1 ROLLSTUHL STEUERUNGEN UND KOMPONENTEN – EIGENE PRODUKTE
1.1 PROTOS System
Eigens entwickelte Rollstuhlsteuerungen und verschiedenste Produkte im Rehabereich (Vertrieb durch die Firma Human Elektronik, Worms):
– Rollstuhlinterface mit den verschiedensten Bussystemen für E- Rollstühle
– Sondersteuerungen und Redundant aufgebaute Joysticksysteme
– Drahtlose (868MHz und Bluetooth) Maus und Keyboardfunktionen
– ….
2 AUTOMOTIVE PROJEKTE
2.1 Wasserstoff-Sicherheitssensor (Daimler Chrysler) – Pierburg Neuss
Entwicklung eines Wasserstoff-Sicherheitssensors für den NECAR 5 (A-Klasse von Daimler Chrysler mit Brennstoffzelle und Reformer Technologie zur H2 Erzeugung aus Methanol).
Die Entwicklung umfasste bereits Teilbereiche und physikalische Messmethoden für den Luftmassen-sensor.
Messprinzip: Gaskonzentrationsabhängige Wärmeableitung eines Heizwiderstandes (Meanderförmig auf MEMS Basis). Dabei wird ein Heizwiderstand des Sensors geregelt bis auf ca. 275°C aufgeheizt. H2 Gas entzieht dem Heizelement ca. 11 .. 14 mal mehr Energie als Luft. Die zuzuführende Energie wird ermittelt und ausgewertet. Die UEG (Untere Explosionsgrenze) liegt zwischen 3-4% H2 in Luft.
MEMS – Aufbau im TO-92 Gehäuse (Deckel besteht aus Goretex Mebran). SI – Dicke: 1µm, MEMS aufgedampft: 200nm.
Verwendete Technologien und Randbedingungen:
– Sensorik, Messtechnik, Datenerfassung und Signalanalyse.
– Redundanter Aufbau.
– Spannungsversorgung mit SMPS.
– CAN Bus.
– CAN Adressierung über versch. Belegung der Anschlusssteckverbinder.
– CAN Bootloader.
– Leiterplattentechnologie für Dickdrahtbonden der Anschlussstifte (Stanzkamm).
– EX Schutz.
Kontaktierung des PCB über Stanzkamm und Dickdrahtbonden:
Herausforderungen:
– EX-Schutz Klassifizierung Zone 2.(ÖVE/ÖNORM EN50021, Tabelle 7 ) für Mindest-Luft-Kriechstrecken und Abstände in dem Arbeitsspannungsbereich von Uin < 16V.
– Querempfindlichkeiten zu anderen Gasen (Lösung durch Modulation der Heizung und Berechnung einer Fast Fourier Transformation).
Normgebung:
Da der Sensor und die Messtechnik hinsichtlich der EX-Zulassung bei der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) nicht kategorisiert werden konnte, wurden entsprechende Normungsrichtlinien und Änderungen gemeinsam mit der PTB in Braunschweig erarbeitet und als neue Normen etabliert.
Historie:
Die Generationen A1 und A2 wurden von der CASE GmbH entwickelt. Aus den gesammelten Erfahrungen wurde danach die Schaltung als B1 und B2 Generation in einem ASIC zusammengefasst. Die Leiterplattendesigns aller Entwicklungsstufen wurden von der CASE GmbH entwickelt.
ASIC Designer: Cambridge Consultants.
ASIC Type: Revolution ASIC mit SIF Interface.
ASIC Hersteller / Lieferant: ELMOS.
EMV Testing wurde bei: EMC-Tech in Waiblingen durchgeführt.
Aufgrund der immensen Entwicklungskosten des Revolution ASICs (über 6,3 Mio) und strategischen Entscheidungen von Daimler Chrysler wurde das Projekt eingestellt.
2.2 EOL Teststand für Abgas-Rückführ-Ventile für den FIAT F5C Motor – Pierburg Neuss
Entwicklung eines EOL Prüfstandes zur Prüfung von F5C Abgas-Rückführ-Ventilen (AGR’s).
Aufgaben bei der Entwicklung:
1. Konzeption eines Serienprüfstandes zur schnellen, präzisen Laservermessung und Kalibrierung von intelligenten Positionssensoren für den EOL Test der Serienproduktion von AGR Ventilen.
2. Entwicklung von Steuerungselektroniken zur Ansteuerung der Stellmotoren (über H-Brücke, 10A, 10 Bit PWM Ansteuerung über PIC µC), Ansteuerung und zeitsynchrone Triggerung von Keyence Lasermesssensoren, präzise Messdatenerfassung der Positionswinkel über den µC (mit Instrumentenverstärker + AD-Kanälen). Im µC: Steuerung, Regelung, Berechnung der Sensorwerte und Kommunikation über RS485 Bussystem mit PC.
3. Programmierung der Ablaufsteuerung und Buskommunikation.
4. Ablaufsteuerung und Koordination über Labview: Kommunikation mit den Controllereinheiten, Austausch der Daten, Auswertung und Gewichtung der Daten, Kommunikation mit der SPS, Scan des Datamatrix Codes, Kontaktierung der AGR‘s, Kalibrierung und Vermessung, Daten-sicherung.
Die Anlage wurde so geplant, dass die CASE GmbH jederzeit Zugriff auf die Anlage in den USA hatte und Firmwareupdates von Deutschland aus eingespielt werden können.
Verwendete Sensoren (ext. und im AGR) u.A:
– Melexis MLX90316 Triaxis Rotary Position Sensor IC.
– Keyence LK-G5001P / LK-H157.
– Strommessung über H-Brücke und Modellierung von Motorkennlinien.
– Verschiedene Spannungsmessungen.
Aufgrund der “brandneuen Serie” an AGR’s waren keine ausreichend detaillierten Erfahrungen und Testspezifikationen vorhanden. Sie sind erst im Laufe des Projektes in Abstimmung mit dem Kunden (FIAT) entstanden. Sie sind während der Entwicklungsphase immer wieder verfeinert worden. Auch wurden bei der Umsetzung der Firmware verschiedene PID Regler programmiert.
2.3 EOL Teststand für Audi Saugrohre (W17/W23 – Audi) – Pierburg Produktionsstandort Nettetal – Bereich Großserienanlagen
Entwicklung eines End of Line Prüfstandes zur Prüfung von Saugklappen, respektive der Saugklappenaktuatoren. (Motoren und Potentiometer).
Aufgabe: Entwicklung einer präzisen Messelektronik mit PC- Visualisierung zur Ansteuerung von Motoren und Überprüfung der Motorströme (Schwergängigkeitstest von Tumbleklappen und Längenschaltklappen) und Maximalbewegungen (Potentiometrisch).
Aktuatorenanordnung Übersicht: Prüfstandvisualisierung
Visualisierung und Gewichtung der Aktuatorbewegungen mittels Labview.
Zusätzliche Anforderungen: Speicherung sämtlicher Messwerte und Zuordnung zu entspr. Datamatrix Code.
Die Fertigungsstraße mit Robotik, Mechanik, Bandanlage und Kontaktierung der Saugrohre wurde von der Firma Preh GmbH aufgebaut. Die eigentliche EOL Prüfung wurde über die Elektronik der CASE GmbH durchgeführt. Insgesamt wurden knapp 1,3 Mio Saugklappen des W17 und W23 Saugrohres von der Anlage geprüft. Die Anlage lief über die komplette Serienproduktionszeit bis zum Abschluss der letzten Aufträge über 5 Jahre fehlerfrei.
2.4 BLUETOOTH 2 CAN-BUS SITZVERSTELLUNG – Faurecia / Forvia Hannover
Steuerung von Sitzfunktionen über den CAN Bluetooth Adapter zur Substitution des VECTOR CANisters. Die Entwicklung dient zur Demonstration der Sitzfunktionen und Konturfunktionen auf Messen und für die Vertriebsagenten im Außendienst.
Steuerung über eigens entwickeltes Prdukt – die C2BT (CAN to Bluetooth) Hardware:
– Spezialfirmware mit schnellen CAN – Bus Zugriffen und Regelungsprogrammen.
– Datenübertragung von einfachen, zeitunkritischen Befehlen von und zur Android APP
Regelmäßige Demonstration auf der IAA Faurecia Messeständen
2.5 Luftmassensensor (LMS) – Pierburg Neuss
Gleiches Messprinzip wie der H2 Sensor
Aufbau redundant.
2.6 Verschiedene Projekte – Beru / Borg Warner
Hardwareprogrammierung von ATMEL und RENESAS µControllern in Zündsteuergeräten.
– CAN–Bootloader
– CPU-Test nach Autostart
– RAM-Tests während der Laufzeit
2.7 CAN to Bluetooth Adapter – C2BT – Eigenes Produkt
Drahtlose Übertragung von CAN Bus Botschaften über Bluetooth zu Smart Phones, Tablett-PCs und sonstigen Bluetooth fähigen Computern.
Der C2BT Adapter ist eine eigene Entwicklung der CASE GmbH. Vertriebspartner in Schweden und Österreich vorhanden.
Technische Details:
– µC: PIC (Microchip), 8-Bit
– Programmierung in: ANSI C
– Datenübertragungsprofil auf Bluetooth Ebene: SPP (Serial Port Profile)
– Weitere Details s. Datenblatt unter http://www.case-gmbh.de/DS4113D.pdf
Auszug: Kunden, Einsatzbereiche:
– Volkswagen (VW), Debugging
– Opel, Reichweitenbestimmung beim Opel Ampera (Range Prediction)
– BMW – Motorrad
– Karabag, Reichweitenbestimmung (Range Prediction)
– Bosch, Reichweitenbestimmung bei E-Bikes (Range Prediction).
– Riese Müller, Reichweitenbestimmung E-Bikes (Range Prediction),
– Renault, Reichweitenbestimmung beim Renault Kangoo (Range Prediction)
– Thyssen Krupp, Aufzüge
– Lorch Schweißtechnik, Schweißrobotik
– ….
In den Bereichen E-Mobility hatten wir eng mit den folgenden Instituten zusammengearbeitet:
– TU Darmstadt.
– TU Dresden.
– FH Aachen
Alle Datenblätter und Dokumentationen in deutscher und englischer Sprache sind verfasst von Dipl.- Ing. (FH) Thomas Winkler (s. http://www.case-gmbh.de/prod_SensorMesstechnik.htm)
3 INDUSTRIEPROJEKTE
3.1 DES – Michael Koch GmbH (www.bremsenergie.de)
Entwicklung eines Dynamischen Energie Speichers (DES) und deren Familienderivate zur Speicherung von Bremsenergie aus Zwischenkreisspannungen von Frequenzumrichtern (bis 800V). Entwicklung entsprechender Erweiterungsmodule zur Kommunikation.
Spannungsbereich: 800V (bis 1000V)
Leistungen bis 18KW
Leistungsumfang des Entwicklungsauftrages: Komplette Entwicklung aller Hardwaresysteme der DES – Familie einschließlich der Progammierung der DSP’s
Verwendete Komponenten und Besonderheiten:
- Semikron IGBT Module SKM Serie
- DSP: Texas Instruments Piccolo Controller Serie
- Netzteil – Schaltnetzteil von 1000V DC auf +/-12V !
- http://www.bremsenergie.de/de/produkte/des
- Leiterplatte des DES
- WLAN / Bluetooth Netzwerk Adapter für die DES / DEV –Serie:
- galvanisch getrennter RS422 Converter – Spannungsfestigkeiten bis zu 8KV:
Die Michael Koch GmbH wurde durch den Dynamischen Energiespeicher im Jahre 2013 mit dem Deutschen Innovationspreis (Platz 2) nominiert.
3.2 Physik Instrumente (PI)
USB – Stick für Piezo elektrische Motorantriebe
3.3 Siemens nur Kurzauszug
3.3.1 LAN Controller von 2013
3.3.2 LMV – Netzteilproblemanalyse und Lösung für Startup Verhaltens der SMPS in 2012
3.3.3 Entwicklung HMI Interface zur Brennersteuerung
4 PROJEKTE AUS DER MEDIZINTECHNIK
Entwicklungen und Prüfung nach MPG (Medizin Produkte Gesetz)
4.2 Maquet Pulmonary : Herz Lungen Maschinen
Entwicklung und Inbetriebnahmen von Herz Lungen Maschinen
4.3 Maquet Rastatt : Steuerungen von Operationstischen für Intensivstationen
5 AUTOMOTIVE Aftermarket Produkte (Forvia/Faurecia, Hannover)
- Hannover: Entwicklung einer Akkubetriebenen Massagemattenelektronik (SMC: Smart Massage Cover- PDF_2022). Steuerbar per Bluetooth Low Energy (IOS + Android + sonstige). Nachträgliche Nachrüstung von Autositzen oder auch Bürostühlen etc.
- Puna – Indien: Entwicklung einer Ansteuerungselektronik für Ventillatoren für Ventillationmatte (Ventimat) zur Kühlung des Rückens während der Autofahrt. Steuerbar per Bluetooth Low Energy (IOS + Android + sonstige). Nachträgliche Nachrüstung von Autositzen oder auch Bürostühlen etc.
- Faurecia Stadthagen: Conductive Seam: Entwicklung einer touchsensor Elektronik für unsichtbare Touch Flächen im Autositz:
——————– Bildersammlung —————————————
