstand.  Das mit sechs Tagewerken angesetzte Überwachungs- und Rezertifizierungsaudit hat die DEKRA Certification GmbH Ende April 2023 durchgeführt.

GED hatte die Abläufe für die Entwicklung von Medizinprodukten auch aufgrund der neuen MDR-Vorschriften (MDR, Medical Device Regulation) komplett überarbeitet. Die Neuerungen konnten teilweise für die Entwicklung der Industrieprodukte übernommen werden und haben sich bereits positiv ausgewirkt. Das Qualitätsmanagementsystem beider Bereiche hat die Zertifizierungsstelle gründlich geprüft und für gut befunden.

Erfahrungsplus durch Zertifizierung

Zusätzlich fand auch das Überwachungsaudit für das GED-Medizinprodukt EQUIVert® gemäß der EU-Verordnung nach 2147/745 Artikel 120(3) statt. Die DEKRA als „Benannte Stelle“ hat dabei erstmals nach den neuen, deutlich schärferen Kriterien der MDR geprüft. Vorausgegangen waren hier zehn Monate intensiver Vorbereitung inklusive einer betriebswirtschaftlichen Gap-Analyse, die GED mit einem Beratungsunternehmen umgesetzt hat. Hinzu kam die Berücksichtigung neuer technischer Anforderungen. So hat GED die EQUIVert-Produkte bereits nach dem deutlich höheren MDR-Reglement entwickelt, etwa hinsichtlich der EMV-Grenzwerte. Dennoch ergab die Analyse einen größeren Aufgabenkatalog für die Anpassung an die neuen gesetzlichen Vorschriften. Hierzu zählt insbesondere die konkrete Planung einer PMCF-Studie (Post Market Clinical Follow-Up).

Aus der Zertifizierung der eigenen Produktlinie hat GED sehr wertvolle Erfahrungen für die Dienstleistungen im Bereich Medizinprodukte gewonnen. Hier bietet GED für Kundenprojekte einen Full-Service an: vom Konzept über die Hard- und Softwareentwicklung bis hin zur Lieferung kompletter Geräte. Zusammen mit einem erfahrenen Beratungsunternehmen kann das Unternehmen auch die gesamte Zulassung nach ISO 13485 für Medizinprodukte übernehmen.

Als zertifizierter Partner unterstützen wir Sie gern mit der Entwicklung und Herstellung von Industrieprodukten nach ISO 9001 und Medizinprodukten nach ISO 13485. Dabei steht GED für kundenspezifische Lösungen mit optimaler Technik und einem Höchstmaß an Sicherheit und Qualität.

Die Zertifikate (deutsch und englisch) können Sie auf unserer Website hier einsehen und herunterladen!

 

 

accensors und GED starten in die Zukunft der Sensorik

accensors und GED haben sich im November 2022 zusammengeschlossen, um im starken Verbund innovative Sensorik-Systeme für verschiedene Branchen zu entwickeln. Jetzt füllen die Partner ihre Kooperation mit Leben: In einem ersten gemeinsamen Workshop im Januar 2023 am Sitz von accensors in Espelkamp haben sie ihre Themenfelder abgesteckt sowie strategische und technische Aspekte diskutiert, um Synergien zu erzielen.

Dabei haben die Partner in einem kurzen Video ihre Begeisterung für den gemeinsamen Weg auf den Punkt gebracht – teilen Sie hier die Inspiration!

Gib hier deine Überschrift ein

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Leiterplattenlayout: Highspeed-Design für PCIe Gen. 4 u. a.

Leiterplattenlayout: Design Challenge 25 Gbit – Highspeed PCB-Design für PCIe Gen. 4 und andere

Steigende Signalübertragungsraten im Multi-Gigabit Bereich erfordern spezielle Designtechniken

Aktuelle neue Schnittstellen-Standards wie PCIexpress 4.0 sowie neue FPGA-Generationen ermöglichen Übertragungsraten bis 2000 Mbit/s. Die Bandbreite des integrierten PCI-Express-Controllers gen 4.0 ermöglicht Bandbreiten von 8-32 Gbit/s.

Tabelle Bandbreiten
Leiterplattenlayout: Tabelle Bandbreiten

 

Leiterplattenlayout: 3D-Ansicht in die Highspeed Leiterplatte
3D-Ansicht in die Highspeed-Leiterplatte

Auch bei der weit verbreiteten Schnittstelle „Universal Serial Bus“ werden mit USB 3.0 bereits Signalraten von 5 Gbit/s erreicht, mit USB 3.1 ist sogar eine Datenrate von bis zu 10 Gbit/s möglich. Schon für USB 3.0 wird für die 5 Gbit/s eine entsprechende Leitertopolgie benötigt, damit die Übertragung störungsfrei arbeitet.

Der Videostandard „Ultra High Definition Video“ UHD-1 (4k) nutzt eine Datenrate von mehr als 10,2 Gbit/s, weshalb HDMI in der Version 2.0 bis zu 18 Gbit/s liefern kann. Hauptänderung ist die Anhebung der maximalen Bandbreite auf 18 Gbit/s, wodurch Ultra-HD-Inhalte mit 60 Bildern pro Sekunde wiedergegeben werden können.  Allerdings wurde übergangsweise auch eine kleinere Datenrate mit der niedrigen Farbquantisierung 8 Bit und 4:2:0 erlaubt, um vorhandene HDMI-1.4-Chips nutzen zu können. Eine weitere Hürde stellt die neue Kopierschutz-Norm HDCP-2.2 dar, die in vollwertigen HDMI-2.0-Anschlüssen vorgeschrieben ist.

Um diese hochfrequenten Signalgeschwindigkeiten störungsfrei auf der Leiterplatte zu übertragen, sind entsprechende Topologien und angepasste Leiterbahnrouting-Methoden erforderlich. Die LVDS-Signalübertragung benötigt eine differentielle Signalführung mit gleicher Leitungslänge für Hin- und Rückleiter. Die Signale erfordern einen Lagenaufbau mit angepasstem Wellenwiderstand (Impedanz). Der Lagenwechsel mittels Vias und Microvias muss besonders beachtet werden, um Impedanzsprünge zu minimieren. Zur Reduzierung der HF-Rückstrompfade sind Stitching Vias sinnvoll. Um Stubs zu vermeiden, sollte manbei langen Highspeed-Leitungen, die über mehrere Lagen geführt werden, die Vias in Backdrilling ausführen. Neben dem Einsatz von entsprechenden Highspeed-Laminaten gibt es weitere neue Routingtechniken, die Störungen entgegenwirken können, wie abgerundete Leiterbahnen oder auch das Zig-zag-Routing.

Leiterplattenlayout: Zig-zag-Routing-Technik der kritischen Leitungen
Bild: ZigZag Routing Technik der kritischen Leitungen, zur Reduzierung des Glasgewebe-Effektes

Man könnte die Aufzählung noch lange mit weiteren Beispielen fortführen. Natürlich bringen die neuen Bauteile und Schnittstellen auch ein komplexeres Powering mit sich. Oft werden 5 – 8 verschiedene Spannungen benötigt, die i. d. R. mit hochgetakteten Linearreglern erzeugt werden. Diese müssen nach festen Regeln designt werden und sind in einem Lagenaufbau für das Powerkonzept entsprechend einzuplanen. Die Referenzflächen für impedanzbehaftete Signale müssen möglichst homogen sein und die Vias dürfen den HF-Rückstromweg möglichst wenig behindern. Das ist gerade bei hochpoligen Finepitchsteckern, die mitten auf der Leiterplatte liegen, oft eine Herausforderung.

Bei komplexen Multilayern wird es zunehmend erforderlich, die Homogenität der Versorgungsflächen, die für die zuverlässige Signalübertragung und die EMV-Festigkeit wichtig sind, mittels „Power Integrity Simulation“ zu überprüfen.

 Leiterplattenlayout: Ausschnitt aus 10 Gbit Design
Bild: Ausschnitt aus 10 Gbit Design – Die Power-Anbindung bei hochpoligen BGAs müssen auf den Planelagen sorgfältig und optimal geroutet werden

Speicherdichten erhöhen sich zunehmend, DDR4

Die DDR-SDRAM-Technologie hat ihre vierte Generation erreicht;DDR4-SDRAM-Schnittstellen erreichen eine maximale Datenrate von 3,2 Gbit/s (d.h. eine Taktrate von 1,6 GHz). Beim Design gibt es vier wichtige Anforderungen für die Platzierung und das Routing von DDR4-SDRAM-Schnittstellen mit Multi-Gigabit-Übertragung. Diese großen Herausforderungen umfassen die Routingtopologie und das Terminierungssystem für die Netze mit mehreren Speichern, das eine Routing-Technik mit geringem Übersprechen erfordert. Es werden spezielle Designmethoden eingesetzt, um die Impedanzsprünge aufgrund von Durchkontaktierungen zu minimieren.

Leiterplattenlayout: DDR Tabelle

Die Routing-Technik für mehrere Speicherbausteine erzeugt mit der herkömmlichen Art von Routing mit Baumtopologie sogenannte „Trace Stubs“, die die Signalintegrität des Übertragungskanals verschlechtern. Die Wirkung von Stubs ist unten in der Formel erläutert, nach der die Resonanzfrequenz oder die Bandbreite der Übertragungsleitung umgekehrt proportional ist zur Stublänge. In der herkömmlichen Baumtopologie führt der „Trace Stub“ mit der Zunahme der Anzahl von Speichern zu unerwünschten Verlängerungen, die Störungen hervorrufen.

Leiterplattenlayout: Stub-Formel

  • f o = Resonanzfrequenz (Hz)
  • c = Lichtgeschwindigkeit (1.18×10 10 Zoll/s)
  • stub_length in inches
  • Dk = Dielektrizitätskonstante

Der Einsatz von verlustarmen Materialien, sogenannte „High speed laminate“ wie Megtron (Panasonic) oder I-Tera (Isola), wird ebenso erforderlich wie ein „backdrilling“ von durchgehenden Vias. Für das Routing der Leiterbahnen ist ein Tuning der Leitungslängen erforderlich und das mit sehr engen Toleranzen. Ohne diese Designmaßnahmen ist eine zuverlässige Signalübertragung nicht mehr möglich.

Leiterplattenlayout: Augendiagramm eines Highspeed Signals auf dem Oszilloskope
Augendiagramm eines Highspeed-Signals auf dem Oszilloskope

Zur Steigerung der Zuverlässigkeit und auch zum Qualitätsnachweis der Gigbit-Übertragungssysteme setzt GED das SI-Simulationswerkzeug Hyperlynx von Siemens (ehem. Mentor Graphics) ein. Damit lässt sich die Signalintegrität in Form der Augendiagramme simulieren. Mittels „Presimulation“ kann bereits bei der Planung der Topologie des Multilayers eine Prüfung der berechneten Impedanzwerte vorgenommen werden.

Bei der Planung des HDI-Multilayers sind i.d.R. mehrere verschiedene Impedanzen gefordert mit einer Toleranz von max. 10% und 0,5 dB Einfügungsdämpfung. Der Lagenaufbau, Material mit niedriger Dielektrizitätskonstante (DK) und die Viatopologie bilden dafür die Basis. Eine saubere Leiterführung und ein optimaler Längenausgleich der Differential-Pair-Leitungen beim Routing stellen die Einhaltung der Toleranzen sicher.

Höhere Verbindungsdichte durch Bauteile-Miniaturisierung und steigende Anschlussanzahlen

Neue Bauteilegehäuse werden zunehmend kleiner und haben höhere Anschlusszahlen. LQFP, QFN oder MLP-Gehäusebauformen haben bis ca. 100 Anschlüsse bei einer Kantenlänge um die 5 mm. µBGA oder CSP-Bauteile erreichen bis weit über 1.000 Anschlüsse. Diskrete Bauteile gibt es in winzigen Gehäusebauformen wie 0201, Micro-MELF oder SOT-883 mit 3 Anschlüssen und mit einer Größe von nur 1 x 0,6 x 0,5 mm. Damit lassen sich inzwischen Miniaturisierungsgrade erzielen, die ehemals nur mit COB-Technik, also mit ungehäusten Bauteilen, erzielt wurden. Es gibt heute moderne FPGAS wie Kintex 7™ von XILINX, die bis zu 1.156 Anschlüsse (I/O´s) haben, oder auch ASIC-Bauteile mit über 2.500 Anschlüssen, mit Pitchmaßen bis runter auf 0,4 mm.

Leiterplattenlayout: Dogbone-Design
Dogbone-Design: 7 x 7 mm, 0.5 mm Pitch, 144-Ball CSP-BGA
Leiterplattenlayout: Via-in-Pad Design
Via-in-Pad Design: 8 x 8 mm, 0.5 mm Pitch, 132-Ball CSP-BGA

 

So genannte HDI-(High-Density-Interconnection) Leiterplattentechnologien, die eine höhere Verbindungsdichte durch Einsatz von Microvias (150 µm) und Burried Vias in Verbindung mit feinen Leiterstrukturen unter 150 µm haben, können die Verbindungsdichte einer Leiterplatte signifikant steigern und ermöglichen den Anschluss von Bauteilen mit hoher Pin-Dichte.  Je nach Größe und Anforderung werden heute auch Leiterstrukturen von 50 µm in Serie produziert. Künftig wird für Pitchmaße von nur 0,3 mm eine Leiterbreite von, zumindest partiell, nur 30 µm benötigt.

Leiterplattenlayout: Ausschnitt aus PCB 275 x 225mm mit 14 Lagen (2-12-2) 14.658 Anschlüssen und 27.762 Vias. Controller nViadia-Chip und FPGA mit 8 x DDR4 Speichern
Ausschnitt aus PCB 275 x 225mm mit 14 Lagen (2-12-2), 14.658 Anschlüssen und 27.762 Vias. Controller nViadia-Chip und FPGA mit 8 x DDR4 Speichern

GED hat in den letzten Jahren viele Highspeed-Designs erfolgreich umgesetzt, die auf Anhieb funktioniert haben. Grundlage dafür sind Kenntnisse und Erfahrungen der PCB-Designer bei GED, die eine umfangreiche Planung der Leiterplattentechnologie und der Impedanzen vornehmen und viel Know-how in eine optimale Bauteileplatzierung stecken. Sofern gewünscht, wird eine Signal- und Powerintegritäts-Simulation durchgeführt. Der Rest ist dann gekonnte Handarbeit, denn GED nutz keine Autorouter, sondern verlegt alle Leitungen manuell. Dabei hilft lediglich ein interaktiver Router, den die modernen, leistungsstarken CAD-Werkzeuge wie beim Siemens XPEDITION CAD bieten. Durch die enge Zusammenarbeit mit den Leiterplattenherstellern werden die Material- und dfm Anforderungen abgestimmt, was letztlich zum First Time Right beiträgt.

GED unterstützt Sie mit über 35 Jahren Erfahrung und Spezialkenntnissen, setzt modernste CAD- und Simulationstools ein und verfügt über ein erfahrenes Spezialistenteam für die verschiedenen Aufgabenbereiche, auch bei komplexen und zeitkritischen Projekten.

Sprechen Sie mit uns über Ihre Anforderungen!

 

Newsletter-Teaser:

Neue Schnittstellen-Standards wie PCIexpress 4.0 sowie neue FPGA-Generationen ermöglichen Übertragungsraten bis 2000 Mbit/s. Die Herausforderung: Um diese hochfrequenten Signalgeschwindigkeiten störungsfrei auf der Leiterplatte zu übertragen, sind entsprechende Topologien und angepasste Leiterbahnrouting-Methoden erforderlich.

 

Sensorik: GED und accensors vereinen Know-how

Grafik zur Kooperation accensors GED

Partner kooperieren bei Kundenprojekten und Zukunftsthemen im Bereich Sensorik

Pressemitteilung

Espelkamp/Ruppichteroth, 8. November 2022. Blick in Zukunftsthemen der Elektronik: Foliensensor-Entwickler accensors und Elektronik-Spezialist GED vereinen ihr Know-how in einer strategischen Partnerschaft. Ziel der Bündelung von Kompetenzen ist das Entwickeln neuartiger und innovativer Sensorsysteme, welche unter anderem in der Medizintechnik Anwendung finden können. Mit der Fachkenntnis und Erfahrung in der Sensorik und Elektronik können die Partner zusammen sowohl Kundenprojekte als auch Eigenentwicklungen schneller und effizienter umsetzen und zur Marktreife bringen. Doch auch Trends und Themen der Elektronikbranche sollen gemeinsam beobachtet, analysiert und entwickelt werden.

„Durch die Zusammenarbeit mit GED schaffen wir einen doppelten Mehrwert“, betont Eike Wilhelm Kottkamp, Geschäftsführer von accensors. „Zum einen verbinden wir accensors enger mit einem professionellen Elektronik-Entwicklungsunternehmen und werden so die Qualität, die Expertise und das Zuliefernetzwerk im Bereich Auswerteelektronik ausbauen. Zum anderen gibt uns die Partnerschaft weitere Freiheiten in unserer Fachdisziplin – die Entwicklung und Produktion von Foliensensoren.“

„Wir freuen uns über die vertiefte, langfristige Partnerschaft mit accensors,“ sagt GED-Geschäftsführer Hanno Platz. „Wenn Professionalität und Innovation zusammentreffen, dann werden starke Synergien freigesetzt. Gemeinsam mit accensors können wir unser Leistungsspektrum deutlich erweitern und sehen ein enormes Entwicklungs- und Marktpotenzial. Von der Partnerschaft mit einem ausgewiesenen Sensorspezialisten werden eigene Produktideen profitieren. Vor allem aber können wir durch unsere Zusammenarbeit den Kunden besonders effektive Entwicklungsprozesse bieten, die zu ausgefeilten, kostenoptimalen Lösungen führen.“

Mit dem Start der Partnerschaft wird eines ihrer bisherigen gemeinsamen Projekte auf die nächste Entwicklungsstufe gehoben. In engster Zusammenarbeit haben die Unternehmen eine Smart-Patch-Plattform (Smart Patch, intelligentes Pflaster) entwickelt, um intelligente Sensorik auf die Haut zu bringen. Hier gehen nun accensors und GED die nächsten Schritte zu einem ersten Medizinprodukt. Dabei umfasst die Kooperation auch das anspruchsvolle Zulassungsverfahren nach der MDR (Medical Device Regulation). Auch bei der Identifizierung und Bewertung strategischer Wachstumsthemen werden GED und accensors zukünftig sehr eng zusammenarbeiten. Ein Beispiel ist der Bereich Edge-Computing. Hier teilen die beiden Partnerunternehmen die Überzeugung, dass Sensor-Netze mit Datenverarbeitung an der Netzwerkperipherie eine stark zunehmende Bedeutung für die Digitalisierung in Wirtschaft, Gesellschaft und insbesondere für die Industrie 4.0 haben.

Über accensors

accensors GmbH, Espelkamp, ist ein Pionier für Foliensensoren, Folienaktuatoren und Folienemittern. Immer öfter nutzen die unterschiedlichsten Branchen spezifische Sensoren, um permanente Zustandsüberwachungen zu ermöglichen. accensors entwickelt dafür neuartige flexible sowie bauteilangepasste und designfreie Foliensensoren. Die hier entstehenden Detektoren, welche bspw. den ph-Wert im Urin oder den Anpressdruck einer Schraube überwachen, sollen die Industrie 4.0, das Internet of Things oder auch Wearables noch intelligenter gestalten – dies ist das Ziel von accensors.

Kontakt: info@accensors.com                                                                                                                                                                                                                                                                            Internet: https://accensors.com/

Über GED

Die GED Gesellschaft für Elektronik und Design mbH (Ruppichteroth) ist seit über 35 Jahren in der Entwicklung und Fertigung von Elektronikkomponenten und -komplettlösungen aktiv. Zum Leistungsportfolio des inhabergeführten Unternehmens gehören u. a. die Beratung und Konzeptionierung sowie die Entwicklung von individuellen Lösungen für kundenspezifische elektronische Schaltungen und Verbindungstechnologien. Anwendung finden die Produkte in den unterschiedlichsten Branchen wie Automotive, Medizintechnik- und Industrieproduktion. GED hat zudem ein eigenes Medizinprodukt entwickelt und ist als Entwicklungs- und Fertigungsunternehmen nach ISO 13485 zertifiziert.

Kontakt: h.platz@ged-pcb-mcm.de                                                                                                                                                                                                                                                                    Internet: www.ged-pcb-mcm.de

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Schwindeltherapie-Lösung von GED überzeugt HNO-Fachleute

GED auf der HNO-Fortbildungsveranstaltung 2022 Mannheim

Schwindeltherapie: EQUIVert Kopfhörer

Auf der 55. Fortbildungsveranstaltung für HNO-Ärzte Ende Oktober 2022 in Mannheim hat GED das innovative Schwindeltherapie und -diagnoseprodukt EQUIVert dem Fachpublikum vorgestellt. Am Ausstellungsstand konnte GED dazu viele gute Gespräche mit Fachärztinnen und -ärzten führen – ein großer Erfolg für EQUIVert und das Unternehmen. Dabei gab es viel positives Feedback für die wegweisende Lösung und ihren Nutzen in der Diagnostik und Therapie.

Basis der in Deutschland entwickelten und hergestellten Geräte sind eine stark miniaturisierte Elektronik von GED mit Gyro- und Beschleunigungssensor, Audioelektronik für akustisches Biofeedback sowie Sprachansagen und Gestensteuerung für die Bedienung. Mehr zu EQUIVert und den Produkten EQUIMedi und EQUIFit erfahren Sie hier.

Der HNO-Fortbildungskongress wird jährlich von der Deutschen Fortbildungsgesellschaft der Hals-Nasen-Ohrenärzte mbH durchgeführt, alleiniger Gesellschafter ist der Deutsche Berufsverband der Hals-Nasen-Ohrenärzte e. V.