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.

Kooperationsforum Leiterplatten 2019: Besuchen Sie GED!

Kooperationsforum Leiterplatten 2019: Besuchen Sie GED!

entwicklungZum 15. Mal lädt die Bayern Innovativ GmbH zu ihrem renommierten Leiterplatten-Forum: Die hochkarätig besetzte Veranstaltung steht diesmal unter dem Motto Die Leiterplatte zwischen „all-in-one package“ und gedruckter Schaltung und findet am 29. Januar 2019 in Nürnberg, Maritim Hotel, statt.

GED beteiligt sich mit einem eigenen Stand an der begleitenden Fachausstellung. Das Unternehmen zeigt aktuelle Entwicklungen beispielsweise aus der 3D-Elektronik und dem Bereich Sensorik.

Die Ausstellung ist ein idealer Treffpunkt, um Fachdiskussionen zu führen und Kontakte zu knüpfern und zu pflegen. Mit regelmäßig gut 200 Teilnehmern gilt das Kooperationsforum Leiterplatten als eine feste Größe in der Elektronikindustrie. Bayern Innovativ richtet die Veranstaltung gemeinsam mit dem FED, dem VDMA Bayern und dem ZVEI Bayern aus.

Die Themenschwerpunkte des Forums 2019 reichen von electronic grain/elektronischem Staub – derzeit als „all in one Package“ zunehmend in Smartphones zu sehen – bis zur konventionellen Leiterplatte mit all ihren Varianten von Hochstrom-Boards bis zu einseitigen Leiterplatten für einfache oder spezielle Anwendungen:

  • Flex- und Stretch-Leiterplatten
  • Trends bei Leiterplatten-Laminat
  • Embedding Technologien
  • Von gedruckter Schaltung zu “all in one package“
  • High Speed Applikationen von Automotive bis Industrie
  • Semiconductor Embedding für Leistungselektronik und Radarsensoren
  • Leiterplatten für GHz-Anwendungen

Besuchen Sie uns!

Unser Tipp: Kommen Sie zum 15. Kooperationsforum Leiterplatten – wir freuen uns, Sie an unserem Stand begrüßen zu dürfen!

Weitere Informationen und Anmeldemöglichkeiten finden Sie hier.

Sie können am Kooperationsforum 2019 nicht teilnehmen?  Dann sprechen Sie doch direkt mit uns über Ihre Anforderungen! 

 

PCIM Europe 2015 vom 19. – 21. 05. 2015 in Nürnberg

Der GED Stand auf der Messe PCIM 2014

GED auf der PCIM 2015

Auf der PCIM ist GED auch in diesem Jahr wieder auf dem Gemeinschaftsstand des ECPE e.V. (European Center for Power Electronics) vertreten: Halle 6, Stand 229.

GED zeigt hier neueste Lösungen für die Leistungselektronik:

  • “3D-Systemintegration” für effiziente Leistungselektronik
  • neues Schaltungskonzept für das Powermanagement von Sensorsystemen
  • stromsparende Konzepte in komplexen Systemen, mit Power Monitoring
  • Entwärmungskonzepte für lüfterlose Elektronik
  • Schaltungs- und Kostenoptimierung von Leistungselektronik für Großserien

Gerne schicken wir Ihnen einen Gutschein für eine Eintrittskarte. Bitte senden Sie uns einfach ein E-Mail mit dem Betreff „Eintrittskarte PCIM Europe 2015“.

Wir freuen uns auf Ihren Besuch!

Hanno Platz, Geschäftsleitung

 

Die Messe PCIM Europe 2015, Nürnberg, ist die führende Fachmesse und Konferenz für Leistungselektronik, Intelligente Antriebstechnik, Erneuerbare Energie und Energiemanagement. Mehr als 400 Aussteller präsentieren ihre Produkte, Dienstleistungen, die neuesten Trends und Entwicklungen sowie aktuelle Problemlösungen – von A wie Antriebstechnik bis Z wie Zwischenkreiskondensator.

Bereits am Sonntag, den 17.5., startet das Konferenzprogramm der PCIM mit Fachseminaren und Tutorials. In mehr als 40 Vorträgen im Forum sowie in der begleitenden Konferenz der Messe werden neueste Forschungsergebnisse und praxisorientierte Lösungen aus der Leistungselektronik, intelligenten Antriebstechnik und Power Quality präsentiert.

Stichwort Konferenz: Parallel zur Messe findet die international renommierte anwenderorientierte PCIM Europe Konferenz zum Thema Leistungselektronik statt. Im Vordergrund stehen Zukunftsaspekte wie regenerative Energiegewinnung, Elektromobilität und Energiemanagement. >Mehr

Internationale Spitzenreferenten sorgen für ein hochkarätiges Seminarprogramm. So referiert am Sonntag Bruce Carsten, Bruce Carsten Associates Inc., Corvallis OR, USA, zu “Physical Limitations to Magnetics Power and Energy Densities, with Design approaches to Maximization”.  Während der Messe halten dann Top-Spezialisten aus aller Welt Keynote-Vorträge zu vielen interessanten Themen wie SiC (Silizium Carbit), Zuverlässigkeit oder Power Electronics in Automotive, Traction and Aerospace.

Schwerpunkte sind in diesem Jahr:

  • Die grüne Elektronik
  • Effiziente Leistungselektronik der Zukunft
  • Silikonfolien „ernten“ Strom aus Meereswellen
  • Energiespeicherstudie zu Lithium Batterien
  • Diskussion über IGBT-Modulstandards
  • Antriebstechnik

Und natürlich gibt es Informationen zu neue Produkten und weiteren Themen wie 3000 Farad Supercaps und viele andere: >Mehr zur PCIM 2015.

 

Mehr über das GED Portfolio für Leistungselektronik und Hochstrom erfahren Sie direkt bei uns!

Telefon: +49 (0) 2247 9219-0

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