1-2024
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
FACHZEITSCHRIFT<br />
FÜR MEDIZIN-TECHNIK<br />
November FEBRUAR/MÄRZ/APRIL November-Dezember 1/<strong>2024</strong> JG. 16 1/2008<br />
meditronicjournal<br />
Keine Chance<br />
für Viren und Bakterien<br />
GeBE Computer & Peripherie<br />
GmbH , S.47<br />
2-Megapixel-Monitor für die<br />
radiologische Befundung<br />
EIZO Europe GmbH, S.47<br />
IN DIESEM HEFT:<br />
BEST OF 2023<br />
Gehäuselose Servomotoren<br />
bewegen chirurgische<br />
Roboterarme<br />
ACHSTRON Motion Control<br />
GmbH, S.36<br />
Universelles Gehäuse<br />
im eleganten Design<br />
Fischer Elektronik GmbH & Co. KG, S.18<br />
EMV-Verträglichkeit<br />
von medizinischen Geräten<br />
Schlöder GmbH, S.67
961-556d-01.24 ©<strong>2024</strong> Kistler Group<br />
100 Prozent Prozesstransparenz<br />
100 Prozent Rückverfolgbarkeit<br />
Alles ist messbar – lückenlos<br />
Schaffen Sie mit Kistler lückenlose Transparenz und Rückverfolgbarkeit für Ihre Medtech Produktion,<br />
um ein Maximum an Zuverlässigkeit, Qualität und Effizienz garantieren zu können.<br />
www.kistler.com/medical
Editorial<br />
Die wichtigsten Trends im Bereich<br />
der Medizintechnik-Komponenten<br />
Stephan Menze,<br />
Head of Global Innovation Management<br />
bei Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
Angetrieben von innovativen Technologien und einer steigenden Nachfrage nach effizienten,<br />
präzisen und patientenorientierten Lösungen entwickelt sich der Markt für Medizintechnik schnell<br />
weiter. Dadurch entstehen jedoch auch Herausforderungen, die bewältigt werden müssen. Bevor<br />
ein Krankenhaus „smart“ wird, muss die angestrebte Vernetzung sicher sein, um sensible Daten<br />
zu schützen - und natürlich energieeffizient, besser noch -autark. Langlebig, verlässlich und nachhaltig<br />
nicht zu vergessen und das alles entsprechend der sehr klar definierten EU-Regularien für<br />
medizinische Produkte (MDR). Wir, als Distributor für elektronische Bauelemente, arbeiten u. a.<br />
eng mit Hochschulen und Universitäten zusammen und kennen die Herausforderungen nur zu<br />
gut. Deshalb möchten wir Ihnen einen Einblick in die wichtigsten Trends im Bereich der Medizintechnik-Komponenten<br />
geben.<br />
Miniaturisierung und Integration:<br />
Die Forderung nach immer kleineren, aber dennoch leistungsfähigen Medizinprodukten prägt<br />
die Branche. Im Mittelpunkt des Interesses stehen hier deshalb energieeffiziente Hochleistungsbauteile<br />
in kompakteren Formfaktoren, die keine Kompromisse hinsichtlich Funktionalität eingehen.<br />
Internet der Dinge (IoT) in der Medizintechnik:<br />
Über das IoMT, das Internet of Medical Things durften wir bereits im meditronic-journal, Ausgabe<br />
3 im vergangenen Jahr sprechen. Die Vernetzung von medizinischen Geräten ist ein anhaltender<br />
Trend. Die Integration von IoT-Technologien ermöglicht Echtzeitüberwachung, Datenaustausch<br />
und verbesserte Diagnosemöglichkeiten. Sensoren, drahtlose Kommunikationsmodule –<br />
besonders für Bluetooth LE – und energieeffiziente Mikrocontroller sind Schlüsselkomponenten,<br />
die diese Entwicklung vorantreiben.<br />
Fortschritte in der Bildgebungstechnologie:<br />
Weiterentwicklungen in der Medizintechnik sind auch eng mit der Entstehung von fortschrittlichen<br />
Bildgebungstechnologien verbunden. Hohe Auflösungen, schnelle Verarbeitung und präzise<br />
Darstellung sind essenziell für eine genaue Diagnose und Therapie bei minimal invasivem<br />
Aufwand. Die Impedanzspektroskopie mit dem konkreten Teilgebiet der Impedanz-Tomographie<br />
ist dabei eine Schlüsseltechnologie, die z. B. in einem Forschungsprojekt der TU Chemnitz (et al.)<br />
in einem innovativen Ansatz zum Lungenmonitoring nach Covid-Erkrankungen integriert wurde.<br />
Cybernetic Organism:<br />
Die Verbindung von Mensch und Maschine ist längst keine Hollywood-Fiktion mehr und die<br />
Nachfrage nach intelligenten, tragbaren Gesundheitslösungen steigt stetig. Um jedoch einer breiten<br />
Masse an Patienten Zugang zu diesen hochinnovativen, komplexen Gesundheitslösungen<br />
zu ermöglichen, müssen diese wirtschaftlicher werden. Dazu gehören zum Beispiel eine Verkürzung<br />
der Time-to-Market durch individualisierbare „Von der Stange“-Lösungen und kostenoptimierte<br />
Materialien.<br />
Cybersecurity und Datenschutz:<br />
Mit der zunehmenden Vernetzung von medizinischen Geräten gewinnen auch die Absicherung<br />
von Daten und die Vermeidung von Cyberbedrohungen an Bedeutung. Um die strengen Sicherheitsanforderungen<br />
in der Medizintechnik erfüllen zu können, sind beispielsweise verschlüsselte<br />
Kommunikationsmodule und extrem sichere Mikrocontroller gefragt. Aber auch die Kombination<br />
von Cloud- und Edge-Computing trägt zu einer Reduzierung der Cyber-Gefahren bei.<br />
Nachhaltigkeit in der Medizintechnik:<br />
Reduzierung des Energieverbrauchs, umweltfreundliche Materialien und recyclingfähige Komponenten<br />
sind zunehmend gefragt. Selbstverständlich im Einklang mit entsprechenden Hygienevorschriften<br />
und diversen Verordnungen. Auch hier sind neu entwickelte, verbesserte Materialien,<br />
mit z. B. auf Nanotechnologie basierende Sensoren, der Türöffner.<br />
Was braucht es sonst noch?<br />
Flexibilität und ein vertrauensvolles Netzwerk an Industriepartnern mit den gleichen, mitunter<br />
mutigen Innovationszielen sind in diesem sich ständig wandelnden Umfeld entscheidend, um auf<br />
diesem dynamischen, wenngleich mitunter überregulierten Markt erfolgreich zu sein.<br />
Mit freundlichen Grüßen,<br />
Ihr Stephan Menze<br />
3
Inhalt<br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt/Impressum<br />
6 Aktuelles<br />
9 Dienstleistung<br />
12 Robotik<br />
14 Komponenten<br />
31 Sensoren<br />
36 Antriebe<br />
38 Stromversorgung<br />
44 Bedienen und Visualisieren<br />
48 Kommunikation<br />
50 Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
60 Produktion<br />
66 Verpacken/Kennzeichnen/<br />
Identifizieren<br />
67 Mess- und Püftechnik<br />
72 Bildverarbeitung<br />
73 Software<br />
78 Fachartikel exklusiv im ePaper<br />
Die richtigen Kontakte<br />
in der Medizintechnik<br />
Board-to-Board Steckverbinder<br />
in der Medizintechnik. 14<br />
Fachzeitschrift für<br />
Medizin-Technik<br />
meditronicjournal<br />
■ Herausgeber und Verlag:<br />
beam-Verlag<br />
Krummbogen 14, 35039 Marburg<br />
www.beam-verlag.de<br />
Tel.: 06421/9614-0<br />
Fax: 06421/9614-23<br />
■ Redaktion:<br />
Dipl.-Ing. Christiane Erdmann<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
■ Anzeigen:<br />
Myrjam Weide, Tel.: 06421/9614-16<br />
m.weide@beam-verlag.de<br />
Sabine Tzschentke, Tel.: 06421/9614-11<br />
sabine.tzschentke@beam-verlag.de<br />
Tanja Meß, Tel.: 06421/9614-18<br />
tanja.mess@beam-verlag.de<br />
■ Erscheinungsweise:<br />
5 Hefte jährlich<br />
■ Satz und Reproduktionen:<br />
beam-Verlag<br />
■ Druck & Auslieferung:<br />
Bonifatius GmbH, Paderborn<br />
www.bonifatius.de<br />
Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer<br />
Prüfung der Texte durch die Redaktion<br />
keine Haftung für deren inhaltliche<br />
Richtigkeit. Alle Angaben im Einkaufsführer<br />
beruhen auf Kundenangaben!<br />
Handels- und Gebrauchsnamen, sowie<br />
Waren bezeichnungen und dergleichen<br />
werden in der Zeitschrift ohne Kennzeichnungen<br />
verwendet. Dies berechtigt nicht zu<br />
der Annahme, dass diese Namen im Sinne<br />
der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung<br />
als frei zu betrachten sind und<br />
von jedermann ohne Kennzeichnung verwendet<br />
werden dürfen.<br />
Ausblick MedTech-Branche <strong>2024</strong><br />
Wirtschaftskrise, Inflation und steigende Preise werfen einen langen Schatten<br />
auf das neue Jahr. Wie steht es um die Zukunft des Medizintechnikmarkts<br />
<strong>2024</strong>? Das Healthcare- und Life Sciences-Team beim EMS-Experten Plexus<br />
wagt einen Blick auf mögliche Treiber, Trends und Tücken. 6<br />
Mehrkanalige Arbitrary-Waveform-Generatoren<br />
Dieser Artikel stellt den Arbitrary-Waveform-Generator M2p.6568-x4 mit acht Kanälen<br />
und 16 Bit vor und skizziert eine Anwendung im medizinischen Bereich. 68<br />
4 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Das richtige Display für meine Anwendung<br />
Eine Entscheidungshilfe für alle, die vor der Aufgabe stehen,<br />
das passende Display für ein neues Gerät oder ein Update<br />
auszuwählen. Denn die Auswahl ist riesengroß, vom STN-<br />
Textdisplay über Grafikanzeigen, bis hin zu hochauflösenden<br />
Farbdisplays mit Touch. 44<br />
Welchen Platz hat LoRaWAN<br />
in der Gesundheitsversorgung?<br />
Die LoRa/LoRaWAN-Technologie hat in den letzten Jahren<br />
zunehmend an Bedeutung in der Medizintechnik gewonnen<br />
und spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung<br />
von medizinischen Dienstleistungen. 48<br />
Cybersecurity von Medizinprodukten<br />
auf Code-Ebene<br />
Der Softwareanteil in Medizinprodukten wächst und<br />
damit auch die Anforderungen an die Cybersicherheit.<br />
Der Katalog an Datenschutzbestimmungen und<br />
Dokumentationspflichten drängt Hersteller zu<br />
umfassenden Prozessen der IT-Sicherheit. Software<br />
Composition Analysis ist dabei ein Grundbaustein. 74<br />
Robotik in der Medizintechnik:<br />
Miniaturisierung durch Integration<br />
Komplettlösungen aus dem anspruchsvollen Segment der Integrated<br />
Motion Devices eröffnen Herstellern neue Möglichkeiten zur<br />
Miniaturisierung von Medizintechnikprodukten im Bereich<br />
Surgical Systems und Robot Assisted Surgery. 12<br />
Mehr Performance<br />
für die Medizintechnik<br />
Lösungen für die 13. Generation Intel Core:<br />
Power+Board - Bicker Elektronik und ASUS IoT. 38<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
5
Aktuelles<br />
Ausblick MedTech-Branche <strong>2024</strong><br />
Wirtschaftskrise, Inflation und steigende Preise werfen einen langen Schatten auf das neue Jahr. Wie steht es<br />
um die Zukunft des Medizintechnikmarkts <strong>2024</strong>? Das Healthcare- und Life Sciences-Team beim EMS-Experten<br />
Plexus wagt einen Blick auf mögliche Treiber, Trends und Tücken.<br />
© shutterstock/PopTika<br />
© Gábor Szabados<br />
Autor<br />
Gábor Szabados<br />
Senior Director Healthcare/Life<br />
Sciences in EMEA<br />
Plexus<br />
www.plexus.com/de-de/<br />
#1 Kosten<br />
zurück auf Platz Eins<br />
Die Medizintechnik in Deutschland<br />
steht unter enormen Druck – einem<br />
enormen Kostendruck. Zwar rechnen<br />
nach einer Herbstumfrage des<br />
BVMed [1] zwei Drittel der MedTech-<br />
Unternehmen in Deutschland mit<br />
einem besseren Umsatzergebnis<br />
als noch in 2022. Die Werte reichen<br />
aber noch nicht an die Vorpandemiejahre<br />
heran. Mit einem<br />
durchschnittlichen Umsatzanstieg<br />
von 4,8 % schneidet der deutsche<br />
Markt zudem deutlich schlechter<br />
ab als der Rest der Welt (6,4 %).<br />
Immerhin 19 % gingen von einem<br />
Umsatzrückgang in 2023 aus.<br />
So verwundert es nicht, dass<br />
Medizintechnik-Hersteller auch bei<br />
Investitionen auf die Bremse treten<br />
und R&D-Ausgaben kürzen. Darüber<br />
hinaus setzt sich der Trend der<br />
Deindustrialisierung fort: Immer<br />
mehr Unternehmen schließen ihre<br />
heimischen Produktionsstätten,<br />
weil Energiepreise, Personalkosten<br />
sowie Compliance-Aufwand<br />
steigen. Damit ist die Kosteneffizienz<br />
– die im Kontext von Supply<br />
Chain- und COVID-19-Krise zwischenzeitlich<br />
etwas an Dringlichkeit<br />
verlor – als Priorität Nummer<br />
eins auf der Agenda von Herstellern<br />
zurück.<br />
#2 Outsourcing<br />
wird zur Überlebensfrage<br />
Sparen allein stellt in der Kostenkrise<br />
keine effektive Strategie dar.<br />
Hersteller werden <strong>2024</strong> vielmehr<br />
ihre Entwicklung, Fertigung und<br />
Supply Chain weiter auslagern,<br />
externe Partner stärker in das<br />
eigene Mitarbeiter-Team integrieren<br />
und den bürokratischen Compliance-Aufwand<br />
so weit wie irgend<br />
möglich in die Hände Dritter legen.<br />
Durch Outsourcing gewinnen Unternehmen<br />
zudem die dringend benötigte<br />
Flexibilität und Schnelligkeit,<br />
um im aktuellen Wettbewerbsumfeld<br />
innovativ zu sein und sich auf<br />
ihre Kernkompetenzen zu konzentrieren.<br />
Vor allem für kleine und mittelständische<br />
Unternehmen (KMU),<br />
die immerhin 93 % der Branche<br />
ausmachen, wird diese Strategie<br />
zur Überlebensfrage.<br />
Neue Herausforderungen<br />
rücken dadurch in den Vordergrund:<br />
Wer seine Fertigung in<br />
kostengünstigere Länder verlagert,<br />
muss nicht nur weiterhin hohe Qualitäts-<br />
und Compliance-Standards<br />
erfüllen, sondern diese auch „aus<br />
der Ferne“ sicherstellen. Wer für die<br />
Entwicklung von Medizinprodukten<br />
externe Ingenieure und Softwareentwickler<br />
mit an Bord holt, muss noch<br />
mehr als zuvor auf Datensicherheit,<br />
Cybersecurity und Schutz des gei-<br />
6 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Aktuelles<br />
Erwartet Umsatzentwicklung in der BVMed Herbstumfrage 2023 (Quelle: BVMed)<br />
stigen Eigentums achten. Outsourcing<br />
ist keine Ad-Hoc-Lösung. Eine<br />
auf Langfristigkeit ausgelegte Strategie<br />
sowie eine umsichtige Auswahl<br />
des Partner-Netzwerks sind<br />
daher grundentscheidend.<br />
#3 Supply Chain:<br />
Widerstandsfähig, aber<br />
hoch bürokratisch<br />
Eine gute Nachricht für <strong>2024</strong>: Die<br />
Supply Chain scheint sich weiter zu<br />
erholen. Noch in den letzten Jahren<br />
arbeiteten Medizingerätehersteller<br />
an der Widerstandsfähigkeit ihrer<br />
Lieferketten, bauten eigene Safety<br />
Stocks auf und holten ihre Produktion<br />
entweder gleich ganz zurück<br />
(Re-Shoring) oder verlagerten sie in<br />
die Nähe (Nearshoring). Lieferengpässe<br />
bleiben zwar ein Ärgernis.<br />
Eine radikale Neuausrichtung der<br />
Supply Chain – wie sie vor zwei Jahren<br />
noch vorstellbar war – scheint<br />
jedoch nicht mehr nötig.<br />
Exemplarisch für diesen Aufwärtstrend<br />
ist der Halbleitermarkt.<br />
Die zweite Jahreshälfte von 2023<br />
sah bereits eine Verbesserung bei<br />
Angebot und Verfügbarkeit. Vorlaufzeiten,<br />
Kosten und Marktdynamik<br />
zeigen sich so weit stabil. In<br />
den nächsten Monaten wird sich<br />
dieser Trend aller Voraussicht nach<br />
fortsetzen.<br />
Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz<br />
Ganz von der Sorgenliste von<br />
Herstellern verschwindet die Supply<br />
Chain deswegen nicht. Ab dem 1.<br />
Januar <strong>2024</strong> gilt in Deutschland das<br />
Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz<br />
(LkSG) [2] erstmals auch für Unternehmen<br />
mit mehr als 1.000 Arbeitnehmern.<br />
Auf EU-Ebene soll in den<br />
nächsten Monaten ein noch strengeres<br />
Gesetz in Kraft treten. Der Richtlinienentwurf<br />
[3] dazu wurde bereits<br />
im Sommer 2023 verabschiedet.<br />
#4 KI: Vom Trend<br />
zur Technologiewende<br />
Ein Thema, das <strong>2024</strong> auf keiner<br />
Trendliste fehlen darf und auch<br />
in der Medizintechnik an Bedeutung<br />
gewinnt, ist Künstliche Intelligenz<br />
(KI). Rechtliche Rahmenbedingungen,<br />
um KI-Technologien in<br />
einem so hochsensiblen Bereich<br />
wie der Medizin und dem Gesundheitswesen<br />
sicher einzusetzen, sind<br />
entweder lückenhaft, unausgereift<br />
oder lassen auf sich warten. Der<br />
im Juni 2023 verabschiedete Artificial<br />
Intelligence Act (kurz: AIA) [4]<br />
zum Beispiel greift wohl frühestens<br />
in zwei bis drei Jahren. MedTech-<br />
Unternehmen müssen aber jetzt<br />
eine KI-Strategie entwickeln, wollen<br />
sie von der Technologie profitieren<br />
und wettbewerbsfähig bleiben.<br />
KI ist dabei mehr als nur ein Chatbot<br />
à la ChatGPT. Mit Fotos trainierte<br />
Künstliche Neuronale Netze (KNN)<br />
können bereits heute Melanom- und<br />
Karzinom-Klassifizierungen vornehmen<br />
und Hautkrebs frühzeitig erkennen.<br />
Chirurgische Roboter unterscheiden<br />
dank Computer Vision<br />
zwischen verschiedenen Arten von<br />
Geweben. Large Language Models<br />
(LLMs) vereinfachen den Zugang zu<br />
wichtigen Informationen für Ärzte.<br />
Und Generative KI (GenAI) entlastet<br />
das medizinische Fach- und<br />
Pflegepersonal im Gesundheitswesen<br />
bei der Dokumentation und<br />
im Monitoring.<br />
Vorteile durch KI<br />
Für MedTech-Hersteller wirkt<br />
sich KI neben dem Innovationsschub<br />
bei Produkten massiv auf<br />
Fertigung, Entwicklung und Supply<br />
Chain aus. Denn mit und durch KI<br />
lassen sich auch KI-Lösungen für<br />
die Medizintechnik schneller entwickeln,<br />
realisieren und auf den<br />
Markt bringen. Im Halbleitermarkt<br />
zum Beispiel soll die Microsoft-KI<br />
zukünftig gleich selbst das Design<br />
der geplanten Microsoft-KI-Chips<br />
übernehmen. In den nächsten Jahren<br />
werden Hersteller verstärkt in<br />
die KI-Tauglichkeit ihrer Standorte<br />
investieren oder alternativ auf Partner<br />
mit entsprechenden Kapazitäten<br />
und Know-how setzen.<br />
#5 Nachhaltigkeit<br />
kein USP mehr<br />
Der soziale, ökonomische und<br />
ökologische Fußabdruck der Medizintechnik<br />
bleibt groß. Laut der SEE-<br />
Impact-Study [5] ist die Branche<br />
allein in Deutschland für den Ausstoß<br />
von 8,9 Mio. Tonnen Treibhausgas<br />
verantwortlich. Über 60 %<br />
der Emissionen fallen dabei indirekt<br />
in den globalen Lieferketten an.<br />
Auch der Anteil an Einweggeräten<br />
(Single- Use) und Verbrauchsmaterialien<br />
ist vergleichsweise hoch.<br />
Dementsprechend heftig schlägt das<br />
Thema Nachhaltigkeit bei Herstellern<br />
ein. Die Nachfrage nach Product<br />
Sustainability Solutions nimmt<br />
seit Jahren kontinuierlich zu und<br />
wächst parallel mit regulatorischen<br />
Anforderungen in der EU.<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
7
Aktuelles<br />
Mehr als nur Chatbot: Megatrend KI (Quelle: Unsplash/JonathanKemper)<br />
Strategien<br />
zur Dekarbonisierung<br />
zielen daher zukünftig stärker auf<br />
alle Phasen des Produktlebenszyklus.<br />
Von energieeffizientem<br />
Design, umweltschonenden Industrieanlagen<br />
und CO 2 -arme Lieferketten<br />
über recyclebare Materialien<br />
und weniger Verpackung bis<br />
hin zur Rückführung von Komponenten<br />
im Sinne der Kreislaufwirtschaft.<br />
Über Lebenszyklusanalysen<br />
(LCA) können Unternehmen die Auswirkungen<br />
eines Produkts auf die<br />
Umwelt messen und die erreichte<br />
Ökobilanz als Produkteigenschaft<br />
vermarkten. Über kurz oder lang<br />
wird Nachhaltigkeit jedoch ihr Alleinstellungsmerkmal<br />
verlieren und vielmehr<br />
zur Norm werden.<br />
#6 Compliance-Mix:<br />
MDR, GDNG & Co.<br />
Der bürokratisch-regulatorische<br />
Druck auf die Medizintechnik nimmt<br />
<strong>2024</strong> weiter zu. Neben branchenübergreifenden<br />
Auflagen zur<br />
Liefer kette, Nachhaltigkeit, Cybersecurity<br />
und KI-Einsatz, kämpfen<br />
MedTech-Hersteller nach wie vor<br />
mit der Umsetzung der EU Medizinprodukteverordnung<br />
(MDR). Zwar<br />
wurden Fristen und Geltungsbereiche<br />
auf Druck von Verbänden<br />
verlängert und neu angepasst. Die<br />
neuen Formulierungen und Wechselwirkungen<br />
zu anderen Vor gaben<br />
haben laut VDE Health [6] allerdings<br />
zu komplizierten und zum Teil<br />
schwer verständlichen Übergangsbestimmungen<br />
geführt.<br />
Gesundheitsdatennutzungsgesetz<br />
(GDNG)<br />
Ein Lichtblick im Compliance-<br />
Dschungel hingegen ist das<br />
Gesundheitsdatennutzungsgesetz<br />
(GDNG) [7]. Der Entwurf soll<br />
bürokratische und organisatorische<br />
Hürden bei der Datennutzung verringern,<br />
ohne den Datenschutz zu<br />
gefährden. Vorgesehen ist, dass<br />
auch kommerzielle Unternehmen<br />
umfassende und repräsentative<br />
Gesundheitsdaten aus der elektronischen<br />
Patientenakte (ePA) für die<br />
Forschung an innovativen Arzneimitteln<br />
und Medizinprodukten nutzen<br />
können. Der dadurch erhoffte<br />
Innovationsschub hätte in Folge<br />
auch einen positiven Effekt auf den<br />
Medtech- und Life Science-Standort<br />
Deutschland.<br />
Wer schreibt:<br />
Plexus arbeitet seit 1979 gemeinsam<br />
mit Unternehmen an Lösungen<br />
und Produkten für eine bessere<br />
Welt. Das Team von insgesamt<br />
25.000 Experten bietet Dienstleistungen<br />
weltweit im Bereich Design<br />
und Entwicklung, Supply Chain-<br />
Lösungen, Neue Produkteinführung<br />
(NPI), Produktion und Aftermarket<br />
Services.<br />
Referenzen und Links<br />
[1] https://www.bvmed.de/de/<br />
bvmed/presse/pressemeldungen/<br />
herbstumfrage-2023-medizintechnikstandort-deutschland-unter-druckbvmed-fordert-medtech-strategie-<br />
2030#:~:text=Daf%C3%BCr%20<br />
brauchen%20wir%20ganzheitliche%20Ans%C3%A4tze,17.%20<br />
Oktober%202023%20in%20Berlin<br />
[2] Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz<br />
(LkSG): https://www.<br />
bmas.de/DE/Service/Gesetze-<br />
und-Gesetzesvorhaben/Gesetz-<br />
Unternehmerische-Sorgfaltspflichten-Lieferketten/gesetz-unternehmerische-sorgfaltspflichten-lieferketten.html<br />
[3] Richtlinienentwurf: https://<br />
www.europarl.europa.eu/news/de/<br />
press-room/20230524IPR91907/<br />
lieferketten-unternehmen-sollenmenschenrechte-und-umweltnormen-berucksichtigen<br />
[4] Artificial Intelligence Act<br />
(kurz: AIA): https://commission.<br />
europa.eu/strategy-and-policy/priorities-2019-<strong>2024</strong>/europe-fit-digital-age/excellence-and-trust-artificial-intelligence_de<br />
[5] SEE-Impact-Study: https://<br />
www.bvmed.de/download/wiforsee-impact-study-der-deutschenmedtech-branche-2022<br />
[6] VDE Health: https://www.vde.<br />
com/topics-de/health/beratung/dieeu-medizinprodukteverordnung-mdrwas-aendert-sich<br />
[7] Gesundheitsdatennutzungsgesetz<br />
(GDNG): https://www.bundesgesundheitsministerium.de/service/gesetze-und-verordnungen/<br />
detail/gesundheitsdatennutzungsgesetz.html<br />
◄<br />
8 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Mehrwert schaffen durch die Optimierung<br />
von Bestandsprodukten<br />
Produkt für die Gentherapie wurde von Meding technisch optimiert<br />
Dienstleistung<br />
Bestandsprodukte zu optimieren<br />
schafft in vielfältiger Weise einen<br />
Mehrwert. Design, technische Parameter,<br />
Zykluszeiten und Prozesse<br />
können nachhaltig verbessert werden.<br />
Das gilt insbesondere für sensible<br />
Produkte, die für die Medizinbranche<br />
gefertigt werden. Der Kunststoffspezialist<br />
Meding aus Halver<br />
wurde mit der technischen Optimierung<br />
eines Produktes beauftragt,<br />
das in der Gentherapie eingesetzt<br />
wird – mit dem Ergebnis zukunftsweisender<br />
Fertigungskonzepte.<br />
Technische Überarbeitung<br />
und Optimierung<br />
Das Medizinprodukt, das bereits<br />
seit vielen Jahren im Markt vertrieben<br />
wird, besteht aus mehreren<br />
Komponenten, die seit der Markteinführung<br />
immer wieder optimiert<br />
werden – insbesondere eine spezielle<br />
Kassette für eine Transfektionsmethode,<br />
die in der Gentherapie<br />
Anwendung findet.<br />
Der Kunststoffspezialist Meding,<br />
der sich insbesondere einen Namen<br />
für die Forschung und Entwicklung<br />
neuer Produkte und dem technischen<br />
Relaunch von Bestandprodukten<br />
in der Medizinbranche<br />
gemacht hat, erhielt den Entwicklungsauftrag<br />
zur technischen Überarbeitung<br />
und Optimierung der<br />
Serienfertigung dieses Produktes.<br />
„Ziel unserer Kunden ist es in der<br />
Regel, die Kosten für Behandlungen<br />
zu reduzieren und die Risiken für<br />
Patienten zu minimieren“, erklärt<br />
Stefan Pietzner, Geschäftsführer<br />
der Meding GmbH.<br />
Oberflächenstrukturen<br />
verbessern<br />
„Das Entwicklungsprojekt war<br />
auf insgesamt mehrere Jahre angelegt“,<br />
so Stefan Pietzner. Hier war<br />
die Aufgabenstellung klar definiert:<br />
es sollten insbesondere die Oberflächenstrukturen<br />
des Kunststoffs<br />
verbessert werden. Dabei ging es<br />
zudem um die Vergrößerung der<br />
Oberfläche innerhalb der Platine<br />
der Kassette, um den Volumenstrom<br />
zu vergrößern.<br />
die weitere Heran gehensweise in<br />
diesem Prozess“, verfügt das Team<br />
um Stefan Pietzner hier über Erfahrungen<br />
auf einer Vielzahl derartig<br />
gelagerter Projekte. In weiteren<br />
Schritten wurden die elektrischen<br />
Leitfelder, wie zuvor am Rechner<br />
simuliert, in verschiedenen Positionen<br />
angeordnet. Dabei galt es<br />
fortlaufend zu berücksichtigen,<br />
dass die verwendeten Materialien<br />
– für die Felder ein leitfähiger Spezialkunststoff<br />
sowie eine leichtfließendes<br />
und isolierendes Polycarbonat<br />
(PC) – in der Serienfertigung<br />
qualitäts- und funktionsgerecht<br />
verarbeitet werden können.<br />
Neue Verbindungsmöglichkeit<br />
Im Verlauf des Entwicklungsprozesses<br />
kam zudem die von Meding<br />
entwickelte und vorgeschlagene<br />
neue Verbindungsmöglichkeit der<br />
beiden platineführenden Gehäuseplatten<br />
zur Umsetzung. Die speziell<br />
für den Serienprozess umgesetzte<br />
Idee des südwestfälischen Unternehmens<br />
hat deutlich gemacht, dass<br />
die Verbindung bereits innerhalb<br />
des Spritzgießprozesses mediendicht<br />
mit einem speziellen Verfahren<br />
zusammengefügt werden kann.<br />
Ein Prozess, für den es derzeit noch<br />
sehr langer Zykluszeiten bedarf, weil<br />
die Produkte miteinander Out Mould<br />
verklebt werden mussten. „Diesen<br />
Zyklus kann man deutlich reduzieren,<br />
was sich positiv auf die Stückkosten<br />
auswirken wird“, weiß Stefan<br />
Pietzner. Ein positiver Neben effekt<br />
wären hier deutlich niedrigere Hürden<br />
in der Biokompatibilitäts prüfung:<br />
„Das Risiko des Patie nten wird minimiert,<br />
weil ein Werkstoff weniger<br />
in die Probe des Patienten migrieren<br />
kann.“<br />
Kunde lobt<br />
die Zusammenarbeit<br />
Der Kunde lobt die Zusammenarbeit<br />
mit dem Entwicklungsteam der<br />
Firma Meding. Dieser wollte bei der<br />
Durchführung des Entwicklungsauftrags<br />
herausfinden, ob eine Umsetzung<br />
durchführbar ist, die der aktuelle<br />
Technologiestand des Spritzgießens<br />
nicht so einfach erlaubt.<br />
Zur Erreichung des Zieles war die<br />
Zusammenarbeit und Kommunikation<br />
sehr lösungsorientiert. „Der<br />
Kunde erhielt technische Lösungen<br />
als Antwort auf die offenen Fragen<br />
zur Machbarkeit, die dem Serienprozess<br />
und der Performance dienen“,<br />
ist Stefan Pietzner stolz, mit seinem<br />
Unternehmen eine zukunftsfähige<br />
Lösung geschaffen zu haben. ◄<br />
MEDING GmbH<br />
www.meding.com<br />
Werkzeugformen<br />
für Versuchszwecke<br />
Im ersten Schritt hat Meding dazu<br />
Werkzeugformen für Versuchszwecke<br />
gebaut, um in einem aufwendigen<br />
Verfahren den eigentlichen<br />
Spritzgießprozess nach stellen zu<br />
können. „Die Analyse in einer frühen<br />
Projektphase ist elementar für<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
9
Dienstleistung<br />
Moderne Robotik bei Tonfunk:<br />
Automatisierte Silikonisierung<br />
von Bauteilen auf Baugruppen<br />
Als Full-Service-Anbieter in der<br />
Elektronikfertigung bietet Tonfunk<br />
eine breite Palette an Produktionsleistungen<br />
an, zu denen zahlreiche<br />
unterschiedliche Fertigungsschritte<br />
gehören. Einige dieser Schritte, die<br />
bisher einen hohen Personalbedarf<br />
erforderten, werden nun von<br />
der Roboterautomatisierung übernommen.<br />
Die hauseigene Entwicklung<br />
K.I.A.R.A., basiert auf einem<br />
Roboter der Kuka AG und stellt eine<br />
automatisierte Klebeanlage für Silikone<br />
dar.<br />
Die Tonfunk GmbH, bekannt für<br />
ihre hohe Qualitätsstandards in<br />
der Elektronikfertigung, lässt sich<br />
beim Qualitätsmanagement durch<br />
die hohen Anforderungen verschiedener<br />
Zertifizierungen leiten. Dazu<br />
gehören die IATF 16949, die DIN<br />
EN ISO 13485 und die DIN EN ISO<br />
9001. Kunden schätzen vor allem<br />
die hohe Professionalität, Zuverlässigkeit<br />
und Flexibilität in der<br />
Produktion.<br />
Eine dieser kundengeschätzten<br />
Produktionseinheiten ist die Silikonisierung<br />
von Bauteilen auf Baugruppen,<br />
welche die mechanische<br />
Belastung auf das Bauteil reduziert.<br />
Die Notwendigkeit hoher Präzision<br />
und gleichzeitiger Reproduzierbarkeit<br />
macht jedoch dieses Klebeverfahren<br />
zu einer anspruchsvollen,<br />
filigranen Aufgabe für das Personal,<br />
die zudem monoton und ermüdend<br />
sein kann.<br />
Aus dieser Problemstellung<br />
heraus entstand vor etwa drei Jahren<br />
in der Führungsetage von Tonfunk<br />
die Idee, eine Automatisierungslösung<br />
für diesen Produktionsabschnitt<br />
zu finden. Geschäftsführer<br />
Norman Thor und Matthias Haase<br />
erkannten schnell die Möglichkeiten<br />
und die Notwendigkeit der Optimierung<br />
in diesem Bereich. Nach den<br />
ersten Marktuntersuchungen wurde<br />
festgestellt, dass es sehr sinnvoll ist,<br />
eigenes Wissen zur Automatisierung<br />
von Prozessen aufzubauen. So entstand<br />
die Idee zur Eigenentwicklung<br />
einer entsprechenden Anlage in<br />
Zusammen arbeit mit Michael Selent<br />
und Tobias Steuer aus der Arbeitsvorbereitung.<br />
Die erste Herausforderung auf<br />
dem Weg zur eigenen Roboteranlage<br />
war die Suche nach einem<br />
passenden Roboter, der das<br />
Kernstück der Anlage darstellen<br />
sollte. Nach einer gründlichen<br />
Sondierungs phase mit einer Reihe<br />
von festgelegten Kriterien und<br />
Spezifikationen fiel die Wahl auf<br />
Tonfunk GmbH Ermsleben<br />
www.tonfunk.de<br />
Die Tonfunk Gruppe ist schon<br />
lange kein unbekannter Name<br />
mehr in der Produktion hochwertiger<br />
Güter für alle Bereiche der<br />
Elektronikindustrie. Mit mehr als 65<br />
Jahren Erfahrung und einer kontinuierlichen<br />
Anpassung, an die sich<br />
ständig wandelnde Technologielandschaft<br />
hat sich das Unternehmen<br />
als zuverlässiger Partner und Vorreiter<br />
in seinem Bereich etabliert.<br />
Nun setzt Tonfunk einen weiteren<br />
bedeutenden Schritt in Richtung<br />
Zukunftstechnologie: Die Implementierung<br />
von Roboterautomatisierung<br />
mit der hauseigenen Entwicklung<br />
K.I.A.R.A..<br />
10 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Dienstleistung<br />
einen Roboter der Marke Kuka.<br />
Michael Selent erklärt die Entscheidung:<br />
„Ein entscheidendes Kriterium<br />
war hier die Tragfähigkeit des<br />
Roboters und das Vorhandensein<br />
einer Kameralösung zur Positionsbestimmung,<br />
was bei Kuka ideal für<br />
unsere Zwecke war.“<br />
Die Integration des Dispenser-<br />
Systems stellte die nächste Herausforderung<br />
für das Entwicklerteam<br />
dar. Hier waren Selent und Steuers<br />
Erfahrungen mit Silikonverarbeitungssystemen<br />
in der Fertigung von<br />
großer Hilfe. Sie wussten, dass die<br />
Leitungsführung und deren Durchmesser<br />
einen großen Einfluss darauf<br />
haben, wie gut das Silikon gefördert<br />
werden kann. Für die Entwicklung<br />
des Dispenser- Systems entschieden<br />
sich die Techniker schließlich<br />
für die Unternehmen Vieweg und<br />
ViscoTec. Diese verfügten mit dem<br />
„Eco-Pen“ über ein Produkt, das alle<br />
Anforderungen der beiden Techniker<br />
erfüllte.<br />
Mit Beginn der Detailplanung im<br />
Jahr 2022 und dem Start des Projekts,<br />
wurde das Ausmaß und der<br />
Entwicklungsbedarf für die Anlage<br />
deutlicher. Verschiedene Aspekte<br />
wie Gehäuseplanung, Erstellung<br />
von Schaltplänen, Robotik, Steuerungstechnik,<br />
Kameratechnik,<br />
Gehäusebau und Softwareentwicklung<br />
standen auf der umfangreichen<br />
Aufgabenliste des Teams.<br />
Hinzu kamen beispielsweise auch<br />
die Bereitstellung von Baugruppen<br />
für die Anlage, die Entwicklung von<br />
passenden Softwaresteuerungen<br />
und der Umgang mit verschiedenen<br />
Programmiersprachen.<br />
Innerhalb des Projekts stieß das<br />
Team auf immer neue Herausforderungen,<br />
fand jedoch jedes Mal<br />
kreative und effiziente Lösungen.<br />
So erkannten sie beispielsweise,<br />
dass der von der Anlage eingesetzte<br />
Roboter zur Erkennung von<br />
Baugruppen genutzt werden kann.<br />
Dies führte dazu, dass Kisten mit<br />
Baugruppen in die Anlage gefahren<br />
werden, eine Kamera ihre Position<br />
bestimmt und dann die exakten<br />
Positionen der Baugruppen innerhalb<br />
der Kisten ausmacht. Dank<br />
dieser Lösung kann der Dispenser<br />
das Silikon präzise an den vorgesehenen<br />
Stellen auftragen.<br />
Auch bei der Entwicklung der<br />
Softwaresteuerung stießen Steuer<br />
und Selent auf Herausforderungen,<br />
wie die Koordination zwischen<br />
Kamera und Roboter und die Programmierung<br />
der Schnittstelle zur<br />
speicherprogrammierbaren Steuerung<br />
(SPS). Diese ist die Verbindung<br />
zum internen Datenbanksystem für<br />
die Produktionssteuerung und ruft<br />
basierend auf den Auftragsdaten<br />
die Roboterprogramme auf.<br />
„Unser Ziel war es, die Anlage<br />
so benutzerfreundlich wie möglich<br />
zu gestalten. Der Bediener muss<br />
lediglich einen Barcode aus dem<br />
aktuellen Produktauftrag einlesen,<br />
um einen Job zu starten“, betont<br />
Michael Selent.<br />
Heute ermöglichen sie dadurch<br />
nicht nur einen enorm beschleunigten<br />
und qualitativ hochwertigen<br />
Produktionsprozess, sondern sie<br />
verbessern auch die Arbeitsbedingungen<br />
und steigern die Zufriedenheit<br />
der Mitarbeiter.<br />
So bleibt die Tonfunk Gruppe weiterhin<br />
auf der Überholspur der fortschrittlichen<br />
Elektronikproduktion und<br />
zeigt einmal mehr das Engagement<br />
des Unternehmens für fortschrittliche<br />
Technologien, Effizienz und höchste<br />
Qualität in der Fertigung. ◄<br />
Nach vielen Stunden harter<br />
Arbeit und innovativem Denken ist<br />
das Ergebnis die weitgehend automatisierte<br />
Silikonisierung von Baugruppen<br />
durch die hauseigene Entwicklung<br />
K.I.A.R.A..<br />
Kabelfertigung, Bestückung,<br />
Gerätebau, Gravuren, …<br />
ISO 9001 & EN ISO 13485<br />
Eichenweg 1a | CH-4410 Liestal<br />
Tel. +41 (0)61 902 04 00<br />
info@h2d-electronic.ch<br />
www.h2d-electronic.ch<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
11
Robotik<br />
Robotik in der Medizintechnik:<br />
Miniaturisierung durch Integration<br />
Komplettlösungen aus dem anspruchsvollen Segment der Integrated Motion Devices eröffnen Herstellern<br />
neue Möglichkeiten zur Miniaturisierung von Medizintechnikprodukten im Bereich Surgical Systems und<br />
Robot Assisted Surgery.<br />
Autor:<br />
Andrija Feher,<br />
CTO und Gründer<br />
Synapticon<br />
www.synapticon.com<br />
Die jüngsten Innovationen<br />
in der Robotik im Bereich der<br />
Integrated Motion Devices<br />
schaffen neue Möglichkeiten<br />
zur Miniaturisierung<br />
von Surgical Systems- und<br />
Robot Assisted Surgery-Produkten.<br />
Je näher die Maschine<br />
am Patienten zum Einsatz<br />
kommt, desto filigraner muss<br />
sie sein – und damit auch ihre<br />
Komponenten, insbesondere<br />
die Bewegungssteuerung.<br />
Ebenso gilt: Je kompakter<br />
ein Roboter ist, desto agiler und flexibler ist er<br />
im Einsatz, worauf es bei Chirurgie-Robotern<br />
ganz besonders ankommt. Mit der Anzahl der<br />
Achsen steigt jedoch das Gewicht, weshalb die<br />
erforderlichen Bauteile so kompakt und leicht<br />
wie möglich sein müssen. Die Miniaturisierung<br />
senkt das Gewicht, was die Geräte mobiler,<br />
aber auch sicherer macht, speziell Geräte, die<br />
der Chirurg mit der eigenen Hand führt. So liegt<br />
der Vorteil einer integrierten Messung von Kraft<br />
und Drehmoment darin, dass Hersteller keine<br />
zusätzliche Elektronik im Gerät einbauen müssen,<br />
die zusätzliches Gewicht mit sich bringt.<br />
Miniaturisierung<br />
gelingt am besten durch Integration<br />
Durch integrierte Komponenten, die mehrere<br />
Funktionen in einem System vereinen, lässt sich<br />
12 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Robotik<br />
ein Roboter wesentlich einfacher in Konstruktion<br />
und Aufbau – und damit schneller – realisieren.<br />
Medizintechnikhersteller können somit<br />
die Time-to-Market erheblich beschleunigen.<br />
Neue Produkte benötigen oft sechs bis sieben<br />
Jahre Entwicklungszeit und auch die Zertifizierung<br />
beansprucht viel Zeit und Kosten. Je mehr<br />
Achsen ein Medizintechnik-Roboter hat, desto<br />
kostenintensiver sind Entwicklung und Produktion.<br />
Im Gegensatz zu kompletten Inhouse-Entwicklungen<br />
sämtlicher Komponenten senken<br />
Integrated Motion Devices zudem deutlich die<br />
Kosten des gesamten Systems. Der modulare<br />
Aufbau, der durch miniaturisierte und integrierte<br />
Komponenten möglich wird, vereinfacht neben<br />
der Produktion auch die Wartung und Reparatur<br />
von Medizintechnik-Robotern.<br />
Hohlachsarchitektur<br />
Hier kommt bei einem Integrated Motion<br />
Device neuester Bauart die Hohlachsarchitektur<br />
zum Tragen, so dass die Daten- und Stromversorgung<br />
wesentlich platzsparender und einfacher<br />
integrierbar ist. Im Prinzip entstehen in<br />
der Medizintechnik durch Lösungen dieser Art<br />
die gleichen Vorteile wie in der Leichtbaurobotik.<br />
Miniaturisierte Motion Control-Komponenten<br />
sind vor allem bei den Achsen sinnvoll, die etwas<br />
schwerer und größer sind. Dies gilt vor allem,<br />
weil bei Robotern mit fünf, sechs oder sieben<br />
Achsen bereits große Hebelkräfte auftreten und<br />
die Systeme entsprechend leicht sein müssen.<br />
Effiziente Ansteuerungsund<br />
Regelungstechnik<br />
Der Software-Stack für ein Integrated Motion<br />
Device umfasst besonders effiziente Ansteuerungs-<br />
und Regelungstechnik, die auch bei kleinen<br />
Platzverhältnissen minimale Abwärme erzeugt,<br />
was dem Leistungsgrad und der Leistungsdichte<br />
zugutekommt. Eine moderne Lösung dieser Art<br />
unterstützt dezentralisierte Antriebssysteme<br />
sowohl hinsichtlich der mechanischen Integration<br />
als auch im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit<br />
der Achsregelungsfunktionen, durch die<br />
zentrale Motion Controller entlastet werden können.<br />
Diese Funktionsmerkmale sind gerade in<br />
der Medizintechnik von großem Vorteil.<br />
Funktionale Sicherheit<br />
auf hohem Niveau<br />
Ein weiterer sehr wichtiger Aspekt bei der<br />
miniaturisierten Steuerungstechnik ist die funktionale<br />
Sicherheit. Obwohl es keine speziellen<br />
Industriestandards für Safety-Architekturen bei<br />
Medizintechnik-Robotern gibt, sind die Vorgaben<br />
aus dem Bereich der Industrierobotik entscheidend,<br />
um auch für automatisierte Medizintechnikprodukte<br />
eine hohe funktionale Sicherheitsqualität,<br />
in der Robotik auch als Safety<br />
bezeichnet, zu gewährleisten. Tatsächlich ist<br />
fast in keinem Anwendungsbereich der Robotik<br />
die funktionale Sicherheit so wichtig wie in<br />
der Medizintechnik.<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
Für die Mensch-Roboter-Kooperation sind<br />
unter anderem die folgenden Funktionen entscheidend:<br />
• STO (Safe Torque Off) verhindert ein ungeplantes<br />
Wiederanlaufen des Laufwerks. STO<br />
ermöglicht sicheres Arbeiten und hat ein breites<br />
Einsatzspektrum bei bewegten Achsen.<br />
• SBC (Safe Brake Control) ermöglicht die<br />
sichere Ansteuerung einer Haltebremse. Die<br />
Funktion wird immer parallel zu STO aktiviert<br />
und mit STO oder SS1 verwendet. Das verhindert<br />
die Bewegung einer Achse im drehmomentfreien<br />
Zustand.<br />
• SS1 (Safe Stop 1) bewirkt ein schnelles und<br />
sicheres Anhalten des Motors und führt zu<br />
einem Stillstand.<br />
• SS2 (Safe Stop 2) schaltet einen Motor schnell<br />
und sicher ab. Wenn der Motor stillsteht, wird<br />
ein sicherer Betriebsstopp (Safe Operating<br />
Stop, SOS) ausgelöst.<br />
• SLS (Safely Limited Speed) stellt sicher, dass<br />
der Antrieb eine definierte Drehzahlgrenze<br />
nicht überschreitet und löst bei Überschreiten<br />
eine Fehlerreaktion aus.<br />
• SLP (Safely Limited Position) überwacht,<br />
dass der Antrieb (und damit das vom Antrieb<br />
bewegte Element) definierte Endlagen nicht<br />
überschreitet.<br />
• SLT (Safely Limited Torque) ermöglicht die<br />
Reduzierung des Drehmomentes innerhalb<br />
einer definierten Zeit. Wenn das Drehmoment<br />
die SLT-Überwachungsgrenze überschreitet,<br />
reagiert der Antrieb mit einem „sicheren Stopp“.<br />
Eine moderne Servoantriebsplattform im Kleinspannungsbereich<br />
kann heute somit ein umfassendes<br />
Spektrum an Funktionen auf einem<br />
hohen Sicherheitsleistungsniveau abdecken.<br />
Eine breite Palette von SIL3 PLe-zertifizierten<br />
Safety- und Safe Motion-Funktionen steht hierbei<br />
über FailSafe over EtherCAT (FSoE) bereit.<br />
Der entscheidende Vorteil liegt hierbei in der<br />
einfachen Verbindung aller Komponenten über<br />
ein einziges Kabel und Protokoll. In einem kompakten<br />
und energieeffizienten System sind Motor/<br />
Achse, Laserscanner, Steuerungshardware und<br />
Software so verbunden und aufeinander abgestimmt,<br />
das eine intelligente Motion Control mit<br />
wesentlich weniger Technikaufwand und Platzbedarf<br />
zur Verfügung steht. Eine Safe Motion-<br />
Komponente ist physisch zwischen dem Prozessormodul<br />
und dem Antriebsmodul montiert.<br />
So kann die Sicherheitserweiterung sicherheitskritische<br />
Signale überwachen, generieren und<br />
empfangen, ohne dass die vorhandene Hardware<br />
geändert oder eine komplexe Verkabelung<br />
der Lösung vorgenommen werden muss.<br />
Die beschriebenen Sicherheitsfunktionen sind<br />
alle über FSoE oder I/O verfügbar.<br />
Ein Integrated Motion Device mit integriertem<br />
Bremssystem schützt den Motor vor ungewollten<br />
Drehbewegungen, was ideal für Motion<br />
Control-Systeme wie Roboterarme, aber auch<br />
mobile Roboter ist. Die Motordrehzahl wird auf<br />
ein niedriges Niveau reduziert, bevor die Bremse<br />
einrastet. Die Bremse verhindert eine ungewollte<br />
Drehbewegung des Motors, etwa bei einem<br />
Stromausfall. Das integrierte Bremssystem ist<br />
sehr kompakt, was 60 bis 90 % Platz und 50 bis<br />
90 % Gewicht spart im Vergleich zur herkömmlichen<br />
Bauweise.<br />
Mehr Integration<br />
bedeutet mehr Freiheit für Entwickler<br />
Mit zunehmendem Integrationsgrad gewinnen<br />
Entwickler mehr Freiheit, um noch bessere<br />
Systeme zu bauen. Die Herausforderung dabei<br />
auf der Zuliefererseite: Je mehr Funktionen in<br />
eine hochentwickelte Robotik-Komponente wie<br />
ein Integrated Motion Device integriert werden,<br />
desto mehr Expertise ist in allen Teilbereichen<br />
erforderlich, also Encoder, Leistungselektronik,<br />
funktionale Safety und Echtzeit-Kommunikation.<br />
Spezialisierte Anbieter wie Synapticon<br />
bedienen dieses Segment mit kompakten, flexibel<br />
einsetzbaren sowie besonders sicheren<br />
und effizienten Lösungen.<br />
Wer schreibt:<br />
Das Team von Synapticon setzt sich aus<br />
Technologie-Enthusiasten aus der ganzen Welt<br />
zusammen, mit Fachkenntnissen in verschiedenen<br />
Bereichen des Engineerings und Managements.<br />
Gemeinsame Leidenschaft ist es, fortschrittliche<br />
Technologien und anspruchsvolle Produkte zu<br />
entwickeln, Kunden in herausfordernden Aufgaben<br />
zu bedienen und ein innovatives und nachhaltiges<br />
Unternehmen aufzubauen. ◄<br />
13
Komponenten<br />
Die richtigen Kontakte in der Medizintechnik<br />
Board-to-Board Steckverbinder in der Medizintechnik<br />
Autor:<br />
Wolfgang Schmid,<br />
Produktmanager<br />
ept GmbH<br />
www.ept.de<br />
In der Medizintechnik werden vernetzte<br />
MedTech-Geräte mit immer<br />
mehr smarten Sensoren die Szenerie<br />
dominieren. Strengste Regularien<br />
und höchster Ausfallschutz<br />
geben den Weg vor, den die eingesetzten<br />
Produkte und Bauteile<br />
mitgehen müssen. Miniaturisierung,<br />
Datenübertragungsrate und elektromagnetische<br />
Strahlung sind explizit<br />
die Vorgaben, denen Board-to-<br />
Board Steckverbinder ausgesetzt<br />
sind. Für den Hardware-Entwickler<br />
sind das Kriterien, die das Gerätedesign<br />
maßgeblich prägen.<br />
Ein Paradigmenwechsel<br />
Heute müssen sich Patienten<br />
noch an die Strukturen des Gesundheitssystems<br />
anpassen. Morgen<br />
schon – und die Prognosen von<br />
Deloitte gelten für 2025 – orientiert<br />
sich die Gesundheitsversorgung<br />
genau andersherum an den<br />
Patienten, an ihrem Aufenthaltsort<br />
und ihren zeitlichen Vorgaben. Der<br />
Schritt hin zu dieser „4P-Medizin“<br />
(predictive, preventative, personalized,<br />
participatory) wird durch viele<br />
digitale Innovationen begünstigt.<br />
Dieser Paradigmenwechsel wird<br />
sich bei den Herstellern medizinischer<br />
Geräte zeigen. Die Anzahl<br />
der smarten Sensoren steigt mit der<br />
Vernetzung der Produkte im Internet<br />
of Medical Things (IoMT). In der<br />
Patienten versorgung steigt der Komfort,<br />
beispielsweise durch drahtlose<br />
Verbindungen zur elektronischen<br />
Patientenakte sowie die Übermittlung<br />
und Überwachung von Vitalparametern<br />
in Echtzeit. Mit Data Analytics,<br />
kognitiven Methoden und Robotik<br />
ergeben sich weitere Potenzialfelder<br />
im Gesundheitswesen.<br />
Highspeed und EMV<br />
im Fokus von<br />
medizintechnischen Geräten<br />
Medizinische Bildgebungssysteme<br />
wie CT-Scanner, MRI-Geräte und<br />
digitale Röntgengeräte verarbeiten<br />
bis zu 20 Gbit/s von Bild- und Patientendaten<br />
in Echtzeit. Gleiches<br />
gilt in Anwendungen der Telemedizin<br />
und Fernüberwachung. Ebenso<br />
ist bei der chirurgischen Robotik die<br />
Echtzeitübertragung von Bildern und<br />
Steuerbefehlen zwischen Konsole<br />
des Chirurgen und dem Robotik-<br />
System gefordert. Hochauflösende<br />
Endoskopie sowie implantierbare<br />
Geräte und Patientenüberwachungssysteme<br />
sind weitere Felder, die auf<br />
eine Datenübertragung setzen, aber<br />
auch Wert auf EMV-Design aspekte<br />
für Störfestigkeit und Patientensicherheit<br />
legen.<br />
Weitere Tendenzen wie die<br />
Zunahme von Multi-Source-Sensorik<br />
und immer stärker vernetzten Gesamtsystemen<br />
fordern die schnelle,<br />
zuverlässige und sichere Datenübertragung<br />
über verschiedene Schnittstellen<br />
– ein Fakt, der insbesondere<br />
für die MedTech-Geräte gilt. Dabei<br />
spielt die Signalintegrität eine entscheidende<br />
Rolle, in denen hochpräzise<br />
und zuverlässige Daten in den<br />
Anwendungen vorherrschen. Konstante<br />
Ströme und akkurate Daten<br />
sind unabdingbar, um die Funktionssicherheit,<br />
-zuverlässigkeit und<br />
-effizienz der Geräte sicherzustellen.<br />
Hohe Bitraten teils über große<br />
Entfernungen hinweg können bei<br />
Störungen wie Rauschen, (Rück-)<br />
Kopplungsverluste sowie Verzerrungen<br />
und Nebensprechen die<br />
elektrischen Signale so stark beeinträchtigen,<br />
dass Fehler auftreten<br />
und Geräte ausfallen.<br />
Einhaltung einschlägiger<br />
Industrienormen<br />
Umrahmt von regulatorischen<br />
Vorgaben wie die Medical Device<br />
Regulation (MDR) in der Europäischen<br />
Union oder die Food and<br />
Drug Administration (FDA) Vorschriften<br />
in den USA gilt es, die<br />
Zulassung und den sicheren Einsatz<br />
der Geräte zu gewährleisten.<br />
Im Trend aller Hardware-Designer<br />
liegt zudem noch die Maßgabe,<br />
einen immer kleiner werdenden<br />
Bauraum in Medizingeräten noch<br />
effizienter zu nutzen, wobei die<br />
Belastungen der Geräte bezüglich<br />
Schock, Vibration und Schwingungen<br />
sowie auch thermische und<br />
chemische Umwelteinflüsse nach<br />
wie vor die Robustheit aller Geräte<br />
fordern. Bild 1 zeigt die Weiterentwicklung<br />
der Steckverbinder.<br />
Wichtige Industrienormen<br />
Weiterhin gibt es drei fokussierte,<br />
anwendungsspezifische Industrienormen<br />
für MedTech-Geräte, die<br />
es bei allen Entwürfen zu berück-<br />
Bild 1: Ein alter DIN-Stecker der Reihe D im Raster 5,08 mm und darunter<br />
der neue Zero8 im Raster 0,8 mm © ept<br />
14 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Bild 2: Störungen auf dem Signal beim geschirmten (links) und ungeschirmten (rechts) Steckverbinder © ept<br />
sichtigen gilt. Erstens, ISO 80369-1,<br />
die sich mit der Entwurfsmethodik<br />
zur Verringerung des Risikos<br />
eines Fehlanschlusses von medizinischen<br />
Geräten oder Zubehör<br />
befasst. Zweitens, IEC 60601, die<br />
die allgemeinen Anforderungen an<br />
die grundlegende Sicherheit und die<br />
wesentlichen Leistungsmerkmale<br />
beschreibt, einschließlich elektromagnetischer<br />
Störungen (EMI) und<br />
elektromagnetischer Verträglichkeit<br />
(EMV). Und drittens die ISO<br />
13485, die sich auf die Qualitätssysteme<br />
bezieht, die für die Rückverfolgbarkeit<br />
der im Produktionsprozess<br />
verwendeten Komponenten<br />
und Verfahren zuständig ist.<br />
Board-to-Board<br />
Steckverbinder<br />
als Signalübertrager<br />
Wenn die Komplexität und Integrationsdichte<br />
in den Medizingeräten<br />
immer weiter steigt und es auf<br />
engstem Raum bestehende und<br />
neue Funktionalitäten zu integrieren<br />
gilt, dann sind die Anforderungen<br />
an Board-to-Board-Steckverbinder<br />
als Brücke zwischen den Leiterplatten<br />
immens hoch. Unterschiedlichste<br />
Einsatzorte und -gebiete belasten<br />
die Geräte mit Vibrationen und<br />
Erschütterungen. Für eine langfristige<br />
Kontaktsicherheit bei Mikrobewegungen<br />
müssen die Steckverbinder<br />
sorgen. Robustheit, Datenübertragung<br />
und EMV-Schirmung<br />
sind für den Hardware-Entwickler<br />
die drei Eckpfeiler im mechanischen<br />
Geräte-Design.<br />
Die Steckverbinder der neuesten<br />
Generation müssen Störungen<br />
in der Signalübertragung minimieren<br />
und das Kontaktdesign der Stecker<br />
ist perfekt darauf abzustimmen.<br />
Daher ist es immer das Ziel,<br />
die Risiken in der Datenübertragung<br />
zu umgehen, zu denen hauptsächlich<br />
Schwankungen der Impedanz<br />
durch Material- und Geometrieveränderungen<br />
sowie Dämpfung durch<br />
Insertion Loss und Return Loss als<br />
auch Übersprechen zählen.<br />
Signalschutz als Basis<br />
Bezüglich der elektromagnetischen<br />
Einflüsse benötigen Highspeed-Signale<br />
einen besonderen<br />
Signalschutz. Ein Steckverbinder<br />
kann dabei sowohl als Störquelle<br />
als auch als Senke fungieren. Hier<br />
empfiehlt sich ein Signalschutz mittels<br />
Schirmblech, um die sensiblen<br />
Signale vor externen Einflüssen zu<br />
schützen. Dass schon ein kleiner<br />
elektrischer Impuls das Nutzsignal<br />
verfälschen kann, geht aus Bild 2<br />
hervor. Der Empfänger kann die digitalen<br />
Zustände des HDMI-Signales<br />
bereits nach einem kurzen Burst-<br />
Impuls von 0,5 kV nicht mehr eindeutig<br />
interpretieren, wohingegen die<br />
Signalübertragung des geschirmten<br />
Steckverbinders selbst bei 4,4 kV<br />
noch stabil verläuft.<br />
Die Koppelinduktivität L K<br />
beschreibt den Steckverbinder<br />
durch die elektrischen Verhältnisse<br />
in beiden Funktionen – Quelle und<br />
Senke. Dies gilt sowohl für die Störfestigkeit<br />
als auch für die Störaussendung.<br />
Sind die induzierte Spannung<br />
(U ind ), die Spannung des Generators<br />
(U Gen ) sowie die Generatorkonstante<br />
(k Gen ) bekannt, so lässt<br />
sich die spezifische maximal zulässige<br />
Koppelinduktivität (LK) mit dieser<br />
Gleichung bestimmen:<br />
L K = U ind / (U Gen * k Gen ) (Gl. 1)<br />
Die Koppelinduktivität hilft dem<br />
Anwender außerdem dabei, den<br />
passenden Steckverbinder bezüglich<br />
seiner elektromagnetischen<br />
Verträglichkeit zu definieren und<br />
kosten- sowie zeitintensive Trialand-Error-Prüfungen<br />
im EMV-Labor<br />
zu umgehen.<br />
Ein Beispiel<br />
Hierzu ein Beispiel: Für ein HDMI-<br />
Signal wurde bei einer Spannung<br />
von 4,4 kV eine fallspezifisch maximale<br />
Koppelinduktivität von 47 pH<br />
ermittelt. Liegt der Wert darüber,<br />
wird das Signal demnach nicht mehr<br />
störungsfrei übertragen.<br />
Speziell für anspruchsvolle<br />
Industrieanwendungen<br />
Die Produktfamilie Zero8 von ept<br />
ist für diese hohen Ansprüche in der<br />
Medizintechnik konzipiert worden<br />
und bietet mit der hohen Skalierbarkeit<br />
eine ideale Anpassung an individuelle<br />
Forderungen – Bauformen,<br />
Stapelhöhe und Polzahlen lassen<br />
sich individuell auswählen. Sockel<br />
und Steckverbinder gibt es aktuell<br />
in der Bauform Mid-Profile sowie<br />
Bild 3: Zero8 in ungeschirmter (links) und geschirmter (rechts) Ausführung © ept<br />
Low-Profile und wird es zukünftig<br />
auch als High-Profile und gewinkelte<br />
Version geben. Durch die verschiedenen<br />
Bauhöhen lassen sich<br />
mit Zero8-Steckverbindern Leiterplattenabstände<br />
von 6,00 mm bis<br />
21,00 mm realisieren, wobei die Polzahlen<br />
zwischen zwölf bis 80 variabel<br />
ist. Zwecks Schirmung sind<br />
beide Seiten des Steckerpaares<br />
mit Schutz wählbar, wobei natürlich<br />
alle Zero8-Stecker untereinander<br />
steckkompatibel und frei kombinierbar<br />
sind.<br />
Die doppelseitige Anschlusstechnologie<br />
ScaleX kann den<br />
rauen Bedingungen von industriellen<br />
Anwendungen trotzen und<br />
gewährleistet eine sichere Kontaktierung<br />
bei mechanischer Belastung<br />
wie Schock und Vibration. Zudem<br />
kompensiert sie geräteseitige Toleranzen<br />
im gesteckten Zustand in alle<br />
Richtungen. Durch die EMV-Schirmung<br />
werden die Signale im industriellen<br />
Umfeld vor äußeren Einflüssen<br />
geschützt und die materielle<br />
Beschaffenheit garantiert eine<br />
Datenübertragungsrate von bis zu<br />
16 Gbit/s. Bild 3 zeigt einen ungeschirmten<br />
und einen geschirmten<br />
Steckverbinder.<br />
Fazit<br />
Es ist nicht zu unterschätzen,<br />
den richtigen Steckverbinder für<br />
eine Highspeed-Anwendung auszuwählen.<br />
Wie hier beschrieben<br />
herrschen speziell im medizintechnischen<br />
Bereich viele Anforderungen<br />
zugleich vor. Welche mechanischen<br />
oder elektrischen Eigenschaften<br />
die Board-to-Board-Steckverbinder<br />
erfüllen müssen oder wie<br />
sich die Anschlussperipherie des<br />
Steckers gestaltet – das sind alles<br />
filigrane Detailfragen, die von Pin<br />
zu Pin entscheidend bei der Auswahl<br />
sein können. Als Kenner dieser<br />
Kriterien offeriert ept auch zu<br />
Kosten und Kompatibilität kontextbezogene<br />
Informationen. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
15
Komponenten<br />
Roboterarme für medizinische<br />
und paramedizinische Anwendungen<br />
Ultrasicheres und präzises Sortiment<br />
BizLink Robotic Solutions<br />
Germany GmbH<br />
www.bizlinktech.com<br />
Das neu entwickelte BizLink<br />
PULASR-Produkt ist aufgrund der<br />
Designphilosophie von PULSAR als<br />
Plattform zu verstehen. Die Designphilosophie<br />
beinhaltet, kundenspezifi<br />
sche Entwicklungen entsprechend<br />
ihrer Anforderungen in Bezug<br />
auf klinische Anwendungen flexibel<br />
umzusetzen. BizLink hat technologische<br />
Bausteine wie Gelenke und<br />
Software entwickelt, die eine unbegrenzte<br />
Vielfalt an Kombinationen<br />
und Kinematiken ermöglichen. Das<br />
macht BizLink nicht nur zu einem<br />
Anbieter, sondern zu einem echten<br />
Technologiepartner. Das PULSAR-<br />
System ist mit dem Medizinprodukte-<br />
QMS ISO 13485 konform und integrationsfähig.<br />
Zu den Funktionen<br />
gehören eine vollständige Systemredundanz<br />
für maximale Sicherheit,<br />
eine anwenderfreundliche API für<br />
eine einfache Systemintegration,<br />
ein intelligenter kleiner im Fuß des<br />
Roboters eingebauter Controller<br />
sowie Komponenten, die in Punkto<br />
höchstmögliche Genauigkeit ausgewählt<br />
wurden.<br />
Viele Optionen<br />
BizLink bietet mit PULSAR auch<br />
eine Reihe von Optionen. Angefangen<br />
bei Kollisionsvermeidung,<br />
absoluter Genauigkeitskalibrierung,<br />
Kupplungssystem oder embedded<br />
3D-Vision – alles ist auf<br />
Anfrage verfügbar. „Die BizLink<br />
PULSAR-Plattform spiegelt das<br />
Engagement von BizLink für Innovation<br />
wider und gewährleistet stets<br />
maximale Genauigkeit, Sicherheit<br />
und Zuverlässigkeit“, sagt Claude<br />
Burlot, Geschäftsführer von BizLink<br />
Robotic Solutions France, S.A.S.<br />
Patientenpositioniersystem<br />
ORION<br />
Neben der neu entwickelten<br />
PULSAR- Plattform umfasst das<br />
Medical Robotics Portfolio von<br />
BizLink das intuitive und hochpräzise<br />
Patientenpositioniersystem<br />
ORION, das bei Krebsbehandlungen<br />
eingesetzt wird. Mit seinen<br />
vielfältigen Anwendungen und Konfigurationen<br />
bietet es zahlreiche<br />
Vorteile, die alle auf eine schnelle<br />
und präzise Behandlung abzielen:<br />
Es bietet eine dynamische Positionskontrolle<br />
in sechs Freiheitsgraden<br />
mit einer Genauigkeit von<br />
weniger als einem Milli meter. Das<br />
System verkürzt die Behandlungszeit<br />
pro Patient, da es die Möglichkeit<br />
bietet, den Patienten außerhalb<br />
des Behandlungsraums mithilfe<br />
des Werkzeug wechslers vor-<br />
MCUs für Industrie-Applikationen<br />
Als autorisierter Distributor ist Karl Kruse eine Partnerschaft mit Geehy Semiconductor eingegangen, um einen<br />
nahtlosen Zugang zu Geehy-Lösungen weltweit zu ermöglichen.<br />
Geehy Semiconductor ist ein<br />
Desig nunternehmen für integrierte<br />
Schaltungen, das sich der Entwicklung<br />
von MCUs in Industrieund<br />
Automobilqualität, analogen<br />
Hochleistungschips und Chips auf<br />
System ebene widmet.<br />
ductor ist bestrebt, qualitativ hochwertigere<br />
Produkte und Dienstleistungen<br />
in den Bereichen Industriesteuerung,<br />
Unterhaltungselektronik,<br />
medizinische Geräte, Smart<br />
Home und Automobilanwendungen<br />
anzubieten.<br />
Karl Kruse GmbH & Co KG<br />
info@kruse.de<br />
https://kruse.de<br />
Mit 20 Jahren Erfahrung im<br />
Design integrierter Schaltkreise<br />
und Entwicklungskapazitäten für<br />
eingebettete Systeme bietet das<br />
Geehy-Team Kunden grundlegende<br />
und zuverlässige Chipprodukte und<br />
hilft Kunden bei der Expansion in<br />
den Bereichen Automobil, Industrie,<br />
neue Energie und Unterhaltungselektronik.<br />
Geehy Semicon-<br />
Industriequalität,<br />
energieeffizient<br />
und hochleistungsfähig<br />
APM32-Designs basierend<br />
auf ARM Cortex -MO+/M3/M4,<br />
IEC61508-zertifiziert und USBlF-zertifiziert,<br />
können in rauen<br />
Umgebungen (Temperaturbereiche<br />
-40~+105 °C) eingesetzt werden.<br />
APM32-MCUs können dazu<br />
beitragen, die Produktentwicklungszeit<br />
und -kosten zu reduzieren<br />
und gleichzeitig die Produktleistung<br />
zu optimieren. Die MCU der<br />
16 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Serie APM32F103xC, die auf dem<br />
APM32F103xE basiert, verfügt<br />
über ein umfassendes Upgrade<br />
von Stromverbrauch, Leistung<br />
und Stabilität.<br />
Leistungsmerkmale<br />
• Basierend auf dem ARM Cortex-M3-Kern<br />
mit einer Betriebsdominanz<br />
von 96 MHz.<br />
• Flash 256 KB, SRAM 64 KB,<br />
reichhaltiger Speicherplatz,<br />
erfüllt die Cache-Anforderungen<br />
von Produkten mit hoher<br />
Kapazität.<br />
• Wird eine „Dual-CAN“-Kommunikationsschnittstelle<br />
bereitgestellt<br />
und werden die Spezifikation<br />
2.0A/2.0B (aktiv) erfüllt,<br />
beträgt die Kommunikationsrate<br />
bis zu 1 Mbit/s<br />
• Unterstützung des gleichzeitigen<br />
Betriebs von USB- und<br />
CAN-Schnittstellen, um Kunden<br />
bei der Erweiterung der Anwendung<br />
in Industrie- und Automobilbereichen<br />
zu unterstützen.<br />
Derzeit kann die APM32 MCU in<br />
den Bereichen industrielle Steuerung<br />
und kommerzielle Produkte<br />
zubereiten. Darüber hinaus verfügt<br />
es über eine hohe Trag fähigkeit für<br />
das Patientengewicht und lässt sich<br />
schnell und einfach in neuen und<br />
bestehenden Strahlentherapiezentren<br />
installieren. Des Weiteren ist<br />
es flexibel und einfach zu bedienen,<br />
was dem klinischen Personal<br />
ein Höchstmaß an Kapazität in der<br />
Patientenversorgung ermöglicht. ◄<br />
wie Netzwerkkommunikationsgeräte,<br />
industrielle Steuerungsbildschirme,<br />
intelligente elektrische<br />
Haushaltsgeräte, Computer und<br />
Datenspeicherung, Industriedrucker,<br />
Automobilinstrumente usw.<br />
eingesetzt werden.<br />
Gute Portabilität<br />
und hohe Sicherheit<br />
Die APM32 MCU unterstützt<br />
eine CRC-Recheneinheit und<br />
eine eindeutige 96-Bit-Geräte-<br />
ID. Die eingebaute RTC unterstützt<br />
Alarm- und Kalenderfunktionen<br />
und kann Alarm und periodisches<br />
Aufwachen im Stopp-/<br />
Standby-Modus realisieren. Sie<br />
hat eine hervorragende Leistung<br />
in Bezug auf Portabilität und hilft<br />
Kunden, die Produktdesignzeit zu<br />
verkürzen und die Produkteinführung<br />
zu beschleunigen.<br />
Neben den bereits erwähnten<br />
Standard-Mikrocontrollern, die im<br />
Zeitraum 2019 bis 2021 auf den<br />
Markt kamen, zeigte 2022, dass<br />
sich Geehy nun auf die Bereiche<br />
Low-Power, Automotive sowie<br />
Motorsteuerung konzentriert. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong> 17<br />
HOCHWERTIGE<br />
KUNSTSTOFF KOMPONENTEN<br />
FÜR DIE MEDIZINTECHNIK<br />
Von Einwegartikeln im OP bis zu komplexen Geräte teilen<br />
für die Notfallmedizin: Wir sind Ihr Partner, wenn es um<br />
Kunststoffkomponenten für die Medizin technik geht.<br />
Wir verwenden anspruchsvoll zu verarbeitende technische<br />
Kunststoffe und starten unsere Projekte gerne mit<br />
der Beratung bei der werkstoff- und fertigungsgerechten<br />
Konstruktion. Das schätzen unsere Kunden, mit denen<br />
wir teilweise seit Jahrzehnten zusammenarbeiten.<br />
Ihre Kunststoffteile fertigen wir von A bis Z – vom eigenen<br />
Werkzeug- und Formenbau bis zu den ebenso flexiblen<br />
wie effizienten Montagelinien in den Werken Illertissen<br />
und Györ/Ungarn. Hier stehen knapp einhundert Spritzgießmaschinen<br />
und rund 270 engagierte Mitarbeiter bereit,<br />
um Ihre Produkte in die perfekte Form zu bringen<br />
– kostenbewusst, termintreu und nach höchsten Qualitätsmaßstäben.<br />
Arbeiten Sie an einem Projekt, für das Sie einen Produktionspartner<br />
suchen? Oder möchten Sie einen leistungsfähigen<br />
Zweitlieferanten für medizintechnische Kunststoffkomponenten,<br />
-module oder -systeme aufbauen?<br />
Sprechen Sie uns an!<br />
WEISS Kunststoffverarbeitung<br />
GmbH & Co. KG<br />
Rudolf Diesel-Straße 2-4, D-89257 Illertissen<br />
+49 7303 9699-0<br />
kontakt@weiss-kunststoff.de<br />
www.weiss-kunststoff.de
Komponenten<br />
Universelles Gehäuse im eleganten Design<br />
Fischer Elektronik<br />
GmbH & Co. KG<br />
info@fischerelektronik.de<br />
www.fischerelektronik.de<br />
Das Designgehäuse Curve von<br />
Fischer Elektronik ist ein universelles<br />
Gehäuse mit eleganten Design, das<br />
aus zwei gegeneinander gesteckten<br />
Aluminiumprofilen besteht.<br />
Die stoßfesten Kunststoff-Designrahmen<br />
haben rutschhemmende<br />
Eigenschaften und verdecken die<br />
Schrauben. Die Führungsnuten<br />
im Gehäuse ermöglichen den Einschub<br />
von 100 mm Europakarten<br />
oder Montageplatten. Des Weiteren<br />
verfügen die Halbschalen über<br />
Führungskanäle zum Einschieben<br />
von Muttern und Gewindestreifen,<br />
die u. a. eine Befestigung von ungenormten<br />
Leiterplatten ermöglichen.<br />
Das Gehäuse ist standardmäßig in<br />
sechs Längenvarianten, zwei unterschiedlichen<br />
Oberflächenausführungen<br />
und sechs verschiedenen<br />
Farbkombinationen der Designrahmen<br />
verfügbar. Weitere Längen,<br />
Oberflächen und Farben sind auf<br />
Anfrage verfügbar. Das Grundgehäuse<br />
sowie die Deckelplatten können<br />
nach Kundenwunsch mechanisch<br />
bearbeitet, oberflächenbehandelt<br />
und bedruckt werden.<br />
Das Curve-Gehäuse spart dank<br />
seiner effizienten Deckelfunktionalität<br />
Zeit bei der Produktion und<br />
steigert die Produktivität durch<br />
sein innovatives Innendesign.<br />
Es bietet unübertroffene Vorteile<br />
sowohl für den Hersteller als auch<br />
für die Endverbraucher, die hochwertige<br />
und schnelle Montagelösungen<br />
suchen.<br />
Das CURVE Gehäuse ist ebenfalls<br />
ideal für medizinische Anwendungsgebiete,<br />
da es nicht nur die<br />
höchste Sicherheit und Präzision<br />
bietet sondern auch ein robustes<br />
und zuverlässiges Design. ◄<br />
Push-Pull-Steckverbinder für die 12G-SDI 4K UHD-Übertragung<br />
LEMO erweitert seine<br />
bewährten Push-Pull-Steckverbinder<br />
der S-Serie um die<br />
neue 1S.275 Serie für die 12G-<br />
SDI (Serial Digital Interface) 4K<br />
ultrahochauflösende Übertragung.<br />
Die neuen robusten Push-<br />
Pull-Steckverbinder entsprechen<br />
der SMPTE ST 2082-1 Norm. Die<br />
Steckverbindung ermöglicht eine<br />
Übertragungsrate von 12 Gbit/s,<br />
die den Übertragungsstandard<br />
12G-SDI erfüllt und die achtfache<br />
Bandbreite eines HD-SDI-Standards<br />
bietet. Die LEMO-Schokoladenblockform<br />
erleichtert das Greifen<br />
und die Handhabung.<br />
LEMO hat diese Steckverbinder<br />
als Antwort auf den sich schnell<br />
entwickelnden Technologiebereich<br />
und den Marktanforderungen<br />
nach hohen Übertragungsraten,<br />
einer leichteren Handhabung und<br />
geringer Verzögerung bei Live-<br />
Events für die Marktsegmente<br />
Audio Video Broadcasting (AV)<br />
und andere Bereiche wie medizinische<br />
Bildgebung, z. B. Endoskopie<br />
und Laparoskopie entwickelt.<br />
Das optimale Design dieser<br />
Steckverbinder gewährleistet eine<br />
nahtlose Übertragung mit hoher<br />
Präzision, Zuverlässigkeit und<br />
geringer Rückflussdämpfung, was<br />
sie zu einer praktikablen Alternative<br />
zur Verwendung von Zweifach-6G<br />
oder Vierfach-3G-Verbindungen<br />
macht. Derzeit benutzen<br />
viele professionelle 4K-Kameras<br />
Quad-Link-BNC-Steckverbinder,<br />
um 12G-Signale für UHD-Displays<br />
zu übertragen. Das neu<br />
eingeführte Produkt von LEMO<br />
ermöglicht die Übertragung von<br />
12G-SDI über einen kompakten<br />
Single-Link-Anschluss für UHD-<br />
Displays, was eine höhere Paneldichte<br />
zulässt und somit die<br />
Anzahl der Kabel und Steckverbinder<br />
reduziert.<br />
Dank seines technischen<br />
Knowhows und der Expertise auf<br />
dem Gebiet der Kabelkonfektionierung<br />
ist LEMO der ideale Partner,<br />
um Kunden bei ihren Anwendungen<br />
oder benötigten Steckverbindungen<br />
zu unterstützen.<br />
LEMO Elektronik GmbH<br />
www.lemo.com<br />
18 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Kabelanschluss<br />
für eine widerstandsfähige HMI-Verbindung<br />
EAO erweitert die robuste Baureihe 82 um eine neue Produktvariante mit vibrationsresistenten<br />
Kabelanschlüssen – ideal für den Einsatz in rauen Umgebungen.<br />
Komponenten<br />
Vorteile:<br />
• Einfache und flexible Montage<br />
dank M12 Stecker<br />
und Kabeloptionen<br />
• Geringe Einbautiefe mit 90°<br />
abgewinkelten Versionen<br />
• Gehäuse aus rostfreiem<br />
Edelstahl SUS 316L<br />
• Reinigungsmittelbeständiger<br />
Tritan-Lichtleiter<br />
• Rückseitiger Verguss<br />
mit Schutzart IP67 und hoher<br />
Vibrations- und Schlagfestigkeit<br />
EAO GmbH<br />
www.eao.de<br />
Die Drucktasten sind mit einem<br />
200 mm langen Kabel ausgestattet,<br />
welches je nach Anwendung<br />
oder Kundenanforderung gerade<br />
oder in einem 90°-Winkel vom Produkt<br />
abgeht. Weiter kann das Produkt<br />
mit der Auswahl des Steckers<br />
für die jeweilige Anwendung optimiert<br />
werden. Die Kabelversion mit<br />
M12-Stecker ist prädestiniert für den<br />
Einsatz im Maschinenbereich und<br />
überzeugt durch Robustheit und Einfachheit<br />
der Montage. Die Kabelversion<br />
mit verzinnten Kabelenden hingegen<br />
bietet eine R118-Zertifizierung<br />
– was die Produktvariante ideal für<br />
Anwendungen in Schwerlast- oder<br />
Spezialfahrzeugen macht.<br />
Typische Anwendungen:<br />
• Ticketausgabe- und<br />
Verkaufsautomaten<br />
• Maschinenbau und<br />
Produktionsstätten<br />
• Nahrungsmittelund<br />
Getränkeindustrie<br />
• Fahrstühle und<br />
Personenbeförderungssysteme<br />
• Zutrittskontroll- und<br />
Sicherheitssysteme<br />
• Audio- und Videogeräte<br />
• Medizinische Geräte<br />
• Schwerlast- und<br />
Spezialfahrzeuge<br />
• Busse und Reisebusse<br />
• Marine-Anwendungen ◄<br />
BAASKE MEDX<br />
MINI-PC-MODUL<br />
Baaske Medical GmbH & Co. KG<br />
Bacmeisterstr. 3 | 32312 Lübbecke<br />
Tel: +49 5741 236027-0 | vertrieb@baaske-medical.de<br />
www.baaske-medical.de<br />
Die Mehrfachsteckdose mit integriertem<br />
Computer: Unser Beitrag für eine<br />
hochmoderne und sorgenfreie IT-Infrastruktur.<br />
Das PC-Modul ist perfekt<br />
in die Mehrfachsteckdose MEDX ZPA<br />
integriert und überall montierbar, wo<br />
Sie es brauchen!
Komponenten<br />
Belastbar und sicher in Medizingeräten<br />
POY Award für Easy Locking Connector<br />
Der Easy Locking Connector von<br />
binder hat sich in der Medizintechnik<br />
als robuste und zuverlässige<br />
Schnittstelle bewährt. Die renommierte<br />
US-amerikanische Fachzeitschrift<br />
Medical Design Briefs<br />
hat den besonders sicheren und<br />
biokompatiblen Steckverbinder mit<br />
ihrem POY Award ausgezeichnet.<br />
Zuverlässige Funktion, sichere<br />
Bedienung, Verträglichkeit und<br />
Patientenschutz sind zentrale Kriterien<br />
für die Produktentwicklung<br />
von Medizingeräten. Technische<br />
Fehlfunktionen, instabile Parameter,<br />
falsche Bedienung durch medizinisches<br />
Personal oder Patienten<br />
können hier fatale Folgen haben.<br />
Steckverbinder unterliegen in diesem<br />
Umfeld höchsten Ansprüchen<br />
an Kontaktsicherheit und Signalintegrität,<br />
Robustheit der Verbindung<br />
sowie einfache und intuitive Bedienbarkeit.<br />
Außerdem sind Biokompatibilität<br />
und eine für Medizingeräte<br />
angemessene Schutzart einschließlich<br />
Berührungsschutz und Beständigkeit<br />
gegen Reinigungs- oder Desinfektionsmittel<br />
unabdingbar.<br />
Franz Binder GmbH & Co.<br />
Elektrische Bauelemente KG<br />
info@binder-connector.de<br />
www.binder-connector.de<br />
ELC erfüllt<br />
medizintechnische<br />
Einsatzkriterien<br />
In klinischen Anwendungen, aber<br />
auch beim Einsatz in der häuslichen<br />
Pflege hat der Easy Locking Connector<br />
(ELC) der Serie 570 von<br />
binder seine Eignung bereits unter<br />
Beweis gestellt. Der Kabelsteckverbinder<br />
mit Snap-in-Verriegelung<br />
gilt dank 5.000 und mehr Steckzyklen<br />
als ausgesprochen langlebig,<br />
außerdem als besonders bediensicher.<br />
Hierfür verfügt er über eine<br />
asymmetrische Sechskant-Kontur<br />
im Steckbereich, die ein Fehlstecken<br />
durch Personal oder Patienten<br />
grundsätzlich verhindert. Ist<br />
die Verbindung hergestellt, wird sie<br />
mittels Rasthaken – für den Bediener<br />
unmittelbar akustisch zu erkennen<br />
– verriegelt. Auch die zweiteilige<br />
Konstruktion des ELC, dessen<br />
Baugruppen leicht zusammenzufügen,<br />
aber nur mit Spezialwerkzeug<br />
wieder trennbar sind, trägt zu seiner<br />
Bediensicherheit bei.<br />
Kein Eindringen<br />
von Flüssigkeiten<br />
Der Easy Locking Connector ist<br />
gesteckt gemäß IP54 geschützt.<br />
Darüber hinaus verhindert das<br />
Design der Flanschdose auch im<br />
getrennten Zustand das Eindringen<br />
von Spritzwasser oder Flüssigkeiten,<br />
und es schützt vor versehentlichem<br />
elektrischen Kontakt. Der Steckverbinder<br />
lässt sich leicht reinigen und<br />
ist gegenüber Desinfektionsmitteln<br />
beständig.<br />
Die Biokompatibilität der Serie 570<br />
ist gemäß dem Standard DIN EN<br />
ISO 10993-5 geprüft; außerdem<br />
sind die Steckverbinder mit Ausnahme<br />
des Kontaktkörpers DEHPfrei<br />
und somit gut hautverträglich.<br />
Von Ingenieuren<br />
zum wichtigsten<br />
neuen Produkt gewählt<br />
Medical Design Briefs ist eine in<br />
der US-amerikanischen Medienlandschaft<br />
etablierte Fachzeitschrift,<br />
die nach Angaben des Verlags,<br />
der SAE Media Group, New<br />
York, 40.000 Abonnenten zählt<br />
sowie 100.000 OEM-Ingenieure<br />
und -Manager erreicht. Die Leser<br />
von Medical Design Briefs haben<br />
jetzt über ihren Produktfavoriten<br />
– die ihrer Ansicht nach wichtigste<br />
Neuvorstellung – des vergangenen<br />
Jahres abgestimmt. Als einer von<br />
zwei Gewinnern wurde der Easy<br />
Locking Connector von binder mit<br />
dem ‚2022 Medical Design Briefs’<br />
Readers’ Choice Products of the<br />
Year‘ (POY) Award ausgezeichnet.<br />
Nachdem bereits die NCC-<br />
Serie 670 (Not Connected Closed)<br />
von binder den ‚2021 LEAP<br />
Award‘ für Konstruktion und Entwicklung<br />
erhalten hatte, wird nun<br />
mit dem ELC erneut einem Steckverbinder<br />
von binder die besondere<br />
Wertschätzung des US-amerikanischen<br />
Markts zuteil.<br />
Die Zukunft gestalten<br />
Markus Binder, geschäftsführender<br />
Gesellschafter der binder<br />
Gruppe, kommentierte die Auszeichnung:<br />
„Mit unseren kundenspezifischen<br />
Produkten und smarten<br />
Innovationen sowie unserer internationalen<br />
Ausrichtung möchten wir<br />
als Spezialist für Rundsteckverbinder<br />
die Zukunft gestalten. Mit dem<br />
ELC ist es uns gelungen, ein für die<br />
hohen Anforderungen der Medizintechnik<br />
prädestiniertes Produkt zu<br />
entwickeln. Die Auszeichnung mit<br />
dem POY Award bestärkt uns darin,<br />
unseren eingeschlagenen Weg konsequent<br />
fortzuführen.“ ◄<br />
20 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Kühllösungen für die Medizintechnik<br />
Kühllösungen für die Medizintechnik<br />
müssen höchsten Ansprüchen<br />
genügen und absolut zuverlässig<br />
sein – schließlich hängen im<br />
Zweifelsfall Menschenleben davon<br />
ab. CTX ist Spezialist für solche<br />
anwendungsspezifischen Kühllösungen<br />
zur effizienten Kühlung der<br />
Hochleistungselektronik in medizintechnischen<br />
Geräten. Die leistungsstarken<br />
Kühlkörper von CTX – insbesondere<br />
Flüssigkeitskühlkörper,<br />
Profilkühlkörper, LED-Kühlkörper<br />
und Leiterplattenkühlkörper –<br />
werden in vielen Beatmungsgeräten,<br />
Herz-Lungen-Maschinen, Blutund<br />
Infusionspumpen, Diagnosegeräten,<br />
Zentrifugen, MRT-Geräten,<br />
CT-Geräten, OP-Robotern,<br />
CTX Thermal Solutions GmbH<br />
www.ctx.eu<br />
Sonographiegeräten und Nierensteinzertrümmerern<br />
namhafter<br />
Hersteller sowie in der Dentaltechnik<br />
und in der medizinischen LED-<br />
Beleuchtung eingesetzt.In medizintechnischen<br />
Geräten, die im Betrieb<br />
hohe Temperaturen entwickeln,<br />
kommen zur Kühlung der Leistungselektronik<br />
bevorzugt kompakte, leistungsstarke<br />
Flüssigkeitskühlkörper<br />
zum Einsatz. Sie bieten höchstmögliche<br />
Kühlleistung auf kleinstmöglichen<br />
Raum und gewährleisten die<br />
zuverlässige Funktionsfähigkeit und<br />
lange Lebensdauer der Elektronik.<br />
Direkt am Hotspot montiert, transportieren<br />
sie die Wärme zügig ab.<br />
Dabei sind Flüssigkeitskühlkörper<br />
bis zu 25 % effizienter als lüftergestützte<br />
Kühllösungen.<br />
Die Temperatur entscheidet<br />
Bei medizintechnischen Verfahren<br />
hängt die korrekte Funktion von<br />
einer genauen Temperierung ab.<br />
Sie bestimmt beispielsweise den<br />
Erfolg der gezielten Vervielfältigung<br />
von DNA-Abschnitten (Amplifikation)<br />
oder sichert die zuverlässige<br />
Funktionalität medizinischer Laser.<br />
Auch Reagenzien in der medizinischen<br />
Diagnostik und Verstärker<br />
von medizinischen Bildgebungsverfahren<br />
benötigen Kühlung, um<br />
die gewünschte Leistung zu erzielen.<br />
Kühlkörper von CTX sorgen<br />
hierbei verlässlich für die optimale<br />
Betriebstemperatur. ◄<br />
Kunststoffgehäuse-Serie mit Schutzklasse IP67<br />
Stromlinienförmiges Design für formschöne Pultgehäuse<br />
Richard Wöhr GmbH<br />
www.woehrgmbh.de<br />
Die Richard Wöhr GmbH erweitert<br />
ihre Kunststoffgehäuse-Serie<br />
um die Gehäuse KS136. Sie können<br />
im Standard in schwarz (ähnlich<br />
RAL 9005) oder weiß (ähnlich<br />
RAL 9010) bezogen werden.<br />
Durch das Erreichen der Schutzart<br />
IP67 ist die Elektronik gegen<br />
Eindringen von Staub und Wasser<br />
auch unter extremen Bedingungen<br />
geschützt und ermöglicht<br />
den Einsatz auch im Außenbereich.<br />
Somit ist die neue formschöne<br />
Kunststoffgehäuse-Serie<br />
GH02KS136 vielseitig einsetzbar<br />
z. B. als Bedien- und Anzeigeeinheit<br />
für industrielle oder medizinische<br />
Anwendungen.<br />
Wöhr bietet die Serie mit der<br />
Neigung von 13° oder 18° und<br />
in unterschiedlichen Größen an.<br />
Das Gehäuse ist aus schwer entflammbarem<br />
ABS (UL94V-0) und<br />
die Dichtung aus Silikon. Im Lieferumfang<br />
enthalten sind Oberund<br />
Unterschale, eine Dichtung,<br />
vier Edelstahlschrauben M2.5-8<br />
und vier transparente Gummifüße.<br />
Kundenspezifische und mechanische<br />
Bearbeitungen wie beispielsweise<br />
Durchbrüche/ Bohrungen,<br />
passende Elektronik,<br />
eine Be druckung im Digital-/<br />
Siebdruck oder Oberflächenveredelungen<br />
sind auf Anfrage<br />
möglich, so wie ein Eildienst mit<br />
5,10 oder 15 Arbeit stagen. Die<br />
Richard Wöhr GmbH liefert ab<br />
Stückzahl 1. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
21
Komponenten<br />
Modulare Steckdosenleisten<br />
für sensible medizinische Bereiche<br />
Modulare Steckdosenleisten für die Medizintechnik<br />
Baaske Medical GmbH & Co. KG<br />
www.baaske-medical.de<br />
Bislang waren Mehrfachsteckdosen<br />
von Baaske Medical nach<br />
Kundenvorgaben mit bis zu acht<br />
Steckeinsätzen verfügbar, wobei<br />
deren Aufbau auch nachträglich noch<br />
im Werk angepasst werden kann.<br />
Aktuell sind weitere neue Module<br />
zu dieser Produktreihe hinzugekommen.<br />
So können ab sofort in die<br />
Steckkontakte auch ein rückstellbarer<br />
thermischer Schutzschalter<br />
oder schaltbare Drucktasten als<br />
wählbare Module integriert werden.<br />
Ein optionales 2-fach USB-<br />
A-Lademodul garantiert zusätzlich<br />
die sichere Spannungsversorgung<br />
angeschlossener Geräte. Wählbar<br />
ist auch eine 2,5 mm² starke Zuleitung<br />
mit Knickschutz am Gehäuse<br />
oder Kaltgeräteeinbaustecker.<br />
Die medizinischen Mehrfachsteckdosen<br />
von Baaske Medical<br />
sind „made in Germany“, sowie<br />
TÜV geprüft für den Einsatz mit<br />
Anästhesiegeräten. Jedes Modul<br />
verfügt neben je zwei Sicherungen<br />
noch über einen zusätzlichen Potentialausgleich<br />
(ZPA) am Gehäuse.<br />
Abzugssicherungen schützen gegen<br />
unbeabsichtigte Veränderungen des<br />
Einzigartig: Rückstellbarer thermischer Schutzschalter oder schaltbarer<br />
thermischer Drucktasten-Schutzschalter als wählbare Module<br />
elektrischen Systems. Spezielle<br />
Befestigungen machen die Installation<br />
an Normschienen oder Infusionsständern<br />
möglich.<br />
Vorteile der modularen<br />
Steckdosenleisten:<br />
• Modulare solide Aluminium<br />
Steckdosen<br />
• Schuko-Einsätze mit VDE Prüfzeichen<br />
• Doppelsicherung pro Buchse<br />
• Zuleitungen mit einem Querschnitt<br />
von 2,5 mm² inkl. Knickschutz<br />
am Gehäuse<br />
• Befestigung an der Wand, Normschienen<br />
oder Infusionsständern<br />
möglich ◄<br />
Optionales 2-fach USB-A-Modul zur sicheren Spannungsversorgung<br />
angeschlossener Geräte<br />
Abzugssicherung gegen eine versehentliche Veränderung des elektrischen<br />
Systems<br />
Doppelsicherungen pro Steckdoseneinsatz für das unmittelbare Erkennen<br />
auftretender Fehler - ist im Betrieb austauschbar<br />
22 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Piezo-resistive Silizium-Drucksensoren<br />
Komponenten<br />
Kosteneffizient<br />
Die kompakte Bauform ermöglicht<br />
eine Reduzierung der Entwicklungsund<br />
Herstellungskosten bei gleichzeitiger<br />
verbesserter Leistung und<br />
Zuverlässigkeit.<br />
Merkmale im Überblick<br />
IBA-Sensorik GmbH<br />
iba@iba-sensorik.de<br />
www.iba-sensorik.de<br />
Die weiterentwickelte ABP2 Board<br />
Mount Pressure Serie ist das Allround-Talent<br />
für den Einsatz in verschiedensten<br />
medizinischen Applikationen.<br />
Mit der Erweiterung der sehr<br />
beliebten ABP-Serie bietet Honeywell<br />
ein noch größeres Spektrum an<br />
technischen Lösungen für Leiterplatten-bestückbare<br />
Drucksensoren.<br />
Anpassungsfähig<br />
Spannungsversorgungsbereich,<br />
Vielzahl an Druckeinheiten, -arten<br />
und -bereiche, Ausgangsoptionen<br />
und der umfassende Betriebstemperaturbereich<br />
vereinfachen den<br />
Einsatz in der Anwendung.<br />
Alleskönner<br />
Kompatibel mit flüssigen Medien,<br />
niedriger Stromverbrauch und Optionen<br />
für die Temperaturausgabe<br />
machen den Sensor zu einer vielseitigen<br />
Wahl für Anwendungen in<br />
der Medizintechnik - auch für portable<br />
Geräte bestens geeignet.<br />
• Breiter Druckbereich: 6 mbar bis<br />
12 bar, 600 Pa bis 1,2 MPa, 2 in<br />
H 2 O bis 175 psi<br />
• Verschiedenste Portoptionen für<br />
z. B. Schlauchanschlüsse<br />
• Kalibriert und temperaturkompensiert<br />
bis 110 °C<br />
• Messfrequenzen bis 200 Hz für<br />
Druck und Temperatur<br />
• 24-Bit-Digital-I 2 C- oder SPI-kompatibler<br />
Ausgang<br />
• Sehr geringe Stromaufnahme (nur<br />
0,01 mW typ. Durchschnittsleistung,<br />
1 Hz Messfrequenz)<br />
• Option für Flüssigmedien: Kompatibel<br />
mit einer einer Vielzahl<br />
von flüssigen Medien<br />
• Niedrigster Gesamtfehlerbereich<br />
von nur ±1,5 % FSS ◄<br />
Kleingehäuse als zweifarbige Variante<br />
Speziell für die Integration<br />
minia turisierter Elektronikbauteile,<br />
Sensoren und Funktechnologien<br />
hat OKW Gehäusesysteme<br />
GmbH das Kleingehäuse<br />
MINI-DATA-BOX entwickelt.<br />
Es ist klein, aber dennoch<br />
robust und überzeugt obendrein<br />
mit seinem hochwertigen Erscheinungsbild.<br />
Odenwälder Kunststoffwerke<br />
Gehäusesysteme GmbH<br />
www.okw.com<br />
Die Anwendungsbereiche finden<br />
sich auch im IoMT (Internet<br />
of Medical Things). Hier werden<br />
Informationen über ein sicheres<br />
Netzwerk übertragen und verbinden<br />
so Patienten, Ärzte und<br />
medizinische Geräte miteinander.<br />
Die Standardfarben RAL 9016<br />
(verkehrsweiß) und RAL 7016<br />
(anthrazitgrau) werden nun in<br />
der Flanschausführung um eine<br />
weitere moderne, zweifarbige<br />
Variante ergänzt: Oberteil in<br />
RAL 9016 und das Unterteil in<br />
einem gedeckten Grauton nach<br />
RAL 7042 (verkehrsgrau A). Die<br />
im Standard enthaltene Schutzart<br />
IP40 kann mit der als Zubehör<br />
erhältlichen Dichtung bis IP65<br />
erhöht werden.<br />
Als Wand- oder Tischgehäuse,<br />
mit verschiedenen Befestigungsmöglichkeiten<br />
auch an Decken,<br />
Rohren oder Ähnlichem, ist das<br />
Designgehäuse mit seinen Mini-<br />
Abmessungen universell einsetzbar.<br />
Zusätzlich bietet das hauseigene<br />
Service-Center viele Möglichkeiten,<br />
um aus dem Standardgehäuse<br />
ein kundenindividuelles<br />
Produkt zu kreieren: z. B.<br />
durch mechanische Bearbeitung,<br />
Bedruckung, Lackierung, Laserbeschriftung,<br />
EMV-Beschichtung<br />
oder auch Montagetätigkeiten. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
23
Komponenten<br />
Anzeige<br />
Eine neue Unternehmergeneration<br />
Christian Raith, Geschäftsführer von IMM Photonics, im Interview mit Antonio Castelo,<br />
EPICs Technologie-Manager für Bio-Medizin und Laser<br />
IMM Photonics GmbH<br />
pr@imm-photonics.de<br />
www.imm-photonics.de<br />
Der Geschäftsführer des deutschen Familienunternehmens<br />
erläutert, wie er ein Unternehmen<br />
leitet, das optische und optoelektronische<br />
Komponenten und Lasermodule für eine Vielzahl<br />
von Technologiebereichen herstellt und vertreibt.<br />
Antonio Castelo: Wie kam es zu Ihrer<br />
Ernennung als Geschäftsführer?<br />
Christian Raith: Nach meinem Studium zum<br />
Diplom-Ingenieur (FH) an der Hochschule München<br />
begann ich 2010 im Familienunternehmen<br />
IMM Photonics zu arbeiten, dass meine Eltern<br />
1992 gegründet hatten.<br />
Zunächst arbeitete ich als Entwicklungsingenieur,<br />
merkte aber schnell, dass ich weder die<br />
Begabung noch die Neigung für den Ingenieurberuf<br />
hatte. Mir liegt eher der Umgang mit Menschen.<br />
Und dank meines wissenschaftlichen Hintergrunds<br />
verstand ich auch, wie unsere Technologie<br />
dazu beitragen kann, die Bedürfnisse<br />
unserer Kunden zu erfüllen. Daher wechselte<br />
ich nach sechs Monaten in den Vertrieb und<br />
wurde 2015 Leiter für Vertrieb und Marketing.<br />
2016, kurz vorm Ruhestand meiner Eltern, setzten<br />
sie sich mit mir zusammen und fragten mich, ob<br />
ich Interesse hätte, das Unternehmen weiterzuführen.<br />
Ich wurde keineswegs unter Druck<br />
gesetzt. Sollte ich zustimmen, würden meine<br />
Eltern alles tun, um mich zu unterstützen. Sollte<br />
ich ablehnen, würden sie über den Verkauf des<br />
Unternehmens nachdenken müssen. Die Arbeit<br />
machte mir Spaß, und obwohl ich erst Ende zwanzig<br />
war, nahm ich die Herausforderung dankbar<br />
an und begann, mich auf meine zukünftige<br />
Rolle als Geschäftsführer vorzubereiten. Dazu<br />
musste ich mich mit den Bereichen Finanzen,<br />
IT und Personalwesen vertraut machen, für die<br />
meine Mutter zuständig war.<br />
Gleichzeitig arbeitete ich eng an der Seite meines<br />
Vaters, der für die Produktentwicklung, den<br />
Bereich Forschung und Entwicklung sowie die<br />
Fertigung verantwortlich war. Als meine Mutter<br />
im Jahr 2020 in den Ruhestand ging, wurde ich<br />
gemeinsam mit meinem Vater Geschäftsführer.<br />
Die alleinige Verantwortung für das Unternehmen<br />
übernahm ich drei Jahre später, als mein<br />
Vater ebenfalls in den Ruhestand folgte.<br />
Antonio Castelo: Wie hat sich das<br />
Unternehmen entwickelt?<br />
Christian Raith: Als meine Eltern das Unternehmen<br />
1992 gründeten, war der ursprüngliche<br />
Plan meines Vaters, Messtechnik für den<br />
Medizinbereich herzustellen. Jedoch erwies<br />
sich dies als schwierig, und so stieg er in den<br />
Vertrieb von Laserdioden, Linsen und anderen<br />
optischen Komponenten ein. Dies war die<br />
Grundlage für die Erweiterung unseres Kundenstamms,<br />
das Kennenlernen der Kundenbedürfnisse<br />
und den Einstieg in die Entwicklung eigener<br />
Produkte. Wir produzieren Laserdiodenmodule,<br />
Laserkollimatoren, Faseroptik sowie fasergekoppelte<br />
Komponenten und haben unser eigenes<br />
optisches Fasertestgerät entwickelt. Heute<br />
entwickeln und produzieren wir Sonderanfer-<br />
24 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
tigungen. Zurzeit beschäftigen wir rund sechzig<br />
Mitarbeiter*Innen. Etwas mehr als zwanzig<br />
Mitarbeiter*Innen arbeiten an unserem Hauptsitz<br />
in Unterschleißheim bei München. Dort sind die<br />
Bereiche Forschung und Entwicklung, Vertrieb<br />
und Marketing sowie die Administration angesiedelt.<br />
Weitere 35 Mitarbeiter*Innen arbeiten<br />
an unserem Produktionsstandort in Teisnach.<br />
Durch die Nähe der Technischen Hochschule<br />
Deggendorf haben wir Zugang zu den neuesten<br />
Erkenntnissen der Mess-, Fertigungstechnik<br />
und Prozessentwicklung. IMM Photonics ist<br />
Teil des Technologiecampus Teisnach, steht mit<br />
den dort ansässigen Firmen im engen Wissenstransfer<br />
und profitiert so von vielfältigen Synergien.<br />
Wir verfügen über Distributionspartner in<br />
Großbritannien, den USA, China, Japan und<br />
Korea. Unsere Produkte finden Anwendung in<br />
der industriellen Sensorik, Telekomunikation<br />
und Gasdetektion. Des Weiteren unterstützen<br />
wir mit unseren Produkten die medizinische Forschung<br />
und Analytik.<br />
Antonio Castelo: Wie kam es dazu, dass<br />
Sie ursprünglich als Vertriebsunternehmen zur<br />
Herstellung Ihrer eigenen Produkte übergegangen<br />
sind?<br />
Christian Raith: Viele Kunden, die Laserdioden<br />
in ihren Systemen einsetzen wollen, sind nicht<br />
mit dem Bau von Kollimatoren, Faserkopplungen<br />
oder Ähnlichem vertraut. Oft ist kein Reinraum<br />
für die Verarbeitung von optischen Komponenten<br />
vorhanden. Dies erkannten wir als Chance<br />
für unser Unternehmen, einen Mehrwert zur<br />
Distribution an unsere Kunden zu liefern. Hierfür<br />
entwickeln wir in enger Zusammenarbeit mit<br />
unseren Kunden optische Aufbauten und Elektroniken,<br />
sowie Mechaniken..<br />
Antonio Castelo: Wie gehen Sie mit der<br />
Konkurrenz aus Asien um?<br />
Christian Raith: Wegen der preisgünstigen<br />
Konkurrenz aus Asien - insbesondere aus China<br />
- wird es für uns schwieriger, Standardprodukte<br />
zu vermarkten. Deswegen setzen wir verstärkt<br />
auf maßgeschneiderte, hochwertige, kundenspezifische<br />
Produkte.<br />
Antonio Castelo: Was stellte Sie vor die<br />
größten Herausforderungen, als Sie alleiniger<br />
Geschäftsführer wurden?<br />
Christian Raith: Es war ein reibungsloser<br />
Übergang. Wir haben fünf Jahre lang an der<br />
Übergabe gearbeitet, bevor ich das Unternehmen<br />
dann tatsächlich übernahm. Unter anderem<br />
wurde eine zweite Führungsebene mit einem<br />
CTO, CFO, COO und CSO etabliert. Das hat<br />
sehr gut funktioniert. Der CFO wurde kurz vor<br />
dem Ruhestand meiner Mutter eingestellt, und<br />
die Positionen des COO und des CTO konnten<br />
mit langjährigen Mitarbeiter*innen besetzt werden.<br />
Antonio Castelo: Welche Herausforderungen<br />
erwarten Sie für die Zukunft?<br />
Christian Raith: Generell wollen wir auf dem<br />
Gebiet, in dem wir tätig sind, wachsen. Für die<br />
Über imm photonics<br />
IMM Photonics entwickelt und produziert<br />
Komplettsysteme und Baugruppen<br />
für internationale Kunden aus den<br />
Branchen Medizintechnik, Biophotonik,<br />
Messtechnik und Analytik. Des Weiteren<br />
werden kundenspezifische Lösungen für<br />
OEM-Kunden gefertigt. IMM Photonics<br />
ist an den beiden Standorten München<br />
/ Unterschleißheim und am Technologie<br />
Campus Teisnach der Hochschule Deggendorf<br />
vertreten. Der Vertrieb erfolgt<br />
selbst und über Distributoren weltweit.<br />
www.imm-photonics.de<br />
Zukunft sehen wir einen steigenden Bedarf an<br />
immer komplexeren Produkten. Unsere Kunden<br />
hierbei zu unterstützen und ihnen einen Zugang<br />
zu Fertigungsdaten in Echtzeit zu ermöglichen<br />
– darauf wollen wir uns fokussieren. Um dem<br />
gerecht zu werden, strukturieren wir unsere<br />
Fertigung um und setzen auf eine neue Produktionsstrategie<br />
mit Schwerpunkt auf Digitalisierung.<br />
Je komplexer ein System wird, desto<br />
mehr steigt die Zahl der möglichen Fehlerquellen<br />
und damit der Aufwand, diese zu identifizieren.<br />
Es ist wie in der Physik: je tiefer man in<br />
etwas einsteigt, desto komplexer wird es. Stehen<br />
mehr Daten zur Verfügung, desto einfacher<br />
erkennt man Zusammenhänge.<br />
Eine weitere Herausforderung besteht darin,<br />
dass wir in der Regel auf Grund von Geheimhaltungsvereinbarungen<br />
unsere Lösungen nicht<br />
bewerben dürfen. Unsere Sichtbarkeit wollen<br />
wir verbessern und nehmen regelmäßig an verschiedenen<br />
Veranstaltungen teil, so zum Beispiel<br />
auch an Veranstaltungen von EPIC (European<br />
Photonics Industry Consortium). ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
25
Komponenten<br />
Axiallüfter hilft aktiv mit bei der Strahlentherapie<br />
SEPA EUROPE GmbH<br />
www.sepa-europe.com<br />
Mit der Strahlentherapie werden<br />
Menschen überall auf der Welt<br />
erfolgreich im Kampf gegen Krebs<br />
unterstützt, indem Krebszellen mithilfe<br />
ionisierender Strahlung oder<br />
Teilchenstrahlung zerstört werden.<br />
Wenn jedoch die Elektronik überhitzt,<br />
ist die Langlebigkeit des Therapiegerätes<br />
in Gefahr.<br />
Der Axiallüfter MFB40H24<br />
hat sich hier schon tausendfach<br />
bewährt. Durch die kompakte Bauform,<br />
das geringe Gewicht und die<br />
steckfertige Anlieferung bietet er<br />
die Möglichkeit zur zielgenauen<br />
Platzierung und damit zur effektiven<br />
Kühlung.<br />
Der Standardlüfter MFB40H24<br />
kann aber auch auf individuelle Kundenbedürfnisse<br />
zugeschnitten werden.<br />
Parameter wie Größe, Tachoausgang,<br />
PWM-Eingang, Betriebsspannung<br />
oder Steckerkonfektionierung<br />
können bei Sepa Europe maßgeschneidert<br />
ausgelegt werden.<br />
Neben der Zuverlässigkeit und<br />
hohen Lebensdauer des Axiallüfters<br />
werden weitere Anforderungen<br />
erfüllt wie z. B. die Teile-Kennzeichnung<br />
für die Logistik, Fragen<br />
rund um die Dokumentation der<br />
Einzelbaugruppen sowie eine verlässliche<br />
Strategie im Änderungsmanagement.<br />
◄<br />
Nichtmagnetische Dünnfilm-Widerstände<br />
für Präzisions-Anwendungen<br />
Für den Einsatz in anspruchsvollen<br />
Anwendungen hat der<br />
japanische Dünnfilm-Spezialist<br />
Susumu seine neue<br />
Widerstands-Produktfamilie NRG<br />
konzipiert. Durch ihren Aufbau aus<br />
nichtmagnetischen Materialien lassen<br />
sie sich in Umgebungen einsetzen,<br />
wo andere Widerstände<br />
die Waffen strecken müssen.<br />
Die Dünnfilm-Widerstände aus<br />
der Susumu NRG-Familie sind aus<br />
nichtmagnetischen Materialien hergestellt<br />
und bieten eine hohe Genauigkeit<br />
von ±0,05 Prozent des<br />
Nominalwertes.<br />
Langzeitstabil<br />
und rauschfrei<br />
Ihr äußerst niedriger<br />
Temperatur koeffizient von, je<br />
nach Ausführung bis herunter<br />
auf ±5 ppm (Parts per Million)<br />
pro Grad Celsius, steht zudem<br />
für eine außerordentliche Temperaturstabilität.<br />
Die anorganische<br />
Passivierung der Bauteile gewährleistet<br />
eine hohe Langzeitstabilität,<br />
ihr Dünnschicht-Aufbau stellt<br />
eine hohe Rauschfreiheit sicher.<br />
Gleichzeitig schütz dieser Aufbau<br />
gegen die Einlagerung von<br />
Schwefel- Schwebeteilchen, die zu<br />
Korrosion und Kontaktablösungen<br />
führen könnten. Das Ergebnis dieses<br />
Aufbaus ist eine überzeugende<br />
Langzeit-Zuverlässigkeit.<br />
Einsatzbereiche<br />
Mit diesen Eigenschaften sind<br />
Susumus Dünnfilm-Widerstände<br />
der NRG-Familie ideal für den<br />
Einsatz in der Medizinelektronik<br />
und der Präzisions-Mess technik<br />
in Labor und Industrie sowie<br />
generell in Anwendungen elektronischer<br />
Systeme im Bereich<br />
starker Magnetfelder.<br />
Vier Ausführungen<br />
Die Widerstände der NRG-<br />
Familie werden in vier Ausführungen<br />
für Nennleistungen von<br />
1/16 Watt bis 1/4 Watt hergestellt.<br />
Diese Ausführungen sind wiederum<br />
in zahlreichen Widerstandswerten<br />
zwischen 10 Ω und 1 MΩ<br />
erhältlich. Sämtliche Widerstände<br />
der NRG-Familie lassen sich<br />
im Temperaturbereich zwischen<br />
-55 °C und 155 °C einsetzen. Sie<br />
sind blei- und halogenfrei und erfüllen<br />
die RoHS-Richtlinien.<br />
Susumu Deutschland GmbH<br />
info@susumu.de<br />
www.susumu.de<br />
26 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Erste Mikrocontroller mit geringer Pinzahl<br />
und I3C-Unterstützung<br />
Die Serie PIC18-Q20 ist platzsparend und lässt sich einfach mit Systemen verbinden, die in mehreren<br />
Spannungsdomänen arbeiten<br />
Mit der schrittweisen Zunahme<br />
von Daten, die von mit der Cloud<br />
verbundenen Edge-Knoten gesammelt<br />
und übertragen werden, wird<br />
I3C (Improved Inter Integrated Circuit)<br />
schnell zu einer nachhaltigeren<br />
Lösung für die Anbindung von<br />
Sensoren mit hoher Datenrate und<br />
trägt dazu bei, die Fähigkeiten von<br />
Geräten der nächsten Generation<br />
zu erweitern. Als Vorreiter bei der<br />
I3C-Integration hat Microchip Technology<br />
seine Mikrocontroller (MCUs)<br />
der Reihe PIC18-Q20 auf den Markt<br />
Microchip Technology Inc.<br />
www.microchip.com<br />
gebracht. Es sind die branchenweit<br />
ersten MCUs mit geringer Pinzahl,<br />
die über bis zu zwei I3C-Peripherie-<br />
Einrichtungen und Multi-Voltage-<br />
I/O (MVIO) verfügen. Die MCUs<br />
sind in 14- und 20-Pin-Gehäusen<br />
mit einer Größe von nur 3 mm x<br />
3 mm erhältlich und stellen eine<br />
kompakte Lösung für Anwendungen<br />
wie Echtzeitsteuerung, Berührungserkennung<br />
und Datenanbindung<br />
dar. Die MCUs bieten konfigurierbare<br />
Peripherie, fortschrittliche<br />
Kommunikationsschnittstellen<br />
und eine einfache Verbindung<br />
über mehrere Spannungsdomänen<br />
ohne externe Komponenten.<br />
Stromsparende MCUs<br />
Mit I3C-Funktion, flexibler Peripherie<br />
und der Möglichkeit, auf<br />
drei unabhängigen Spannungsdomänen<br />
zu arbeiten, eignen sich die<br />
PIC18-Q20 MCUs für den Einsatz<br />
in Verbindung mit einer primären<br />
MCU in einem größeren Gesamtsystem.<br />
Die neue MCU-Reihe kann<br />
die Verarbeitung von Sensordaten,<br />
das Handhaben von Interrupts mit<br />
geringer Latenz und die Meldung des<br />
Systemstatus übernehmen, was die<br />
Haupt-MCU nicht so effizient ausführen<br />
kann. Während die CPU in<br />
einem anderen Spannungsbereich<br />
läuft, arbeitet die I3C-Peripherie mit<br />
1 bis 3,6 V. Die stromsparenden<br />
MCUs mit kleinem Formfaktor können<br />
in zahlreichen platzsparenden<br />
Anwendungen und Märkten zum Einsatz<br />
kommen, darunter Automotive,<br />
industrielle Steuerung, Computer,<br />
Consumer, IoT und Medizintechnik.<br />
Flexibles Skalieren<br />
von IoT-Anwendungen<br />
Greg Robinson, Corporate Vice<br />
President der 8-Bit-MCU-Business<br />
Unit bei Microchip, dazu: „Eines<br />
der Haupthindernisse für eine groß<br />
angelegte IoT-Einführung sind die<br />
Kosten für die Implementierung<br />
eines Edge-Knotens. Mit der MCU-<br />
Reihe PIC18-Q20 tragen wir dazu<br />
bei, diese Hürde zu überwinden. Als<br />
branchenweit erste MCU mit niedriger<br />
Pinzahl und I3C ermöglicht sie<br />
flexibles, kostengünstiges Skalieren<br />
von IoT-Anwendungen und die Einführung<br />
der neuen Standard-Kommunikationsschnittstelle.“<br />
I3C hilft bei schwierigen<br />
Anforderungen<br />
I3C hilft Hardware- und Softwareentwicklern,<br />
diese potenziell<br />
schwierigen Anforderungen zu<br />
erfüllen – denn der Markt verlangt<br />
nach leistungsfähigeren Lösungen<br />
mit geringerem Stromverbrauch und<br />
kleinerer Größe. Im Vergleich zu I 2 C<br />
bietet I3C höhere Kommunikationsraten<br />
und einen geringeren Stromverbrauch,<br />
wobei die Abwärtskompatibilität<br />
mit älteren Systemen erhalten<br />
bleibt. Die I3C- und MVIO-Funktion<br />
ermöglicht zusammen mit der<br />
konfigurierbaren Core-unabhängigen<br />
Peripherie (CIPs) von Microchip<br />
niedrigere Systemkosten, eine geringere<br />
Designkomplexität und weniger<br />
Platzbedarf auf der Leiterplatte,<br />
indem externe Pegelumsetzer durch<br />
mehrere Spannungsdomänen auf<br />
dem Chip ersetzt werden. Weitere<br />
Informationen über das PIC-MCU-<br />
Angebot von Microchip finden sich<br />
auf der Website.<br />
Entwicklungstools<br />
Die PIC18-Q20 MCUs werden<br />
durch Microchips komplettes Entwicklungs-Ökosystem<br />
aus Hardware-<br />
und Software-Tools unterstützt.<br />
Dazu zählen die integrierten<br />
Entwicklungsumgebungen (IDE)<br />
MPLAB X und MPLAB Xpress sowie<br />
der MPLAB Code Configurator<br />
(MCC). Die Entwicklungs umgebung<br />
von Microchip ist unkompliziert und<br />
erleichtert das Implementieren und<br />
Generieren von Code, was die<br />
Gesamtentwicklungszeit verkürzt<br />
und die Kosten senkt.<br />
Günstiges<br />
Entwicklungsboard<br />
Einen schnellen Einstieg in die<br />
Evaluierung der I3C- und MVIO-<br />
Funktionen des PIC18-Q20 erhalten<br />
Entwickler mit dem PIC18F16Q20-<br />
Curiosity-Nano-Evaluierungskit<br />
von Microchip, einem kompakten,<br />
kostengünstigen Entwicklungsboard<br />
für Rapid Prototyping. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
27
Komponenten<br />
Vielseitig einsetzbares Mini-PC-Modul<br />
Elektrische Sicherheit gepaart mit Hygiene<br />
Das extrem kleine MEDX PC-Modul<br />
Thin Client ist Teil der Mehrfachsteckdose<br />
MEDX ZPAV und lässt sich<br />
nahezu überall montieren.<br />
Das MEDX PC-Modul Thin Client<br />
integriert sich mit zahlreichen durchdachten<br />
Features optimal in das<br />
medizinische Arbeitsumfeld. Als<br />
Teil der Mehrfachsteckdose MEDX<br />
ZPA von Baaske Medical lässt sich<br />
das gleichermaßen kompakte wie<br />
robuste MEDX PC-Modul unauffällig<br />
nahezu überall montieren.<br />
Der Alleskönner für den medizinischen<br />
Bereich ist gleichzeitig eine<br />
platzsparende Netzwerklösung für<br />
medizinische Versorgungseinheiten<br />
und bietet leistungsstarke Rechenkapazitäten<br />
sowie hohe Sicherheit<br />
und Stabilität. Obwohl es ein echtes<br />
Kraftpaket ist, nimmt das MEDX<br />
Baaske Medical GmbH & Co. KG<br />
www.baaske-medical.de<br />
Mini-PC-Modul kaum Platz weg.<br />
Deshalb kann man es sehr gut in<br />
medizinischen Einrichtungen nutzen,<br />
in denen jeder Quadratzentimeter<br />
zählt.<br />
Spezielle Bauweise<br />
Was das MEDX Mini-PC-Modul<br />
noch von anderen PCs unterscheidet,<br />
ist seine spezielle Bauweise.<br />
Die PC-Komponenten sind separat<br />
von den Anschlüssen verbaut.<br />
Egal ob es um die Rechenleistung,<br />
den Speicher oder die Verbindungsarten<br />
geht – der Speicher lässt sich<br />
so anpassen, wie er benötigt wird.<br />
Das macht den MEDX<br />
PC-Modul Thin Client aus<br />
Mit dem MEDX PC-Modul Thin<br />
erhält der Kunde Hardware, auf die<br />
er sich im täglichen Klinik- und Patientenumfeld<br />
bedingungslos verlassen<br />
kann:<br />
• Kompakt: Platzsparende Integration<br />
in die Mehrfachsteckdose<br />
MEDX ZPA, auch zum Nachrüsten<br />
• Universell: In das Gehäuse der<br />
MEDX ZPA Steckkontakte perfekt<br />
integriert, kann das MEDX<br />
PC-Modul Thin Client in nahezu<br />
jedem OP- oder Behandlungsraum<br />
universell befestigt und eingesetzt<br />
werden.<br />
• Lüfterlos: Staub oder Verunreinigungen<br />
werden nicht im OP- und<br />
Patientenumfeld verteilt.<br />
• Robust & geschützt: Das stoßund<br />
kratzfeste sowie gegen Staub<br />
und Flüssigkeiten geschützte<br />
Gehäuse aus eloxiertem Aluminium<br />
macht das MEDX PC-Modul<br />
Thin Client ideal geeignet für den<br />
robusten Einsatz unter erschwerten<br />
Bedingungen, etwa auf der<br />
Intensivstation oder in der Notaufnahme.<br />
Das MEDX PC-Modul bietet zahlreiche Schnittstellen, © up bright the gap<br />
• Hygienisch: Glatte, wischdesinfizierbare<br />
Oberflächen sorgen<br />
für eine schnelle und optimale<br />
Reinigung.<br />
• Kompatibel: Die Hardware ist<br />
kompatibel mit IGEL OS und<br />
Windows.<br />
Vielfältiges<br />
Schnittstellenangebot<br />
Das MEDX PC-Modul bietet mit<br />
3 USB-Anschlüssen (3.2), einem<br />
HDMI-Ausgang, optionalem Bluetooth,<br />
einer LAN-Schnittstelle sowie<br />
5G WiFi zahlreiche Schnittstellen zur<br />
Anbindung von Monitoren, Tastaturen,<br />
Displays, USB-Sticks Touchscreens,<br />
Lautsprecher, Kopfhörer,<br />
Maus u.v.m.<br />
Anwendungsbeispiele<br />
Robust, hygienisch sicher und<br />
auch dort, wo man es nicht sieht,<br />
ist das MEDX PC-Modul auf nahezu<br />
allen Arbeitsplätzen für Patienten<br />
Daten-Management-Systeme<br />
(PDMS) einsetzbar. Es findet im<br />
OP, auf Intensivstationen und Visitenwägen<br />
aber auch zum Beispiel<br />
beim Patienten-Entertainment<br />
Verwendung. Monitore und Bildschirme,<br />
Lautsprecher, Hygienetastaturen<br />
und PC-Mäuse oder Scanner<br />
können über die vorhandenen<br />
Schnittstellen angeschlossen werden.<br />
Das System ist mit den dazu<br />
gehörigen Klemmen und Schienen<br />
auf zahlreichen Vorrichtungen<br />
montierbar. ◄<br />
Das PC-Modul ist perfekt in die Mehrfachsteckdose MEDX ZPA integriert und<br />
bietet zudem ungeahnte Kombinationsmöglichkeiten.<br />
Medizinische Steckdosen<br />
28 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
PCIe 4x4 Single Chip SSD<br />
für maximale Leistung auf minimalem Raum<br />
APdate! stellt die neue nanoSSD PCIe im M.2 Typ 1620 BGA Gehäuse mit Kapazitäten bis zu 1 TB und einer<br />
Bandbreite bis zu 8 GB/s von Innodisk vor.<br />
Größtmögliche Flexibilität<br />
Sowohl für das Design als auch für<br />
die Fertigung in SiP-Technik zeichnet<br />
Innodisk allein verantwortlich. Das<br />
erlaubt größtmögliche Flexi bilität in<br />
Bezug auf kundenspezifische Anpassungen.<br />
Zusätzliche Optionen wie<br />
beispielsweise Namespaces oder<br />
weitere Security Funktionen können<br />
auf Kundenwusch realisiert werden.<br />
Für Entwickler bietet Innodisk im Vorfeld<br />
kompetente technische Unterstützung<br />
an, die auch ein Design-<br />
Kit einschließt, sich aber nicht darauf<br />
beschränkt.<br />
APdate card solutions e.K.<br />
www.apdate.de<br />
Mit der neuen nanoSSD trägt<br />
Innodisk dem Trend zur Miniaturisierung<br />
bei hohen Anforderungen<br />
an Performance und Zuverlässigkeit<br />
Rechnung, der besonders im<br />
Edge KI-Umfeld zu beobachten ist.<br />
Die neue Single Chip SSD hat mit<br />
den Maßen 16 x 20 x 1,65 mm nur<br />
etwa 1 % der Größe einer Standard<br />
2,5“ SSD, ist aber mindestens so<br />
leistungsfähig. Im Unterschied zu<br />
anderen M.2-Modulen, die gesteckt<br />
werden, ist die nanoSSD vibrationsfest<br />
auf dem Motherboard ver lötet<br />
und ist auch im Außenbereich einsetzbar.<br />
Hoher Durchsatz<br />
Die Single Chip SSD ist mit 112<br />
Layer 3D TLC Flashspeicher aufgebaut.<br />
Kombiniert mit einem 12-nm-<br />
Flashcontroller wird ein maximaler<br />
Datendurchsatz von 3,6 GB/s<br />
erreicht, wobei der Stromverbrauch<br />
und auch die Wärmeentwicklung<br />
niedrig bleiben. Die nanoSSD kommt<br />
ohne DRAM aus und nutzt stattdessen<br />
HMB (Host Memory Buffer).<br />
Speicherdevice<br />
für anspruchsvolle<br />
Anwendungen<br />
Die nanoSSD ist als Serie 4TE3<br />
(native TLC) in Kapazitäten von<br />
128 GB bis 1 TB und als Serie<br />
4IE3 mit 40 bis 320 GB in Innodisk<br />
iSLC Technologie und damit der<br />
33-fachen Lebensdauer von Standard<br />
TLC Speicher in Kürze verfügbar.<br />
In beiden Varianten empfiehlt sich<br />
die nanoSSD als flexibles, effizientes<br />
und zuverlässiges Speicher device<br />
für anspruchsvolle Anwendungen mit<br />
beschränktem Platz angebot z. B. in<br />
den Bereichen Medizin, Auto motive,<br />
Luftfahrt oder 5G. ◄<br />
Miniatur-Peltierelemente für maßgeschneiderte Temperaturregelungen<br />
Die Miniatur-Peltierelemente von<br />
Telemeter Electronic bieten eine<br />
innovative Lösung für eine präzise<br />
und effiziente Temperaturkontrolle<br />
in kompakten Geräten und Anwendungen,<br />
gerade dann, wenn der verfügbare<br />
Platz begrenzt ist.<br />
Telemeter Electronic GmbH<br />
info@telemeter.de<br />
www.telemeter.info<br />
Diese Elemente überzeugen<br />
durch ihre beeindruckende Kühlsowie<br />
Heizleistung. Aufgrund Ihrer<br />
ausgezeichneten thermoelektrischen<br />
Eigenschaft, sind sie in<br />
der Lage die Temperatur präzise<br />
zu regeln. Dank der Verwendung<br />
von hochwertigen Materialien weisen<br />
sie eine sehr lange Lebensdauer<br />
auf.<br />
Die Produkte finden Anwendung<br />
in verschiedenen Bereichen, darunter<br />
die Temperierung von Elektronikbaugruppen,<br />
die Medizintechnik für<br />
Diagnoseinstrumente, die Kühlung<br />
in der Laser- und Photonentechnologie<br />
zur Sicherung stabiler Leistung<br />
sowie in Forschung und Entwicklung<br />
für Labor- und Analyse geräte.<br />
Das Expertenteam von Telemeter<br />
Electronic entwickelt maßgeschneiderte<br />
Lösungen gemäß den Kundenanforderungen.<br />
Egal, ob es um spezielle<br />
Größen, Formen, Leistungsanpassungen<br />
oder Montagemöglichkeiten<br />
geht, Telemeter Electronic<br />
passt die Peltierelemente individuell<br />
an besondere Bedürfnisse an.◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
29
Komponenten<br />
Qualität von Herzfrequenz- und<br />
Blutsauerstoffmessungen für Wearables verbessert<br />
SFH 7018A © ams OSRAM<br />
ams OSRAM, ein weltweit führender<br />
Anbieter intelligenter Sensoren<br />
und Emitter, hat eine neue<br />
Multi-LED auf den Markt gebracht,<br />
die eine um mehr als 40 Prozent<br />
höhere Strahlungsintensität als die<br />
vorherige Produktgeneration bietet,<br />
was zu genaueren PPG-Messungen<br />
(Photoplethysmographie) in Smartwatches,<br />
Armbändern und anderen<br />
tragbaren Geräten führt.<br />
ams OSRAM<br />
https://ams-osram.com<br />
SFH 7018B © ams OSRAM<br />
Hochreflektierendes<br />
QFN-Gehäuse<br />
Die SFH 7018 verfügt über ein<br />
hochreflektierendes QFN-Gehäuse<br />
(Quad Flat No Leads) für eine deutlich<br />
höhere Lichtleistung. Darüber<br />
hinaus trennt das ausgefeilte Zwei-<br />
Kavitäten-Design die grüne von der<br />
roten und der Infrarot (IR)-LED: Der<br />
Abstand und die optische Isolierung<br />
stellen einerseits sicher, dass<br />
die unterschiedlichen Lichtquellen<br />
optimal im Verhältnis zu ihren Fotodioden<br />
platziert sind und reduzieren<br />
andererseits Interferenzen zwischen<br />
dem grünen Licht (für Herzfrequenzmessungen)<br />
und der roten<br />
Licht- und IR-Quelle (für Blutsauerstoffsättigungs-<br />
oder SpO 2 -Messungen).<br />
So wird u. a. vermieden,<br />
dass der rote und der IR-Chip durch<br />
die kürzere Wellenlänge des grünen<br />
Chips angeregt werden und in der<br />
Folge die Messergebnisse beeinträchtigen.<br />
Optimierter Formfaktor<br />
Der optimierte Formfaktor des<br />
oberflächenmontierbaren (SMT)<br />
QFN-Gehäuses – bei einer Höhe<br />
von nur 0,6 mm – macht es einfach,<br />
das Modul in jede Art von<br />
Wearable Device zu integrieren.<br />
Trotz seiner kompakten Größe<br />
bietet die SFH 7018 die Möglichkeit<br />
einer separaten Ansteuerung<br />
vom grünen Chip auf der einen und<br />
vom roten/IR-Chip auf der anderen<br />
Seite. Dadurch kann die Nutzung<br />
der Spannungsreserve optimiert<br />
und der Gesamtstromverbrauch<br />
reduziert werden.<br />
Dr. Sergey Kudaev, Senior Staff<br />
System Architect bei ams OSRAM,<br />
erklärt: „Durch den Einsatz der<br />
neuen SFH 7018 können Hersteller<br />
von Wearables die Quali tät<br />
der optischen Signale, auf denen<br />
Herzfrequenz- und Blut sauerstoffmessungen<br />
basieren, deutlich verbessern<br />
und sie unter allen Betriebsbedingungen<br />
akkurater und zuverlässiger<br />
machen. Die SFH 7018<br />
kann somit dazu beitragen, die<br />
Herzfrequenz, den Blutsauerstoffgehalt<br />
und weitere Parameter wie<br />
z. B. den Blutdruck auf Grundlage<br />
der Vitaldatenmessungen mit einer<br />
höheren Genauigkeit zu ermitteln.“<br />
Höhere Strahlungsinten sität<br />
verbessert das Signal-<br />
Rausch-Verhältnis<br />
Die Verbesserung der Strahlungsintensität<br />
der SFH 7018 ist enorm:<br />
Die roten und IR-LEDs sind mehr<br />
als 40 Prozent heller als im etablierten<br />
Vorgängerprodukt SFH 7016, die<br />
grüne LED in der Version SFH 7018A<br />
Highlights im Überblick<br />
ist 80 Prozent heller, während die<br />
grüne LED in der Version SFH 7018B<br />
sogar mehr als doppelt so hell ist.<br />
Die jeweiligen Helligkeiten übertreffen<br />
auch bei weitem die des<br />
derzeit leistungsstärksten Konkurrenzprodukts.<br />
Höhere Genauigkeit<br />
Da alle Geräte zur Messung der<br />
Vitalparameter mit der Herausforderung<br />
konfrontiert sind, Modulationen<br />
selbst von kleinen Lichtsignalen<br />
zu erkennen, die das Ergebnis<br />
von Streuung und Absorption im<br />
Gewebe sind (abhängig von verschiedenen<br />
Faktoren), wirkt sich die<br />
von den LEDs emittierte Lichtmenge<br />
stark auf die Systemleistung aus.<br />
Wenn mehr Licht durch den Blutfluss<br />
moduliert wird und anschließend<br />
die Fotodiode erreicht, verbessert<br />
sich die Signalqualität, was zu<br />
einer höheren Genauigkeit der Messungen<br />
führt. Die SFH 7018 adressiert<br />
eben diese Herausforderung,<br />
indem sie signifikant mehr Licht in<br />
den Körper emittiert.<br />
Zwei Versionen<br />
Die SFH 7018 ist in zwei Versionen<br />
erhältlich: SFH 7018A ist für<br />
eine niedrige Vorwärtsspannung<br />
bei hohen Strömen optimiert, was<br />
einen Betrieb ohne kostspieligen<br />
Spannungsbooster ermöglicht.<br />
SFH 7018B ist für maximale Strahlungsintensität<br />
optimiert. Beide Varianten<br />
werden jetzt in Serie produziert.<br />
◄<br />
• Die neue SFH 7018 Rot/Grün/IR-LED erhöht die Strahlungsintensität<br />
um mehr als 40 Prozent gegenüber der vorherigen Produktgeneration.<br />
Bei der grünen LED kann sie je nach Produktversion<br />
sogar um über 100 Prozent höher sein. Interne Untersuchungen<br />
zeigen, dass das Produkt mit diesen Performance-Daten zu den<br />
leistungsstärksten im Vital Sign Monitoring-Bereich zählt.<br />
• Hellere LEDs in Kombination mit dem Zwei-Kavitäten-Design<br />
ermöglichen eine höhere Genauigkeit bei der Messung von Herzfrequenz<br />
und Blutsauerstoffsättigung.<br />
• Der kompakte Formfaktor und die optimale Anordnung der LEDs<br />
erleichtern die Integration in das Endprodukt und verbessern die<br />
Systemleistung.<br />
30 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Mobiler invivo Mikroroboter<br />
zur Druckmessung im Gehirn<br />
Sensoren<br />
Man stelle sich einen millimetergroßen Mikroroboter vor, der sich im Gehirn bewegt, dort den Gehirninnendruck<br />
misst, Gewebeproben entnimmt oder lokal Medikamente freisetzt. Ist das eine Utopie?<br />
© robeauté: invivo Mikroroboter<br />
AMSYS GmbH & Co. KG<br />
info@amsys.de<br />
www.amsys.de<br />
Robeaute<br />
www.robeaute.com<br />
Der kleine Mikroroboter von<br />
Robeauté kann sich im Körper<br />
anders als im eindimensionalen<br />
Bewegungsspektrum herkömmlicher<br />
Sonden, frei in 3D bewegen.<br />
Der Roboter samt seinem Drucksensor<br />
bleibt über ein hauchdünnes<br />
Kabel mit dem Chirurgen immer in<br />
Verbindung zur Datenübertragung.<br />
Das französische Unternehmen<br />
Robeauté hat für die intrakranielle<br />
Druck-Messungen (ICP) den invivo<br />
Drucksensor von Amsys verbaut.<br />
Vielseitig einsetzbarer<br />
Einweg-Sensor<br />
Dieser Einweg-Absolutdrucksensor,<br />
wie er im Mikroroboter verbaut<br />
wird, liefert genaue und stabile<br />
Werte im für den klinischen<br />
Betrieb interessanten Bereich von<br />
-300 mmHg bis +500 mmHg und<br />
sollte max. 24 Stunden im Körper<br />
verweilen. Der Sensor ist für den<br />
Betrieb an Luft und salzhaltigen<br />
Flüssigkeiten wie Blut, Hirnflüssigkeit<br />
oder Urin vorgesehen. Damit<br />
eignet er sich nicht nur zur Überwachung<br />
bei Hirn- und Augen-OPs,<br />
sondern auch für Anwendung bei<br />
Arteriosklerose und in der Urologie.<br />
Auch geeignet für Katheter mit<br />
nur 1 French Durchmesser, präsentierte<br />
Amsys GmbH & Co. KG auf<br />
der Compamed 2023, den kleinsten<br />
Absolutdrucksensor für inVivo<br />
Druck messungen. Der Sensor mit<br />
Abmessungen von nur 750 × 220<br />
× 75 µm ist bereits ein hoch-flexibles,<br />
komplett geschütztes Kabel<br />
angeschlossen, für eine einfache<br />
Benutzung.<br />
Evaluation Kit<br />
mit kalibrierten Sensoren<br />
Zur einfachen, gesonderten Inbetriebnahme<br />
des IntraSense ist ein<br />
Evaluation Kit mit mehreren bereits<br />
kalibrierten Sensoren erhältlich. Die<br />
Druck- und Temperatursignale des<br />
Sensors können nach Verbinden des<br />
Evaluation Boards mit einer USB-<br />
Schnittstelle einfach über die kostenlose<br />
open-source Arduino Software<br />
ausgelesen werden. Die Sensoren<br />
sind als unkalibrierte oder kalibrierte<br />
Version, mit zwei Standardkabellängen<br />
(60 cm oder 180 cm) in der<br />
normalen als auch lichtgeschützten<br />
Ausführung bei Amsys erhältlich.<br />
Die Innovation<br />
Die Innovation dieses Mikroroboters<br />
von Robeauté besteht in erster<br />
Linie in der Miniaturisierung und der<br />
Antriebsmöglichkeit in nicht-soliden<br />
Materien, sowie einer für die Navigation<br />
unerlässlichen gesteigerten<br />
Kartographie und Studie der Schädelgegebenheiten<br />
und Gehirnpartien.<br />
Die Möglichkeiten, die sich aus<br />
dieser Erfindung für Eingriffe im Körper<br />
ergeben, beziehen sich vorerst<br />
auf die ICT-Druckmessung, werden<br />
aber nach der erfolgreichen Zulassung<br />
weiter ausgebaut.<br />
Compamed<br />
Die Messe Compamed findet<br />
jeden Herbst in Düsseldorf statt. Die<br />
Compamed steht mit ihrer Doppelmesse<br />
MEDICA direkt nebenan, die<br />
ein breiteres Feld medizinischer<br />
Lösungen abdeckt, für Komponenten<br />
und medizinische Anwendungen<br />
und gilt als Schmelztiegel für Hightech-Lösungen<br />
im Bereich der<br />
Medizin technik. Angesichts der<br />
zunehmenden Digitalisierung im<br />
Gesundheitswesen und des steigenden<br />
Bedarfs an Sensoren war<br />
Amsys 2023 zum ersten Mal mit<br />
einem Stand auf der Compamed<br />
in Düsseldorf vertreten.<br />
Herausragende<br />
Eigenschaften:<br />
• Für 1-French Durchmesser<br />
Katheter<br />
• 750 × 220 × 75 µm klein<br />
• 460 bis 1260 mmHg (anpassbar)<br />
• inkl. Kabel, kundenspezifische Länge<br />
• Lichtschutz für Endoskopie<br />
• Nichtlinearität typ. ±0,07%FS<br />
• Evaluation Kit mit Arduino-Software<br />
für einfaches Prototyping<br />
Anwendungen:<br />
• Intrakanielle Druckmessung ICP<br />
• Embolisation<br />
• Vorhofablation<br />
• Atherektomie<br />
• Okklusion der Aorta<br />
• Thermodilution<br />
• Mikrovaskuläre Obstruktion<br />
• Endoskopie<br />
• Aortenkontrolle<br />
• Endourologie<br />
• Glaukom<br />
• Cochlea-Implantate ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
31
Sensoren<br />
Länge messen mit einer Leiterplatte<br />
POSICs Induktiv-Encoder<br />
messen Längen mit einer Leiterplatte<br />
als Maßverkörperung. Die<br />
Leiterplatten-Maßstäbe haben zwei<br />
Spuren: eine für die A/B Signale<br />
und eine für den Index, wobei der<br />
Index-Puls in der Mitte vom Messbereich<br />
positioniert ist.<br />
POSIC SA<br />
info@posic.com<br />
www.posic.com<br />
Die Breite der Skala von 7,5 mm<br />
und die Dicke von 0,77 mm passen<br />
gut zu den sehr kleinen Abmessungen<br />
der Encoder, sodass sie<br />
eine perfekte Lösung für Anwendungen<br />
mit engen Einbauverhältnissen<br />
bieten.<br />
Der Maßstab hat eine Genauigkeit<br />
von ± 10 µm und erlaubt eine<br />
Auflösung von bis zu 0,02 µm. Er<br />
zieht keine ferromagnetischen<br />
Partikel an, ist unempfindlich gegen<br />
Feuchtigkeit, Fett, Öl und Flüssigkeiten,<br />
muss vor dem Betrieb nicht<br />
gereinigt werden und funktioniert<br />
einwandfrei in starken Magnetfeldern.<br />
Die Skala hat eine rückseitige<br />
Klebeschicht mit Trenn folie<br />
für eine schnelle und einfache Montage.<br />
Der Klebstoff hat eine hohe<br />
Klebkraft, einen Temperatur bereich<br />
von -20 bis +100°C und eine<br />
ausgezeichnete Lösungsmittelbeständigkeit.<br />
Typische Anwendungsbereiche<br />
sind Linear-Direktantriebe, Z-Bewegung<br />
in Bestückungs maschinen,<br />
Robotik, Life-Science-Geräte, Mikrofluidik,<br />
Mikroskoptische, Piezomotoren<br />
und Tauchspulen.<br />
Die Maßstäbe sind ab Lager verfügbar<br />
und können online auf der<br />
POSIC-Webseite bestellt werden. ◄<br />
Flexibler Sensor auf Basis einer Piezofolie<br />
pk components<br />
www.pk-components.de<br />
Picoleaf ist ein flexibler und dünner<br />
Sensor, der eine hochempfindliche<br />
Druck-, Dehn-, oder Zerrkrafterkennung<br />
ermöglicht und mit Hilfe<br />
der proprietären piezoelektrischen<br />
Technologie von Murata Manufacturing<br />
entwickelt wurde. Mit<br />
einer Stärke von
Sensoren<br />
Feinfühlig messen<br />
in medizintechnischen Anwendungen<br />
Allroundsensor Typ 8661 mit Messbereichen<br />
von 0...0,02 bis 0...1.000 Nm für alle<br />
Präzisionsanwendungen<br />
Burster Präzisionsmesstechnik<br />
GmbH&Co KG<br />
info@burster.de<br />
www.burster.de<br />
Sowohl in Produktion und Montage<br />
als auch in der Qualitätskontrolle<br />
oder der Forschung müssen<br />
Drehmomente gemessen werden.<br />
Die Palette des Präzisionsmesstechnik-Spezialisten<br />
Burster<br />
beginnt daher bei kleinsten Drehmomenten<br />
im Bereich weniger<br />
zehntel Nm z. B. für die Qualitätssicherung<br />
in medizintechnischen<br />
Anwendungen und reicht bis zu<br />
Dreh momenten von 1.000 Nm für<br />
den Einsatz an Motorenprüfständen.<br />
Drehmomentsensor<br />
Typ 8661<br />
Den Drehmomentsensor Typ<br />
8661 (Bild 1) beispielsweise gibt<br />
es daher in mehreren Baugrößen:<br />
zum einen für feinfühliges Messen<br />
von 0 bis 0,02 Nm z. B. zum Bestimmen<br />
eines Losbrech- oder Reibmomentes<br />
bei der Fertigung von<br />
Braunülen. Mit der größten Bauform<br />
können bis zu 1.000 Nm gemessen<br />
werden. Sie eignet sich also u. a.<br />
für die (Leistungs-)Prüfung großer<br />
Motoren und Getriebe. Allen Messbereichen<br />
gemeinsam ist die sehr<br />
geringe Linearitätsabweichung von<br />
unter 0,05 % vom Endwert.<br />
Lösungen<br />
für Sonderaufgaben<br />
Die Spezialisten bieten auch<br />
Lösungen für Sonderaufgaben. Dazu<br />
gehören u. a. Sensoren in Zweibereichsausführung<br />
mit hoher Präzision<br />
für beide Messbereiche. Damit<br />
kann beispielsweise bei Prüflingen<br />
mit hohem Anlaufdrehmoment auch<br />
ein geringes Dauerlastmoment mit<br />
bestmöglicher Genauigkeit gemessen<br />
werden. Der robuste Aufbau der<br />
Sensoren und optionale Eigenschaften<br />
wie eine Taraeinstellung oder<br />
Filter- und Mittelwert einstellung<br />
können weite Einsatzgebiete auch<br />
unter preis sensitiven oder schwierigen<br />
Bedingungen erschließen.<br />
Für jede Aufgabe<br />
den passenden Sensor<br />
Die hauseigene Fertigung erlaubt<br />
individuelle Anpassungen sowohl<br />
der Mechanik als auch der Elektronik.<br />
So können auch spezielle OEM-<br />
Wünsche schnell umgesetzt werden.<br />
Ein Montageblock vereinfacht<br />
die Ausrichtung und erleichtert<br />
so häufige Sensorwechsel. Die<br />
Messwerte, je nach Typ Drehmoment<br />
plus Drehwinkel und Drehzahlmessung,<br />
werden als Analogsignal<br />
mit 0...±10 VDC oder<br />
über USB-Anschluss ausgegeben.<br />
DigiVision<br />
Mit der Software DigiVision lassen<br />
sich bis zu 1.000 Messungen<br />
pro Sekunde auslesen, visualisieren<br />
und speichern. Alternativ stehen<br />
auch Treiber für die Integration in<br />
LabVIEW, DAISYLab oder in eigene<br />
Programme zur Verfügung. Mithilfe<br />
der Prozessüberwachungsgeräte<br />
DIGIFORCE können flexibel Messprogramme<br />
für verschiedene Prozesse<br />
realisiert werden. Alle Drehmomentsensoren<br />
sind mit DAkkS/<br />
WKS-Kalibrierschein lieferbar. Ein<br />
eigenes, akkreditiertes Kalibrierlabor<br />
erstellt bei Bedarf Prüf- und Kalibrierprotokolle<br />
für Bestand s ensoren.<br />
Weitere Informationen zum Thema<br />
finden Sie unter: https://www.burster.<br />
de/de/drehmomentsensoren ◄<br />
Ein spezieller Montageblock<br />
erleichtert häufige<br />
Sensorwechsel durch<br />
einfachere Ausrichtung<br />
FACHKRÄFTE GESUCHT?<br />
Finden Sie Mitarbeiter, die zu Ihnen passen – mit<br />
einer Stellenanzeige in unseren Fachzeitschriften!<br />
Angebot anfordern unter info@beam-verlag.de<br />
www.beam-verlag.de<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
33
Sensoren<br />
Autoklavierbare Sensoren<br />
für eine optimale Medikation<br />
a.b.jödden gmbh<br />
www.abjoedden.de<br />
Patienten müssen ihrer Medikation<br />
vertrauen können. Doch nicht<br />
nur Dauer und Menge sind ausschlaggebend<br />
für eine Heilung, sondern<br />
auch die Qualität der Medikamente<br />
selbst. Füllmengen müssen<br />
exakt und Blister vorschriftsmäßig<br />
befüllt sein.<br />
© Michael Heßhaus/Midjourney<br />
Hier kann eine ausgeklügelte Sensorik<br />
helfen. In einem Anwendungsfall<br />
wird eine Batterie Sensoren<br />
mit einer dem Anwendungszweck<br />
angepassten Messspitze über dem<br />
Fließband einer Blister-Befüllungsmaschine<br />
abgesenkt. Je nach Füllstand<br />
der einzelnen Blister nehmen<br />
die Wegaufnehmer andere Endstellungen<br />
ein und übermitteln andere<br />
Werte. So kann eine Nichtbefüllung<br />
sicher erkannt werden. Auch verschiedene<br />
Füllstände lassen sich<br />
dank des wegproportionalen Ausgangssignales<br />
messen. Die hohe<br />
Taktzeit erfordert eine schnelle<br />
Reaktion der Taster.<br />
Die induktiven Wegaufnehmer<br />
der Modellreihe SM 34 bieten die<br />
Möglichkeit, Wege bis zu 20 mm<br />
exakt und schnell zu messen. Der<br />
gerade einmal 10 mm dicke Sensor<br />
kann dank variabler Betriebsspannung<br />
(5, 12, 24 V) und -Ausgangssignal<br />
(0-10 V, 0-5 V, 0-4 V bzw.<br />
4-20 mA) sowie individuellen Ausführungen<br />
(Kugelgelenke, Kabelausgang,<br />
LEMO-Stecker, Taster…)<br />
auch in bestehende Systeme eingesetzt<br />
werden. Die kontaktlose<br />
Messwertaufnahme sorgt für eine<br />
nahezu unbegrenzte Lebensdauer<br />
und eine unendlich hohe Auflösung.<br />
Diese Sensoren lassen sich auch<br />
autoklavieren, das trägt zu einer<br />
hygienischeren Arbeitsweise bei.<br />
Sensible Produkte erfordern besondere<br />
Kontrolle, damit Patienten ihrer<br />
Medikation vertrauen können. ◄<br />
Berührungsloser Temperatursensor mit medizinischer Genauigkeit<br />
Excelitas Technologies Corp.<br />
www.excelitas.com<br />
Excelitas Technologies präsentiert<br />
einen neuen Infrarotsensor<br />
aus seiner erfolgreichen Cali-<br />
Pile-Serie. Der auf medizinische<br />
Genauigkeit kalibrierte CaliPile<br />
TPiS 1T1386 L5.5H wurde speziell<br />
für die kontaktlose Körpertemperaturmessung<br />
und Fieberüberwachung<br />
entwickelt.<br />
Er erfüllt die hohen Präzisionsanforderungen<br />
medizinischer Anwendungen<br />
und erlaubt das freie Einstellen<br />
von Schwellwerten bei weiteren<br />
Funktionen wie z. B. der Personen-Präsenzerkennung.<br />
Darüber<br />
hinaus bietet er zahlreiche Vorteile<br />
als Bewegungssensor für die<br />
Gebäude- und Sicherheitstechnik.<br />
Der Sensor mit integrierter<br />
Signalverarbeitung enthält in einem<br />
kompakten TO-Gehäuse ein isothermisches<br />
Bauelement mit einem<br />
hochempfindlichen Thermosäulen-<br />
Chip, eine Linse und eine zusätzliche<br />
Linsenkappe zur Streulichtunterdrückung.<br />
Das Design sorgt<br />
für eine gute thermische Stabilisierung<br />
selbst unter herausfordernden<br />
Umgebungsbedingungen. Die<br />
werksseitigen Kalibrierdaten sind<br />
im integrierten EEPROM gespeichert,<br />
um den Bedarf zur Rekalibrierung<br />
im Feld zu minimieren.<br />
Die intelligente Messdatenverarbeitung<br />
des Sensors lässt sich<br />
über eine I²C-Schnittstelle konfigurieren.<br />
Temperaturdaten werden<br />
auf dem Host ausgewertet basierend<br />
auf den werksseitigen Kalibrierdaten.<br />
Alarmereignisse überwacht<br />
der Sensor selbst kontinuierlich<br />
und kann sie über einen<br />
Alarmausgang melden: abrupte<br />
Temperaturveränderungen, Überhitzung<br />
des Sensors, Präsenz- und<br />
Bewegungsdetektion. Der äußerst<br />
sparsame 50-µW-Sensor eignet<br />
sich zur Integration in verschiedenste<br />
tragbare und fest installierte<br />
Geräte aus der Medizin-,<br />
Haus- und Sicherheitstechnik. ◄<br />
34 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Drucksensor für mobile Anwendungen<br />
Sensoren<br />
Analog Microelectronics GmbH<br />
info@analog-micro.com<br />
www.analog-micro.com<br />
Portable, batteriebetriebene<br />
Geräte sind in unserem Alltag allgegenwärtig,<br />
aber auch in der Medizintechnik<br />
und der industriellen Messtechnik<br />
geht der Trend zu immer<br />
kleineren, mobilen Endgeräten. Um<br />
eine möglichst lange Laufzeit dieser<br />
Geräte zu ermöglichen werden intelligente<br />
stromsparende Konzepte und<br />
Komponenten benötigt.<br />
Für den Einsatz in batteriebetriebenen<br />
Anwendungen hat Analog<br />
Microelectronics den digitalen<br />
18-bit Board-Mount-Drucksensor<br />
AMS 5935 entwickelt.<br />
Die Drucksensoren der Serie<br />
AMS 5935 sind mit ihrer extrem<br />
geringen Stromaufnahme (250 nA<br />
im Sleep Mode und 2 mA während<br />
Messungen) sowie dem Versorgungsspannungsbereich<br />
von 1,7 V<br />
bis 3,6 V perfekt für Mikrocontrolleranwendungen<br />
im Batteriebetrieb<br />
geeignet. Sie verfügen über eine<br />
integrierte I 2 C- / SPI-Schnittstelle,<br />
über die kalibrierte Druck- und Temperaturmesswerte<br />
ausgelesen werden<br />
können. Ihr extrem kleiner Messfehler<br />
bei Raumtemperatur und der<br />
ebenfalls sehr geringe Gesamtfehler<br />
im Temperatur bereich von<br />
-25…85 °C wird durch eine aufwändige<br />
Kalibration und Temperaturkompensation<br />
erreicht.<br />
Die AMS 5935 verbinden eine<br />
hochwertige piezoresistive Druckmesszelle<br />
mit einem Signalverarbeitungs-ASIC<br />
in einem keramischen<br />
DIL-Gehäuse für die Leitplattenmontage.<br />
Sie sind erhältlich<br />
in zwei Gehäusevarianten: eine mit<br />
vertikalen Druckanschlüssen zum<br />
Anschluss an geeignete Schläuche<br />
und eine für die Verwendung mit<br />
O-Ring Dichtungen.<br />
Verschiedene Druckbereiche<br />
und Druckarten sind für die Sensoren<br />
in der AMS 5935 Serie erhältlich:<br />
Differenzdrucksensoren in<br />
Druckbereichen von 0...2,5 mbar<br />
bis zu 0...100 mbar und bidirektionale<br />
Differenzdrucksensoren<br />
von -1,25...+1,25 mbar bis zu<br />
-100...+100 mbar. Kunden spezifische<br />
Druckbereiche und Modifikationen<br />
sind auf Anfrage verfügbar.<br />
Um die Inbetriebnahme und erste<br />
Versuche zu vereinfachen ist das<br />
USB Starter Kit AMS 5935 verfügbar.<br />
◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
35
Antriebe<br />
Gehäuselose Servomotoren<br />
bewegen chirurgische Roboterarme<br />
© phonlamaiphoto/stock.adobe.com<br />
ACHSTRON Motion Control GmbH<br />
www.achstron.de<br />
© Allied Motion<br />
Emoteq<br />
Operationen verlangen präziseste dynamische<br />
Bewegungen. Chirurgische Roboter sollen in<br />
Zukunft auch diese Aufgabe übernehmen. Die<br />
dafür erforderliche Positionsregelung ist maßgeblich<br />
von den mechanischen und elektromechanischen<br />
Komponenten abhängig. Weniger<br />
Gewicht ist nur ein Kriterium einen gehäuselosen<br />
Motor (engl. frameless) einzusetzen. Die<br />
zu bewegende Masse lässt sich dadurch deutlich<br />
reduzieren.<br />
Gehäuselose Motoren<br />
als Direktantrieb<br />
Ein weiterer Aspekt ist der Einsatz von gehäuselosen<br />
Motoren als Direktantrieb: Getriebespiel,<br />
Reibungsverluste und Geräuschemission<br />
entfallen. Weniger Störeinflüsse wirken<br />
sich vorteilhaft auf die Positionsregelung aus.<br />
Ebenso profitiert das bedienende Personal und<br />
letztlich sogar die Patienten davon.<br />
Die Achsen eines Operations roboters unterscheiden<br />
sich, wie bei anderen Industrierobotern,<br />
durch ihre Masse.<br />
Dies erfordert Antriebe in verschiedenen<br />
Baugrößen und den damit möglichen Leistungen.<br />
Mit den Produktserien MF (Megaflux)<br />
und HT (High-Torque) konnte die Firma<br />
Allied Motion Emoteq die Anforderungen des<br />
Medizintechnik unternehmens Intuitive Surgical<br />
in Kalifornien erfüllen.<br />
Spezielle Wicklungsauslegung<br />
In dem chirurgischen Roboter ISI daVinci<br />
ist jeder Antrieb ein Standardmotor, welcher<br />
eine speziell ausgelegte Wicklung für seinen<br />
Einsatzort hat. Eine spezielle Wicklungsauslegung<br />
klingt aufwendig und nicht nach Standard.<br />
Es ist nach Aussage von Emoteq jedoch<br />
bei ihnen Standard: Jeder Motor wird für seine<br />
Anwendung in der Wicklung und dem Magnetmaterial<br />
angepasst.<br />
Alles zusammen führt zu optimal angepassten,<br />
energiesparenden und zuverlässigen Motoren.<br />
Sie bilden die bestmögliche Basis für eine präzise<br />
Positionsregelung und letztlich erfolgreiche<br />
Operationen. ◄<br />
Voice-Coil-Motor mit hoher Kraftdichte<br />
Der Marktführer für Voice-Coil-Motoren<br />
Geeplus hat auf die Anforderungen einiger<br />
Kunden vor allem im Medizingerätebereich<br />
für extrem kompakte Tauchspulenantriebe im<br />
Bereich größer als 50 N Dauer reagiert.<br />
ACTRONIC – SOLUTIONS GmbH<br />
www.actronic-solutions.de<br />
Herausgekommen ist der VM75P2 mit ca.<br />
60 N Dauer und mit einem Durchmesser von<br />
75 mm und einer Baulänge des Magnettopfs<br />
von 60 mm.<br />
Der Voice-Coil-Aktor VM75P2 eignet sich<br />
hervorragend für Anwendungen mit hohen<br />
Anforderungen an die Dynamik, da seine hoch<br />
optimierte Magnetbaugruppe ein außergewöhnlich<br />
gutes Verhältnis von bewegter Spulenmasse<br />
zur verfügbaren Kraft aufweist. Der 2-polige<br />
Tauchspulenaktuator ist optimiert auf kurze Hübe<br />
bis ca. 6 mm mit sehr linearer Kraftkonstante;<br />
längere Hübe bis 14 mm sind möglich, wenn die<br />
Linearität in diesem Bereich nicht mehr entscheidend<br />
ist. Die 2-polige Ausführung ermöglicht<br />
ca. 30-50 % höhere Beschleunigungskräfte<br />
bei gleicher Baugröße und Erregerleistung im<br />
Vergleich zu herkömmlichen 1-poligen Voice-<br />
Coil-Motoren in Sandwich Bauweise.<br />
Damit eigen sich die VM752P Voice-Coil-<br />
Motoren hervorragend als dynamische Ventil-Aktuatoren,<br />
z. B. in Beatmungsgeräten, als<br />
Antrieb für optische Shutter und Sortiermechanismen<br />
oder in Pick&Place-Anwendungen.<br />
Die Anbindung der Spule über einen Flex-Circuit<br />
ist in Vorbereitung. Geeplus hat die Möglichkeit,<br />
die eigenen Voice-Coil-Motoren im<br />
Haus zu optimieren und an die Kundenanforderungen<br />
mit kundenspezifischen Lösungen<br />
anzupassen. ◄<br />
36 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Antriebe<br />
Hochpräzise gerollte<br />
Kugelumlaufspindel<br />
KSS stellt gerollte Kugelumlaufspindeln der PSR/PSRT-Serie<br />
(Precision Rolled Ball Screws) mit einer Präzision von
Stromversorgung<br />
Mehr Performance für die Medizintechnik<br />
Lösungen für die 13. Generation Intel Core: Power+Board – Bicker Elektronik und ASUS IoT<br />
Bicker Elektronik bietet mit seinen<br />
Power+Board-Systemlösungen<br />
alles aus einer Hand: Neueste<br />
Industrie-Mainboards von ASUS IoT<br />
für die 13. Generation Intel Core,<br />
passende Stromversorgungs- und<br />
USV- Lösungen, sowie Speicher<br />
und Zubehör in Industriequalität.<br />
Zudem profitieren Systementwickler<br />
von der persön lichen B2B-Design-<br />
In-Beratung und professionellem<br />
Service & Support. Mit den aktuellen<br />
Mainboards von ASUS IoT<br />
kann die volle Leistungsfähigkeit der<br />
13. Generation Intel Core für High-<br />
Performance- Computersysteme<br />
optimal genutzt werden. Die langzeitverfügbaren<br />
Industrie-Mainboards<br />
verbinden Qualität, Performance und<br />
umfangreiche Konnektivität für den<br />
Direktlink zur Themenseite und<br />
passenden Produkten:<br />
https://www.bicker.de/asus-iotbicker-bundle-13-gen-intel-coreindustrie-medizin<br />
zuverlässigen 24/7- Dauerbetrieb.<br />
Dank der flexiblen Hardware-<br />
Erweiterbarkeit und einer breiten<br />
Palette von Formfaktoren können<br />
die Intel Core Industrieplattformen<br />
der 13. Generation die Anforderungen<br />
von vielseitigen IoT-Anwendungen<br />
in den Bereichen Einzelhandel,<br />
Banken, Gastgewerbe, Medizin, industrielle<br />
Fertigung, maschinelles<br />
Lernen und KI-Inferencing erfüllen.<br />
Hohe Rechenleistung<br />
mit Prozessoren<br />
der 13. Generation<br />
Die Intel Core Prozessoren der<br />
13. Generation (Raptor Lake) für<br />
IoT Edge AI verfügen über bis zu<br />
24 Kerne und 32 Threads. Ihr effizientes<br />
Multitasking unterstützt mehrere<br />
Anwendungen und Workloads<br />
auf einer einzigen Plattform und bietet<br />
eine bis zu 1,04-fach schnellere<br />
Single-Thread-Leistung und eine<br />
bis zu 1,34-fach schnellere Multithread-Leistung<br />
im Vergleich zu<br />
den Prozessoren der vorherigen<br />
12. Generation.<br />
Dies trägt dazu bei, die Energieverwaltung<br />
des Gesamtsystems zu<br />
optimieren. Darüber hinaus bietet<br />
der DIMM-Power-Management-IC<br />
(PMIC) auf jedem Modul eine stabilere<br />
Stromversorgung und stärkere<br />
Signalüber tragung für eine verbesserte<br />
Energie effizienz. Bicker<br />
Elektronik bietet in diesem Segment<br />
die neuen DDR5-Industrie-<br />
Speicher module von Cervoz an.<br />
Diese überzeugen mit einer Fixed<br />
Bill-Of-Materials (BOM), hochwertigen<br />
Komponenten, einem erweiterten<br />
Temperaturbereich bis +85 °C<br />
und einer überdurchschnittlichen<br />
Ausfall sicherheit.<br />
Doppelte Geschwindigkeit<br />
mit PCIe 5.0 und volle<br />
Abwärtskompatibilität<br />
Die neuen Industrie-Mainboards<br />
bieten zahlreiche Support-Funktionen<br />
für Peripheriegeräte. Intel Core-Prozessoren<br />
der 13. Generation unterstützen<br />
bis zu 16 PCIe 5.0-Lanes,<br />
welche die doppelte Geschwindigkeit<br />
von PCIe 4.0 erreichen, sowie bis zu<br />
vier PCIe 4.0-Lanes. Diese Flexibilität<br />
erleichtert die Systemkonfiguration<br />
und System- Upgrades auf die<br />
volle Rechenleistung im Laufe der<br />
Betriebslebensdauer eines Geräts.<br />
Die PCIe 5.0-Unterstützung gewährleistet<br />
außerdem eine Verbindung<br />
mit höherer Bandbreite zu GPUs<br />
und SSDs für geringere Latenz und<br />
optimale Leistung.<br />
Beeindruckende<br />
Grafikleistung<br />
Die ASUS IoT Mainboards verfügen<br />
über eine integrierte Intel<br />
UHD-Grafikeinheit. Diese unterstützt<br />
Videos mit einer Auflösung von<br />
bis zu 8K60 HDR sowie gleich zeitig<br />
bis zu vier 4K60-Displays – ideal<br />
für Digital-Signage-Anwendungen<br />
im Einzelhandel, am Point-of-Sale<br />
(POS) und Kiosk-Systemen. Die<br />
hohe Grafikleistung kann zudem im<br />
Gesundheitswesen eingesetzt werden,<br />
um eine verbesserte Bildgebung<br />
bei Ultraschallunter suchungen,<br />
medizinischen Diagnosesystemen,<br />
Endoskopien und mehr zu ermöglichen.<br />
Darüber hinaus bietet die<br />
performante Grafikleistung auch<br />
in smarten Fabriken die Möglichkeit<br />
zur Machine- und KI-Vision für die<br />
Fehlerprüfung in der Produktion.<br />
Zuverlässige<br />
Informationssicherheit<br />
für IoT-Anwendungen<br />
ASUS IoT bietet umfassende<br />
Sicherheitsfunktionen für Kunden,<br />
die effiziente und leistungsstarke<br />
Edge-Geräte für unternehmenskritische<br />
Anwendungen entwickeln,<br />
welche gegen Cyberangriffe<br />
geschützt sind.<br />
Neue DC/DC-<br />
Stromversorgungslösung DC300WS:<br />
https://www.bicker.de/dc300ws<br />
Bicker Elektronik GmbH<br />
info@bicker.de<br />
www.bicker.de<br />
DDR5-Speicherlösungen<br />
für maximale Performance<br />
Die neue DDR5-Generation<br />
von Speichermodulen bietet 50 %<br />
schnellere Übertragungsraten,<br />
während die Standardbetriebsspannung<br />
auf 1,1 V im Vergleich<br />
zu 1,2 V bei DDR4 reduziert wird.<br />
38 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Stromversorgung<br />
Die Industrie- Mainboards von<br />
ASUS IoT sind vorinstalliert mit Intel<br />
Boot Guard Technologie für den<br />
Schutz der Plattform vor Manipulationen,<br />
Intel Platform Trust Technology<br />
(Intel PTT) für verbesserten<br />
Schutz von Daten, Schlüsseln und<br />
IDs, sowie Intel Advanced Encryption<br />
Standard New Instructions (Intel<br />
AES-NI) für Krypto-Beschleunigung<br />
und Intel Virtualization Technology<br />
(Intel VT) für vertrauenswürdige<br />
Workload-Ausführungsumgebungen<br />
mit gemeinsamen Ressourcen.<br />
Neuer DC/DC-Wandler<br />
für dynamischen<br />
Leistungsbedarf aktueller<br />
Prozessoren<br />
Mit dem kontaktgekühlten<br />
DC300WS stellt Bicker Elektronik<br />
einen leistungsstarken<br />
DC/DC-Wandler mit einem sehr<br />
hohen Wirkungsgrad von bis zu<br />
98 % vor. Der Konverter bietet<br />
einen ultraweiten Eingangsbereich<br />
von 6…36 VDC und ermöglicht die<br />
flexible Wahl zwischen den Ausgangsspannungen<br />
12 V, 19 V und<br />
24 V. Der DC300WS wurde entwickelt<br />
für die stabile Stromversorgung<br />
von Mainboards mit der neuesten<br />
Generation Intel Core Prozessoren.<br />
Diese CPUs haben eine hochdynamische<br />
Leistungsaufnahme mit<br />
teils extremen Leistungssprüngen<br />
innerhalb kürzester Zeit. Das Schaltungsdesign<br />
des neuen DC300WS<br />
ist dahingehend optimiert und zeigt<br />
bei entsprechenden CPU Power<br />
Levels (PL2) eine hervorragende<br />
Regelstabilität. Mit der kompakten<br />
Bauform und hohen Zuverlässigkeit<br />
ist der DC300WS die ideale Stromversorgungslösung<br />
für eine Vielzahl<br />
von Single-Voltage-Mainboards und<br />
lüfterlosen Computersystemen in<br />
der Industrie und Medizin technik.<br />
Die Polymer-Kondensatoren des<br />
hochwertig aufgebauten Wandlers<br />
haben eine Lebensdauer von mehr<br />
als 10 Jahren. Im Lieferumfang ist<br />
ein Wärmeleitpad für die Kontaktkühlung<br />
enthalten.<br />
Alles aus einer Hand<br />
Alle Kernkomponenten für High-<br />
Performance-Computersysteme<br />
können bei Bicker Elektronik bequem<br />
und sicher aus einer Hand bezogen<br />
werden. Somit lässt sich sehr viel<br />
Zeit und Geld bei der Komponentenqualifizierung<br />
und Systementwicklung<br />
sparen und gleich zeitig die<br />
BICKER DC300WS – Lüfterloser 300 W DC/DC-Wandler mit<br />
Weitbereichseingang 6…36 VDC und wählbarer Ausgangsspannung 12 V /<br />
19 V / 24 V. Entwickelt für den dynamischen Leistungsbedarf aktueller Intel<br />
Core Prozessoren. Im Lieferumfang enthalten ist ein Wärmeleitpad für die<br />
Kontaktkühlung.<br />
Time-To-Market verkürzen. Neben<br />
Industrie-Mainboards und besonders<br />
zuverlässigen Stromversorgungs-<br />
und USV-Lösungen bietet<br />
Bicker Elektronik ein umfangreiches<br />
Portfolio hochwertiger Systemkomponenten<br />
in Industriequalität, u. a.<br />
passende Embedded Prozessoren,<br />
SO-/DIMM-Speichermodule, M.2<br />
Embedded Module, Erweiterungskarten<br />
sowie aktive und passive<br />
Kühllösungen. Gebündelt mit über<br />
25 Jahren Erfahrung und Know-<br />
How bieten die Spezialisten von<br />
Bicker Elektronik ein überzeugendes<br />
Gesamtkonzept für die Entwicklung<br />
zuverlässiger IPC- und<br />
Embedded-Systeme. ◄<br />
Intelligentes konfigurierbares<br />
Kondensatorladegerät<br />
Advanced Energy Industries<br />
GmbH<br />
info@aei.com<br />
www.advancedenergy.com<br />
Advanced Energy entwickelt das<br />
erste voll integrierte, intelligente,<br />
konfigurierbare Kondensatorladegerät<br />
für ästhetische und chirurgische<br />
Laseranwendungen. Die für<br />
medizinische Anwendungen zugelassene<br />
Stromversorgung bietet<br />
Hochspannungs-Kondensatorladung<br />
und AC/DC-Niederspannungsversorgung<br />
in einem einzigen<br />
Gerät.<br />
Das Excelsys FC1500 von<br />
Advanced Energy ist branchenweit<br />
das erste Kondensatorladegerät<br />
und Netzteil mit mehrfachen Ausgängen.<br />
Es liefert eine konstante<br />
Ladeleistung und der Einsatz<br />
mehrerer Netzteile für medizinische<br />
Laser- und IPL- (Intense<br />
Pulsed Light Therapy- breitbandig<br />
gepulstes Licht) Behandlungsgeräte<br />
ist nicht erforderlich.<br />
Herkömmliche Laser- und<br />
IPL-Systeme arbeiten mit Kondensatoren,<br />
die auf hohe Spannungen<br />
geladen und dann entladen<br />
werden, um Hochstromimpulse<br />
zu erzeugen. Durch eine<br />
konstante Leistung von 1500 W<br />
über alle Ladespannungen von<br />
200 V bis 1000 V ermöglicht das<br />
FC1500 ein schnelleres Aufladen<br />
der Kondensatoren bei niedrigeren<br />
Spannungen in Systemen die<br />
auf verschiedenen Technologien<br />
basieren. Das hilft, Behandlungszeiten<br />
zu verkürzen.<br />
Außerdem benötigen herkömmliche<br />
Systeme mehrere<br />
Netzteile, um hohe Spannungen<br />
zur Kondensatorladung<br />
zu liefern sowie niedrige DC-<br />
Spannungen für elektronische<br />
Systeme wie Touchpanels, Pumpen,<br />
Kühlelemente und andere<br />
Behandlungen bereitzustellen.<br />
Das FC1500 ist ein vollständig<br />
integriertes Kondensatorladegerät<br />
und AC/DC-Netzteil in einem<br />
Gerät, das all diese Anforderungen<br />
erfüllt. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
39
Stromversorgung<br />
Flexible Leistung für Industrie und Medizin<br />
eoPower: Programmierbares modulares Netzteil mit 4000 W und 8 Steckplätzen.<br />
Emtron electronic GmbH<br />
www.emtron.de/<br />
Ab sofort im Programm bei<br />
FORTEC Power: Die neue, modulare<br />
NeoPower Serie von Advanced<br />
Energy schließt die Leistungslücke<br />
zwischen den bewährten Produktserien<br />
µMP, iMP, coolX und XGen,<br />
die zwischen 400 und 2000 W Ausgangsleistung<br />
liefern und der iHP<br />
Serie, die ab etwa 6000 W einsetzt<br />
und bis zu mehreren 100 kW skaliert<br />
werden kann.<br />
Die Netzteile der NeoPower Serie<br />
vereinen hohe Leistungsdichte mit<br />
universell nutzbaren Eigenschaften.<br />
Sie können als programmierbare<br />
Spannungs- oder Stromquelle<br />
arbeiten. Ihr digitaler Aufbau erlaubt<br />
Kommunikation, Steuerung und<br />
Überwachung über die gängigen<br />
Schnittstellen wie MODBus (integriert)<br />
sowie PMBus oder CAN-<br />
Open (über einen Dongle).<br />
NP08 Chassis<br />
Mit dem NP08 Chassis steht jetzt<br />
der erste Vertreter der neuen Produktfamilie<br />
bereit. Es liefert bis zu<br />
4000 W Gesamtausgangsleistung.<br />
Für die Konfiguration stehen 8 Steckplätze<br />
zur Verfügung, die mit Ausgangsmodulen<br />
in den Nennspannungen<br />
5, 12, 15, 24 oder 48 V DC<br />
bestückt werden können. Durch<br />
den sehr weiten Einstell bereich<br />
der Module werden nahezu beliebige<br />
Spannungen zwischen 0,5 und<br />
57,6 V DC ermöglicht. Die Module<br />
können seriell und parallel verschaltet<br />
werden, um je nach Anforderung<br />
auch höhere Ströme oder Spannungen<br />
zu liefern.<br />
Eingangsseitig wird das NP08<br />
mit einphasiger Wechselspannung<br />
betrieben, im High-line Betrieb (180<br />
bis 264 V AC) können 4000 W<br />
entnommen werden, im Low-line<br />
Betrieb (90 bis 132 V AC) stehen<br />
noch 2000 W zur Verfügung.<br />
Doppelzertifizierung<br />
Allen Netzteilen der NeoPower<br />
Serie gemein ist die Doppelzertifizierung<br />
nach IEC 62368 (ITE-AV)<br />
und IEC 60601 (Medizin). Die Isolationsspannungen<br />
erlauben den<br />
BF-Betrieb, zudem sind die Netzteile<br />
immun gegen Spannungsabfälle<br />
im Versorgungsnetz, wie es<br />
der SEMI F47 Standard verlangt.<br />
Vielseitige Konfigurierbarkeit<br />
Durch ihr durchdachtes Systemkonzept<br />
und die vielseitige Konfigurierbarkeit<br />
eignet sich die NeoPower<br />
Serie für alle Anwendungen, die spezielle<br />
Kombinationen von Ausgangspannungen<br />
erfordern oder in ein<br />
übergeordnetes Kommunikationsprotokoll<br />
eingebunden werden müssen.<br />
Sie kann sich mit ihrer Flexibilität<br />
aber auch für den Ersatz spezieller,<br />
nicht mehr lieferbarer Stromversorgungen<br />
empfehlen und damit<br />
die Nutzungsdauer bewährter Anlagen<br />
verlängern.<br />
Weitere Varianten in<br />
Vorbereitung<br />
In naher Zukunft werden weitere<br />
Chassisvarianten mit mehr Steckplätzen<br />
publiziert, die dann auch den<br />
dreiphasigen Netzanschluss erlauben.<br />
Zudem darf mit einer Reihe<br />
weiterer Ausgangsmodule mit deutlich<br />
höheren Ausgangspannungen<br />
gerechnet werden.<br />
Die wichtigsten<br />
Eigenschaften im Überblick:<br />
• Aktive Leistungsfaktorkorrektur<br />
• Ein/Aus-Steuerung des Ausgangs<br />
• Steuerung der Lüftergeschwindigkeit<br />
• Power-Good-Signal<br />
• Parallelbetrieb:<br />
Active Current sharing<br />
• Fernüberwachung der<br />
Ausgangsspannungen<br />
• Unterstützt MODBus RTU<br />
digitale Kommunikation<br />
• Unterstützt PMBus und CANOpen<br />
mit ConnectedPower Dongle<br />
• Isolationsspannung Eingang zu<br />
Ausgang: 4000 V AC, 2x MOPP<br />
Medizinische BF-Bewertung<br />
• Vom Endbenutzer installierbare<br />
Module<br />
• Schutz gegen Kurzschluss,<br />
Überspannung, Überstrom,<br />
Übertemperatur<br />
• Zulassung nach IEC/EN 62368-1<br />
• UL 62368-1, CSA C22.2 No.<br />
62368-1<br />
• IEC/EN 60601-1<br />
• ANSI/AAMI ES 60601-1 CAN/<br />
CSA-C22.2 No 60601-1<br />
• CCC (CQC optional)<br />
• CE-Zeichen<br />
• 5 Jahre Herstellergarantie ◄<br />
SONNE,<br />
MOND UND<br />
STERNE,<br />
VON UNS<br />
GERETTET.<br />
Wir erhalten Einzigartiges.<br />
Mit Ihrer Hilfe!<br />
Spendenkonto<br />
IBAN: DE71 500 400 500 400 500 400<br />
BIC: COBA DE FF XXX, Commerzbank AG<br />
www.denkmalschutz.de<br />
40 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Stromversorgung<br />
Superkompaktes Netzteil<br />
liefert lautlose 180 W mit hervorragender EMV<br />
In Kombination mit einem Lüfter stehen sogar 250 W für Industrie- und Medizinanwendungen zur Verfügung.<br />
Fortec Power<br />
EMTRON Electronic GmbH<br />
www.emtron.de<br />
Ab sofort ist die NGB250-Serie<br />
im Programm von Fortec Power. Es<br />
handelt sich um hochleistungsfähige<br />
und extrem kompakte Schaltnetzteile<br />
der neuesten Generation des<br />
Partners Advanced Energy. In klassischer<br />
Kombination mit einem Lüfter<br />
kann das Netzteil bis zu 250 W<br />
bereitstellen, ein für die kompakten<br />
Abmessungen sehr guter Wert.<br />
Lüfterloser Betrieb<br />
Ihre besonderen Stärken spielt<br />
sie aber auf anderen Gebieten<br />
aus: Im lüfterlosen Betrieb liefert<br />
die NGB250-Serie 180 W und eignet<br />
sich dadurch hervorragend für<br />
den Einsatz in einer stillen Umgebung,<br />
wie z. B. auf Kranken- oder<br />
Pflegestationen. Auch für den rauen<br />
Feldeinsatz in feuchter oder staubiger<br />
Umgebung, wo Lüfter und<br />
Ventilationsöffnungen inakzeptabel<br />
sind, ist die NGB250-Serie hochwillkommen.<br />
EMV-konformes Design<br />
Durch das exzellente EMV-konforme<br />
Design werden die einschlägigen<br />
Klasse B Grenzwerte um<br />
6 dB (typ.) bei abgeleiteten und<br />
3 dB (typ.) bei abgestrahlten Störaussendungen<br />
unterschritten. Das<br />
schafft Freiraum in der Abnahme<br />
des Systemdesigns. Obendrein werden<br />
auch die verschärften EMV-<br />
Anforderungen der Schwerindustrie<br />
erfüllt.<br />
Die NGB250-Serie ist Teil der<br />
„Next Generation“ Reihe, die die<br />
Leistungsklassen von 150 bis<br />
1200 W abdeckt und hochwertige<br />
Netzteile mit ITE- und Medizinzulassung<br />
bereitstellt. Der Schwerpunkt<br />
liegt dabei auf weitestgehend lüfterlosem<br />
Betrieb und außergewöhnlich<br />
guten EMV-Werten.<br />
Die komplette NGB250-Serie<br />
kann ab sofort bei Fortec Power<br />
bestellt werden.<br />
Die wichtigsten Merkmale<br />
im Überblick:<br />
• Ausgangsleistung 180 W<br />
konvektionsgekühlt,<br />
mit Lüfter bis zu 250 W<br />
• Weitbereichseingang<br />
85 bis 264 V AC<br />
• Sehr kompakte Bauform:<br />
55,1 x 103,1 x 38,1 mm<br />
• Erfüllt die EMC-Anforderungen<br />
der Schwerindustrie<br />
(IEC60601-1-2 4. Edition)<br />
• Unterschreitung der<br />
EMV-Grenzwerte nach Class B<br />
um 6 dB (abgeleitet)<br />
• Weniger als 100 µA<br />
Ableitstrom<br />
• Varianten für Schutzklasse I<br />
und II verfügbar<br />
• Elektrolytkondensatoren für<br />
mehr als 7 Jahre Lebensdauer<br />
ausgelegt<br />
• Zugelassen nach<br />
IEC 60601-1, 3. Ausgabe und<br />
EN/IEC/UL 62368-1<br />
• 3 Jahre Herstellergarantie ◄<br />
Netzteile für Home care Anwendungen<br />
Der Trend ist eindeutig, immer<br />
mehr medizinische Diagnose-,<br />
Monitor- sowie Therapiegeräte für<br />
die ReHa werden für den Gebrauch<br />
in häuslicher Umgebung konzipiert.<br />
Neumüller Elektronik GmbH<br />
www.neumueller.com<br />
Dies soll eine Verlagerung von<br />
Kapazitäten aus Krankenhäusern,<br />
Arztpraxen und Therapieeinrichtungen,<br />
nicht zuletzt aus Kostengründen,<br />
ermöglichen.<br />
Neumüller bietet hier Stromversorgungen<br />
in einem breiten Leistungsbereich<br />
von 6 bis 300 Watt<br />
an. Hierzu gehören Steckernetzteile,<br />
Tischnetzteile und Einbaunetzteile<br />
jeweils in der Schutzklasse<br />
II, ohne die Notwendigkeit<br />
eines Schutzleiteranschlusses.<br />
Neumüller bietet Lösungen und<br />
Support für handheld-/ mobile oder<br />
stationäre Gerätevarianten. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
41
Stromversorgung<br />
DC-Notstromversorgung mit LiFePO 4 -Batterie<br />
All-In-One DC-USV schützt 24V-Systeme bei Ausfall oder Störung der Stromversorgung<br />
UPSI-2406DP3 – All-In-One 24V DC-USV-Lösung mit integrierter<br />
LiFePO 4 -Batterie<br />
Direktlink zu UPSI-2406DP3:<br />
https://www.bicker.de/upsi-2406dp3<br />
Produktvideo:<br />
https://youtu.be/z2DGkNUNQWw?si=<br />
tm6Uqu0qzaDlUGHr<br />
Bicker Elektronik GmbH<br />
info@bicker.de<br />
www.bicker.de<br />
Um 24V-Applikationen bei<br />
Stromausfall, Spannungseinbruch<br />
oder Flicker zuverlässig vor Systemausfällen<br />
und Datenverlust zu<br />
schützen, bietet Bicker Elektronik<br />
die besonders kompakte DC-USV<br />
UPSI-2406DP3 – „Made in Germany“.<br />
Für den integrierten Batteriepack<br />
zur Pufferung der 24V-Versorgungsspannung<br />
kommen sichere<br />
LiFePO 4 -Hochleistungszellen mit<br />
hoher Energiedichte und besonders<br />
langer Lebensdauer zum Einsatz.<br />
Alle Komponenten befinden<br />
sich in einem kompakten Aluminium-Gehäuse<br />
für die schnelle und<br />
einfache DIN-Rail-Montage. Die<br />
neue USV-Management-Software<br />
‚UPScom‘ mit Cross-Plattform-Technologie<br />
und intuitiver Benutzeroberfläche<br />
steht kostenlos zum Download<br />
bereit und bietet umfangreiche<br />
Funktionen für Monitoring, Parametrisierung<br />
und Messenger-Dienste.<br />
24VDC-Notstromversorgung<br />
mit vielseitigen<br />
Einsatzfeldern<br />
Die platzsparende DC-USV<br />
(24 V/6 A) überzeugt in Schaltschrankanwendungen,<br />
dezentralen<br />
Lösungen und mobilen Systemen<br />
gleichermaßen zur Absicherung von<br />
Embedded-IPCs, Mess-, Regelund<br />
Steuerungstechnik, Motoren<br />
und Sensorik. Die UPSI-2406DP3<br />
eignet sich somit ideal für eine<br />
Vielzahl von Anwendungen in den<br />
Bereichen Industrie 4.0, Prozesstechnik,<br />
Energie, Kommunikation,<br />
Infrastruktur, Medizin- und Labortechnik,<br />
Sicherheitssysteme, u.v.m.<br />
Sicher, leistungsstark<br />
und langlebig<br />
Der integrierte 10-Jahres-Batteriepack<br />
mit Lithium-Eisenphosphat-Batterietechnologie<br />
(LiFePO 4 ) zeichnet<br />
sich durch eine hohe Lebensdauer<br />
von bis zu 6.000 vollen Lade- und<br />
Entladezyklen aus, sowie einem weiten<br />
Temperaturbereich von -20 bis<br />
+50 °C. Das Hochleistungs-Batterie-Management-System<br />
(BMS) zur<br />
Optimierung von Lebensdauer und<br />
Sicherheit überwacht und steuert<br />
den kompletten Lade- und Entladevorgang<br />
jeder Batteriezelle des Energiespeichers.<br />
Dank der Cell-Balancing-Funktion<br />
wird zudem sichergestellt,<br />
dass alle Zellen gleichmäßig<br />
geladen werden, wodurch die volle<br />
Kapazität des LiFePO 4 -Batteriepacks<br />
dauerhaft erhalten bleibt.<br />
Intelligente DC-USV-Lösung<br />
für ausfallsichere Systeme<br />
Die PowerSharing-Funktion der<br />
UPSI-2406DP3 stellt sicher, dass<br />
die Eingangsleistung konstant gehalten<br />
und entsprechend angepasst<br />
auf Last und Batterie-Lader verteilt<br />
wird. Bei geringer Last am Ausgang<br />
fließt mehr Energie in den Lader und<br />
umgekehrt. Bei Spannungseinbrüchen<br />
oder Stromausfall trennt ein<br />
MOSFET innerhalb weniger Mikrosekunden<br />
den Eingang ab und die<br />
angeschlossene Last wird unterbrechungsfrei<br />
aus dem Energiespeicher<br />
heraus versorgt. Im Backup-<br />
Betrieb stellt die UPSI-2406DP3 eine<br />
konstant geregelte DC-Ausgangsspannung<br />
zur Verfügung. Sowohl<br />
USB- und RS232-Schnittstellen für<br />
die Datenkommunikation sowie ein<br />
Relaiskontakt für „Power-Fail“ sind<br />
standardmäßig integriert.<br />
‚UPScom‘ mit Cross-<br />
Plattform-Technologie<br />
Die komplett neu entwickelte USV-<br />
Management-Software ‚UPScom‘<br />
steht kostenlos zum Download für<br />
Microsoft Windows und Linux bereit.<br />
Die Software ermöglicht während<br />
eines Stromausfalls das kontrollierte<br />
Herunterfahren und Ausschalten der<br />
angeschlossenen Geräte. Zur Einstellung<br />
und Vorprogrammierung aller<br />
Parameter des DC-USV-Systems<br />
sowie dem Echtzeit-Monitoring mit<br />
Ladezustandsanzeige wird das<br />
responsive WEB-UI in einem Web-<br />
Browser aufgerufen. Zu den einstellbaren<br />
Parametern zählen u. a.<br />
UPSI-2406DP3 mit 24VDC-Eingang und gepuffertem 24 V/6 A DC-Ausgang<br />
UPSI-2406DP3 DC-USV-Lösung mit inkludierter Software ‚UPScom‘<br />
42 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Stromversorgung<br />
Load-Sensor (mA), Shutdown-Verzögerung,<br />
maximale Backup-Zeit, Mindestladekapazität<br />
vor Systemstart,<br />
Benachrichtigungen per E-Mail. Die<br />
USV-Management-Software ‚UPScom‘<br />
nutzt die neue WebAssembly<br />
(WASM) Architektur, welche in den<br />
meisten aktuellen Web-Browsern<br />
lauffähig ist. ‚UPScom‘ ist auf x86<br />
kompatiblen Systemen und auch<br />
auf den meisten ARM-64 basierenden<br />
Systemen unter Microsoft Windows<br />
und verschiedenen Linux-Distributionen<br />
lauffähig.<br />
Shutdown und<br />
Reboot-Funktion für IPCs<br />
Bei einem „Power-Fail“ signalisiert<br />
die USV über das integrierte USBoder<br />
RS232-Interface den Ausfall der<br />
Versorgungsspannung, so dass ein<br />
kontrollierter Shutdown des Computersystems<br />
eingeleitet und wertvolle<br />
Daten gesichert werden. Auch kann<br />
vor Herunterfahren des Systems ein<br />
Skript (Batch) ausgeführt werden, um<br />
eigene applikationsrelevante Prozesse<br />
zu verarbeiten. Die integrierte<br />
Reboot-Funktion der DC-USV leitet<br />
nach wiederkehrender Versorgungsspannung<br />
selbstständig den Neustart<br />
des versorgten IPC ein, ohne dass<br />
eine aufwendige Vorort-Intervention<br />
eines Service-Mitarbeiters notwendig<br />
wäre, z. B. bei vollkommen autarken<br />
Computersystemen an unzugänglichen<br />
Standorten.<br />
Niedrige Gesamtbetriebskosten<br />
(TCO)<br />
Im Gegensatz zu den vermeintlich<br />
günstigen Blei-Säure/Gel/AGM-<br />
Akkumulatoren weisen hochwertige<br />
Lithium-Eisenphosphat-Zellen eine<br />
ca. 15 - 20x längere Lebensdauer<br />
und Zyklenfestigkeit auf. Bei Berechnung<br />
der TCO (Total Cost of Ownership)<br />
über den gesamten Einsatzzeitraum<br />
von bis zu 10 Jahren ergibt<br />
sich ein deutlicher Kostenvorteil gegenüber<br />
Blei-Säure-Batterien, zumal<br />
auch der Aufwand für Wartung und<br />
Batterietausch bei LiFePO 4 in diesem<br />
Zeitraum entfällt.<br />
Alle Produktvorteile<br />
auf einen Blick<br />
• All-In-One 24 V DC-USV<br />
(144 W / 6 A)<br />
• Integrierte LiFePO 4 -<br />
Hochleistungsbatterie<br />
• Bis zu 6000 Vollzyklen<br />
• Betriebstemperaturbereich<br />
-20…+50 °C<br />
• Intelligente Eingangsstromerkennung<br />
• Geregelte Ausgangsspannung<br />
im Batterie-Betrieb<br />
• Mindestlasterkennung<br />
• Power-Fail Timer-Funktion<br />
• Relaiskontakt für Power-Fail<br />
• Shutdown und Reboot-<br />
Funktion für IPC-Systeme<br />
• Erweiterte Funktionalität mit<br />
UPScom Management<br />
Software inklusive<br />
• Sofort ab Lager verfügbar ◄<br />
Hochwertige und höchst zuverlässige Netzteile<br />
Die UMA-Serien, verfügbar mit 30 und 60 W, sind für Body Floating (BF)-Anwendungen geeignet und<br />
erfüllen die Sicherheitsanforderungen für 2x MOPP.<br />
Die Serien UMA30F und UMA60F sind ab sofort bei Emtron erhältlich.<br />
Emtron electronic GmbH<br />
www.emtron.de<br />
Neu im Programm von Emtron<br />
electronic GmbH sind die Serien<br />
UMA30F und UMA60F von Cosel.<br />
Die für anspruchsvolle medizinische<br />
Anwendungen konzipierten<br />
Netzteile sind für Body Floating<br />
(BF)-Anwendungen geeignet und<br />
erfüllen die Sicherheitsanforderungen<br />
für 2x MOPP (Ein-/Ausgang)<br />
und 1x MOPP (Ausgang/Erde).<br />
Neben medizinischen Anwendungen<br />
eignen sich diese hochwertigen<br />
und höchst zuverlässigen<br />
Netzteile auch für industrielle<br />
Anwendungen, Test- und Messanwendungen<br />
sowie für den Einsatz<br />
in „Haushalts- und ähnlichen<br />
elektrischen Geräten“.<br />
Die UMA-Familie kann im so<br />
genannten Universellen Eingangsspannungsbereich<br />
von 85 bis<br />
264 VAC betrieben werden und<br />
hat einen typischen Wirkungsgrad<br />
von bis zu 91 %. Derzeit sind<br />
standardmäßig vier Ausgangsspannungen<br />
für das UMA30F<br />
verfügbar: 5, 12, 24 und 48 VDC<br />
und fünf für das UMA60F: 5, 12,<br />
15, 24 und 48 VDC.<br />
Die vielseitigen und robusten<br />
Netzteile können in einem Umgebungstemperaturbereich<br />
von -20<br />
bis +70 °C betrieben werden (Derating<br />
beachten). Die UMA-Familie ist<br />
für den medizinischen Bereich ausgerichtet<br />
und die Isolation zwischen<br />
Eingang und Ausgang entspricht<br />
2x MOPP, zwischen Eingang und<br />
Erde 1x MOPP und zwischen Ausgang<br />
und Erde 1x MOPP.<br />
Die Geräte sind zugelassen<br />
nach ANSI/AAMI ES 60601-1<br />
Die wichtigsten Fakten zur<br />
UMA30F und UMA60F-Serie im Überblick:<br />
• 30 und 60 W im kompakten 2” x 3”-Formfaktor<br />
• Medizinische Isolierung 2x MOPP<br />
(Ein-/Ausgang)<br />
• BF-ready<br />
• Eingebaute Schutzfunktionen:<br />
Überlast, Überspannung<br />
• Entspricht EN 60335<br />
• Zulassung nach ANSI/AAMI ES 60601-1,<br />
EN 60601-1, UL 62368-1, EN 62368-1<br />
• 5 Jahre Herstellergarantie<br />
und EN 60601-1 3rd Edition.<br />
Dank eines geringen Patientenableitstroms<br />
von 75 µA eignen<br />
sich die Netzteile aus der UMA-<br />
Familie hervorragend für BF-<br />
Anwendungen (Body- Floating-<br />
Anwendungen). Zudem verfügt<br />
die UMA-Familie auch<br />
über Zu lassungen nach UL/EN<br />
62368-1 und findet somit auch<br />
in industriellen Anwendungen<br />
ihren Platz.<br />
Außerdem erfüllt sie die Anforderungen<br />
der EN 60335-1, was<br />
auch den Einsatz in Haushaltsgeräten<br />
ermöglicht. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
43
Bedienen und Visualisieren<br />
Das richtige Display für meine Anwendung<br />
Eine Entscheidungshilfe für alle, die vor der Aufgabe stehen, das passende Display für ein neues Gerät oder ein<br />
Update auszuwählen. Denn die Auswahl ist riesengroß, vom STN-Textdisplay über Grafikanzeigen, bis hin zu<br />
hochauflösenden Farbdisplays mit Touch.<br />
Autor:<br />
Dipl. Ing. Ralph Tischer<br />
Entwicklungsleiter<br />
DISPLAY VISIONS GmbH<br />
www.lcd-module.de<br />
Für alle Displaytechnologien gibt<br />
es gute Argumente (siehe unten),<br />
denn das „Idealdisplay“, welches<br />
alle Eigenschaften optimal erfüllt und<br />
gleichzeitig günstig in der Anschaffung<br />
ist, wurde noch nicht erfunden.<br />
So sind z. B. monochrome Displays<br />
nicht so schick wie Farbdisplays,<br />
aber dafür stromsparend und prinzipiell<br />
sehr gut im Sonnenlicht lesbar.<br />
Und OLED-Displays werden<br />
zwar seit vielen Jahren stets weiterentwickelt,<br />
sind aber in den seltensten<br />
Fällen ein vollständiger Ersatz<br />
für LC-Displays.<br />
Ein guter Weg die nahezu unüberschaubare<br />
Vielfalt einzugrenzen<br />
ist, sich von der Applikation oder<br />
den Anforderungen her zu nähern.<br />
Handheld/Stromsparend<br />
Das Gerät ist kompakt und wahrscheinlich<br />
sogar batteriebetrieben.<br />
Entsprechend klein und gegebenenfalls<br />
flach muss das integrierte<br />
Display sein. Die Breite sollte die<br />
80 mm nicht überschreiten. Eine<br />
angenehme Größe bietet z. B. ein<br />
3,5-Zoll-Display, gerne auch hochkant<br />
eingebaut („Portrait“ Mode). In<br />
dieser Größe sind kosten günstige<br />
Farbdisplays verfügbar, aber auch<br />
hochwertige, helle Displays in IPS-<br />
Technik.<br />
Bild 1: Ein 3,5 Zoll Display ist eine angenehme Größe für ein Handheld.<br />
© Bien-Air<br />
44 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Bedienen und Visualisieren<br />
Bild 2: Ein reflektives bzw. transflektives Display bietet eine gute Lesbarkeit,<br />
selbst bei Sonnenlicht. © GWK Norbert Gerlach<br />
Bild 3: Ein Derating vermeidet Frühausfälle und ein vorzeitiges Altern<br />
der LEDs.<br />
Stromverbrauch<br />
Entscheidend ist oft aber auch<br />
der Stromverbrauch, welcher maßgeblich<br />
die erforderliche Kapazität<br />
des Akkus bestimmt. Den meisten<br />
Strom benötigt bei einem Display<br />
die Beleuchtung, dicht gefolgt vom<br />
Stromverbrauch des Mikrokontrollers.<br />
Angenommen Beleuchtung und<br />
Display benötigen im Betrieb etwa<br />
450 mW (typisch für ein 3,5“ Farbdisplay)<br />
und das Gerät soll einen<br />
kompletten Arbeitstag durchhalten<br />
bevor der Akku geladen werden<br />
muss, dann errechnet sich die notwendige<br />
Kapazität für einen LiPo-<br />
Akku wie folgt:<br />
C=E/U also<br />
C= 8 h*450 mW/3,7 V = 1.000 mAh.<br />
Die für den Kontroller und die weitere<br />
Elektronik erforderliche Kapazität<br />
ist hier noch zu addieren.<br />
Deutlich sparsamer geht es mit<br />
einem monochromen Display. Hier<br />
liegt man bei einem Drittel bis zu<br />
einem 1/10 des Energiebedarfs.<br />
Auch für die Ansteuerung lässt sich<br />
ein deutlich kleinerer und damit<br />
stromsparender Kontroller auswählen.<br />
Schaltet man die Beleuchtung<br />
ab, bleibt dieses Display weiterhin<br />
ablesbar und der Energiebedarf<br />
reduziert sich auf etwa 8 mAh<br />
(Werte für EA DOGL128W mit<br />
2,8“). Dies ermöglicht bei gleichem<br />
Akku einen Betrieb mit permanenter<br />
Anzeige über mehrere Wochen!<br />
Outdoor/Sonnenlicht<br />
Die entscheidenden Kriterien<br />
für eine Outdoor-Anwendung sind<br />
meist ein weiter Temperaturbereich<br />
und eine gute Lesbarkeit, selbst bei<br />
Sonnenlicht (Bild 2). Das erfordert<br />
ein extrem helles Display oder eine<br />
reflektive bzw. transflektive Variante.<br />
Hell bedeutet in diesem Zusammenhang<br />
etwa 1.000 cd/m². Das erfordert<br />
eine spezielle Hintergrundbeleuchtung<br />
um die LED-Chips nicht<br />
dauerhaft zu überlasten, denn das<br />
würde wiederum zu einer extrem<br />
verkürzten Lebensdauer führen.<br />
Rechnet man zusätzlich mit einer<br />
erhöhten Umgebungstemperatur,<br />
ist ein entsprechendes Derating<br />
(Bild 3) zu berücksichtigen, welches<br />
einem vorzeitigen Altern oder<br />
gar Frühausfällen entgegenwirkt.<br />
Schick<br />
Geht es um ein Redesign, also<br />
um die Aufwertung eines Gerätes,<br />
fällt dem Display eine wichtige Rolle<br />
zu. Als Aushängeschild erzeugt es<br />
automatisch ein ganz individuelles<br />
und im besten Fall positives Image<br />
(Bild 4). Hier bieten sich hoch wertige<br />
IPS-Displays in Farbe an. Mit ihrem<br />
uneingeschränkten Rundum-Blickwinkel<br />
bieten sie ein ungetrübtes<br />
Ableseerlebnis. Die Farben bleiben<br />
brillant und unabhängig von<br />
der Ableserichtung. In Kombination<br />
mit der AACS-Technologie sind sie<br />
auch beim Anblick von der Seite hell<br />
und deutlich lesbar.<br />
OLED-Displays<br />
Auch OLED-Displays bieten<br />
sich aufgrund ihrer einzigartigen<br />
Gelb-auf-Schwarz bzw. Weiß-auf-<br />
Schwarz-Darstellung an, ein ganz<br />
individuelles und schickes Design<br />
zu gestalten. OLED-Displays sind<br />
zwar nicht unbedingt sonnenlichttauglich,<br />
aber innerhalb geschlossener<br />
Räume spielen sie ihren Vorteil<br />
eines pechschwarzen Hinter grundes<br />
und eines knackigen Display inhalts<br />
voll aus. Gleichzeitig sind sie sehr<br />
Bild 4: Das Display ist das Aushängeschild. Schick sorgt es für ein positives<br />
Image. © Aerin Medical<br />
schnell im Anzeigen. Auch OLED-<br />
Displays sind rundum uneingeschränkt<br />
ablesbar. Aktuell sind für<br />
industrielle Anwendungen allerdings<br />
lediglich monochrome OLEDs stabil<br />
verfügbar.<br />
Bild 5: Touchpanels sind in vielen<br />
Größen erhältlich und erleichtern<br />
die Eingaben. © MEDlight<br />
Touchpanel<br />
Um Eingaben zu tätigen, bietet<br />
sich ein Touchpanel als Erweiterung<br />
zum Display an (Bild 5). Sie sind<br />
in nahezu allen Größen erhältlich.<br />
Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene<br />
Arten von Touch panels,<br />
zum einen das Resistive, als auch<br />
die Kapazitiven. Resistive Touchpanel<br />
lassen sich unter allen Bedingungen<br />
bedienen, auch mit einem<br />
Stift, Handschuh oder unter Wassereinfluss.<br />
Nachteilig ist, dass die<br />
Oberfläche im Extremeinsatz verkratzen<br />
kann. Die Oberfläche eines<br />
PCAPs besteht im Gegensatz dazu<br />
aus Glas und ist damit wesentlich<br />
kratzfester. Allerdings kann z. B.<br />
Wasser die Bedienung stören<br />
und Handschuhe eine Eingabe<br />
unmöglich machen. Kundenspezifische<br />
Abdeckgläser ermöglichen ein<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
45
Bedienen und Visualisieren<br />
Bild 6: Displays in kleinen Größen sind äußerst kostengünstig. © Trimble<br />
Bild 7: Was ist besser, LCD, TFT, IPS oder OLED? © DISPLAY VISIONS<br />
unverwechselbares Design und die<br />
exakte Anpassung an das Gehäuse.<br />
Lowcost<br />
Wenn möglichst niedrige Kosten<br />
das Hauptanliegen in der Displayauswahl<br />
sind, ist es oft so, dass das<br />
Display für den Betrieb nicht unbedingt<br />
erforderlich ist. Damit erwartet<br />
man in der Regel weder ein besonders<br />
helles, noch ein großes Display.<br />
Hier sind kleine Ausführungen<br />
mit z. B. 0,9“ bereits für 4.- €<br />
und in Farbe für unter 10.- € erhältlich<br />
(Bild 6).<br />
Bei manchen Angeboten direkt<br />
aus China sollte die Notwendigkeit<br />
einer Wiederbeschaffung (oftmals<br />
nicht möglich oder nicht mit identischer<br />
Spezifikation) sowie die Vorgehensweise<br />
im Falle eines Qualitätsproblems<br />
eingehend bedacht<br />
werden.<br />
Gegenüberstellung verschiedener Displays und ihrer Eigenschaften<br />
Lange Verfügbarkeit<br />
Es gibt eine Reihe von Argumenten<br />
für den bevorzugten Einsatz<br />
eines Displays mit langer Verfügbarkeit.<br />
Nicht nur im medizintechnischen<br />
Bereich mit all seinen aufwändigen<br />
Zertifizierungen, sondern<br />
auch bei kleineren Stückzahlen,<br />
wo die Kosten für ein Redesign die<br />
Kalkulation ordentlich durcheinander<br />
wirbeln würden. Dem entgegen<br />
steht ein immer größer werdendes<br />
Angebot aus Fernost für günstige<br />
Consumerdisplays. Die Chance,<br />
bei einer erneuten Bestellung Displays<br />
mit identischer Spezifikation<br />
zu erhalten, schrumpft hier quasi<br />
wöchentlich. Farbige OLEDs sind<br />
aktuell lediglich aus Überproduktionen<br />
von Consumeranwendungen<br />
erhältlich. Entsprechend kurz sind<br />
die Zyklen für Redesign und Abkündigung.<br />
Auch die Frage „wieviel Support<br />
benötige ich?“ spielt eventuell<br />
eine Rolle – falls es mal Schwierigkeiten<br />
beim Design-In oder in der<br />
Serie geben sollte.<br />
Was ist besser, LCD, TFT,<br />
IPS oder OLED?<br />
Im Rahmen der Pflichtenhefterstellung<br />
kommt häufig die Frage auf,<br />
welche Displaytechnologie denn die<br />
Bessere ist (Bild 7). Wo genau liegen<br />
die Unterschiede? Und was haben<br />
Displays mit einem LCD zu tun?<br />
Grundsätzlich sind TFT- Displays<br />
und IPS-Displays beides LC-<br />
Displays. „LCD-Display“ sagt man<br />
übrigens nicht, denn das wäre<br />
„doppelt- gemoppelt“ da die Abkürzung<br />
LCD bereits „Liquid-Crystal-<br />
Display“ bedeutet. Flüssigkristallanzeigen<br />
(LCD) gibt es einfarbig<br />
(monochrom) oder vollfarbig. Die<br />
voll-farbigen Displays nennt man<br />
dann TFT-Displays. TFT bedeutet<br />
„Thin-Film-Technology“. Hier<br />
geht es um die Treiberelektronik<br />
und nicht um die Displaytechnologie.<br />
Ein IPS-Display beschreibt<br />
eine spezielle Displaytechnik, also<br />
eine Untergruppe der TFT-Displays.<br />
Ihre Stärken spielen IPS-Displays<br />
beim Ablesen von der Seite aus -<br />
hier sind sie deutlich kontraststärker<br />
und farbstabiler als TFT-Displays.<br />
Aktive Technik<br />
Das OLED-Display verwendet<br />
eine ganz eigene Technologie,<br />
nämlich eine aktive Technik. Denn<br />
bei OLED-Displays leuchten die<br />
Pixel und Grafiken selbst und sind<br />
nicht nur passives Abbild einer<br />
Hintergrundbeleuchtung. Dementsprechend<br />
ist diese beim OLED nicht<br />
erforderlich. Aufgrund der aktiven<br />
Technologie bieten auch OLED-Displays<br />
einen nahezu uneingeschränkt<br />
großen Blickwinkel. Ein Nachteil ist<br />
nach wie vor ein gewisses Ausbrennen<br />
bei statischem Bildinhalt. ◄<br />
46 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
2-Megapixel-Monitor<br />
für die radiologische Befundung<br />
EIZO RadiForce RX270: Umweltfreundlich mit Monochrom- und Farbbildern<br />
Bedienen und Visualisieren<br />
EIZO Europe GmbH<br />
www.eizo.de<br />
Der japanische Hersteller EIZO<br />
stellt mit dem Modell RadiForce<br />
RX270 einen neuen Farbmonitor<br />
für die radiologische Befundung vor.<br />
Der RX270 erfüllt höchste Ansprüche<br />
bei der radiologischen Bildwiedergabe<br />
mit 2 Megapixeln.<br />
Monochrom-Monitore<br />
Monochrome Bilder zeigt der Monitor<br />
mittels DICOM-GSDF-Leuchtdichtekennlinie<br />
zuverlässig an.<br />
Solche Aufnahmen erfordern typischerweise<br />
ein hohes Maß an Helligkeit<br />
und Kontrast, um feine Details<br />
klar zu erkennen. Der RX270 bietet<br />
auf seiner Bilddiagonalen von<br />
21,3“ eine hohe maximale Helligkeit<br />
von 1000 cd/m 2 und verfügt<br />
über ein Kontrastverhältnis von<br />
1800:1. Er übertriff deshalb sogar<br />
typische Monochrom-Monitore mit<br />
derselben Auflösung und ermöglicht<br />
die präzise Darstellung selbst sehr<br />
tiefer Grautöne. Auch Farbaufnahmen<br />
bildet er durch seine Hybrid<br />
Gamma PXL-Funktion mit optimaler<br />
Leuchtdichte ab. Die Verwendung<br />
der empfohlenen Helligkeit von<br />
500 cd/m 2 für den täglichen Betrieb<br />
gewährleistet eine lange Lebensdauer<br />
des Monitors. Dabei erhält<br />
der eingebaute Kalibrierungssensor<br />
die Anzeigeneigenschaften aufrecht<br />
und die Bildwiedergabe konsistent.<br />
Damit ist der Monitor ideal für die<br />
Anzeige von Farbbildern aus Endoskopie,<br />
Ultraschall und Nuklearmedizin<br />
sowie von monochromen Bildern<br />
durch CT, MRT und Röntgen.<br />
Erhöhen der Helligkeit<br />
bei Bedarf<br />
Die Verwendung der empfohlenen<br />
Helligkeit von 500 cd/m 2 für den<br />
täglichen Betrieb und die bei Bedarf<br />
selektive Erhöhung auf die maximale<br />
Helligkeit gewährleisten eine lange<br />
Lebensdauer des Monitors. Mit der<br />
Instant-Backlight-Booster-Funktion<br />
des RX270 lässt sich vorübergehend<br />
die Helligkeit des Monitors erhöhen,<br />
um Details schneller zu erkennen.<br />
Die Helligkeit kehrt nach kurzer Zeit<br />
automatisch auf die ursprüngliche<br />
Einstellung zurück.<br />
Kunststoffverbrauch<br />
reduzieren<br />
EIZO hat den Anspruch ein führendes<br />
Unternehmen im Bereich<br />
verantwortungsvoller Geschäftsund<br />
Herstellungsprozesse zu sein.<br />
Dazu gehört auch der Umweltschutz.<br />
Der RadiForce RX270 besteht zu<br />
etwa 16 % aus recyceltem Kunststoff.<br />
Dies verringert die Menge an<br />
Kunststoffabfällen, die in die Umwelt<br />
gelangen, das schont die Ressourcen.<br />
Darüber hinaus verzichtet EIZO<br />
auf die Verwendung von Plastik und<br />
Styropor in seinen Verpackungen,<br />
um die Umweltbelastung zu reduzieren.<br />
Der RX270 ist mit Zellstoff<br />
und Pappe aus Rezyklat sicher verpackt<br />
und die Kabel sind in Papier<br />
statt in Plastiktüten eingewickelt.<br />
Zusätzliche Merkmale<br />
• EIZO misst und stellt die Graustufen<br />
im Werk sorgfältig ein, um<br />
sicherzustellen, dass jeder Monitor<br />
mit DICOM Part 14 konform ist.<br />
• Eingebauter Kalibrierungssensor<br />
zur Aufrechterhaltung konsistenter<br />
Anzeigeeigenschaften<br />
• DisplayPort-Anschluss mit Daisy-<br />
Chain-Unterstützung für Umgebungen<br />
mit mehreren Monitoren<br />
• Einhaltung strenger medizinischer,<br />
Sicherheits- und EMV-Emissionsstandards<br />
Empfohlenes Zubehör<br />
Qualitätssicherungssoftware: EIZO<br />
RadiCS und EIZO RadiNET pro<br />
Komfortbeleuchtung: RadiLight<br />
Empfohlene Grafikkarte: EIZO MED-<br />
XN51LP ◄<br />
Keine Chance für Viren und Bakterien<br />
Tastaturschutzfolien schirmen<br />
Keime und Krankheitserreger ab.<br />
tastaturen.com stellt strapazierfähige<br />
und sterile Tastaturschutzfolien<br />
vor, als kostengünstige Alternative<br />
zu hygienischen DIN IP68<br />
geschützten Tastaturen. Die Folien<br />
verfügen über eine hauchdünne,<br />
aber effektive Schutzschicht, die<br />
das Eindringen von ansteckenden<br />
Keimen und Krankheitserregern<br />
abschirmt. Die robusten Schutzfolien<br />
bestehen aus Polyurethan<br />
und sitzen nahezu wie eine zweite<br />
Haut über den Tasten. GeBE bietet<br />
viele verschiedene Größen für<br />
Tastaturen unterschiedlicher Hersteller<br />
an.<br />
Desinfektion<br />
und Lebensdauer<br />
Der Tastaturschutz sollte regelmäßig<br />
mit Wasser und Desinfektionsmitteln<br />
gründlich gereinigt<br />
werden. Die Schutzfolien enthalten<br />
keine polybromierten Diphenylether<br />
und sind frei von Halogenen<br />
und Latex. Sie haben eine<br />
Lebensdauer von etwa 10 Mio.<br />
Anschlägen.<br />
Für jede Tastatur<br />
das passende Modell<br />
Eine Übersicht über die zur<br />
Verfügung stehenden Tastaturschutzfolien<br />
ist auf der Website<br />
www.tastaturen.com unter Tastaturschutzfolien<br />
zu finden.<br />
GeBE<br />
Computer & Peripherie GmbH<br />
www.tastaturen.com<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
47
Kommunikation<br />
Welchen Platz hat LoRaWAN<br />
in der Gesundheitsversorgung?<br />
Die LoRa/LoRaWAN-Technologie hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung in der Medizintechnik<br />
gewonnen und spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung von medizinischen Dienstleistungen.<br />
Diese drahtlose Kommunikationstechnologie<br />
bietet eine kostengünstige<br />
und effiziente Möglichkeit,<br />
Daten in Echtzeit zu übertragen und<br />
hat das Potenzial, die medizinische<br />
Versorgung in vielerlei Hinsicht zu<br />
revolutionieren.<br />
Hohe Reichweite<br />
LoRa ist eine Funktechnologie,<br />
deren Fokus auf einer hohen Reichweite<br />
und einem geringen Energieverbrauch<br />
liegt. LoRaWAN ist das<br />
standardisierte, auf LoRa aufbauende<br />
Netzwerkprotokoll, das die Kommunikation<br />
mit dieser Funktechnologie<br />
ermöglicht. Während ähnliche Technologien<br />
wie Zigbee oder Bluetooth<br />
Low Energy, die im Smart Home<br />
Bereich weit verbreitet sind, ebenfalls<br />
mit wenig Leistung funktionieren,<br />
haben sie alle das Problem der<br />
begrenzten Reichweite. LoRa verbindet<br />
diese beiden Spannungsfelder,<br />
indem die Datenmenge, die gesendet<br />
Autoren:<br />
Nils Rehwald (li)<br />
Mutelcor GmbH<br />
www.mutelcor.com<br />
Karin Reinke-Denker M.A. (re)<br />
m2m Germany GmbH<br />
info@m2mgermany.de<br />
www.m2mgermany.de<br />
werden kann, reduziert wird. Kleine<br />
Datenpakete, wie zum Beispiel einzelne<br />
Messwerte, können mit dieser<br />
Technologie energie sparend über<br />
hohe Distanzen versendet werden.<br />
Dabei sind Batterie laufzeiten von<br />
mehr als 5 Jahren keine Seltenheit,<br />
bei gleichzeitiger Reichweite<br />
von 500 Metern in stark bebauten<br />
Gebieten bis zu 20 Kilometern in<br />
ländlichen Regionen mit hoher Sichtweite.<br />
Der Weltrekord für die Übertragung<br />
einer LoRaWAN Nachricht<br />
beträgt 1336 Kilometer [1] .<br />
Ein Schlüsselaspekt der LoRa-<br />
WAN-Technologie ist neben der<br />
hohen Reichweite auch ihre Fähigkeit,<br />
Signale durch Hindernisse wie<br />
Wände und Gebäude zu übertragen.<br />
LoRaWAN Campus-Netze<br />
sind ideal für medizinische Versorgungskomplexe.<br />
Im Bereich der<br />
Medizin hat man oft mit großen<br />
Arealen wie Krankenhaus- oder<br />
Reha-Komplexen zu tun. Diese<br />
bestehen manchmal nur aus mehreren<br />
Gebäuden, können aber manchmal<br />
das Ausmaß kleiner Ortschaften<br />
annehmen. Hier ist es oft schwierig,<br />
ein Netzwerk mit klassischen Technologien<br />
wie WiFi oder Bluetooth<br />
aufzubauen, das jede Ecke des Areals<br />
abdeckt. Außerdem steigen die<br />
Kosten schnell an, da viele Access<br />
Points aufgebaut werden müssen,<br />
was auch die Netzwerkinfrastruktur<br />
der gesamten Anlage unnötig<br />
komplex macht. Eine Alternative ist<br />
NB-IoT, was eine hohe Reichweite<br />
mit niedrigem Energieverbrauch<br />
kombiniert. Dies ist allerdings ein<br />
Kostenfaktor, da lizensierte Mobilfunkfrequenzen<br />
genutzt werden<br />
müssen und damit Entgelte an die<br />
Netzbetreiber zu zahlen sind.<br />
Lizenzfreie Frequenzen<br />
LoRaWAN dagegen nutzt lizenzfreie<br />
Frequenzen. Dadurch kann<br />
jeder ein LoRa-Gateway kaufen<br />
und in ein bestehendes Community-Netzwerk<br />
wie “The Things Network”<br />
integrieren. Dies macht den<br />
Einstieg in die Welt von LoRaWAN<br />
auch für technisch nicht versierte<br />
Personen sehr einfach. Auch der<br />
Aufbau eines eigenen LoRaWAN<br />
Netzwerks ist möglich. Lediglich<br />
ein LoRa Gateway und ein Netzwerkserver,<br />
wie zum Beispiel das<br />
Open Source Projekt Chirpstack sind<br />
nötig. Dadurch können wiederkehrende<br />
Kosten komplett vermieden<br />
werden, wenn das LoRa Netzwerk<br />
durch die interne IT betrieben wird.<br />
Bild 1: LoRaWAN-Schema in der Gesundheitsversorgung<br />
Durch diese Möglichkeiten lassen<br />
sich viele Anwendungen realisieren,<br />
die bisher vielleicht aus technischen<br />
oder aus Kostengründen<br />
nicht umsetzbar waren. Für Anwendungen<br />
im Medizinbereich gibt es<br />
schon jetzt verschiedene Möglichkeiten,<br />
in denen LoRa-Geräte erfolgreich<br />
zum Einsatz kommen.<br />
LoRaWAN ist die passende<br />
Technologie<br />
Es gibt bereits Krankenhäuser<br />
die via LoRaWAN-Sensoren die<br />
Temperatur in Kühlschränken und<br />
Gefriergeräten, in denen Medikamente,<br />
Blutkonserven und Proben<br />
gelagert werden, überwachen.<br />
Diese schicken einmal pro Stunde<br />
die aktuelle Temperatur und ersetzen<br />
somit das händische Protokollieren.<br />
Die Geräte können so konfiguriert<br />
werden, dass sie zusätzlich zu<br />
den stündlichen Messungen sofort<br />
Messwerte übertragen, sobald ein<br />
voreingestellter Schwellenwert überoder<br />
unterschritten wird. Dadurch<br />
kann schnell reagiert werden, wenn<br />
ein Gerät ausfallen sollte. Das vermeidet<br />
hohe Kosten und ermöglicht<br />
ein rechtzeitiges Umlagern<br />
der Medikamente, Proben und Blutkonserven.<br />
Dabei genügt ein LoRa-Gateway,<br />
um eine Abdeckung in dem gesamten<br />
Krankenhauskomplex mit mehr<br />
als 20 Messstellen zu gewährleisten.<br />
Ein zweiter Gateway wird lediglich<br />
aus Redundanzgründen genutzt.<br />
48 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Kommunikation<br />
Bild 2: Mutelcor LoRa Luftqualität-Messer: Permanentes Temperatur<br />
Monitoring von medizinischen Kühlgeräten © m2m Germany<br />
Gute<br />
Gebäudedurchdringung<br />
Aufgrund der guten Gebäudedurchdringung<br />
des LoRaWAN-<br />
Signals ist es möglich, medizinische<br />
Geräte in verschiedenen<br />
Umgebungen und über große Entfernungen<br />
hinweg miteinander zu<br />
vernetzen. Daher wird LoRaWAN<br />
auch in der Verfolgung und Überwachung<br />
von medizinischen Geräten<br />
eingesetzt. Krankenhäuser und Kliniken<br />
können den Standort und den<br />
Zustand ihrer teuren medizinischen<br />
Ausrüstung in Echtzeit überwachen,<br />
um sicherzustellen, dass sie effizient<br />
genutzt und gewartet werden.<br />
Beispiel:<br />
Knopf als Rufsystem<br />
Ein anderer Anwendungsfall kann<br />
die Nutzung eines simplen Knopfes<br />
als Rufsystem sein. Gerade in<br />
Gebäuden, in denen keine Verkabelung<br />
zum Beispiel für das Krankenpfleger-Rufsystem<br />
existiert, ist<br />
das Nachrüsten solcher Systeme<br />
schwierig. Daher kann eine drahtlose<br />
Lösung hier deutlich einfacher<br />
integriert werden. Mögliche Einsatzszenarien<br />
sind die klassischen Rufknöpfe<br />
für Krankenpfleger, die an<br />
jedem Bett installiert sind. Aber auch<br />
die Nutzung zur Benachrichtigung<br />
von Reinigungspersonal durch Patienten<br />
oder Pfleger sowie das Anfordern<br />
verschiedener Dienstleistungen<br />
wie Catering, Pflegeberatung und<br />
Technischen Dienst durch Privatpatienten<br />
oder das simple Erfassen<br />
der Pausenzeiten können über<br />
LoRa-Geräte realisiert werden.<br />
NFC RFID - LoRa Button<br />
Ein Beispiel hierfür ist der NFC<br />
RFID - LoRa Button von Mutelcor.<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
Dieser ermöglicht es, das Senden<br />
einer LoRa-Nachricht per Knopfdruck<br />
mit der Authentifizierung<br />
durch einen NFC RFID Tag zu kombinieren.<br />
Das Gerät hat zwei Buttons,<br />
wobei ein Button als “Patientenbutton”<br />
definiert werden kann.<br />
Dieser kann von allen Personen<br />
gedrückt werden, zum Beispiel um<br />
einen Krankenpfleger zu rufen. Der<br />
zweite Button kann nur von Krankenpflegern<br />
gedrückt werden, die sich<br />
mit ihrem NFC RFID Tag authentifizieren<br />
müssen.<br />
Weitere Anwendungen<br />
Die seit Covid-19 verbreitete Überwachung<br />
des CO 2 -Wertes oder die<br />
Erfassung der Arbeitszeit sowie eine<br />
Abfrage der Zufriedenheit bei Patienten,<br />
kann durch LoRa-Geräte realisiert<br />
werden.<br />
Je mehr verschiedene Aufgaben<br />
durch LoRa-Geräte gelöst werden,<br />
umso mehr rentiert sich am Ende<br />
auch das Betreiben der Komplettlösung<br />
für den Klinikbetreiber, da die<br />
anfallenden laufenden Kosten pro<br />
Gerät für den Betrieb der Lösung mit<br />
der Anzahl der installierten Geräte<br />
immer weiter sinken.<br />
Welches Potential hält<br />
LoRaWAN für die Zukunft<br />
bereit?<br />
Langfristig wird LoRaWAN auch<br />
durch die allgemeine Digitalisierung<br />
des Gesundheitswesens mehr<br />
und mehr im Medizinbereich eingesetzt<br />
werden. Gerade in ländlichen<br />
Gegenden, in denen immer weniger<br />
niedergelassene Ärzte zu finden<br />
sind, wird die Digitalisierung<br />
des Gesundheitswesens schon<br />
jetzt vorangetrieben. Hier wird das<br />
Remote Patient Monitoring mit der<br />
Zeit immer wichtiger werden. Dabei<br />
werden Patienten digital in ihrem<br />
Zuhause von Ärzten betreut. Gerade<br />
für ältere oder chronisch kranke Patienten<br />
ist dies eine Möglichkeit, die<br />
Anzahl der nötigen Arztbesuche<br />
und den damit verbundenen Aufwand<br />
zu minimieren.<br />
Ortungsfunktion<br />
Tragbare LoRaWAN Notknöpfe,<br />
wie sie schon heute existieren, können<br />
um eine Ortungsfunktion erweitert<br />
werden. Dazu existieren heute<br />
schon energiesparendere Technologien<br />
als GPS, die trotzdem eine<br />
sehr hohe Genauigkeit bieten.<br />
Auch im Bereich des betreuten<br />
Wohnens gibt es schon heute Komplettlösungen<br />
aus LoRa-Geräten,<br />
bei denen ein Panic Button in jedem<br />
Raum des Bewohners installiert wird<br />
und zusätzlich ein portables Gerät<br />
ausgegeben wird, was auch im Fall<br />
von Arztbesuchen und Spaziergängen<br />
eine Anbindung an die Notrufsysteme<br />
der Einrichtung ermöglicht.<br />
Verbindung mit Messgeräten<br />
Am interessantesten ist jedoch die<br />
Anbindung von medizinischen Messgeräten<br />
wie Blutdruckmessern per<br />
LoRaWAN an Remote Patient Monitoring<br />
Lösungen. Wenn die Geräte<br />
selbst LoRaWAN-fähig sind, ist es<br />
möglich, sehr hohe Batterielaufzeiten<br />
zu erreichen, die denen von<br />
klassischen, nicht smarten Medizinprodukten<br />
entsprechen.<br />
Wenn Patienten solche tragbaren,<br />
LoRaWAN-fähige Geräte verwenden,<br />
die kontinuierlich vitale Parameter<br />
wie Herzfrequenz, Blutdruck<br />
und Sauerstoffsättigung überwachen,<br />
können diese Daten drahtlos<br />
an Ärzte und Krankenhäuser<br />
gesendet werden.<br />
Da im Normalfall nur einzelne<br />
Messwerte übertragen werden, ist<br />
dieses Szenario perfekt für LoRa-<br />
Geräte geeignet. Vor allem ermöglicht<br />
es Patienten aber, ihre Vitalwerte<br />
mit Ärzten zu teilen, ohne ein<br />
Smartphone oder ein anderes internetfähiges<br />
Gerät nutzen zu müssen.<br />
Besonders für ältere Patienten ist<br />
dies ein enormer Fortschritt was<br />
die Bedienbarkeit und damit auch<br />
die Akzeptanz digitaler Lösungen<br />
betrifft, die nötig ist, damit die Digitalisierung<br />
des Gesundheitswesens<br />
in naher Zukunft gelingen kann.<br />
Fazit<br />
Insgesamt hat die LoRaWAN-<br />
Technologie das Potenzial, die<br />
Effizienz, Bedienbarkeit und Verfügbarkeit<br />
der medizinischen Versorgung<br />
erheblich zu verbessern.<br />
Sie ermöglicht eine bessere Patientenversorgung,<br />
eine effektivere<br />
Nutzung von Ressourcen und trägt<br />
zur Verbesserung der Gesundheitsversorgung<br />
bei. Mit zunehmender<br />
Entwicklung und Implementierung<br />
dieser Technologie werden wir in<br />
der Zukunft noch mehr innovative<br />
Anwendungen in der Medizintechnik<br />
sehen, die dazu beitragen, die<br />
Lebensqualität der Patienten zu<br />
steigern und medizinisches Fachpersonal<br />
bei ihrer Arbeit zu unterstützen.<br />
Wer schreibt:<br />
Als Spezialist für M2M und IoT<br />
Lösungen unterstützt die m2m Germany<br />
GmbH seit mehr als 15 Jahren<br />
ihre Kunden bei der Umsetzung<br />
von Digitalisierungsprojekten und<br />
versteht sich als „Enabler“ neuer<br />
Geschäftsmodelle und Möglichkeiten<br />
wie Big Data und Co.<br />
Referenz<br />
[1] https://www.thethingsnetwork.<br />
org/article/new-lora-world-record-<br />
1336-km-830-mi ◄<br />
Bild 3: Patientenruf mit Quittierung und Ident-Funktion © m2m Germany<br />
49
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Integrierte IPCs für die Robotik<br />
Fortschritte und Anwendungsgebiete für industrielle Computersysteme in hochmodernen Robotersystemen<br />
Fortschrittliche Industrie-PCs ermöglichen heutzutage komplexe Aufgaben in der Robotik<br />
© Bressner Technology / Bing Image Creator<br />
Autor:<br />
Athanasios Koutsouridis<br />
Marketing Manager<br />
BRESSNER Technology<br />
www.bressner.de<br />
Industrie PCs (IPCs) dienen als<br />
entscheidende Schnittstelle zwischen<br />
Hardware und Software in<br />
Robotik-Systemen. Seit ihren Anfängen<br />
haben IPCs eine bemerkenswerte<br />
Entwicklung durchlaufen.<br />
Von den ersten programmierbaren<br />
Computersteuerungen bis zu<br />
den hochent wickelten, integrierten<br />
IPCs von heute war dieser Fortschritt<br />
von entscheidender Bedeutung<br />
für die technologische Evolution<br />
in der Automatisierungstechnik.<br />
Die zentrale Funktion von IPCs<br />
besteht darin, Daten zu verarbeiten<br />
und Anweisungen an die Maschinen-<br />
Komponenten zu senden. Die Entwicklungen<br />
in den Bereichen Miniaturisierung,<br />
Echtzeitverarbeitung und<br />
Konnektivität haben diese Funktionen<br />
erheblich erweitert. Eine genaue<br />
Analyse dieser Fortschritte ermöglicht<br />
es, die zunehmende Integration<br />
von IPCs in modernen Robotersystemen<br />
zu verstehen.<br />
Miniaturisierung und<br />
Echtzeitverarbeitung<br />
Die moderne Robotik erfordert<br />
kompakte und dennoch leistungsstarke<br />
Lösungen. Hier spielen<br />
Micro-ATX- und Mini-ITX-Mainboards<br />
sowie 3,5-Zoll SBCs, basierend<br />
auf fortschrittlichen Chiparchitekturen<br />
wie ARM oder x86, eine<br />
Schlüsselrolle. Diese Mainboards<br />
integrieren leistungsstarke Prozessoren,<br />
wie etwa Intel Core i9 oder<br />
ARM Cortex-A72, und bieten gleichzeitig<br />
energieeffiziente Lösungen für<br />
den Einsatz in Robotersystemen.<br />
Die Leistungssteigerung in IPCs<br />
resultiert aus einer verbesserten Verarbeitungsgeschwindigkeit,<br />
unterstützt<br />
durch dedizierte KI-Plattformen.<br />
Die Integration von KI-<br />
Beschleunigern wie NVIDIA Jetson<br />
oder Intel Movidius ermöglicht<br />
Robotern fortschrittliche Fähigkeiten,<br />
darunter maschinelles Lernen und<br />
Bilderkennung, was wiederum die<br />
Autonomie und Flexibilität in komplexen<br />
Umgebungen verbessert.<br />
Echtzeitverarbeitung<br />
Für die Echtzeitverarbeitung von<br />
Daten in Automatisierungssystemen<br />
sind spezielle Technologien notwendig.<br />
Industrielle PCs mit Echtzeitfähigkeiten,<br />
wie einem Echtzeit-<br />
Linux-Betriebssystem oder speziellen<br />
Echtzeit-Erweiterungen für Windows,<br />
sind entscheidend. Diese<br />
Systeme ermöglichen eine geregelte<br />
Verarbeitung von Daten, indem sie<br />
garantieren, dass kritische Aufgaben<br />
innerhalb bestimmter Zeitrahmen<br />
ausgeführt werden.<br />
Hochgeschwindigkeits-Schnittstellen<br />
wie PCI Express gewährleisten<br />
eine minimale Latenz bei der<br />
Datenübertragung zwischen Computer<br />
und Sensoren/Aktuatoren.<br />
Dies ist insbesondere in Anwendungen<br />
wie autonomen Systemen<br />
von entscheidender Bedeutung, wo<br />
schnelle Reaktionen auf die Umgebung<br />
erforderlich sind.<br />
Vielseitige<br />
Kommunikationsprotokolle<br />
Eine stabile Netzwerkverbindung<br />
von IPCs in der Robotik hängt von<br />
der Art und Menge der übertragenen<br />
Datenpakete ab. Drahtlose<br />
Kommunikation erfolgt meist über<br />
Standards wie WLAN (IEEE 802.11)<br />
oder Bluetooth. Die Wahl des Standards<br />
hängt von den Anforderungen<br />
der Anwendung ab: Bluetooth Low<br />
Energy (BLE) für energieeffiziente<br />
Kommunikation in batteriebetriebenen<br />
Robotern, während WLAN<br />
50 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Edge KI-Computer mit Intel 13./12. Gen. CPU für KI-Inspektion,<br />
Roboterführung und autonome Maschinen © Neousys Technology<br />
Lüfterloser Intel 12. Gen. Core Edge KI-Computer mit MXM-<br />
Erweiterungsmodul für GPUs bis 60 W Leistung © Arbor Technology Corp.<br />
für höhere Bandbreitenanforderungen<br />
in industriellen Umgebungen<br />
geeignet ist.<br />
Drahtgebundene Kommunikation<br />
erfolgt häufig über industrielle<br />
Ethernet-Protokolle wie EtherCAT<br />
oder Profinet. Diese Protokolle bieten<br />
hohe Datenübertragungsraten<br />
und Echtzeitkommunikation, was in<br />
der Automation essenziell ist, um<br />
präzise Bewegungen und Aktionen<br />
zu ermöglichen. Ein weiterer<br />
entscheidender Aspekt ist die Integration<br />
von Feldbussystemen wie<br />
CAN (Controller Area Network) für<br />
die Kommunikation mit dezentralen<br />
Aktuatoren und Sensoren.<br />
IPCs in Fertigungshallen,<br />
Service-Robotern sowie<br />
Medizintechnik<br />
In der Fertigungsindustrie spielen<br />
IPCs eine zentrale Rolle bei der<br />
Automatisierung von Produktionsprozessen.<br />
Miniaturisierte, leistungsstarke<br />
Edge KI-Systeme ermöglichen<br />
eine präzise Steuerung von<br />
Robotern und anderen automatisierten<br />
Systemen. Von der Montage<br />
bis zur Qualitätskontrolle tragen<br />
die Mini-PCs dazu bei, Effizienz<br />
und Genauigkeit in der Fertigung<br />
zu steigern. EtherCAT wird<br />
dabei oft als Kommunikationsprotokoll<br />
in Fertigungshallen eingesetzt<br />
und erlaubt eine schnelle und deterministische<br />
Steuerung von Robotern<br />
und anderen Automatisierungskomponenten.<br />
Spezielle Industriestandards<br />
wie IP65/67-Schutzklassen<br />
und vibrationsresistente Gehäuse<br />
schützen die Hardware vor Staub,<br />
Feuchtigkeit und anderen externen<br />
Einflüssen.<br />
Service-Robotik<br />
Die Service-Robotik erlebt eine<br />
rasante Entwicklung, unterstützt<br />
durch die Integration von IPCs.<br />
Diese Roboter müssen in der Lage<br />
sein, in unterschiedlichen Umgebungen<br />
zu navigieren, mit Menschen<br />
zu interagieren und komplexe Aufgaben<br />
zu bewältigen. Insbesondere<br />
in diesem Anwendungsgebiet<br />
sind Embedded-PCs mit integrierten<br />
GPUs für maschinelles Lernen<br />
von Vorteil. Darüber hinaus erfordert<br />
die Kommunikation mit Sensoren<br />
wie Lidar, Kameras und Tiefensensoren<br />
schnelle Schnittstellen<br />
wie USB 3.0 oder Thunderbolt<br />
und ist für eine akkurate Wahrnehmung<br />
und Reaktion auf die Umgebung<br />
entscheidend.<br />
Robotik in der Medizin<br />
In der medizinischen Robotik sind<br />
Präzision und Zuverlässigkeit von<br />
größter Bedeutung. Integrierte IPCs<br />
tragen dazu bei, diese Anforderungen<br />
zu erfüllen und ermöglichen die<br />
Realisierung hochkomplexer medizinischer<br />
Anwendungen. Von robotergestützten<br />
operativen Eingriffen<br />
bis hin zu Diagnosesystemen spielen<br />
eingebettete Systeme eine entscheidende<br />
Rolle in der Weiterentwicklung<br />
des Gesundheitswesens.<br />
Hardware mit redundanten Systemen<br />
und besonderem Augenmerk<br />
auf Datensicherheit sind in der<br />
Medizintechnik von entscheidender<br />
Bedeutung. Chirurgische Roboter<br />
können dadurch präzise gesteuert<br />
werden, während die drahtlose<br />
Kommunikation über sichere Protokolle<br />
wie DICOM (Digital Imaging<br />
and Communications in Medicine)<br />
erfolgt, um die Vertraulichkeit von<br />
Patientendaten zu gewährleisten.<br />
Technische<br />
Herausforderungen<br />
meistern<br />
Trotz der beeindruckenden Fortschritte<br />
stehen integrierte IPCs in<br />
der Robotik vor verschiedenen Herausforderungen.<br />
Die Sicherheit<br />
von Datenübertragungen und die<br />
Bewältigung der steigenden Komplexität<br />
in der Integration sind zentrale<br />
Anliegen. Zukünftige Entwicklungen<br />
könnten sich auf die Integration<br />
von 5G-Kommunikation, noch<br />
leistungsfähigere KI-Plattformen<br />
und verbesserte Sicherheitsprotokolle<br />
konzentrieren. Die steigende<br />
Komplexität bei der Integration industrieller<br />
PCs erfordert auch eine<br />
fortlaufende Verbesserung von<br />
Schnittstellen und Standards. Ein<br />
einheitlicher Rahmen für die Interaktion<br />
zwischen IPCs und anderen<br />
Komponenten in Robotersystemen<br />
könnte die Implementierung erleichtern<br />
und die Kompatibilität verschiedener<br />
Systeme verbessern.<br />
Die Integration von IPCs in die<br />
Robotik erfordert ein tiefes Verständnis<br />
für technische Details und spezifische<br />
Anforderungen verschiedener<br />
Anwendungen. Systemintegrator<br />
und Hardware-Spezialist<br />
Bressner Technology positioniert<br />
sich als Vorreiter, indem das Unternehmen<br />
IPC-Lösungen bereitstellt,<br />
die auf diese technischen Herausforderungen<br />
zugeschnitten sind.<br />
Von Miniaturisierung bis zur Echtzeitkommunikation<br />
unterstützt das<br />
Unternehmen die Robotik-Industrie<br />
dabei, innovative und leistungsfähige<br />
Komplettsysteme für komplexe<br />
Aufgaben zu entwickeln und bereitzustellen.<br />
◄<br />
Hochkompakte Edge Computer mit KI-Beschleunigern wie NVIDIA Jetson<br />
Orin (BOXER-8651AI) verbessern die Bilderkennung und Autonomie in<br />
Produktionsstätten © AAEON Inc.<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
Über Bressner Technology<br />
Als Systemintegrator, Hersteller, Value-Added-Distributor und<br />
Systemhaus für industrielle Hardwarelösungen, Komponenten und<br />
Built-to-Order bietet Bressner ein großes Portfolio für unterschiedliche<br />
Einsätze in der Industrie. Maßgeschneiderte Lösungen für<br />
Maschinenautomation, Logistik & Transport und Produktion gehören<br />
ebenso zum Leistungsspektrum wie ein umfassender Service rund<br />
um Themen wie KI-Applikationen, Machine/Deep Learning, Netzwerke,<br />
Intelligent Retail, Kommunikation sowie Sicherheit.<br />
51
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Wegweisende Embedded-PCs<br />
für industrielle KI-Anwendungen<br />
Die ICO Innovative Computer<br />
GmbH, ein führender Anbieter von<br />
Embedded-Computing-Lösungen,<br />
präsentiert ihre neueste Produktreihe<br />
von Embedded PCs, die speziell<br />
für industrielle KI-Anwendungen<br />
entwickelt wurden. Die Pico-<br />
SYS-Serie setzt neue Maßstäbe<br />
in punkto Leistung, Robustheit und<br />
Anpassungsfähigkeit und ermöglicht<br />
Unternehmen eine nahtlose<br />
Integration von KI-Technologien in<br />
ihre Betriebsabläufe.<br />
Einsatzbereiche<br />
Industrielle Embedded-PCs, die<br />
speziell für KI-Anwendungen entwickelt<br />
wurden, finden breite Anwendung<br />
in verschiedenen Branchen.<br />
Diese leistungsfähigen PCs ermöglichen<br />
effiziente und zuverlässige KI-<br />
Berechnungen direkt vor Ort. Beispiele<br />
für ihre vielseitigen Einsatzgebiete<br />
sind die Industrieautomatisierung,<br />
in der sie Echtzeitüberwachung,<br />
Qualitätskontrolle und<br />
Robotik ermöglichen, sowie die<br />
Bildverarbeitung im medizinischen,<br />
sicherheitstechnischen und automobilen<br />
Bereich. Sie spielen eine<br />
entscheidende Rolle in autonomen<br />
Fahrzeugen, unterstützen das<br />
Gesundheitswesen bei der Patientendatenanalyse<br />
und medizinischen<br />
Bild gebung, optimieren Logistik<br />
und Liefer kettenmanagement,<br />
verbessern die Energieeffizienz und<br />
überwachen Umweltdaten. Darüber<br />
hinaus tragen sie zur Personalisierung<br />
im Einzelhandel, zur Prävention<br />
von Betrug im Finanzwesen,<br />
zur Effizienzsteigerung in der Landwirtschaft<br />
und zur Navigation in der<br />
Luft- und Raumfahrt bei. Selbst in<br />
der Entwicklung smarter Städte finden<br />
sie Verwendung für Verkehrsmanagement,<br />
öffentliche Sicherheit,<br />
Abfallmanagement und intelligente<br />
Beleuchtung.<br />
PicoSYS 2665<br />
Der PicoSYS 2665 KI Embedded<br />
PC beeindruckt mit einem Intel<br />
Core i5-1135G7 Prozessor und<br />
der leistungsstarken Hailo-8 VPU.<br />
Neben 8 GB RAM und einer 128 GB<br />
SSD verfügt er über vielfältige Konnektivitätsoptionen,<br />
darunter 3x 2.5<br />
Gigabit LAN und HDMI/Displayport.<br />
RS232/422/485 Schnittstellen, USB-<br />
Ports und ein SIM-Slot runden die<br />
Anschlussmöglichkeiten ab. Das<br />
Gerät ist für Betriebstemperaturen<br />
von -20 °C bis 60 °C ausgelegt und<br />
misst 290 x 183 x 90 mm.<br />
PicoSYS 2667<br />
Der PicoSYS 2667 KI Embedded<br />
PC setzt auf den Intel Core<br />
i7-1165G7 Prozessor und die Hailo-8<br />
VPU. Mit 16 GB RAM und einer<br />
128 GB SSD bietet er genügend<br />
Ressourcen für anspruchsvolle Aufgaben.<br />
Ähnlich wie sein Schwestermodell<br />
verfügt er über 3x 2.5 Gigabit<br />
LAN, RS232/422/485 Schnittstellen<br />
und erweiterbare Anschlussmöglichkeiten.<br />
Die Betriebstemperaturspanne<br />
von -20 °C bis 60 °C macht<br />
ihn für vielfältige Umgebungen<br />
geeignet.<br />
PicoSYS 5666<br />
Für besonders rechenintensive<br />
Anwendungen bietet der Pico-<br />
SYS 5666 KI Embedded PC mit<br />
Intel Core i5-12500 Prozessor und<br />
Hailo-8 VPU eine leistungsstarke<br />
Lösung. 16 GB RAM, eine 128 GB<br />
SSD sowie 2 Grafikports (HDMI/<br />
Displayport) ermöglichen eine<br />
breite Palette von Anwendungsszenarien.<br />
Die Betriebstemperaturspanne<br />
erstreckt sich von -20 °C<br />
bis 60 °C, und mit Maßen von 375<br />
x 195 x 255 mm bietet er genügend<br />
Raum für Erweiterungen.<br />
PicoSYS 5661<br />
Einen Schritt weiter geht der Pico-<br />
SYS 5661 KI Embedded PC, der<br />
den Intel Core i5-12500 Prozessor<br />
mit einer NVIDIA RTX3060-12G<br />
Grafik karte kombiniert. Damit wird<br />
leistungsstarke KI-Verarbeitung und<br />
Grafikperformance in einem Gerät<br />
vereint. Mit VGA, HDMI und Displayport-Ausgängen<br />
sowie 3x Gigabit<br />
LAN und erweiterbaren Schnittstellen<br />
bietet er eine vielseitige Lösung für<br />
verschiedene Anwendungsbereiche.<br />
PicoSYS 4660<br />
Der PicoSYS 4660 KI Embedded<br />
PC setzt auf die NVIDIA AGX Orin 8<br />
Core CPU und das Jetson AGX Orin<br />
32/64 GB Modul für KI-Berechnungen.<br />
Mit 32 GB RAM, 128 GB SSD<br />
und umfangreichen Anschlussmöglichkeiten<br />
wie 5x Gigabit LAN, HDMI<br />
und RS232/422/485 Schnittstellen, ist<br />
er für anspruchsvolle KI-Anwendungen<br />
in rauen Umgebungen gerüstet.<br />
Extreme Leistung an der Edge<br />
Einige der Systeme sind mit dem<br />
Hailo-8 Edge-KI-Prozessor ausgestattet.<br />
Er setzt neue Maßstäbe<br />
im Edge-Computing. Mit beeindruckenden<br />
26 TOPS Leistung übertrifft<br />
er andere Prozessoren deutlich.<br />
Besonders herausragend sind<br />
seine Flächen- und Energieeffizienz,<br />
die um ein Vielfaches besser<br />
sind als vergleichbare Lösungen.<br />
Der integrierte Speicher ermöglicht<br />
eine geringe Größe – sogar<br />
kleiner als eine 1-Cent-Münze.<br />
Dieser Deep Learning Prozessor<br />
ermöglicht effiziente Ausführung<br />
von KI-Anwendungen, was zu Kosteneinsparungen<br />
führt. Er verarbeitet<br />
Echtzeit Full-HD-Streams,<br />
benötigt nur 2,5 Watt und bietet<br />
einfache Integration in Hardware<br />
und Software. Die Lösung eignet<br />
sich für verschiedene Branchen<br />
wie Automobil industrie und mehr.<br />
Individuelle Anpassung<br />
Alle Embedded Systeme können<br />
schon in kleinen Stückzahlen,<br />
in der hauseigenen Fertigung von<br />
ICO, nach Kundenwusch angepasst<br />
werden. Diese Möglichkeit,<br />
in Kombination mit der herausragenden<br />
Leistung und den robusten<br />
Eigenschaften, macht die PicoSYS<br />
Embedded PCs zu einer erstklassigen<br />
Wahl für Unternehmen, die die<br />
Leistungsfähigkeit von KI in ihren<br />
Industrie prozessen nutzen möchten.<br />
ICO Innovative Computer<br />
GmbH<br />
www.ico.de<br />
52 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
SBC für V-by-One-Displays<br />
Distec GmbH<br />
info@distec.de<br />
www.distec.de<br />
Der Single Board Computer<br />
NPA-2009 von Distec ist die<br />
optimale Lösung zur Ansteuerung<br />
von hochauflösenden 4K<br />
V-by-One- und/oder eDP- TFT-<br />
Displays. Er verarbeitet problemlos<br />
große Datenmengen und ist<br />
robust und wartungsarm, so dass er<br />
in professionellen Einsatz bereichen<br />
wie Medizintechnik, Transportwesen<br />
oder Informations terminals<br />
genutzt werden kann.<br />
Der SBC NPA-2009 ist ein<br />
industrielles Mainboard mit dem<br />
Intel Core i Embedded Prozessor<br />
i5-1145G7E der 11. Generation. Auf<br />
Projekt-Basis ist er optional auch mit<br />
den Prozessoren Core i7-1185G7E<br />
oder Celeron 6305E erhältlich. Alle<br />
genannten Prozessoren der Tiger-<br />
Lake Serie eignen sich für den dauerhaften<br />
24/7-Betrieb und zeichnen<br />
sich durch eine hohe Bildfrequenz,<br />
einen geringen Stromverbrauch<br />
sowie eine geringe Latenz<br />
aus. Zweimal DDR4 SO-DIMM mit<br />
maximal 64 GB bieten ausreichend<br />
Arbeitsspeicher.<br />
Alle gängigen V-By-One- oder<br />
eDP-Displays können mit dem<br />
NPA-2009 problemlos zu einem<br />
Panel-PC aufgerüstet werden. Es<br />
lassen sich sogar parallel zwei TFT-<br />
Displays – einmal V-by-One und<br />
einmal eDP – betreiben. Zusätzlich<br />
können über drei USB 3.1 und<br />
vier USB 2.0 Schnittstellen ein USB-<br />
Touchscreen und weitere USB-<br />
Geräte, zum Beispiel WebCams,<br />
Laut sprecher und Mikrophone angeschlossen<br />
werden. Außerdem bietet<br />
der NPA-2009 2x Intel Gigabit<br />
LAN, einen Watchdog timer, Digital<br />
I/O und TPM 2.0 für die Sicherheit<br />
der Daten. Die drei M.2-Schnittstellen<br />
des NPA-2009 ermöglichen<br />
den Einsatz einer SSD-, WLAN- und<br />
5G-Karte. Dieser SBC ist auch als<br />
Kitlösung mit V-by-One oder eDP<br />
TFT-Displays und allem nötigen<br />
Zubehör erhältlich.<br />
Basierend auf dem SBC<br />
NPA-2009 wurde der lüfterlose,<br />
kompakte Box-PC PRO NPA-2009.<br />
Er bietet - im Gegensatz zu den<br />
internen Anschlüssen des SBC<br />
- einen praktischem externen<br />
Docking-Anschluss. Sowohl der<br />
SBC als auch der Box-PC sind<br />
preisgünstig und langzeit verfügbar.<br />
Beide Geräte gibt es optional mit<br />
vorinstalliertem Windows 10 IoT<br />
Betriebssystem. ◄<br />
Leistungsstarke und zuverlässige Medizinische Panel-PCs<br />
ICO Innovative Computer<br />
GmbH<br />
www.ico.de<br />
Die ICO Innovative Computer<br />
GmbH präsentiert mit dem Medico<br />
24MD und dem Medico 245 gleich<br />
zwei neue medizinische Panel-PCs.<br />
Beide Geräte bieten ein 23,8 Zoll<br />
großes, kapazitives Touchdisplay<br />
und sind strikt nach der Gerätenorm<br />
DIN EN 60601-1 gefertigt. Sie<br />
sind aus antibakteriellem Material,<br />
leicht zu reinigen und desinfektionsmittelbeständig.<br />
Das Herzstück der medizinischen<br />
Panel-PCs ist ein Intel<br />
Core i5 Prozessor der 10. Generation<br />
mit einer Taktfrequenz von<br />
2,3 GHz. Unterstützt von jeweils<br />
16 GB RAM und einer 256 GB<br />
großen SSD, ent stehen zwei leistungsstarke<br />
Systeme, die durch<br />
enorme Zuverlässigkeit glänzen.<br />
Auch in Sachen Schnittstellen<br />
wissen der Medico 24MD<br />
und der Medico 245 zu überzeugen.<br />
Dem Anwender stehen vier<br />
USB 3.2-Anschlüsse, ein HDMI-,<br />
sowie ein Displayport und zwei<br />
serielle Schnittstellen zur Verfügung.<br />
Darüber hinaus lassen sich<br />
beide Geräte via zweier Gigabit<br />
LAN-Anschlüsse oder WLAN in<br />
bestehende Netzwerke integrieren.<br />
Der Medico 245 hat ein integriertes<br />
Netzteil, durch das er sich von<br />
anderen Panel-PCs in diesem Einsatzbereich<br />
abhebt. Das integrierte<br />
Netzteil erlaubt es, den Panel-PC<br />
flexibler und mobiler einzusetzen.<br />
Wer speziellere Anforderungen<br />
an medizinische Geräte hat,<br />
kann sich die Systeme in der hauseigenen<br />
Fertigung der ICO Innovative<br />
Computer GmbH konfigurieren<br />
lassen. Egal ob DICOM ready,<br />
4 kV Isolierung der Anschlüsse<br />
oder eine Full HD Video Capture<br />
Card – der Medico 245 und<br />
der Medico 24D bieten eine Vielzahl<br />
von Individualisierungsmöglichkeiten.<br />
◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
53
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Single Board Computer<br />
für professionelle Maker-Produkte<br />
TQ präsentiert einen neuen SBC zur leichteren Überführung von Maker-Projekten in die Serienfertigung<br />
TQ-Group<br />
www.tq-group.com<br />
Der neue Single Board Computer<br />
MBa8MP-RAS314 auf Basis<br />
der NXP Semiconductors i.MX 8M<br />
Plus Applikationsprozessor, ist ab<br />
sofort verfügbar. Das nur 100 mm<br />
x 100 mm große Mainboard stellt<br />
Anwendern von Raspberry-Pi-Produkten<br />
eine langzeitverfügbare und<br />
industrietaugliche Alternative zur<br />
Verfügung. Dabei punkten nicht nur<br />
erweiterte Funktionen, sondern auch<br />
eine gute Softwareunterstützung<br />
die einen einfachen Umstieg auf<br />
Basis der bereits erstellten Lösungen<br />
ermöglicht.<br />
TQ hat zur Entwicklung professioneller<br />
Maker-Produkte ein zum Raspberry<br />
Pi vergleichbares Embedded-<br />
Board herausgesucht das nicht nur<br />
funktionell sondern auch seitens der<br />
Performance Vorteile bietet. So verfügt<br />
es über zahlreiche Schnittstellen<br />
wie 2x Gbit Ethernet, 4x USB 3.0, 1x<br />
USB 3.0 OTG, Audio, HDMI, LVDS<br />
sowie jeweils MIPI-DSI und MIPI-<br />
CSI. Ein SD-Karten-Interface, eine<br />
NXP basiertes WiFi-5-Modul sowie<br />
ein zum Raspberry Pi kompatibler<br />
I/O- Stecker machen das Design<br />
perfekt. Durch die hohe Kompatibilität<br />
der TQ-Lösung lassen sich<br />
bislang verwendete Peripherie-<br />
Module auf dem MBa8MP-RAS314<br />
ohne Zusatzaufwand verwenden.<br />
Die erweiterten Funktionen bieten<br />
Anwendern eine gute Perspektive für<br />
die Industrie- und Gebäudeautomation,<br />
Energiemanagement und Medizingeräte<br />
und ist eine ideale Plattform<br />
für weitere Produktentwicklungen<br />
und Anwendungen.<br />
Speicherausbau bis zu 8 GB<br />
Das auf dem SBC verwendete<br />
Embedded-Modul TQMa8MPxL ist<br />
mit einem 32 Bit breiten LPDDR4-<br />
SDRAM ausgestattet, das einen<br />
Speicherausbau von bis zu 8 GB<br />
erlaubt. Darüber hinaus verfügt<br />
das Modul über eine industrietaugliche<br />
embedded Multi-Media Card<br />
(eMMC) mit bis zu 256 GB Speicherkapazität<br />
sowie einen Quad-<br />
SPI-NOR-Flashspeicher mit bis zu<br />
256 MB Kapazität.<br />
Weitere Systemkomponenten wie<br />
eine externe und damit stromsparende<br />
Real-time Clock (RTC), ein<br />
User-EEPROM-Speicher sowie<br />
ein Temperatursensor mit integriertem<br />
EEPROM zur Speicherung von<br />
Moduldaten wie MAC-Adressen,<br />
Seriennummer und Modul variante<br />
runden das Moduldesign ab.<br />
Optionaler Sicherheitschip<br />
Der NXP EdgeLock SE050<br />
Sicherheitschip ist als Option für<br />
Anwendungen erhältlich, die erweiterte<br />
Sicherheitsfunktionen und eine<br />
sichere Speicherung von Anmeldeinformationen<br />
erfordern. Das Modul<br />
ist aufgrund der LGA-Technik direkt<br />
mit dem Mainboard verlötet und<br />
somit auch für Einsatzbereiche<br />
geeignet, die ein sehr flaches und<br />
robustes Design erfordern. Zum<br />
SBC gibt es auch eine industrietaugliche<br />
und passive Kühllösung.<br />
Armbian<br />
Bei der Software setzt TQ auf<br />
„Armbian - Linux for ARM development<br />
boards“. Armbian beschreibt<br />
sich selbst als eine „leichtgewichtige,<br />
auf Debian oder Ubuntu basierende<br />
Linux-Distribution, die auf ARM-Entwicklungsboards<br />
spezialisiert ist“.<br />
Damit lassen sich Softwarelösungen<br />
die bereits auf dem Raspberry Pi<br />
entwickelt wurden ohne großen Aufwand<br />
auf den neu entwickelten SBC<br />
portieren. Anwender haben so einen<br />
einfachen und unkomplizierten Entwicklungseinstieg.<br />
Vielseitig einsetzbar<br />
Dank der Vielseitigkeit des i.MX<br />
8M Plus NXP Applikationsprozessors<br />
in Kombination mit dem auf<br />
dem SBC realisierten Schnittstellen<br />
ist die in Deutschland nachhaltig<br />
entwickelte und produzierte<br />
Lösung besonders vielseitig einsetzbar<br />
– angefangen bei Kamera-<br />
Anwendungen über Medizintechnik,<br />
Gebäude- und Industrieautomation<br />
bis hin zur Maschinensteuerung,<br />
Zugangskontrollen, HMI-Steuerungen<br />
u.v.m.<br />
Langzeitverfügbar<br />
und robust<br />
„Der SBC MBa8MP-RAS314<br />
von TQ erfüllt die Kernanforderungen<br />
des Industriemarktes, einschließlich<br />
Langzeitverfügbarkeit<br />
und einer hohen Robustheit. Aufgrund<br />
dieser Kernanforderungen<br />
entschied sich TQ nicht nur für den<br />
i.MX 8M Plus-Anwendungsprozessor<br />
von NXP, sondern auch für das<br />
Edgelock SE050 Secure Element<br />
und das 88W8897 Wi-Fi 5-Modul<br />
von NXP. Die Kunden profitieren<br />
von der langjährigen Zusammenarbeit<br />
und der Lösungskompetenz<br />
von TQ und NXP und sparen so<br />
wertvolle Entwicklungszeit“, so<br />
Konrad Zöpf, Deputy Direktor von<br />
TQ Embeded.<br />
Das MBa8MP-RAS314<br />
in Stichworten<br />
• HDMI, LVDS, MIPI DSI und<br />
MIPI CSI<br />
• High-Speed-Kommunikation<br />
via 2x Gbit Ethernet (1x TSN),<br />
4x USB 3.0 und 1x USB 3.0<br />
OTG Schnittstelle<br />
• Machine Learning Accelerator<br />
(2,3 TOPS)<br />
• Integrierter<br />
Cortex-M7-Controller<br />
• Geringe Verlustleistung<br />
(typ. 3 W)<br />
• Integrierte<br />
Sicherheitsfunktionen ◄<br />
54 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Kompakte Motherboards<br />
bieten hohe Leistung und Funktionalität<br />
Kontron Motherboards K3921-N mSTX und K3921-H mSTX mit Intel Core i3 Prozessoren<br />
und Intel Prozessoren der N-Serie<br />
Kontron präsentiert seine neuesten<br />
Motherboards K3921-N mSTX<br />
und K3921-H mSTX. Die kompakten<br />
und zuverlässigen Boards<br />
sind „Made in Germany“ und bieten<br />
herausragende Leistung sowie<br />
Funktionalität im kompakten Mini-<br />
STX-Format. Sie sind ideal für<br />
Anwendungen im Bereich Industrie<br />
Automation, Medizin, Digital<br />
Signage, KIOSK, POS/POI und<br />
Casino Gaming geeignet.<br />
Kontron Europe GmbH<br />
www.kontron.de<br />
Leistungsstark<br />
mit zahlreichen Funktionen<br />
Das Industrie Motherboard<br />
K3921-N mSTX unterstützt die<br />
leistungsstarken Intel Core i3 Prozessoren<br />
und Intel Prozessoren<br />
der N-Serie (Alder Lake N) mit<br />
neuester UHD Gen12 Grafik auf<br />
Basis der Intel Xe Architektur. Das<br />
Nachfolgemodell des erfolgreichen<br />
D3544-S (Intel Gemini Lake Plattform)<br />
verfügt über zahlreiche Funktionen<br />
wie zwei DisplayPorts v1.4,<br />
einen DisplayPort über Front-USB-<br />
Typ-C, einen eingebetteten Display-<br />
Port und einen Dual-Channel LVDS<br />
(24bit). Damit können bis zu drei<br />
unabhängige Displays mit 4K-Auflösung<br />
(2x 4K und 1x FHD) unterstützt<br />
werden. Das K3921-N mSTX<br />
bietet eine Verfügbarkeit von mindestens<br />
sieben Jahren und ist in<br />
vier Versionen erhältlich, um individuellen<br />
Anforderungen gerecht zu<br />
werden. Mit Features wie 2x GbE<br />
LAN (1x 1GbE, 1x 2.5GbE) inkl.<br />
Teaming Support, 2x COM-Ports<br />
und einstellbarer CPU TDP ist es<br />
für verschiedene Industrieanwendungen<br />
geeignet. Zusätzlich bietet<br />
das Board zwei M.2-Anschlüsse<br />
(für Storage und Wifi) sowie weitere<br />
Schnittstellen wie GPIO und<br />
USB 3.2 Gen2.<br />
Kostenoptimiert für<br />
individuelle Anforderungen<br />
Das K3921-H mSTX ist die<br />
kostenoptimierte Version des<br />
K3921-N mSTX und erfüllt individuelle<br />
Anforderungen mit leicht reduzierter<br />
Funktionalität. Es ist mit dem<br />
Intel Prozessor N100 ausgestattet<br />
und bietet ebenfalls 2x DisplayPort<br />
v1.4, 1x eDP und 1x USB Typ-C (Alt<br />
Modus). Das Board verfügt über<br />
einen GbE LAN (ohne Teaming Support)<br />
und einen M.2 Key-M Konnektor<br />
mit Erweiterungsoption für PCIeund<br />
SATA. Über den USB-Typ-C<br />
an der Vorderseite unterstützt das<br />
K3921-H den Power Delivery Sink-<br />
Modus, USB 3.2 Gen1 und DisplayPort<br />
AlternateMode (DPoC). In<br />
Kombination mit dem kompakten<br />
SMARTCASE S501 ist das Board<br />
die perfekte Lösung für Thin Client<br />
Anwendungen. Das K3921-H mSTX<br />
ist mindestens vier Jahre verfügbar.<br />
Gemeinsame Merkmale<br />
Beide Motherboards teilen gemeinsame<br />
Features wie die Unterstützung<br />
von bis zu 32 GB DDR5 4800 Speicher,<br />
dualen Stromeingang (12/ 19-28 V),<br />
M.2 Key-M (2230/2242/2280) und<br />
einen M.2 Key-E Slot (für WLAN-BT /<br />
PCIe und CNVi). Zudem bieten beide<br />
Boards bis zu neun USB-Anschlüsse<br />
(USB 3.2 Gen1/2, USB 2.0). Sie wurden<br />
für den 24/7-Dauerbetrieb im erweiterten<br />
Temperaturbereich (K3921-N:<br />
-10 °C bis +60 °C, K3921-H: 0 °C bis<br />
+50 °C) entwickelt. Zeitgleich wird ein<br />
passendes SMARTCASE S501 erhältlich<br />
sein. ◄<br />
Leistungsstark, zertifiziert und kostengünstig<br />
Das 10,1“ CAXA0 ist ein robuster<br />
und kostengünstiger Industrial<br />
Tablet-PC, der hervorragend in<br />
den Bereichen Medizin, Transport,<br />
Logistik und Automatisierung eingesetzt<br />
werden kann.<br />
FORTEC Integrated<br />
info@distec.de<br />
www.distec.de<br />
Das Tablet ist nach IP65 wasserund<br />
staubdicht und übersteht<br />
Stürze aus bis zu 1,2 m Höhe<br />
problemlos durch seinen verstärkten<br />
Rahmen und ein Schutzglas.<br />
Außerdem bietet es verschiedene<br />
Zertifizierungen wie beispielsweise<br />
nach der DIN EN 60601-1-2 für<br />
medizinische Geräte.<br />
Das CAXA0 enthält einen leistungsstarken<br />
Intel Pentium N4200<br />
bzw. Celeron N3350 Prozessor<br />
und verfügt über verschiedene<br />
Schnittstellen je nach Ausstattungsvariante<br />
und Anwendungsfeld.<br />
Dazu zählen unter anderem ein<br />
1D/2D-Scanner, eine Kamera,<br />
USB-Anschlüsse und HDMI.<br />
Die Akkulaufzeit beträgt bis zu<br />
6 Stunden.<br />
Außerdem gibt es für das Gerät<br />
diverses praktisches Zubehör,<br />
zum Beispiel eine Wandhalterung,<br />
eine Desktop Docking Station, ein<br />
externes Batterie-Ladegerät sowie<br />
Schultergurt oder Handschlaufe<br />
für den einfachen Transport. Das<br />
Tablet hat eine Langzeitverfügbarkeit<br />
von mindestens 5 Jahren. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
55
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
High-Performance Workstation<br />
im robusten Midi-Tower Format<br />
Industrietaugliches Design und hohe Rechenleistung mit Intel Core Prozessoren der 13. Generation<br />
für anspruchsvolle und grafikhungrige Anwendungen<br />
Kontron Europe GmbH<br />
www.kontron.de<br />
Kontron präsentiert die Workstation<br />
KWS3000-ADL nun mit<br />
leistungsstarken Intel Core Prozessoren<br />
der 13. Generation. Die<br />
äußerst kompakte Workstation,<br />
die speziell für den Einsatz in Industrie<br />
und Medizintechnik konzipiert<br />
wurde, verbindet die Vorteile<br />
eines Industrie-PCs bzgl. Robustheit<br />
und Langzeitverfügbarkeit mit<br />
denen eines Office-PCs hinsichtlich<br />
Design und Nutzerfreundlichkeit.<br />
Applikationen wie Machine Learning<br />
oder AI-Workflows mit leistungshungrigen<br />
Prozessen und<br />
großen Datenmengen bewältigt<br />
sie mühelos dank performanter<br />
Intel Core i Prozessoren mit bis zu<br />
Rechenleistung für AI und andere<br />
Ressourcen-hungrige Anwendungen,<br />
zahlreiche Schnittstellen<br />
und flexible Erweiterungsmöglichkeiten:<br />
Die ab sofort bei PLUG-IN<br />
Electronic erhältlichen Computersysteme<br />
der EAC-6000/6100/6200-<br />
Serie von Vecow ermöglichen Edge-<br />
Computing für Medical Imaging,<br />
mobile Robotik und andere Industrie-Applikationen<br />
mit höchsten<br />
Anforderungen. Sie basieren auf<br />
der NVIDIA Jetson Orin NX Plattform<br />
und sind in den drei Modellvarianten<br />
EAC-6000, EAC-6100 und<br />
24 Cores sowie leistungsfähiger<br />
GPUs, wie z. B. die leistungsfähige<br />
Intel ARC GPU, und Grafikkarten,<br />
die als Add-on Cards frei wählbar<br />
sind. Das flexible, modulare Design<br />
erlaubt die einfache Anpassung an<br />
kundenspezifische Anforderungen.<br />
Leistungsstarkes<br />
Micro-ATX Motherboard<br />
Das Herzstück der neuen KWS<br />
3000-ADL Workstation, ein leistungsstarkes<br />
Micro-ATX Motherboard,<br />
setzt auf Intel Prozessoren<br />
der 13. Generation und vier<br />
DIMM DDR5-4800 Module mit bis<br />
zu 128 GB Arbeitsspeicher. Das<br />
effiziente thermische Konzept mit<br />
zwei geräuscharmen Lüftern sorgt<br />
für einen reibungslosen Betrieb bei<br />
Temperaturen bis zu 45 °C und<br />
damit für den dauerhaften, hochverfügbaren<br />
Einsatz rund um die<br />
Uhr. Die Workstation im kompakten<br />
Midi-Tower Format (H x B x T:<br />
380 x 190 x 380 mm) ist schockund<br />
vibrationsresistent gemäß EN<br />
60068-2-27 bzw. EN 60068-2-6 und<br />
damit ideal für den Einsatz in rauen<br />
Umgebungen geeignet.<br />
Individuell konfigurierbar<br />
Die Workstation KWS 3000-ADL<br />
kann individuell konfiguriert werden;<br />
so sind mehrere Frontversionen<br />
verfügbar, bis zu vier 3,5-Zoll<br />
Laufwerksschächte können entweder<br />
mit Wechsellaufwerken (hot<br />
swappable) oder internen Laufwerken<br />
bestückt werden, eine Slim<br />
DVD kann ebenfalls betrieben werden.<br />
Zu den zwei USB-3.0-Schnittstellen<br />
an der Front kommen rückseitig<br />
sechs weitere USB-3.2-Ports<br />
sowie ein USB-C-Anschluss hinzu.<br />
Für die Konnektivität stehen drei<br />
GbE-Ports zur Verfügung, wobei<br />
zwei davon mit bis zu 2,5 Gb/sec<br />
betrieben werden können. Außerdem<br />
verfügt die Workstation über<br />
vier DisplayPorts DPP1.4 und ein<br />
COM RS232 Interface; drei weitere<br />
interne COM-Schnittstellen<br />
können an der Rückseite verbaut<br />
werden.<br />
Drei M.2 PCIe-Laufwerke<br />
Zudem stellt die KWS 3000-ADL<br />
drei M.2 PCIe-Laufwerke für z. B.<br />
SSD, Wireless oder 4G/5G Funktionalitäten<br />
bereit. PCIe-Erweiterungssteckplätze<br />
bieten Platz für leistungsfähige<br />
Grafikkarten, zusätzliche<br />
LAN-Karten oder RAID-Controller.<br />
Alle Laufwerke und Addon<br />
Cards sind in dem robusten<br />
Gehäuse verschraubt und optional<br />
mit Kartenniederhaltern gesichert. ◄<br />
Edge-AI-Workstations mit NVIDIA Jetson Orin NX<br />
PLUG-IN präsentiert die Vecow EAC-6000/6100/6200-Serie.<br />
PLUG-IN Electronic GmbH<br />
www.plug-in.de<br />
56 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Noch mehr Leistung<br />
Portwell bringt eine Reihe von Industrie-Motherboards, COM-Express-/COM-HPC- Modulen und eingebetteten<br />
Systemen heraus, die mit Intel Core-Prozessoren der 13. Generation entwickelt wurden<br />
<br />
European Portwell<br />
Technology B.V.<br />
www.portwell.eu<br />
Portwell Inc. gibt die Einführung<br />
einer neuen Produktreihe bekannt,<br />
die mit der 13. Generation der<br />
Intel Core-Prozessoren entwickelt<br />
wurde, darunter mehrere Modelle<br />
von PICMG 1.3 Full-Size-Einplatinencomputern<br />
(SBC), industrielle<br />
ATX-Motherboards, industrielle<br />
Mini-ITX-Motherboards, eingebettete<br />
Systeme, COM-Express-<br />
Type-6- und COM-HPC- Client-<br />
Type-Module.<br />
Schnellere P-cores<br />
und mehr E-cores<br />
Die Intel Core-Prozessoren der<br />
13. Generation liefern noch mehr<br />
Leistung als ihre Vorgänger. So<br />
bietet ihre hybride Architektur die<br />
Rechen leistung von bis zu 8 Performance-cores<br />
(P-cores) und bis<br />
zu 16 Efficient-cores (E-cores)<br />
sowie Funktionen wie Intel Thread<br />
Director, um intelligentes Routing<br />
und optimierte Arbeits lasten zu<br />
ermöglichen. Entwickelt für Multitasking<br />
und Konfigurierbarkeit bietet<br />
die Intel Core-Prozessor reihe der<br />
13. Generation schnellere P-cores<br />
und mehr E-cores mit Unterstützung<br />
der neuesten Systemspeicher- und<br />
Datenübertragungstechnologien,<br />
integrierte Grafik, die bis zu vier<br />
simultane 4K-Displays betreiben<br />
kann, und KI-Beschleunigungsleistung<br />
mit Intel Deep Learning<br />
Boost (Intel DL Boost).<br />
Steigende Leistung<br />
und verbesserte<br />
Ein- und Ausgänge<br />
Darauf ausgelegt, die<br />
Rechenleistung wesentlich zu<br />
verbessern, wurden diese SBCs,<br />
industriellen Motherboards und<br />
eingebetteten Systeme von Portwell<br />
gebaut, um die Socket-Type-<br />
Prozessoren Intel Core i9/i7/<br />
i5/i3 mit bis zu 24 Kernen und<br />
32 Threads zu unterstützen,<br />
während die COM-Express- und<br />
COM-HPC-Module verlötete<br />
Prozessoren mit bis zu 14 Kernen<br />
und 20 Threads unterstützen. Die<br />
neue Produktreihe unterstützt<br />
DDR5-Speicher, bietet eine erhöhte<br />
Bandbreite und verbesserte<br />
Fehlerkorrekturfunktionen, wodurch<br />
schnellere Datenübertragungsraten<br />
und eine Verringerung der Fälle<br />
von Datenkorruption ermöglicht<br />
wird. Zusätzlich verfügen diese<br />
neuen Produkte über PCIe 5.0,<br />
das eine Verdoppelung der<br />
Bandbreite von PCIe 4.0 mit<br />
sich bringt und bis zu 32 Lanes<br />
unterstützen kann, was wesentlich<br />
schnellere Datentransferraten und<br />
eine verbesserte System r eaktion<br />
bedeutet.<br />
Zahlreiche innovative<br />
Modelle<br />
Die mit Spannung erwartete neue<br />
Produkt reihe von Portwell umfasst<br />
zahlreiche innovative Modelle, die<br />
hochmoderne Funktionen und Technologien<br />
bieten, um den verschiedenen<br />
Anforderungen und Bedürfnissen<br />
von Nutzern zu entsprechen,<br />
die Hochleistungs-Computing und<br />
Betriebseffizienz in der Automatisierungs-,<br />
Medizin- und Gesundheits-<br />
sowie der Netzwerkbranche<br />
für Anwendungen verlangen,<br />
wie z. B. Edge AI, Maschinenautomation,<br />
maschinelles Sehen, Smart<br />
Factory, Ultraschall, CT, MRI, POS,<br />
Kiosk, Digital Signage und Verkehrswesen.<br />
◄<br />
EAC-6200 mit unterschiedlicher<br />
Ausstattung verfügbar.<br />
Die Industrie-PCs bieten bis zu<br />
100 TOPS Rechenleistung für AI-<br />
Anwendungen, basierend auf der<br />
NVIDIA Ampere GPU-Architektur<br />
mit 1024 CUDA-Cores, 32 Tensor-Cores<br />
und einer ARM Cortex<br />
A78AE-CPU mit bis zu 8-Core.<br />
Damit können auch komplexe<br />
Algorithmen in höchster Geschwindigkeit<br />
berechnet werden. Verbunden<br />
mit ihrer hohen Energieeffizienz<br />
und dem robusten, industrietauglichen<br />
Design können<br />
die Workstations der Serie EAC-<br />
6000/6100/6200 flexibel eingesetzt<br />
werden.<br />
Drei Ausstattungsvarianten<br />
konfigurierbar<br />
Zur optimalen Anpassung an<br />
verschiedenste Einsatzbereiche<br />
und Anforderungen ist die IPC-<br />
Serie in drei Varianten erhältlich:<br />
Die Basisausstattung EAC-6000<br />
bietet zwei GigE-LAN-Schnittstellen,<br />
drei USB-3.1-Ports und<br />
zwei Com-RS-Interfaces sowie<br />
zwei Sim-Karten-Slots und sieben<br />
GPIOs.<br />
Das System unterstützt multiple<br />
kabellose Konnektivität wie<br />
zum Beispiel 5G, 4G, LTE, WiFi,<br />
Bluetooth, GPRS und UMTS.<br />
Insgesamt vier M.2-Steckplätze<br />
ermöglichen die flexible Erweiterung<br />
von Schnittstellen und Speicheroptionen.<br />
Über diese Ausstattung hinaus<br />
bietet die EAC-6100-Serie vier<br />
GMSL2-Schnittstellen für Videound<br />
Multimediaanwendungen sowie<br />
einen CAN-Bus, inklusive Unterstützung<br />
flexibler Datenrate (CAN FD).<br />
Die Top-Modelle der Serie EAC-<br />
6200 sind ebenfalls mit CAN-Bus<br />
ausgestattet und verfügen über<br />
gleich sechs LAN-Ports, von denen<br />
vier Power over Ethernet (PoE+)<br />
ermöglichen.<br />
Jede Serie ist in unterschiedlichen<br />
Plattform- und Speicherkonfigurationen<br />
erhältlich und kann individuell<br />
konfiguriert werden.<br />
Kompakt und robust<br />
Alle Geräte der drei Serien verfügen<br />
über robuste Gehäuse und<br />
erfüllen Military-Grade-Vorgaben<br />
für Schock- und Vibrationsbeständigkeit.<br />
Sie können in einem erweiterten<br />
Temperaturbereich von -20 °C bis<br />
55 °C/70 °C (versionsabhängig)<br />
eingesetzt werden. Der große Eingangsspannungsbereich<br />
von 9 V bis<br />
50 V, Power-Control per Zündung<br />
für In-Vehicle-Anwendungen und<br />
umfassende Funktionen für Fernüberwachung,<br />
Device Management<br />
und automatische Systemwiederherstellung<br />
(Disaster Recovery) runden<br />
die Ausstattung ab. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
57
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Embedded-Module auf NXP-Basis<br />
Als Partner von NXP stellt TQ zwei Embedded-Module auf Basis des i.MX 91 sowie<br />
ein passendes Evaluation Board vor.<br />
TQ-Systems GmbH<br />
www.tq-group.com<br />
Der Technologiedienstleister TQ,<br />
einer der führenden Embedded-<br />
Computing-Spezialisten, gibt die<br />
Verfügbarkeit von zwei neuen<br />
Embedded-Modulen und einem<br />
Evaluation Board bekannt. Die<br />
beiden Module basieren auf der<br />
i.MX 91 CPU von NXP und punkten<br />
mit sehr kleinen Bauweisen:<br />
Trotz Abmessungen von nur 38 mm<br />
x 38 mm und 281 Pins beim LGA-<br />
Modul TQMa91xxLA sowie 54 mm<br />
x 32 mm und 240 Pins beim Steckmodul<br />
TQMa91xxCA stehen alle<br />
Signalpins der CPU zur Verfügung.<br />
Für höchste Ansprüche<br />
Beide Module sind mit ausreichend<br />
externem Speicher, einem<br />
optionalen Security-Chip sowie<br />
einem für die CPU passenden NXP-<br />
PMIC ausgestattet. Um höchsten<br />
Ansprüchen gerecht zu werden,<br />
hat TQ die Module mit einem Gyroscope-Sensor<br />
ausgestattet. Dank<br />
der Vielseitigkeit des Prozessors<br />
und der sehr guten Verlust leistung<br />
von rund einem Watt ermöglichen<br />
diese Moduldesigns zahlreiche<br />
Anwendungen in diversen Steuerungssytemen.<br />
Leistungsfähig<br />
mit vielen Schnittstellen<br />
Mit dem TQMa91xxLA und dem<br />
TQMa91xxCA bietet TQ ein neues<br />
LGA-Modul und ein funktionskompatibles<br />
Steckmodul auf Basis des<br />
i.MX 91 SoC von NXP an.<br />
Die neue Generation der NXP<br />
i.MX 91-Applikationsprozessoren<br />
verfügt über einen Arm Cortex-<br />
A55-Kern und arbeitet mit Taktfrequenzen<br />
von bis zu 1,4 GHz.<br />
Schnittstellen wie USB 2.0 Typ C mit<br />
PHY, Gigabit Ethernet, CAN-FD und<br />
FlexIOs sowie verschiedene Möglichkeiten<br />
zum Anschluss externer<br />
Speicher sind ebenfalls integriert.<br />
Kostengünstige Module<br />
„Als langjähriger Partner freuen<br />
wir uns sehr, zwei kostengünstige<br />
Module anbieten zu können, die auf<br />
der neuen leistungsfähigen Applikationsprozessorfamilie<br />
i.MX 91 von<br />
NXP basieren. Der i.MX-91 Prozessor<br />
ist eine gute Ergänzung für<br />
alle Anwender des i.MX 6UL und<br />
i.MX 6ULL von NXP, die weiterhin<br />
auf eine kostengünstige, aber leistungsfähigere<br />
und moderne Plattform<br />
setzen wollen. Zusätzlich bieten<br />
die i.MX-91-SoCs High-Speed-<br />
Schnittstellen wie TSN und Gigabit-Ethernet,<br />
eine bessere Grafikleistung,<br />
EdgeLock Secure Enclave<br />
sowie eine höhere Rechenleistung<br />
für viele Edge-Anwendungen“,<br />
erklärt Konrad Zöpf, Deputy<br />
Director TQ Embedded und Product<br />
Management Arm / Layerscape<br />
bei TQ. „Damit bieten die<br />
neuen Module Anwendungen wie<br />
Gateways, Steuerungen in der<br />
Gebäude- und Industrieautomatisierung,<br />
Zeit erfassungssysteme,<br />
medizinische Geräte in der Diagnostik<br />
oder sogar Aufzugsteuerungen<br />
eine ideale Plattform.“<br />
Passendes Mainboard<br />
Angepasst an die zahlreichen<br />
Einsatzmöglichkeiten der<br />
TQMa91xx-Module entwickelte<br />
TQ parallel zu den Modulen auch<br />
ein passendes Mainboard. Das<br />
170 mm x 170 mm große Design<br />
MBa91xxCA dient zur Evaluierung<br />
beider Modul typen. Zudem bietet<br />
dieses Mainboard wie gewohnt eine<br />
Vielzahl von industriellen Schnittstellen<br />
und Funktionen.<br />
Hohe Lösungskompetenz<br />
„TQ ist ein langjähriger und<br />
zuverlässiger NXP-Partner für Embedded<br />
Board Solutions“, erklärt<br />
Robert Thompson, Director Secure<br />
Connected Edge Ecosystem bei<br />
NXP Semiconductors. „TQ verfügt<br />
über ein exzellentes Knowhow<br />
und trägt mit seiner Kompetenz<br />
und Erfahrung maßgeblich<br />
zur Entwicklung von zuverlässigen<br />
NXP-basierten Lösungen<br />
bei. Neben den TQ-Embedded-<br />
Modulen, basierend auf den i.MX-<br />
Applikationsprozessoren und den<br />
Layerscape-Kommunikations-<br />
CPUs sowie Security-Chips, finden<br />
Kunden auch Lösungsbausteine<br />
wie WiFi und programmierbare<br />
analoge Front ends auf<br />
Basis der NXP-Technologie auf<br />
den Mainboard-Produkten. Von<br />
der langjährigen Zusammenarbeit<br />
und Lösungskompetenz von<br />
TQ und NXP profitieren Kunden<br />
bei der Umsetzung ihrer eigenen<br />
Lösungen und sparen somit wertvolle<br />
Entwicklungszeit.“ ◄<br />
58 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Pro Minute fallen 21 Hektar Wald.<br />
So schnell kann er<br />
leider nicht weglaufen.<br />
Hilf mit! Gemeinsam schützen wir weltweit Wälder<br />
und ihre Bewohner. Spende jetzt auf wf.de/wald<br />
Die Vernichtung der Wälder in Amazonien und weltweit bedroht<br />
Millionen von Arten – und unsere Gesundheit. Der WWF setzt sich<br />
in Projekten vor Ort, bei Unternehmen und auf politischer Ebene<br />
für ihren Schutz ein. Hilf uns dabei mit deiner Spende.<br />
WWF Spendenkonto: IBAN DE06 5502 0500 0222 2222 22<br />
Modulare Steuerungen<br />
für industrielle Anwendungen<br />
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
All-in-one / oder Panel-PC<br />
Großdisplays mit / ohne IPC<br />
Sehr robuster Tablet-PC zur<br />
Anwendung im Freien<br />
Fronttafel-Einbau-PC alle<br />
Prozessoren möglich<br />
Seit 42 Jahren liefert MASS Elektroniksysteme<br />
für die Industrie.<br />
Heute liegt der Fokus auf IPCs und<br />
Zubehör für Automations- und IoT-<br />
Anwendungen sowie Netzwerke.<br />
MASS GmbH<br />
info@mass.de<br />
www.mass.de<br />
Die Geräte sind in Gehäusen zum<br />
Fronttafel-Einbau oder als frei stehende<br />
Bedien- und Anzeigesysteme<br />
konzipiert. Daneben sind Computer<br />
für 19“-Mechanik oder als Embedded<br />
Box (ohne Display) im Programm,<br />
die meist im Schaltschrank<br />
eingebaut werden. Auch Sonder-<br />
Geräte zum Einsatz in Fahrzeugen,<br />
im Schiffsbau, für Medizinoder<br />
Bergwerksaufgaben mit dazu<br />
passenden Gehäusen gehören zum<br />
Lieferprogramm.<br />
Große Displayauswahl<br />
Deren LC-Displays können von<br />
5,7“ bis 55“ gewählt und mit resistiven-<br />
oder Multitouch-Screens (pcap)<br />
bestückt werden. Die Rechnerplatine<br />
wird mit Intel-, AMD- oder ARM-<br />
Prozessoren verschiedener Leistung<br />
bestückt, dazu kommt der Hauptund<br />
Massenspeicher.<br />
Kundenspezifische<br />
Schnittstellen<br />
Die Schnittstellen werden nach<br />
Kundenwunsch geliefert: die klassischen<br />
VGA, HDMI, USB und COM<br />
(RS232/422/485), ebenso auch I²C,<br />
GPS, Audio line IN / line OUT, Mic-<br />
IN, WLAN sowie digitale und analoge<br />
Ein- und Ausgänge. Dabei werden<br />
Bluetooth, WIFI, LTE, GPS oder<br />
Gbit-Ethernet unterstützt und bieten<br />
damit den Anschluß vieler externer<br />
Geräte. Auch eine SPS-Steuerung<br />
ist möglich. Neben Sensoren<br />
für die Messtechnik können auch<br />
komplexe Systeme wie Echtzeituhr,<br />
USV, Barcodescanner, RFID-<br />
Reader, WebCAM oder ein Bewegungsmelder<br />
eingebunden werden.<br />
Der Raspberry-Pi Prozessor<br />
RPI ist wegen seiner inzwischen<br />
hohen Marktanteile und seines<br />
günstigen Preises zu einer eigenen<br />
Produktgruppe angewachsen.<br />
Dazu kommen viele Werkzeuge und<br />
Anwenderprogramme.<br />
Erweiterungsboards<br />
Diese Computer können mit<br />
Erweiterungsboards bestückt werden,<br />
um zusätzliche Aufgaben zu<br />
bearbeiten. Alle Geräte enthalten<br />
ein solides Metallgehäuse zum Einsatz<br />
in rauer industrieller Umgebung.<br />
Ein betriebssicheres Netzteil<br />
mit 9-36 VDC oder anderer Eingangs-Gleichspannung<br />
ist wählbar.<br />
Die Systeme enthalten wahlweise<br />
optoentkoppelte I/Os und laufen<br />
im rauen 24/7-Betrieb bei 0-50 °C<br />
störungsfrei.<br />
Diese meist lüfterlosen IPCs sind<br />
die Schnittstelle zwischen intelligenten<br />
Sensoren oder mobilen Kleincomputern<br />
und dem EDV-Netzwerk.<br />
Sie sind entwickelt und gefertigt in<br />
Deutschland. ◄<br />
Embedded-Box ohne Display<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
59
Produktion<br />
Kugel- und Rollenoptik zum flexiblen<br />
Laserschweißen von Folien<br />
Kugel- (links) und Rollenoptik drücken mit der frei drehbaren Glaskugel/-rolle die Folien lokal zusammen und<br />
fokussieren den Laser gleichzeitig.<br />
ProByLas AG<br />
www.probylas.com<br />
Für das Schweißen von Folien<br />
im Bereich der Medizintechnik wird<br />
häufig Wärmeimpuls- oder Hochfrequenzschweißen<br />
eingesetzt, die<br />
für große Serien sehr effizient sind.<br />
Bei kleineren Stückzahlen und<br />
wechselnden Geometrien wird<br />
der Aufwand für die bauteilspezifischen<br />
Werkzeuge ungünstig.<br />
Das Laserschweißen kann dann<br />
eine sinnvolle Alternative bieten,<br />
da keine spezifischen Werkzeuge<br />
notwendig sind, sondern nur die<br />
Schweiß kontur umprogrammiert<br />
werden muss.<br />
Präsenz in Medizinelektronik erweitert<br />
DELO Industrie Klebstoffe<br />
www.delo.de<br />
DELO baut seinen Fußabdruck<br />
in der Medizinelektronik aus. Der<br />
weltweit aktive Klebstoffhersteller<br />
plant, seine Hightech-Klebstoffe<br />
sowie Miniaturisierungs- und<br />
Rohstoff-Expertise stärker bei der<br />
Entwicklung medizinischer Technologien<br />
wie Biosensoren, kontinuierlicher<br />
Glukose-Mess systeme<br />
(CGM), Insulinpumpen und Mikrofluidik<br />
einzusetzen. Zudem sollen<br />
neue, medizinkompatible Klebstoffe<br />
für die spezifischen Anwendungen<br />
und Anforderungen von<br />
Medizinelektronik-Kunden entwickelt<br />
werden.<br />
Die Medizinelektronik ist ein<br />
sich rasch entwickelnder Sektor,<br />
der Patienten neue und innovative<br />
Möglichkeiten bietet. Vor<br />
allem Wearables zum Tracken von<br />
Gesundheitsparametern haben<br />
sich zu einer festen Größe entwickelt.<br />
So steigt die Marktdurchdringung<br />
von Smartwatches mit<br />
integrierten Gesundheitsfunktionen<br />
wie Pulsmessung, Schrittzählung<br />
und Sturzerkennung stetig<br />
an. Diese und viele weitere Funktionen<br />
zeigen, wie Medizin- und<br />
die Unterhaltungselektronik weiter<br />
verschmelzen.<br />
Als führender Hersteller von<br />
Hightech-Klebstoffen und anderen<br />
multifunktionalen Materialien<br />
arbeitet DELO seit langem mit<br />
einigen der größten Unternehmen<br />
der Halbleiterindustrie und Unterhaltungselektronik<br />
zusammen.<br />
Im stärkeren Fokus auf Medizinelektronik-Kunden<br />
sieht DELO die<br />
Chance, auch sie bei der Entwicklung<br />
von Innovationen zu unterstützen.<br />
Eine dieser Innovationen<br />
ist die Lab-on-Chip-Technologie,<br />
bei der Halbleiter zum Erkennen<br />
und Überwachen von Krankheiten<br />
eingesetzt werden. DELO will hier<br />
mit seiner umfangreichen Expertise<br />
in den Bereichen Optoelektronik<br />
und Miniaturisierung einen<br />
Beitrag leisten.<br />
„Wir verfügen über eine steigende<br />
Anzahl medizinischer Zertifizierungen<br />
für unsere Hightech-<br />
Klebstoffe, die belegen, dass sie<br />
nicht zytotoxisch wirken“, sagt<br />
Geschäftsführer Dr. Karl Bitzer.<br />
„Für unsere künftigen Kunden<br />
werden wir auch mehr spezialisierte<br />
Produkte auf den Markt bringen<br />
und unser Know-how in den<br />
Bereichen Halbleiterfertigung, Miniaturisierung<br />
sowie Dosieren und<br />
Aushärten einbringen.“ ◄<br />
60 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Energie und Fügedruck<br />
Neben der Energie des Laserstrahls<br />
zum Schmelzen der Polymere<br />
ist auch der Fügedruck in der<br />
Schweißnaht wichtig. Der übliche<br />
Ansatz einer fixen Spanneinheit,<br />
die das ganze Bauteil gleichzeitig<br />
zusammendrückt, kommt bei<br />
großen Bauteilen und insbesondere<br />
Folien an seine Grenzen. Für<br />
solche Anwendungen ist es sinnvoller<br />
die Folien nur gerade lokal<br />
an der Schweißposition zusammenzudrücken<br />
mit einer rollenden<br />
Glaskugel oder Glasrolle, die den<br />
Laserstrahl gleichzeitig auf die<br />
Schweißnaht fokussiert. Mit dem<br />
speziellen Luftlager von ProByLas<br />
konnte der Durchmesser der Glaskugel<br />
stark reduziert werden auf<br />
standardmäßig 12 mm Durchmesser.<br />
Auch die Glasrolle basiert auf<br />
einem Luftlager, das zudem kleine<br />
Verkippungen erlaubt, damit die<br />
Rollenoberfläche gleichmäßig auf<br />
den Folien oder Unterlage aufliegt.<br />
2- oder 3-dimensionale<br />
Layouts<br />
Mit der Kugeloptik sind beliebige<br />
2-dimensionale Geometrien in einer<br />
Ebene möglich. Oder auch 3-dimensionale<br />
Layouts, wenn die Folien<br />
entsprechend ausgelegt und die<br />
Kugeloptik an einen Roboter montiert<br />
wird. Mit der Rollenoptik lassen<br />
sich breitere Schweißnähte herstellen,<br />
aber primär in eine Richtung<br />
oder Kurven mit großem Radius.Auf<br />
der MedtechLIVE Messe in Nürnberg<br />
Ende Mai wurde das Laserschweißen<br />
mit Kugeloptik anhand<br />
von aufblasbaren Kissen aus TPU-<br />
Folien gezeigt. ◄<br />
Dosierlösungen von A bis XYZ<br />
langlebigere Lösungen für Ihre<br />
Anwendungen anbieten.<br />
hin zu wiederholten, zeitgesteuerten<br />
Punkten.<br />
Genauigkeit, Wiederholbarkeit<br />
und Flexibilität<br />
für eine Vielzahl an Service-<br />
Industrien:<br />
• Luft-und Raumfahrt<br />
• Militär<br />
• Verpackungsindustrie<br />
• Industrielle Montage<br />
• Medizinische Geräte<br />
• Elektronik<br />
• Mobile Geräte<br />
• Automobil<br />
• Sondermaschinenbau<br />
Leistungsmerkmale<br />
Hervorragende Haltbarkeit:<br />
Techcon Dosierventile werden<br />
in sensiblen Fertigungsprozessen<br />
eingesetzt. Sie benötigen weniger<br />
Wartung als vergleichbare Produkte,<br />
wodurch sie in der Branche<br />
als „Arbeitspferd“ geschätzt<br />
werden.<br />
Verbesserte Arbeitshygiene:<br />
Das Ergebnis höherer Genauigkeit<br />
und hervorragender Haltbarkeit<br />
ist eine verbesserte industrielle<br />
Hygiene – ein sauberer, effizienter<br />
Prozess.<br />
Seit vielen Jahren vertreiben<br />
wir bei GLOBACO Dosiertechnik<br />
von Techcon wegen ihrer hohen<br />
Präzision und Haltbarkeit.<br />
Dosiersysteme von Techcon<br />
bieten verbesserte Arbeits hygiene<br />
und verbesserte Produktivität,<br />
machen Prozesse effizienter und<br />
schaffen damit einen Mehrwert für<br />
Sie. Mit diesen hochwertigen Produkten,<br />
unserer Entschlossenheit<br />
und langjährigem Know-how helfen<br />
wir Ihnen Fertigungsprobleme<br />
zu lösen, sei es in der Luftfahrt,<br />
beim Militär, in der Verpackungsindustrie,<br />
bei der Herstellung medizinischer<br />
Geräte, in der industriellen<br />
Montage oder in der Elektronik.<br />
Während sich Ihre Prozesse<br />
und Herausforderungen weiterentwickeln,<br />
wird Techcon weiterhin<br />
intelligentere, sauberere und<br />
Höhere Genauigkeit:<br />
Techcon Dosiersysteme und<br />
-komponenten sind so konzipiert<br />
und hergestellt, dass sie eine<br />
strenge Kontrolle und Genauigkeit<br />
für eine Vielzahl von Dosiersystemanwendungen<br />
bieten. Die<br />
Dosierroboter wurden speziell für<br />
Dosieranwendungen entwickelt<br />
und konfiguriert. Sie bieten absolute<br />
Kontrolle über die Dosierung<br />
von Flüssigkeiten und Pasten, ob<br />
in Linien, Bögen oder Kreisen bis<br />
Gesteigerte Produktivität:<br />
Mit Dosiertechnik von Techcon<br />
wird Ihre Produktivität gesteigert.<br />
Prozesse werden schneller ausgeführt,<br />
es entsteht weniger Abfall,<br />
die Ausrüstung hält länger – und<br />
Sie sparen Geld!<br />
Alle diese Punkte – Genauigkeit,<br />
Haltbarkeit, Arbeitshygiene<br />
und Produktivität – ergeben einen<br />
überzeugenden Mehrwert!<br />
Globaco GmbH<br />
Paul-Ehrlich-Straße 16-20 • 63322 Rödermark • Tel.: 06074/86915<br />
Fax: 06074/93576 • info@globaco.de • www.globaco.de<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
61
Produktion<br />
Zuverlässige Luftfeuchtigkeitsmessung<br />
vor und nach der Sterilisation<br />
Feuchtesensor hat kein Problem mit Wasserstoffperoxid<br />
Reinräume, Inkubatoren und<br />
andere Geräte werden meist mit<br />
Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) sterilisiert.<br />
Für die Wirksamkeit ist die<br />
Luftfeuchtigkeit bei dem Verfahren<br />
von entscheidender Bedeutung.<br />
Allerdings haben herkömmliche<br />
Feuchte-Sensoren Probleme<br />
bei hoher H 2 O 2 -Konzentration genau<br />
zu messen und fallen oft aus. Nicht<br />
so die Fühler-Generation “Rotronic<br />
HC2A-SX-HH” von PST.<br />
Rotronic HC2A-SX-HH<br />
und HC2A-SM-HH<br />
© Process Sensing Technologies<br />
Process Sensing Technologies<br />
PST GmbH<br />
www.processsensing.com<br />
Rotronic HC2A-SX-HH<br />
Das Problem beim Sterilisieren<br />
mit Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 )<br />
ist, dass dabei die Luftfeuchtigkeit<br />
überwacht werden muss, die meisten<br />
Feuchtesensoren jedoch Probleme<br />
mit der hohen H 2 O 2 -Konzentration<br />
haben. Zum einen behindert<br />
H 2 O 2 das Messen von Wasserdampf,<br />
indem es die Poren auf<br />
der Oberfläche des Sensors besetzt<br />
und zum anderen kann es empfindliche<br />
Materialien, wie das in Feuchtesensoren<br />
verwendete Polymer,<br />
angreifen. Eine Lösung bietet Process<br />
Sensing Technologies (PST)<br />
mit der Fühler-Generation “Rotronic<br />
HC2A-SX-HH”. Rotronic, ein<br />
Unternehmen der PST-Gruppe, hat<br />
speziell dafür den Sensor HYGRO-<br />
MER@HH-1-SK mit zusätzlichem<br />
Rotronic HH-1-SK Sensor<br />
Schutzgitter entwickelt. Die Fühler<br />
sind dadurch resistenter gegen<br />
H 2 O 2 und haben eine viel längere<br />
Lebensdauer als Standardsensoren<br />
für diese Anwendungen.<br />
Immer den richtigen Fühler<br />
Die Fühlergeneration Rotronic<br />
HygroClip2 Advanced (HC2A) misst<br />
relative Feuchte von 0…100 %rF,<br />
Temperatur von 0…60 °C sowie den<br />
Taupunkt und zwar mit einer Genauigkeit<br />
von ±0,8 %rF sowie ±0,1 K bei<br />
10…30 °C. Die GAMP-konformen<br />
Sensoren sind im Betrieb austauschbar.<br />
Der HygroClip2 ist in diversen<br />
Bauformen lieferbar: Vom einfachen<br />
Aufsteckfühler für Handmessgeräte<br />
und Datenlogger bis zum hochentwickelten<br />
Kabelfühler für Hochtemperatur-<br />
und andere Spezialanwendungen.<br />
Somit findet jeder Anwender<br />
bei PST exakt den Fühler, den<br />
er für seine Anwendung benötigt.<br />
Allen gemeinsam ist die hohe Präzision,<br />
die durch eine individuelle<br />
Justierung mithilfe des AirChips<br />
noch gesteigert werden kann. ◄<br />
LED-UV-Aushärtung für unterschiedlichste<br />
Substrate und Geometrien<br />
Dr. Hönle AG<br />
www.hoenle.de<br />
LED-Spot 200 HP IC heißt die<br />
neueste Entwicklung des UV-Spezialisten<br />
Dr. Hönle AG. Das LED-<br />
UV-Aushärtegerät ist der Missing<br />
Link zwischen schmalen Linien- und<br />
quadratischen Flächenstrahlern für<br />
schnelles und zuverlässiges Kleben<br />
und Vergießen.<br />
Der Neuzugang zur bewährten<br />
LED-Spot-Produktfamilie verfügt<br />
über ein Lichtaustrittsfenster von<br />
200 x 50 mm und ist damit optimal<br />
auf Anwendungen zugeschnitten,<br />
die eine homogene Bestrahlung<br />
von rechteckigen Flächen benötigen,<br />
ob stationär oder im Durchlauf.<br />
Einsatzbereiche sind beispielsweise<br />
vollautomatische Fertigungslinien<br />
oder die Montage auf Förderbändern.<br />
Die Bestrahlungsfläche lässt sich<br />
durch das modulare Aneinanderreihen<br />
mehrerer Geräte zudem beliebig<br />
erweitern und flexibel auf unterschiedlichste<br />
Geometrien zuschneiden.<br />
Der LED-Spot 200 HP IC kann<br />
sehr einfach und kostengünstig in<br />
Klebe- und Vergussprozesse integriert<br />
werden.<br />
Wie alle LED-Spot-Produkte ist<br />
er in den Wellenlängen 365, 385,<br />
395, 405 und 460 nm erhältlich<br />
und erreicht hohe Intensitäten von<br />
bis zu 5.000 mW/cm² für ein sehr<br />
schnelles und zuverlässiges Aushärten.<br />
Dank LED-Ausfallerkennung<br />
und umfangreichen Überwachungsfunktionen<br />
gewährt er höchste Prozesssicherheit.<br />
62 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Innovative lichthärtende Klebstoffe<br />
für medizinische Geräte<br />
Produktion<br />
Mit seiner neuartigen HLC-Technologie und den lichthärtenden Klebstoffen ohne hautreizende Inhaltsstoffe sorgt<br />
Dymax für neue Standards beim Verkleben von medizinischen Produkten und Komponenten<br />
Dymax, einer der international<br />
führenden Hersteller von lichthärtenden<br />
Materialien und Geräten,<br />
präsentierte auch 2023 seine Neuheiten<br />
auf der COMPAMED.<br />
DYMAX Europe GmbH<br />
info_de@dymax.com<br />
https://de.dymax.com<br />
Hybrid Light-Curable<br />
Technologie<br />
Im Fokus stand 2023 die zum<br />
Patent angemeldete Hybrid Light-<br />
Curable-Technologie von Dymax.<br />
Die HLC-Klebstoffe sind die weiterentwickelte<br />
Generation bestehender<br />
UVCAs und vereinen die außergewöhnlichen<br />
physikalischen Leistungsmerkmale<br />
der licht härtenden<br />
Klebstoffe von Dymax mit den<br />
feuchtigkeits-/kontakthärtenden<br />
Eigenschaften der extrem schnell<br />
anionisch vernetzenden CAs. Somit<br />
wird nicht nur eine schnelle und<br />
vollständige Verklebung in Schattenzonen<br />
gewährleistet, sondern<br />
auch der Einsatz bei opaken oder<br />
sogar lichtundurchlässigen Materialien<br />
ermöglicht.<br />
Hautfreundliche<br />
medizinische Klebstoffe<br />
Am Gemeinschaftsstand mit<br />
Biesterfeld Spezialchemie aus Hamburg<br />
konnten sich Besucher darüber<br />
hinaus über die Vorteile der hautfreundlichen<br />
medizinischen Klebstoffe<br />
der Dymax 2000-MW-Serie<br />
für medizinische Wearables informieren.<br />
Diese werden ohne die<br />
üblicherweise verwendeten hautreizenden<br />
Rohstoffe, wie beispielsweise<br />
IBOA und TPO, formuliert und<br />
erfüllen somit die speziellen Anforderungen<br />
für medizinische Wearables.<br />
Typische Einsatzgebiete sind<br />
außerdem auch alle medizinischen<br />
Geräte, die in unmittelbarer Nähe<br />
zur Haut getragen werden, wie beispielsweise:<br />
Blutzuckermessgeräte,<br />
großvolumige Injektoren, Patientenüberwachungsgeräte<br />
und Geräte<br />
zur Schmerzbehandlung.<br />
Dymax MD 1045-M<br />
Als Teil des Portfolios wurde auch<br />
der neu entwickelte medizinische<br />
Klebstoff Dymax MD 1045-M für Fertigspritzen<br />
und medizinische Injektoren<br />
auf der COMPAMED präsentiert.<br />
Dieser Klebstoff wurde speziell<br />
für das Verkleben von Glas-, Edelstahl-,<br />
ABS- und PC-Substraten entwickelt,<br />
die häufig für die Montage<br />
von Fertigspritzen, medizinischen<br />
Einweggeräten sowie Auto-, Penund<br />
Wearable-Injektoren verwendet<br />
werden.<br />
Sein großer Vorteil liegt in der<br />
niedrigen Viskosität von 475 mPas.<br />
Damit lässt er sich deutlich schneller<br />
applizieren und reduziert so die<br />
Zeit einiger Verarbeitungsschritte.<br />
Neueste Aushärtungsgeräte<br />
Hersteller von medizintechnischen<br />
Produkten konnten sich<br />
auch über die neuesten UV/Breitband-<br />
und LED-Aushärtungsgeräte,<br />
einschließlich des leistungsstarken<br />
LED-Punkthärtungssystems<br />
Dymax BlueWave QX4 V2.0<br />
und des neuentwickelten, hochintensiven<br />
LED-Flächenhärtungsgerätes<br />
Dymax BlueWave FX-1250<br />
informieren. ◄<br />
Versorgung und Ansteuerung aller<br />
LED-Spot-Aushärtegeräte erfolgt<br />
entweder direkt durch ein externes<br />
Netzteil und kundenseitige SPS oder<br />
über den optional erhältlichen LED<br />
powerdrive IC, bei dessen Entwicklung<br />
höchste Priorität auf intuitive<br />
Bedienung und Kundenfreundlichkeit<br />
gelegt wurde.<br />
Hauptanwendungsbereiche der<br />
LED-Spot-Produkte sind das Kleben,<br />
Fixieren und Ver gießen von Komponenten<br />
in der Elektronik-, Optikund<br />
medizintechnischen Industrie.<br />
LED-Spots werden aber auch zur<br />
Fluoreszenz anregung oder für hochintensive<br />
Bestrahlungen im biochemischen<br />
Bereich eingesetzt. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
63
Produktion<br />
Spezialklebstoffe für Medical Wearables<br />
sich am besten der hochpräzise<br />
Kleinstmengendosierkopf DosPL<br />
DPL2001 von Scheugenpflug, Part<br />
of the Atlas Copco Group. Dieser<br />
erlaubt einen hochgenauen Auftrag<br />
der Klebstoffe selbst für kleinste<br />
Volumina bis den µl-Bereich. Durch<br />
dessen Einsatz können Glob Tops<br />
zuverlässig bis 0,003 ml gesetzt,<br />
Dosiergenauigkeiten von kleiner<br />
0,5 % erreicht und dünnste Linien<br />
auf dem Kunststoffgehäuse mit<br />
genauem Start und Stopp durchgeführt<br />
werden.<br />
Der Dosierkopf arbeitet nach dem<br />
Prinzip der volumetrischen Dosierung.<br />
Ein Kontrollsystem erkennt<br />
zuverlässig Viskositätsschwankungen<br />
und stellt eine gleichbleibend<br />
hohe Präzision der Klebekontur<br />
sicher.<br />
Medical Wearables und Minidiagnostikgeräte,<br />
wie etwa Diabetessensoren<br />
zum Monitoring von Blutzuckerwerten,<br />
werden immer häufiger<br />
verwendet. Diese Geräte müssen<br />
zu jeder Zeit verlässlich sein,<br />
und dabei gleichzeitig unbedenklich<br />
für die enge Nutzung am Körper.<br />
Panacol-Elosol GmbH<br />
www.panacol.de<br />
Panacol hat ein breites Portfolio<br />
an Spezialklebstoffen ent wickelt,<br />
die den hohen Anforderungen und<br />
Ansprüchen von Herstellern und<br />
Nutzern gerecht werden. Gemeinsam<br />
mit Dosiergerätehersteller<br />
Scheugenpflug und UV-Gerätehersteller<br />
Dr. Hönle wurde ein Anlagenkonzept<br />
erprobt, das die präzise<br />
Dosierung für den Auftrag geringer<br />
Volumina von UV-Klebstoffen<br />
mit integrierter LED-UV-Härtung<br />
ermöglicht.<br />
Sehr gute Haftung<br />
Die Qualität der Medical Wearables<br />
beginnt bei der Fertigung.<br />
Medizinklebstoffe von Panacol weisen<br />
eine sehr gute Haftung auf den<br />
am häufigsten verwendeten Materialien<br />
auf, meist Kunststoffe, Edelstahl,<br />
Glas oder Keramik. Ferner<br />
sind sie biokompatibel und bereits<br />
nach ISO 10993-4/-5/-10/-23 und/<br />
oder USP Class VI getestet.<br />
Speziell entwickelte<br />
Klebstoffe<br />
Jeder Fertigungsprozess erfordert<br />
speziell entwickelte Klebstoffe:<br />
Von UV-Acrylaten über UV-<br />
Epoxies bis hin zu elektrisch leitfähigen<br />
Produkten und konventionellen<br />
warmhärtenden Epoxies bietet<br />
Panacol passende Klebstoffe für<br />
alle Anwendungen. Egal, ob es um<br />
strukturelle Gehäuseverklebungen,<br />
Nadelverklebungen oder klebtechnische<br />
Lösungen auf dem PCB geht.<br />
Zur Verklebung von Nadeln oder<br />
Gehäusen von Wearables bieten<br />
sich UV-Klebstoffe an, die unter<br />
UV-Bestrahlung sehr schnell aushärten<br />
und daher ideal für schnelle<br />
Taktzeiten und großvolumige Produktionen<br />
sind. Für die optische<br />
Qualitäts kontrolle der Verklebung<br />
sind einige Klebstoffe zusätzlich<br />
mit Fluoreszenzmarkern erhältlich,<br />
die mit kurzwelliger UVA-Strahlung<br />
angeregt werden.<br />
Verklebungen<br />
auf Leiterplatten<br />
Für Verklebungen auf Leiterplatten<br />
werden neben UV-Klebstoffen auch<br />
thermisch härtende Epoxidharzklebstoffe<br />
verwendet. Hier ist je nach<br />
Anwendung auf eine hohe Ionenreinheit<br />
des Klebstoffs zu achten,<br />
um Korrosion zu vermeiden. Elektrisch<br />
leitfähige Klebstoffe hingegen<br />
sind meist silbergefüllt und können<br />
somit Lötstellen ersetzen oder als<br />
flexible Leiterbahnen sogar auf biegsame<br />
Wearables appliziert werden.<br />
Präziser Klebstoffauftrag<br />
Ein präziser und gleichmäßiger<br />
Klebstoffauftrag ist bei der Herstellung<br />
von Wearables unerlässlich. Für<br />
die kleinen Dosier volumina eignet<br />
Sekundenschnelle<br />
Vernetzung<br />
Die sekundenschnelle Vernetzung<br />
wird durch die UV-, Epoxidund<br />
Acrylat-Härtungstechnologie<br />
erreicht. Dabei sind die Aushärtesysteme<br />
von Hönle speziell auf<br />
die Wellenlängen der UV-Klebstoff-Photoinitiatoren<br />
von Panacol<br />
abgestimmt. Im getesteten Anlagenkonzept<br />
kommt der LED-Spot<br />
40 IC von Hönle mit der Wellenlänge<br />
von 405 nm zum Einsatz. Die kompakte<br />
Bauform ermöglicht es, den<br />
hochintensiven Kleinflächenstrahler<br />
zusammen mit dem Dosierkopf in<br />
die Multifunktionszelle Dispensing-<br />
Cell DC803 von Scheugenpflug zu<br />
integrieren. Dadurch kann das Bauteil<br />
für beide Prozesse, Dosieren<br />
und UV-Aushärtung, in einer Position<br />
verbleiben. Transportwege<br />
und -zeiten entfallen, und damit die<br />
Gefahr von Erschütterungen, Verunreinigungen<br />
und Verfließen des<br />
Klebstoffs.<br />
Durch das integrierte Anlagenkonzept<br />
werden höchste Prozessstandards<br />
und eine herausragende<br />
Performance auch in der Serienproduktion<br />
erreicht, um den anspruchsvollen<br />
Produktionsanforderungen<br />
für Medical Wearables gerecht zu<br />
werden.<br />
Panacol präsentiert diese One-<br />
Stop-Lösung für die Herstellung von<br />
Wearables auf der Compamed und<br />
in diesem Video: www.youtube.com/<br />
watch?v=UYU94RtPyis ◄<br />
64 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Jedem Titan seinen Bohrer!<br />
Bild 1: In vielen Sparten erfreut sich Titan hoher Beliebtheit<br />
Bilder © Mikron Tool<br />
Mikron Switzerland AG,<br />
Division Tool<br />
mto@mikron.com<br />
www.mikrontool.com<br />
Der Hochleistungswerkstoff<br />
Titan ist eine zerspanungstechnische<br />
Herausforderung, auch in der<br />
Medizin technik. Gleichwohl: Titan ist<br />
nicht gleich Titan. Je nachdem, ob<br />
es sich um Reintitan oder legiertes<br />
Titan handelt, ergeben sich unterschiedliche<br />
zerspanungstechnische<br />
Verhalten. Für diese Herausforderung<br />
hat Mikron Tool auf die jeweiligen<br />
Titansorten perfekt zugeschnittene<br />
Bohrer entwickelt, die Titan<br />
prozesssicher, mit höheren Schnittwerten,<br />
längeren Standzeiten und<br />
hervorragender Bohrungsqualität<br />
zerspanen können.<br />
Titan ist hoch anspruchsvoll<br />
Wegen seiner hohen Elastizität<br />
und Zugfestigkeit ist das Zerspanen<br />
des widerspenstigen Titans<br />
hoch anspruchsvoll. Der Spanbruch<br />
ist problematisch. Durch die<br />
geringe Wärmeleitfähigkeit wird<br />
die Wärme nicht über den Span<br />
aus der Schneidzone abgeführt.<br />
Zudem neigt Titan zur Bildung von<br />
Aufbauschneiden. Das alles führt zu<br />
höherem Verschleiß und verringert<br />
die Prozesssicherheit.<br />
Bohren als Herausforderung<br />
Beim Bohren von Titan sind<br />
die Probleme noch gravierender.<br />
Durch die zähelastische Eigenschaft<br />
des Titans wird der Bohrer<br />
verklemmt, der Druck auf die<br />
Schneiden nimmt zu. Materialverklebung<br />
an Schneiden und Führungsfasen<br />
erhöht die Schnittkräfte,<br />
infolgedessen die Schneidkanten<br />
ausbrechen können. Sind<br />
die Oberflächen einmal beschädigt,<br />
bleibt noch mehr Material<br />
haften, was die Reibung erhöht.<br />
Überdies ist auch die Spanform<br />
problematisch. Die Titan-Späne<br />
verdichten sich gerne im Kopfbereich<br />
und verhindern das Nachfließen<br />
weiterer Späne. Das führt<br />
oft zu unkontrollierten Bohrerbrüchen.<br />
Erschwerend kommt<br />
die hohe Temperaturbelastung<br />
der Schneiden hinzu.<br />
Cool the tool<br />
Um die Wärme in der Zerspanzone<br />
zu reduzieren, führen zwei<br />
Kühlkanäle mit großen Querschnitten<br />
massiv Kühlmittel bis zur Bohrspitze<br />
und garantieren eine konstante<br />
Kühlung inklusive Schmierung<br />
der Schneiden. Gleichzeitig<br />
spült der massive Kühlmittelstrahl<br />
die Späne durch die polierten Spannuten<br />
und verhindert so den Spänestau<br />
(Bild 2).<br />
Die patentierte Sonderform der<br />
Kühlkanäle von Mikron Tool ermöglicht,<br />
eine 4 Mal höhere Kühlmittelmenge<br />
bei gleichem Druck durch<br />
das Werkzeug zu schießen. Das<br />
steht für Innovation bei der Wärmeund<br />
Späneabfuhr.<br />
Bild 2: Innovatives Kühlkonzept<br />
Titan ist nicht gleich Titan<br />
Um dieses Material effizient zu<br />
bearbeiten, muss man es bis ins<br />
kleinste Detail kennen. Mikron<br />
Tool hat bei seiner Entwicklungsarbeit<br />
herausgefunden, dass sich die<br />
verschiedenen Titansorten extrem<br />
voneinander unterscheiden, was<br />
für deren industrielle Bearbeitung<br />
von höchster Relevanz ist. Reintitan<br />
(Grad 1 - 4) zeichnet sich durch hohe<br />
Korrosionsbeständigkeit aus, hat<br />
aber dafür geringere mechanische<br />
Festigkeiten. Legiertes Titan (Grad 5<br />
und höher) hat eine hohe Festigkeit,<br />
aber eine geringe Duktilität.<br />
Werkstoffspezifische Bohrer<br />
sind die Lösung<br />
Diese Unterschiede zerspanungstechnisch<br />
in den Griff zu bekommen,<br />
ist eine Meisterleistung. Die Ingenieure<br />
von Mikron Tool – Stand heute<br />
– haben die perfekte Lösung gefunden:<br />
zwei spezifische Geometrien,<br />
eine für Reintitansorten und eine für<br />
Titanlegierungen. So ist eine perfekt<br />
kontrollierte Spanabfuhr, hohe<br />
Bohrgeschwindigkeiten und wiederholgenaue<br />
Prozesse mit optimaler<br />
Bohrqualität für diese diffizilen<br />
Titanwerkstoffe garantiert.<br />
Doppelt so schnell<br />
Die neuen Bohrer CrazyDrill Cool<br />
Titanium gibt es im Durchmesserbereich<br />
von 1 bis 6,35 mm. Für Reintitan<br />
entwickelte Mikron Tool Kurzbohrer<br />
mit 3 x d und Bohrer mit 6 x d.<br />
Für Titanlegierungen setzt Mikron<br />
Tool auf Bohrer mit 6 x d und 10 x d<br />
in Kombination mit einem Pilot bohrer<br />
(Bild 3). ◄<br />
Bild 3: Je ein Bohrer mit spezifischer Geometrie pro Titantyp: einen für<br />
Reintitansorten und einen für Titanlegierungen<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
65
Verpacken/Kennzeichnen/Identifizieren<br />
Qualitätskontrolle von UDI-Codierungen<br />
Normgerechte Verifizierung nach Vorgaben der FDA und MDR<br />
IOSS intelligente optische<br />
Sensoren und Systeme GmbH<br />
info@ioss.de<br />
www.ioss.de<br />
Die IOSS GmbH aus Radolfzell<br />
ist Hersteller von 2D Code Leseund<br />
Bewertungssystem zur Qualitätsprüfung<br />
und Prozessautomatisierung.<br />
Die lückenlose Rückverfolgung<br />
von Medizinprodukten und<br />
die Qualitätssicherung spielen eine<br />
bedeutende Rolle für die Patientensicherheit.<br />
Hierzu hat die FDA und<br />
später die MDR die Vorgaben der<br />
eindeutigen Beschriftung (UDI) für<br />
medizinische Produkte geschaffen.<br />
Um die Lesbarkeit des aufgebrachten<br />
UDI-Codes sicherzustellen,<br />
soll die Qualität vor dem Inverkehrbringen<br />
geprüft werden und<br />
muss eine Minimum-Qualität aufweisen.<br />
Für alle direkt markierten<br />
Codes auf Produkten wie zum Beispiel<br />
Implantate oder Instrumente<br />
ist die Qualitätsprüfung nach der<br />
Norm ISO/IEC 29158 vorgegeben.<br />
Das DMR210 Verifier System<br />
inklusive der normgerecheten<br />
Beleuchtung, bietet eine zuverlässige<br />
Qualitätsprüfung der UDI-<br />
Codierung für diese Vorgaben.<br />
Selbst sehr kleine Codierungen auf<br />
hoch spiegelnden und runden Oberflächen<br />
sind kein Problem und werden<br />
sicher und zuverlässig geprüft.<br />
Das DMT300 Tischlesesystem<br />
wird anschließend für das Auslesen<br />
dieser UDI-Codes zum Beispiel in<br />
Kliniken oder Arztpraxen verwendet.<br />
Eine perfekte Dombeleuchtung<br />
kombiniert mit einer extrem starken<br />
Dekodiereinheit macht diesen Scanner<br />
zu einem der leistungsstärksten<br />
Tischlesesystem auf dem Markt.<br />
Unabhängig vom Untergrund werden<br />
Codes ab 1 mm Größe blitzschnell<br />
ausgelesen. ◄<br />
High Performance Code Reader<br />
Der neue Q-Scanner DMT300<br />
IOSS intelligente optische<br />
Sensoren und Systeme GmbH<br />
info@ioss.de<br />
www.ioss.de<br />
Das DMT300 Tischlesesystem<br />
ist der ultimative Codereader für<br />
anspruchsvolle Anwendungen in<br />
der Medizintechnik, bei Werkzeugen<br />
und in der Industrie.<br />
Identifikation von UDI Code auf<br />
Implantaten und Instrumenten,<br />
Bestandsverwaltung von Werkzeugen<br />
oder Bauteil- und Prozesskontrolle<br />
in der Industrie, der IOSS<br />
„Q-Scanner“ bietet Lösungen für<br />
eine breite Palette von Anwendungsfällen.<br />
Mit seinen beeindruckenden<br />
Eigenschaften setzt<br />
der Q-Scanner neue Maßstäbe<br />
für das effiziente Auslesen von<br />
Codierungen. Dieses leistungsstarke<br />
Scanner-System kombiniert<br />
eine perfekte Dome-Beleuchtung<br />
mit einer extrem starken Dekodiereinheit,<br />
was es zu einem der<br />
herausragendsten Tischlesesysteme<br />
auf dem Markt macht.<br />
Blitzschnell erkennt er Codes ab<br />
1 mm Größe, unabhängig vom<br />
Untergrund. Selbst runde und hoch<br />
spiegelnde Oberflächen sind kein<br />
Problem. Eine weiße Beleuchtung<br />
ist darüber hinaus auch für Codierungen<br />
auf allen farbigen Kunststoffe<br />
geeignet.<br />
Die Bedienung des DMT300 ist<br />
so einfach wie effizient. Es bedarf<br />
keiner aufwendigen Konfiguration.<br />
Der Scanner wird einfach per USB<br />
angeschlossen und ist sofort einsatzbereit.<br />
Über einen Web browser<br />
kann das Ausgabeformat einfach<br />
und schnell für die Anforderungen<br />
angepasst werden.<br />
Mit seiner Effizienz, Schnelligkeit<br />
und Vielseitigkeit ermöglicht<br />
der Q-Scanner Codes in jeder<br />
Umgebung zuverlässig und sicher<br />
auszulesen. ◄<br />
66 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Mess- und Prüftechnik<br />
EMV-Verträglichkeit von medizinischen Geräten<br />
IEC 60601-1-2, Ed. 4.1. / IEC 61000-4-39<br />
Norm IEC 61000-4-39<br />
Für die Prüfung auf die drei gebräuchlichen<br />
Frequenzen 30 kHz, 134,2 kHz und 13,56 MHz<br />
wird auf die Norm IEC 61000-4-39 zur Prüfung<br />
von Feldern in unmittelbarer Nähe verwiesen.<br />
In dieser Norm sind die Magnetspulen<br />
zur Erzeugung der elektromagnetischen Felder<br />
spezifiziert. Die Erzeugung dieser Felder durch<br />
die Spulen ist jedoch nicht einfach. Die Spulenimpedanz<br />
ändert sich über den Frequenzbereich,<br />
und der verwendete Verstärker passt<br />
dann nicht zu dieser Impedanz. Das Ergebnis<br />
wäre ein viel höherer Leistungsbedarf. Da es<br />
in diesem Fall nicht um einen Frequenzbereich<br />
geht, sondern um einzelne Frequenzpunkte,<br />
kann ein Anpassungsnetzwerk erstellt werden,<br />
um die Spule an die Impedanz des Verstärkers<br />
anzupassen.<br />
<br />
Schlöder GmbH<br />
www.schloeder-emv.de<br />
Gerade im medizinischen Bereich dürfen<br />
unterschiedliche technische Apparate<br />
weder im häuslichen Umfeld noch in medizinischer<br />
Umgebung wie Krankenhäusern durch<br />
potenzielle Störquellen beeinflusst werden.<br />
Fehlfunktionen könnten im Extremfall Menschenleben<br />
gefährden, daher werden medizinische<br />
Geräte nach der internationalen Norm<br />
DIN EN/IEC 60601-1-2 geprüft. Diese Norm<br />
wurde jüngst aktualisiert, um Störungen zuverlässig<br />
auszuschließen.<br />
WÄRMESPENDER,<br />
VON UNS GERETTET.<br />
Denkmale geben uns Halt und können Orientierungsgeber,<br />
Ruheorte, Wärme- und Wissensspender sein. Gerade in Zeiten<br />
wie diesen ließe sich aus unserer Geschichte so viel lernen.<br />
Denkmale sind dabei die Zeugen vergangener Epochen, die<br />
wir befragen können – und Hoffnungsträger, die zeigen, dass<br />
sich auch schwere Zeiten überdauern lassen. Daher setzen<br />
wir uns mit aller Kraft für ihren Erhalt ein.<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
Gasthof Zum Eichenkranz Wörlitz © Roland Rossner / DSD, Kaminfeuer: © K_samurkas – stock.adobe.com<br />
Test-Setup<br />
Um eine aufeinander abgestimmte Testumgebung<br />
zu realisieren, wurde von der Schlöder<br />
GmbH ein Test-Setup zusammengestellt,<br />
welches die Prüfungen nach den aktuellen Normen<br />
und den erforderlichen Testfeldern zuverlässig<br />
realisiert. Mit dem IEC 60601-1-2 Test-<br />
Setup von Schlöder können diese Testfelder<br />
erzeugt werden.<br />
Ausstattung<br />
Zur Ausstattung des Testequipment gehört<br />
der Generator CDG 7000-75-10 – 10 kHz -<br />
250 MHz, 75 Watt mit Verstärker (je nach Anforderung<br />
zusätzlicher Vorverstärker (PA)), HF-<br />
Generator und 3x HF-Messgerät (überwachter<br />
Pegel, Vorwärts- und Rückwärtsleistung)<br />
sowie die HELIA 7-Software, einschließlich der<br />
gesamten Verkabelung. Darüber hinaus erlaubt<br />
der CDG 7000-75-10 viele weitere Prüfungen<br />
nach Normen wie IEC / EN 61000-4-6, NAMUR<br />
und MIL 461 CS114. ◄<br />
67
Mess- und Prüftechnik<br />
Mehrkanalige Arbitrary-Waveform-Generatoren<br />
Dieser Artikel stellt den Arbitrary-Waveform-Generator M2p.6568-x4 mit acht Kanälen und 16 Bit vor<br />
und skizziert eine Anwendung im medizinischen Bereich.<br />
Blockdiagramm des M2p.6568-x4<br />
Autoren:<br />
Oliver Rovini<br />
Technischer Leiter bei<br />
Spectrum Instrumentation,<br />
Deutschland<br />
Arthur Pini<br />
Spectrum T&M Ingenieur, USA<br />
(redaktionell gekürzt)<br />
Das Testen von MIMO-Equipment<br />
erfordert mehr Kanäle bzw.<br />
eine höhere Kanaldichte. Spectrum<br />
Instrumentation hat darum eine Serie<br />
von Arbitrary-Waveform-Generatoren<br />
(AWGs) und Digitizern mit bis<br />
zu acht analogen Kanälen pro PCIex4-Karte<br />
entwickelt, wobei die Kartenlänge<br />
nur 168 mm beträgt. Man<br />
kann bis zu 16 Karten synchronisieren,<br />
wobei sich AWGs und Digitizer<br />
auch in einem System kombinieren<br />
lassen und bis zu 128 analoge<br />
Kanäle möglich sind.<br />
Arbitrary-Waveform-<br />
Generatoren<br />
AWGs sind digitale Signal quellen,<br />
die in umgekehrter Richtung wie<br />
ein Digitizer arbeiten. Während<br />
ein Digitizer ein analoges Signal<br />
ab tastet, digitalisiert und dann in<br />
seinem Erfassungsspeicher bereitstellt,<br />
erhält der AWG eine numerische<br />
Beschreibung des Signals,<br />
die er in seinem Ausgabespeicher<br />
ablegen kann. Ausgewählte Abtastwerte<br />
des Signals werden an einen<br />
DAC gesendet und dann bei entsprechender<br />
Filterung und Signalverstärkung<br />
als analoges Signal<br />
ausgegeben.<br />
Der Signalverlauf, in numerischer<br />
Form, wird in den Speicher des AWG<br />
geladen. Wie der Erfassungsspeicher<br />
eines Digitizers muss dieser<br />
Ausgabespeicher mit der höchsten<br />
vom AWG unterstützten Abtastrate<br />
getaktet werden können. Auf Befehl<br />
wird der Inhalt des Speichers an<br />
den DAC gesendet, wo die digitalen<br />
Werte in eine analoge Spannung<br />
umgewandelt werden. Die<br />
hier beschriebenen AWGs können<br />
je nach Modell mit einer maximalen<br />
Abtastrate von 40 bis 125<br />
MS/s arbeiten.<br />
Der Speicher-Controller verfolgt<br />
jede Signalkomponente im Speicher<br />
und alle dazu gehörenden Verknüpfungen<br />
und gibt sie in der richtigen<br />
Reihenfolge aus. Um Speicherplatz<br />
zu sparen, können sich wiederholende<br />
Komponenten geloopt<br />
werden, sodass diese Elemente nur<br />
einmal im Speicher abgelegt werden<br />
müssen. Es gibt sieben Betriebsmodi,<br />
um die Initiierung, Sequenzierung<br />
und Reihenfolge der im Speicher<br />
abgelegten Signalformen zu<br />
steuern und zu optimieren.<br />
Der DAC-Ausgang ist reich an<br />
Oberwellen und muss gefiltert werden.<br />
Dies erfolgt in der Ausgangsstufe,<br />
die das Signal filtert und konditioniert,<br />
indem die Verstärkungen<br />
und Offsets eingestellt und an die<br />
vom Benutzer gewünschten Spezifikationen<br />
angepasst werden. Der<br />
AWG enthält vier wählbare Filter<br />
mit Grenzfrequenzen von 70, 20,<br />
5 und 1 MHz.<br />
Das Timing der Signalform wird<br />
durch einen Takt gesteuert, der die<br />
Verwendung einer internen oder<br />
68 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Mess- und Prüftechnik<br />
Bild 1, s. Text<br />
externen Taktquelle vorsieht. Alle<br />
Kanäle des AWG erhalten einen<br />
gemeinsamen Takt zwecks perfekter<br />
Synchronisation. Dieser Takt<br />
wird vom Triggergenerator verwaltet,<br />
sodass das Signal bei einem<br />
benutzer definierten Ereignis ausgegeben<br />
oder vorgerückt wird.<br />
Trigger ereignisse können intern<br />
oder extern sein.<br />
Es gibt vier digitale Ein- bzw.<br />
Ausgangsleitungen (I/O) als digitale<br />
Schnittstelle für Statusprüfung und<br />
Steuerung. Optional ist ein Aufsatzmodul,<br />
welches 16 digitale I/O bietet<br />
(M2p.xxxx-DigFX2). Damit stehen<br />
neben den acht analogen Kanälen<br />
weitere 20 digitale Mehrzweckleitungen<br />
zur Verfügung, ideal für<br />
Mixed-Mode-Testanforderungen.<br />
Mehrere Messkarten können<br />
einen gemeinsamen Takt nutzen.<br />
Mit dem optionalen Star-Hub-Modul<br />
lassen sich bis zu 16 Karten, sowohl<br />
AWGs als auch Digitizer, in einem<br />
System kombinieren. Der Star-Hub<br />
verteilt die Takt- und Triggersignale<br />
auf alle angeschlossenen Karten und<br />
ermöglicht Systeme mit bis zu 128<br />
vollsynchronen analogen Kanälen.<br />
Import von Signalen für<br />
Mehrkanalanwendungen<br />
Bei biomedizinischen Messungen<br />
wird häufig eine große Anzahl von<br />
Sensoren benötigt. Das Entwickeln<br />
und Testen von medizinischen Mehrkanalgeräten<br />
erfordert daher mehrere<br />
Signalquellen. Ein Standard-<br />
Elektrokardiogramm (EKG) verwendet<br />
zehn Signale, während ein<br />
Elektro-Enzephalograph (EEG)<br />
sogar 20 oder mehr Sensorelektroden<br />
aufweisen kann.<br />
Die Verwendung realer Signale,<br />
die von einem Digitizer oder einem<br />
Oszilloskop erfasst werden, ist eine<br />
Möglichkeit, eine Signal bibliothek<br />
zum Testen biomedizinischer elektronischer<br />
Geräte aufzubauen. Für<br />
die Ausgabe solcher Signale im<br />
Mikrovolt-Bereich ist ein AWG mit<br />
großem Dynamikbereich und hervorragender<br />
Signalreinheit erforderlich.<br />
Der M2p.6568-x4 von Spectrum<br />
ist ein 16-Bit-AWG mit einem theoretischen<br />
Dynamikbereich von<br />
65535: 1. Der AWG wird von einer<br />
bedienerfreundlichen und leistungsstarken<br />
Software namens SBench<br />
6 unterstützt, welche Signalformen<br />
aus ASCII-, Binär- und WAV-Formaten<br />
importieren kann.<br />
Bild 1 zeigt zwei Signale: Ein EKG,<br />
das aus einer Textdatei importiert<br />
wurde, und ein EEG-Signal aus<br />
einer WAV-Datei. Man sieht die Dialogfelder<br />
für den Import des EEG-<br />
Signals. ◄<br />
Pro Minute fallen 21 Hektar Wald.<br />
So schnell kann er<br />
leider nicht weglaufen.<br />
Hilf mit! Gemeinsam schützen wir weltweit Wälder<br />
und ihre Bewohner. Spende jetzt auf wwf.de/wald<br />
Die Vernichtung der Wälder in Amazonien und weltweit bedroht<br />
Millionen von Arten – und unsere Gesundheit. Der WWF setzt sich<br />
in Projekten vor Ort, bei Unternehmen und auf politischer Ebene<br />
für ihren Schutz ein. Hilf uns dabei mit deiner Spende.<br />
WWF Spendenkonto: IBAN DE06 5502 0500 0222 2222 22<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
69
Mess- und Prüftechnik<br />
Auf individuellen Wegen<br />
zur effizienten Automation<br />
Kistler zeigte auf der SPS anwenderfreundliche Messtechnik für ressourceneffiziente Fertigungsprozesse<br />
Der piezoelektrische Kraftaufnehmer 9172CD misst sowohl kleinste<br />
Kräfte als auch große bis 1000 N und ist besonders für anspruchsvolle<br />
Anwendungen in der Halbleiterproduktion oder Medizintechnik geeignet.<br />
Alle Bilder © Kistler Gruppe<br />
Anwender im Mittelpunkt: Die<br />
Kistler Gruppe präsentierte auf<br />
der SPS Messe ihr umfangreiches<br />
Portfolio an Fertigungsmesstechnik<br />
und Fügesystemen für die industrielle<br />
Automation. Im Fokus<br />
standen dabei die Qualität sensibler<br />
Produktionsschritte, die umfassende<br />
und konfigurierbare Datenerhebung<br />
und -analyse sowie die<br />
lückenlose Prozessüberwachung.<br />
Unternehmen müssen auf ihrem<br />
Weg zur Smart Factory unterschiedliche<br />
Faktoren wie den Grad der<br />
Digitalisierung und Standardisierung<br />
ihrer Produktion, aber auch<br />
die Ressourceneffizienz berücksichtigen.<br />
Komplexe industrielle<br />
Produktionsprozesse, regulatorische<br />
Vorgaben und Kostendruck<br />
fordern engmaschige und zuverlässige<br />
Qualitätskontrollen, die effizient<br />
durchführbar sind. Hier erleichtern<br />
bedienerfreundliche Lösungen die<br />
Überwachung der Fertigungsabläufe<br />
und tragen zu einer konstant hohen<br />
Prozesseffizienz und Produktqualität<br />
bei. Kistler zeigte auf der Messe<br />
sein breitgefächertes Portfolio an<br />
individuell anpassbaren Lösungen,<br />
die vom einzelnen Sensor über die<br />
Software für die Messdatenanalyse<br />
Kistler Gruppe<br />
info@kistler.com<br />
www.kistler.com<br />
bis hin zur Komplettlösung reichen<br />
sowie persönliche Beratung und<br />
Service beinhalten.<br />
Mehr Sicherheit<br />
in anspruchsvollen<br />
Anwendungen<br />
Die Erhebung relevanter und präziser<br />
Daten entlang der gesamten<br />
Produktionskette ist ein essenzieller<br />
Baustein für die Qualitätsüberwachung<br />
und Prozessoptimierung.<br />
Durch die Auswertung der erhobenen<br />
Daten lassen sich Schwachstellen<br />
frühzeitig beheben und Abläufe<br />
effizienter gestalten. Der neue piezoelektrische<br />
Kraftaufnehmer 9172CD<br />
von Kistler bietet den Anwendern<br />
viele Vorteile: Das Messgerät ist<br />
bereits vorgespannt, lässt sich deshalb<br />
unkompliziert installieren, verfügt<br />
über einen breiten Messbereich<br />
und eignet sich deswegen für verschiedenste<br />
Applikationen. Einerseits<br />
misst der Sensor Kräfte bis<br />
zu 1000 Newton, wodurch er auch<br />
bei hohen einwirkenden Kräften<br />
nicht überlastet. Andererseits ist er<br />
dank eines von Kistler entwickelten<br />
piezoelektrischen Kristalls neunmal<br />
empfindlicher als herkömmliche<br />
piezoelektrische Sensoren<br />
und misst zuverlässig auch kleinste<br />
Zug- und Druckkräfte. Zusätzlich<br />
zum breiten Messbereich verschafft<br />
die kompakte, robuste Bauweise<br />
und die hohe Steifheit des<br />
neuen Sensors den Anwendern<br />
mehr Sicherheit bei komplexen und<br />
anspruchs vollen Anwendungen wie<br />
in der Halbleiterproduktion oder der<br />
Medizintechnikfertigung.<br />
Komfortable und<br />
zeitsparende Messungen<br />
vor Ort<br />
Ressourceneffizient, bedienerfreundlich<br />
und vor Ort einsetzbar<br />
– das ist die Handheld-Familie zur<br />
Messung von Kräften, die Kistler auf<br />
der SPS ausstellte. Anwender können<br />
mithilfe der zwei neuen mobilen<br />
Geräte 5811A00 und 5811A01,<br />
jeweils mit integriertem Ladungsverstärker,<br />
die von den eingesetzten<br />
Sensoren generierten Daten<br />
direkt an der Maschine vergleichen<br />
und verifizieren, ohne die Sensoren<br />
erst aufwändig ausbauen zu müssen.<br />
Die beiden Handheld-Geräte<br />
zeichnen die gemessenen Werte auf<br />
und visualisieren die Messkurve auf<br />
dem integrierten Touchscreen. In<br />
Verbindung mit einer rückgeführten<br />
Kalibrierung nach ISO 17025 können<br />
beide Geräte als Referenzmessgerät<br />
eingesetzt werden. Neben der<br />
Funktion als Messverstärker eignet<br />
sich das Modell 5811A00 auch<br />
bei Isolationstests als Nachweis<br />
der Sensor- und Kabelqualität. Das<br />
Handheld- Gerät 5811A01 hingegen<br />
ist mit drei Kanälen bestückt –<br />
unter anderem für Spannungseingang<br />
und IO-Link-Technologie – und<br />
findet insbesondere für industrielle<br />
Mehrkanalmessungen Verwendung.<br />
Flexible Überwachung<br />
für robuste Fertigung<br />
Der Ladungsverstärker 5073B<br />
ermöglicht Anwendern durch die<br />
individuell konfigurierbare Datenerfassung,<br />
sowie der internen Verrechnung<br />
und Gewichtung mehrerer<br />
Sensorsignale ein hohes Maß<br />
an Flexibilität. Zusätzlich bietet er<br />
die Möglichkeit, Schwellwertüberwachungen<br />
durchzuführen und Prozesswerte<br />
während der Fertigung<br />
im Blick zu behalten. Dadurch lassen<br />
sich Wartungen und Reparaturen<br />
frühzeitig und gezielt durchführen,<br />
bevor es zu Ausfällen kommt.<br />
Anwender können früh intervenieren<br />
und werden vor unnötigen<br />
Inspektionen und Reparaturen<br />
bewahrt. Der Verstärker 5073B ist<br />
durch seinen breiten Messbereich<br />
ab 20 Picocoulomb ideal für hochsensible<br />
Prozesse im Bereich der<br />
Mikromechanik, Medizintechnik und<br />
Halbleiterindustrie.<br />
Sichere Prozessüberwachung<br />
in Echtzeit<br />
Die Überwachung der Prüf- und<br />
Montageprozesse übernimmt das<br />
Prozessüberwachungssystem<br />
maXYmos. Anwender können<br />
damit einzelne Prozessschritte<br />
Die bedienerfreundlichen Handheld-Ladungsverstärker von Kistler<br />
ermöglichen die Kontrolle und Verifizierung von Sensordaten<br />
direkt an der Maschine.<br />
70 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Mess- und Prüftechnik<br />
Steffen Schulz, Teamleiter Systemprüfung bei Kistler in Lorch, hält in seiner<br />
Hand das aktuell kleinste Fügemodul NCFT mit Telemetrie und im Stößel<br />
integrierten Kraftsensor mit einem Messbereich ab 50 N. Im Hintergrund<br />
ist das bislang größte Fügemodul NCFN mit einem Messbereich von bis zu<br />
700 kN zu sehen.<br />
einfach und zuverlässig in Echtzeit<br />
überwachen und sofort die<br />
Qualitätsparameter evaluieren.<br />
Mit der neuen Version 1.8.6 haben<br />
Mithilfe der Smart Single Station<br />
von Kistler erhalten Anwender<br />
eine Komplettlösung rund um eine<br />
Komponente oder Messkette.<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
Anwender mittels der OPC-UA- -<br />
Schnittstelle einen umfangreichen<br />
Zugriff auf Geräte- und Messdaten<br />
und können das maXYmos System<br />
unkompliziert in bereits bestehend e<br />
MES-Systeme integrieren. So können<br />
Anwender relevante Produktionsdaten<br />
zentral und transparent<br />
verwalten. Zusätzlich schützt die<br />
erweiterte Audit-Trail-Funktionalität<br />
bei Manipulationsversuchen, da<br />
das System sämtliche Änderungen<br />
an den Einstellungen dokumentiert.<br />
Individuell anpassbare<br />
Fügeanwendungen<br />
Das elektromechanische Fügemodul<br />
NCFE 2/5 lässt sich an die<br />
spezifischen Bedürfnisse der Nutzer<br />
anpassen. Das kompakte System<br />
zeichnet sich wie die ebenfalls ausgestellten<br />
Fügesysteme NCFT und<br />
NCFR durch eine einfache und<br />
komfortable Handhabung aus.<br />
Die Systeme werden durch Kistler<br />
bereits vorgetestet und kalibriert<br />
und ermöglichen so eine schnelle<br />
Einrichtung und Inbetriebnahme –<br />
und eine von Beginn an hohe Qualitätssicherheit<br />
des Fügeprozesses.<br />
Simulation per Software<br />
Per Software können Anwender<br />
gemeinsam mit Experten im Joining<br />
Competence Center von Kistler<br />
Prozesse simulieren und auf diese<br />
Weise klären, ob das in die engere<br />
Wahl genommene elektromechanische<br />
Fügemodul den Anforderungen<br />
gerecht wird. Dadurch lassen<br />
sich bereits bei der Anlagenplanung<br />
Montage- und Fügeprozesse<br />
optimieren und Probleme während<br />
der Inbetriebnahme oder im laufenden<br />
Betrieb vermeiden. Neben den<br />
Standardsystemen entwickelt Kistler<br />
auch individuelle Füge-Lösungen:<br />
Das Portfolio reicht von Fügemodulen<br />
für kleinste Kräfte von 50 N<br />
für die Medizintechnik über Hübe<br />
von 1000 mm für die Elektromobilität<br />
bis hin zu großen Kräften von<br />
700 kN für LKW-Getriebe.<br />
Schlüsselfertige<br />
Komplettsysteme<br />
im Zentrum<br />
Neben hocheffizienten und -präzisen<br />
Komponenten stellte Kistler<br />
auch individuell anpassbare und<br />
schlüsselfertige Komplettlösungen<br />
auf der Messe vor. Die Smart Single<br />
Stations bauen auf einzelne Komponenten<br />
oder ganzen Messketten<br />
von Kistler auf und sind sowohl als<br />
Standalone-Anlage als auch als<br />
vollintegrierbare Zelle in bereits<br />
bestehenden Fertigungs linien einsetzbar.<br />
Die Messtechnik-Experten<br />
von Kistler unterstützen Anwender<br />
bei der Konstruktion individueller<br />
Systeme – und zeigten auf<br />
der Messe exemplarisch an einer<br />
Der breite Messbereich des<br />
Ladungsverstärkers 5073B von<br />
Kistler unterstützt Anwender bei<br />
einer präzisen und individuell<br />
konfigurierbaren Datenerfassung in<br />
der Mikromechanik, Medizintechnik<br />
und Halbleiterindustrie.<br />
Fügeanwendung, wie eine solche<br />
schlüsselfertige Komplettlösung<br />
aussehen kann.<br />
MaDaM und jBEAM<br />
Verlässlicher Partner für die Auswertung<br />
der dabei erhobenen Daten<br />
sind das Messdatenmanagement-<br />
System MaDaM und die Analyseund<br />
Visualisierungssoftware jBEAM<br />
von Kistler. Sie eignen sich nicht<br />
nur für die Verwaltung und Untersuchung<br />
eigener Daten: Maschinenbauer<br />
können sie ebenfalls als Analysevorlage<br />
in die von ihnen gefertigten<br />
Maschinen integrieren. Gemeinsam<br />
mit Experten von Kistler lassen<br />
sich individuelle Vorlagen entwickeln<br />
und mit der Maschine ausliefern.<br />
So können Endkunden interaktive<br />
Analysen durchführen und von<br />
der automatischen Bericht erstellung<br />
profitieren. ◄<br />
Mithilfe des Messdatenmanagement-Systems MaDaM und der Analyseund<br />
Visualisierungssoftware jBEAM können Anwender gemeinsam mit<br />
Experten von Kistler individuelle Analysevorlagen entwickeln und mit der<br />
Maschine ausliefern.<br />
71
Bildverarbeitung<br />
Fünf Jahre VC MIPI:<br />
MIPI-Kameramodule für höchste Bildqualität<br />
Vor fünf Jahren präsentierte Vision Components<br />
die ersten MIPI-Kameras für industrielle<br />
Serienanwendungen. Heute bietet der Hersteller<br />
über 20 verschiedene Bildsensoren als MIPI-<br />
Module an – und ganz neu das VC MIPI IMX585,<br />
das mit 4K-Bildauflösung und hohem Dynamikumfang<br />
eine ideale Bildqualität bei allen Lichtverhältnissen<br />
bietet. Außerdem kündigt das<br />
Unternehmen an, dass die Bildverarbeitungssoftware<br />
VC Lib in Kürze allen Kunden frei zur<br />
Verfügung stehen wird.<br />
Vision Components GmbH<br />
www.vision-components.com<br />
4K-Auflösung und höchster<br />
Dynamikumfang<br />
Die MIPI-Kamera VC MIPI IMX585 mit dem<br />
Sony Starvis-2-Bildsensor IMX585 bietet eine<br />
Bildauflösung von 8,4 Megapixel, 4K- und HDR-<br />
Unterstützung. Der Sensor verfügt über größere<br />
Pixel als vergleichbare Module und liefert<br />
mit seinem Dynamikumfang von 88 dB bei<br />
allen Lichtverhältnissen eine hohe Bildqualität.<br />
Die Kamera mit MIPI CSI-2-Interface ist damit<br />
ideal geeignet für AI-basierte Medizinanwendungen<br />
und andere anspruchsvolle Einsatzgebiete.<br />
Sie ist als Farb- oder Monochrom kamera<br />
konfigurierbar und gegen Ende des Jahres in<br />
Serie verfügbar.<br />
Konzipiert für industriellen<br />
Serieneinsatz<br />
Die VC MIPI Kameramodule werden von Vision<br />
Components in Ettlingen entwickelt und gefertigt.<br />
Sie bieten hohe Qualität, robustes und industrieoptimiertes<br />
Design sowie eine gesicherte Langzeitverfügbarkeit.<br />
Über die MIPI-CSI-2-Schnittstelle<br />
lassen sich die MIPI-Kameramodule an<br />
alle gängigen Prozessorplattformen anschließen.<br />
Entsprechende Treiber stellt Vision Components<br />
kostenlos zur Verfügung.<br />
Umfassendes Zubehör und<br />
Wunschsensoren<br />
Vision Components liefert außerdem leistungsstarke<br />
Kabel und perfekt auf die MIPI-Kameras<br />
abgestimmtes Zubehör aus einer Hand. Mit den<br />
smarten Komponenten können Vision-OEMs<br />
ihre Projekte schneller, einfacher und kostengünstiger<br />
zur Serienreife bringen. Der Hersteller<br />
ergänzt sein VC-MIPI-Portfolio kontinuierlich<br />
um weitere Bildsensoren, auch für Anwendungen<br />
wie SWIR und 3D/ToF. Auf Kundenwunsch<br />
integriert VC auch spezielle Sensoren<br />
in MIPI-Module, selbst solche, die nativ kein<br />
MIPI-Interface unterstützen.<br />
VC Lib ab sofort<br />
für alle Kunden zugänglich<br />
Um Kunden künftig noch besser bei der Integration<br />
von Embedded Vision zu unterstützen,<br />
ist die Softwarebibliothek VC Lib künftig für alle<br />
Kunden des Unternehmens frei zugänglich. Bislang<br />
war sie Kunden der VC Embedded Vision<br />
Systeme vorbehalten. Zur VC Lib gehören Grundfunktionen<br />
für Bildverarbeitungsanwendungen<br />
ebenso wie komplexere Funktionen für Mustererkennung<br />
oder das Lesen von Barcodes. Die<br />
Anwendungen sind hoch optimiert für ARM-Prozessorplattformen<br />
und ermöglichen die schnelle<br />
und kostengünstige Entwicklung von Endapplikationen.<br />
◄<br />
Weitere Informationen:<br />
www.mipi-modules.de<br />
www.beam-verlag.de<br />
MIT EINEM KLICK<br />
SCHNELL INFORMIERT!<br />
• Umfangreiches Fachartikel-Archiv zum kostenlosen<br />
Download<br />
• Aktuelle Produkt-News aus der Elektronikbranche<br />
• Unsere Zeitschriften und Einkaufsführer als E-Paper<br />
• Messekalender<br />
• Ausgewählte Workshops und Seminare<br />
72 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Höhere Softwarequalität und -effizienz<br />
für Unternehmen<br />
Neue GenAI-Funktionen für Softwaretests steigern Produktivität und sichern Vollständigkeit der Tests<br />
Software<br />
Parasoft<br />
www.parasoft.com<br />
Parasoft, ein weltweit führender<br />
Anbieter von automatisierten<br />
Software-Testlösungen, verkündet<br />
Optimierungen seiner Continuous<br />
Quality Platform für funktionale<br />
Lösungen, die Parasoft Virtualize,<br />
SOAtest, CTP und DTP umfasst.<br />
Mit den neuen Funktionen adressiert<br />
Parasoft die Herausforderungen,<br />
denen sich Entwicklungsund<br />
Testteams von Unternehmensanwendungen<br />
sowie deren Management<br />
stellen müssen, um die Zuverlässigkeit<br />
ihrer Software zu gewährleisten.<br />
Zu den Zielmärkten zählen<br />
u. a. Automotive, Medical, Industrial,<br />
Rail, Finanzwesen.<br />
Automatisierte<br />
Testfallgenerierung<br />
GenAI Integration für API Tests<br />
mit Parasoft SOAtest: Diese Funktion<br />
ermöglicht die automatisierte<br />
Testfallgenerierung auf Basis von<br />
API-Definitionen unter Sicherstellung<br />
von Relevanz und Genauigkeit.<br />
Zur effizienten Generierung<br />
von Testszenarien kann die GenAI<br />
mit OpenAI oder Azure OpenAI-<br />
Modellen nahtlos integriert werden.<br />
Anwendungsabdeckung<br />
Umfassende Codeabdeckung und<br />
Testauswirkungsanalyse für Microservice-Tests<br />
mit Parasoft CTP und<br />
DTP: Die dadurch erzielte verbesserte<br />
Sichtbarkeit der Anwendungsabdeckung<br />
über mehrere verteilte<br />
Microservices hinweg meistert die<br />
Herausforderung der End-to-End-<br />
Testabdeckung. Mithilfe der Testflussanalyse<br />
lässt sich bestimmen,<br />
welche End-to-End-Tests durchgeführt<br />
werden sollten, um nachgelagerte<br />
Microservice-Änderungen<br />
in der eigenen AUT zu validieren.<br />
Wiederverwenden<br />
von SOAtest Web-UI-Tests<br />
Wiederverwendung bestehender<br />
SOAtest Web UI Tests für Barrierefreiheitstests:<br />
Anforderungen an die<br />
Barrierefreiheit können durch das<br />
Wiederverwenden von SOAtest<br />
Web-UI-Tests schnell und einfach<br />
erfüllt werden. Das beschleunigt<br />
zugleich die Einhaltung der Web<br />
Content Accessibility Guide lines<br />
(WCAG) und die Integration der<br />
Barrierefreiheitstests in die eigene<br />
Automatisierungspipeline.<br />
Service-Virtualisierung<br />
Lernmodus für Service-Virtualisierung<br />
in Parasoft Virtualize: Diese<br />
Funktion ermöglicht das einfache<br />
Erstellen von stets aktuellen virtuellen<br />
Assets für die Durchführung<br />
von Regressionstests, und<br />
den Umgang mit Herausforderungen,<br />
die sich aus der Nichtverfügbarkeit<br />
oder Instabilität von<br />
Live-Endpunkten ergeben. Das<br />
dynamische Erlernen des Laufzeitverkehrs<br />
für realistische Service-Simulationen<br />
ist ideal für die<br />
Einführung der Service-Virtualisierung<br />
in neuen Teams. ◄<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
73
Software<br />
Software Composition Analysis<br />
Cybersecurity von Medizinprodukten<br />
auf Code-Ebene<br />
© shutterstock/Khakimullin Aleksandr<br />
Autorin<br />
Nicole Segerer<br />
SVP & General Manager<br />
Revenera<br />
www.revenera.de<br />
Der Softwareanteil in Medizinprodukten<br />
wächst und damit auch die<br />
Anforderungen an die Cybersicherheit.<br />
Der Katalog an Datenschutzbestimmungen<br />
und Dokumentationspflichten<br />
drängt Hersteller zu umfassenden<br />
Prozessen der IT-Sicherheit.<br />
Software Composition Analysis ist<br />
dabei ein Grundbaustein.<br />
Ob Herzschrittmacher, Insulinpumpen<br />
oder CT-Systeme – sobald<br />
Medizinprodukte in ein IT-Netzwerk<br />
eingebunden sind, stellen sie im<br />
Rahmen der Cybersicherheit ein<br />
Risiko dar. Mit zunehmender Digitalisierung<br />
hat sich die Angriffsfläche<br />
in den letzten Jahren massiv<br />
vergrößert. Im Bundesinstitut<br />
für Arzneimittel und Medizinprodukte<br />
(BfArM) gehen jedes Jahr<br />
rund 35.000 Risikomeldungen [1]<br />
ein – darunter auch IT-Sicherheitsvorfälle<br />
(Bild 1).<br />
Compliance-Katalog –<br />
eine Auswahl<br />
Hersteller müssen einen formalen<br />
Nachweis über die Sicherheit<br />
ihrer Medizinprodukte erbringen.<br />
Von Seiten des Gesetzgebers gibt<br />
es eine ganze Reihe an Leitfäden,<br />
regulatorische Frameworks und<br />
Melde kriterien zu beachten – sowohl<br />
auf nationaler als auch internationaler<br />
Ebene.<br />
In der EU sind die Cyberschutz-<br />
Anforderungen vor allem über die<br />
Medizinprodukteverordnung (MDR)<br />
sowie die In-vitro-Diagnostika-Verordnung<br />
(IVDR) abgedeckt. Die<br />
MDR verlangt so ausdrücklich eine<br />
„State-of-the-art“-Softwareentwicklung,<br />
die IT-Sicherheit garantiert –<br />
Datenschutz und Schutz vor unberechtigtem<br />
Zugriff miteingeschlossen.<br />
In Deutschland stellt das BSI<br />
(Bundesamt für Sicherheit in der<br />
Informationstechnik) wichtige Dokumente<br />
zu den Cyber-Sicherheitsanforderungen<br />
an netzwerkfähige<br />
Medizinprodukte [2] zur Verfügung<br />
und verweist darüber hinaus auf<br />
branchenübergreifende Vorgaben<br />
und Standards.<br />
Cyber Resilience Act<br />
Cyberschutz betrifft nicht allein<br />
die Medizintechnik. MedTech-<br />
Unternehmen müssen vielmehr<br />
tief in den Compliance-Katalog eintauchen,<br />
um auch implizit geltende<br />
Regulatorien zu erfüllen. Der Cyber<br />
Resilience Act (CRA) [3] der EU beispielsweise<br />
beschränkt sich nicht<br />
auf eine Branche, sondern lässt<br />
sich als allgemeine Richtschnur für<br />
Best Practices in unterschiedlichsten<br />
Anwendungsfelder verstehen.<br />
Ähnliches gilt auch für die Richtlinie<br />
NIS2 [4], die von der EU Ende<br />
2022 auf den Weg gebracht wurde<br />
und nun innerhalb von 21 Monaten<br />
in nationales Recht überführt werden<br />
muss.<br />
FDA und Cybersecurity<br />
Im globalen MedTech-Markt ist<br />
zudem der Blick über den eigenen<br />
Rechtsrahmen hinaus zentral. Die<br />
FDA (Federal Drug Administration)<br />
in den USA zum Beispiel veröffentlicht<br />
in mehreren Leitfäden<br />
sehr konkrete Anforderungen zum<br />
Thema Cybersecurity. Das neueste<br />
Dokument (Sep. 2023) [5] beinhaltet<br />
unter anderem ein Framework<br />
für die sichere Entwicklung von<br />
Medizin produkten. Seit Dezember<br />
2023 verpflichtet außerdem<br />
die US-Börsenaufsichtsbehörde<br />
SEC [6] Unternehmen dazu, ihre<br />
Strategie für das Risikomanagement<br />
im Geschäftsbericht offenzulegen.<br />
Cybersecurity-Fälle sind<br />
darüber hinaus innerhalb weniger<br />
Tage zu melden.<br />
Sicherheitsdokumentation<br />
beginnt auf Codeebene<br />
Generell gilt: Hersteller sind für<br />
die Sicherheit der Software in ihren<br />
Produkten verantwortlich. „Security<br />
by Design“ integriert die Sicherheit in<br />
das Produktdesign sowie in die Produktarchitektur.<br />
„Security by Default“<br />
verlangt eine Erst-Implementierung<br />
von Lösungen auf hohem Sicherheitsniveau,<br />
das sich nur im Nachgang<br />
durch das Konfigurieren von<br />
74 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Software<br />
Bild 1: Kontinuierlich wachsende Zahl an Risikomeldungen (© BfArM)<br />
Sicherheits parametern lockern<br />
lässt. Hersteller müssen die IT-<br />
Security von Anwendungen systematisch<br />
und entlang des ganzen<br />
Software-Lebens zyklus managen.<br />
Dazu gehört es auch Anwendungen<br />
im laufenden Betrieb auf Softwareschwachstellen<br />
zu monitoren.<br />
Dokumentation<br />
Die Sicherheitsdokumentation<br />
beginnt bereits auf Codeebene und<br />
verlangt nach einem hohen Automatisierungsgrad.<br />
Kommerzielle<br />
Anwendungen setzen sich heute<br />
aus Tausenden von Komponenten<br />
aus unterschiedlichen Quellen<br />
zusammen. Neben proprietär entwickelten<br />
Code und dem Code von<br />
Partnern und Drittanbietern gehören<br />
dazu auch frei zugängliche Open<br />
Source-Repositories im Netz. Tatsächlich<br />
bestehen Anwendungen<br />
– auch in der Medizinelektronik –<br />
bis zu 90 % aus Open-Source-<br />
Komponenten.<br />
Was ist Software<br />
Composition Analysis?<br />
Angesichts des zunehmenden<br />
Umfangs von Open Source in<br />
modernen Anwendungen ist eine<br />
manuelle Überprüfung der Codebausteine<br />
nicht mehr möglich. Software<br />
Composition Analysis (SCA)<br />
hat sich daher in den letzten Jahren<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
als bewährter Prozess etabliert, um<br />
die Analyse der Sicherheit, Lizenzkonformität<br />
und Codequalität zu<br />
automatisieren.<br />
Als Teil eines umfangreichen<br />
Application-Security-Tests schafft<br />
SCA die Grundvoraussetzung, um<br />
unterschiedliche Anforderungen an<br />
das Risikomanagement von Software<br />
zu erfüllen und ent sprechende<br />
Prozesse in Unternehmen zu implementieren.<br />
Bild 2: Software Supply Chain (© Revenera)<br />
1. Erstellen einer Software<br />
Bill of Materials (SBOM)<br />
SBOMs sind eine Art Inventar -<br />
liste, die neben Top-Level-Komponenten,<br />
Sub-Komponenten, direkte<br />
und transitive Abhängigkeiten sowie<br />
die dazugehörigen Lizenzen und<br />
Softwarschwachstellen enthält. Entwickler,<br />
Security- und Compliance-<br />
Manager erhalten so einen umfassenden<br />
Einblick in die Zusammensetzung<br />
ihrer Software.<br />
Moderne SCA-Tools sind in der<br />
Lage, diese Stücklisten automatisiert<br />
zu erstellen. Die Lösungen<br />
aggregieren dazu Daten aus unterschiedlichen<br />
Quellen und fassen<br />
sie in einem Standardformat (z. B.<br />
SPDX, Cyclone DX) zusammen.<br />
Sicherheitsberichte wie VDR und<br />
VEX liefern eine Momentaufnahme<br />
aktueller Software Vulnerabilities<br />
und erlauben es Sicherheitsteams<br />
im Abgleich mit der SBOM, die<br />
Sicherheitslage schnell und sicher<br />
zu bewerten.<br />
Komplette Listung<br />
Die Auflistung der eingesetzten<br />
Code-Komponenten beschränkt<br />
sich damit nicht auf intern erstellte<br />
SBOMs, sondern deckt SBOMs von<br />
Upstream-Partner und Dritt anbieter<br />
sowie Daten aus SCA-Scans, Open<br />
Source Software-Libraries und<br />
anderen Data Services ab. Dieser<br />
umfassende Abgleich erlaubt<br />
es zudem, die Gesamtqualität des<br />
Codes zu bewerten.<br />
Technische Richtlinie<br />
TR-03183<br />
Die SBOM gehören zu den Empfehlungen<br />
in vielen gesetzlichen<br />
Cybersecurity-Frameworks – unter<br />
anderem im Cyber Resilience Act<br />
der EU und der Executive Order (EO)<br />
in den USA. In Deutschland hat das<br />
BSI im letzten Jahr mit Teil 2 der<br />
Technischen Richtlinie TR-03183<br />
[7] erstmals Vorgaben für die SBOM<br />
vorgelegt. Darüber hinaus hält die<br />
75
Software<br />
Bild 3: Ergebnisse des Statusreport 2022 zu Open Source Software<br />
(© Revenera)<br />
SBOM vermehrt Einzug in Service<br />
Level Agreements zwischen Softwareherstellern<br />
und Kunden.<br />
2. Open Source Tracking<br />
SCA konzentriert sich auf die<br />
Nachverfolgung und Dokumentation<br />
aller Open Source- Komponenten<br />
sowie ihre modifizierten Varianten.<br />
Das erhöht die Transparenz<br />
entlang der Software Supply Chain<br />
und stellt wichtige Informationen<br />
bereit, um den Umfang undokumentierter<br />
Open Source Software<br />
(OSS) in Unternehmen zu erfassen<br />
und potenzielle Complianceund<br />
Sicherheits-Risiken zu identifizieren.<br />
Branchenübergreifende<br />
Studie<br />
In einer branchenübergreifenden<br />
Studie [8] wertete der Softwareexperte<br />
Revenera mehr als 2,6 Milliarden<br />
Codezeilen aus. Dabei stießen<br />
die Analysten durchschnittlich<br />
alle 11.500 Codezeilen auf einen<br />
Compliance-Verstoß, eine Sicherheitsschwachstelle<br />
oder Ähnliches.<br />
83 % der in den Audits aufgedeckten<br />
Risiken war den Unternehmen im<br />
Vorfeld der Untersuchung nicht einmal<br />
bekannt.<br />
3. Aufdecken<br />
von Schwachstellen<br />
Wer nicht weiß, was im eigenen<br />
Anwendungscode steckt,<br />
kann darin befindliche Sicherheits -<br />
lücken kaum beheben. Besonders<br />
eindrücklich zeigte das Log4j, das<br />
sich als De-facto-Standard für Logging<br />
von Java in unzähligen Anwendungen<br />
befindet. Als im Dezember<br />
2021 eine Schwachstelle öffentlich<br />
wurde, herrschte bei Softwareanbietern<br />
Unsicherheit: Viele konnten<br />
das Sicherheitsrisiko der Schwachstelle<br />
für ihre eigenen Produkte nicht<br />
genau oder erst nach geraumer Zeit<br />
abschätzen.<br />
Ein Schwerpunkt von SCA liegt<br />
daher auf der Aufdeckung von<br />
Sicherheitslücken. SBOMs lassen<br />
sich mit einschlägigen Datenbanken<br />
(z. B. National Vulnerability<br />
Database, NVD) abgleichen.<br />
Sicherheitsteams überprüfen dann<br />
das Risikolevel und die Kritikalität<br />
bekannt gewordener Schwachstellen<br />
und patchen diese bei Bedarf. Vor<br />
allem aber wissen sie, ob sich die<br />
betreffende Sicherheitslücke überhaupt<br />
im Code ihrer Anwendungen<br />
steckt. Updates und Patches lassen<br />
sich so zu Beispiel zielgerichtet und<br />
nicht mehr nach dem Gießkannenprinzip<br />
verteilen.<br />
4. Integration von OS-Scans<br />
in den Build-Prozess<br />
Die Dokumentation und das<br />
Management von OSS-Code<br />
beginnt bei der Entwicklung von<br />
Softwarenanwendungen. In modernen<br />
DevOps- oder DevSecOps-<br />
Umgebung ist SCA daher eng mit<br />
dem sogenannten „Shift Left“-Ansatz<br />
verbunden. In der Entwicklungsphase<br />
werden Aufgaben rund um<br />
das Testen, Beheben und Nachverfolgen<br />
des Codes möglichst an<br />
den Beginn bzw. eine frühe Phase<br />
verschoben. Die vorausschauende<br />
Entwicklung steigert dann im Folgenden<br />
die Effizienz von Arbeitsabläufen.<br />
In Bezug auf SCA bedeutet es,<br />
dass Entwickler und Sicherheitsteams<br />
OSS-Scans sowie Tests und<br />
Audits möglichst früh, pro aktiv und<br />
kontinuierlich durchführen. Software<br />
Vulnerability Management<br />
und Lizenz-Compliance wird damit<br />
fester Bestandteil des Entwicklungsprozesses.<br />
5. Richtlinien festlegen<br />
und durchsetzen<br />
SCA untermauert interne Richtlinien<br />
auf praktischer Ebene. Entsprechend<br />
gehören zu einem SCA-<br />
Framework auch Trainings und<br />
Fortbildungen, um das Know-how<br />
rund um OS-Lizenzkonformität und<br />
-Sicherheit im gesamten Unternehmen<br />
zu verbreiten.<br />
Um Workflows und Best Practices<br />
im Betriebsalltag tatsächlich<br />
durchzusetzen, empfiehlt es sich<br />
darüber hinaus dedizierte Teams<br />
für SCA und das Management<br />
von Open Source Software einzusetzen.<br />
Dazu gehört beispielsweise<br />
ein Open Source Program<br />
Office (OSPO) oder Open Source<br />
Review Boards (OSRBs), die eine<br />
Open Source-Strategie entwickeln,<br />
implementieren und im Austausch<br />
mit internen Entwicklerteams und<br />
externen Organisationen verfeinern.<br />
Fazit<br />
IT-Sicherheit und Cyberschutz<br />
sind keine einmaligen Aufgaben,<br />
die sich per Knopfdruck lösen lassen.<br />
Auch SCA läuft kontinuierlich<br />
ab und zielt darauf, Software und<br />
Medizin produkte über den kompletten<br />
Lebenszyklus hinweg zu<br />
schützen. Den wachsenden Katalog<br />
an regulatorischen Anforderungen<br />
zu erfüllen, ist das eine. Als Strategie,<br />
die auf Codeebene beginnt,<br />
bietet SCA jedoch noch weitere Vorteile<br />
– von einer schnellen Time-to-<br />
Market über Kosteneffizienz bis zum<br />
Innovations-Boost für vernetzten<br />
Medizinprodukte.<br />
Links<br />
[1] Jahresbericht 2023 - Science.<br />
Network. Healthcare: https://<br />
www.bfarm.de/SharedDocs/<br />
Downloads/DE/BfArM/Publikationen/Impulsbericht-2023.<br />
pdf?__blob=publicationFile<br />
[2] Cyber-Sicherheitsanforderungen<br />
an netzwerkfähige Medizinprodukte:<br />
https://www.allianz-fuercybersicherheit.de/SharedDocs/<br />
Downloads/Webs/ACS/DE/BSI-<br />
CS/BSI-CS_132.html<br />
[3] Cyber Resilience Act: https://<br />
digital-strategy.ec.europa.eu/<br />
en/library/cyber-resilience-act<br />
[4] NIS2: https://www.consilium.<br />
europa.eu/en/press/pressreleases/2022/11/28/eu-decidesto-strengthen-cybersecurityand-resilience-across-the-unioncouncil-adopts-new-legislation/<br />
[5] Cybersecurity in Medical<br />
Devices: Quality System Considerations<br />
and Content of Premarket<br />
Submissions: https://<br />
www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidancedocuments/cybersecurity-medical-devices-quality-system-considerations-and-content-premarket-submissions<br />
[6] SEC Adopts Rules on Cybersecurity<br />
Risk Management, Strategy,<br />
Governance, and Incident<br />
Disclosure by Public Companies:<br />
https://www.sec.gov/news/pressrelease/2023-139<br />
[7] SBOM-Anforderungen:<br />
TR-03183-2 stärkt Sicherheit<br />
in der Software-Lieferkette:<br />
https://www.bsi.bund.de/DE/<br />
Service-Navi/Presse/Alle-Mel-<br />
dungen-News/Meldungen/TR-<br />
03183-2-SBOM-Anforderungen.<br />
html<br />
[8] Revenera‘s 2022 Report on Software<br />
Supply Chain Compliance:<br />
https://info.revenera.com/SCA-<br />
RPT-OSS-License-Compliance-<br />
2022/?lead_source=PR<br />
Wer schreibt:<br />
Nicole Segerer blickt auf über<br />
15 Jahre Erfahrung in den Bereichen<br />
Softwareproduktstrategie und Marketing<br />
zurück. Bei ihr dreht sich<br />
alles um die Analyse von Softwareprodukten<br />
und darum, den Mehrwert<br />
der Lösungen sowie das<br />
Kunden erlebnis zu steigern. Als<br />
SVP und General Manager von<br />
Revenera bei Revenera unterstützt<br />
sie Softwareanbieter und<br />
IoT- Hersteller bei der Umstellung<br />
auf neue digitale Geschäftsmodell<br />
und der Optimierung der Softwaremonetarisierung.<br />
◄<br />
76 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Software<br />
Änderungsmanagement in der Medizintechnik<br />
Der Weg vom Papier in die Digitalisierung – Änderungen müssen in der regulierten Industrie der Medizintechnik<br />
z. B. für Prozesse, Dokumente oder IT-Systeme geregelt ablaufen und dokumentiert werden.<br />
Das oxaion DMS ist ein Modul innerhalb der skalierbaren<br />
Unternehmenssoftware von oxaion für Medizintechnik-Unternehmen.<br />
Das Änderungsmanagement in<br />
der Medizintechnik ist von großer<br />
Bedeutung, da es sicherstellt, dass<br />
Änderungen an Medizinprodukten,<br />
Systemen und Prozessen sicher<br />
und effektiv durchgeführt werden.<br />
Die Medizintechnikbranche ist stark<br />
reguliert, und Änderungen müssen<br />
gemäß den Anforderungen der<br />
zuständigen Regulierungs behörden<br />
wie der FDA, der ZLG oder anderen<br />
internationalen Aufsichtsbehörden<br />
und den Benannten Stellen erfolgen.<br />
Eine fehlerhafte Änderung kann<br />
schwerwiegende Konsequenzen<br />
für Patienten und das Unternehmen<br />
haben.<br />
Typische Prozesse<br />
im Änderungsmanagement<br />
Ein typischer Prozess für das<br />
Änderungsmanagement in der Medizintechnik<br />
könnte folgende Schritte<br />
umfassen:<br />
Aptean Germany GmbH<br />
germany@aptean.com<br />
www.aptean.com<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
1. Identifikation:<br />
Änderungen können aus verschiedenen<br />
Quellen wie Kundenfeedback,<br />
regulatorischen Anforderungen,<br />
Risikobewertungen, Fertigungsprozessen<br />
oder IT-Systemen<br />
stammen.<br />
2. Bewertung:<br />
Die Auswirkungen der Änderungen<br />
auf die Produktqualität,<br />
Sicherheit und regulatorischen<br />
Anforderungen sollten bewertet<br />
werden. Hierbei kann eine Risikobewertung<br />
helfen, um potenzielle<br />
Risiken zu identifizieren und zu<br />
bewerten.<br />
3. Genehmigung:<br />
Änderungen sollten nur nach einer<br />
gründlichen Bewertung genehmigt<br />
werden. Die Genehmigung<br />
kann von verschiedenen Stakeholdern<br />
wie der Technischen Leitung,<br />
dem Qualitätsmanagement<br />
oder den Regulierungsbehörden<br />
abhängen.<br />
4. Implementierung:<br />
Die Umsetzung von Änderungen<br />
erfordert ein strukturiertes Vorgehen<br />
und sollte in Übereinstimmung<br />
mit den regulatorischen Anforderungen<br />
erfolgen.<br />
5. Überprüfung:<br />
Nach der Implementierung<br />
sollten Änderungen überwacht<br />
und geprüft werden, um sicherzustellen,<br />
dass sie wie geplant<br />
funktionieren.<br />
Insgesamt ist das Änderungsmanagement<br />
ein wesentlicher<br />
Bestandteil des Qualitätsmanagementsystems<br />
in der Medizintechnik<br />
und kann dazu beitragen,<br />
dass Produkte sicherer<br />
und effektiver sind.<br />
Die heutige Situation in den<br />
Unternehmen<br />
In vielen mittelständischen und<br />
kleineren Unternehmen werden<br />
dazu heute die unterschiedlichsten<br />
Formulare verwendet, in den meisten<br />
Fällen aus Word- und Excel-<br />
Templates, die im Ergebnis häufig<br />
auch gedruckt werden. In der Praxis<br />
bedeutet dies, dass diese Dokumente<br />
„von Schreibtisch zu Schreibtisch<br />
wandern“. Das ist heute noch<br />
oft die Realität.<br />
Auswirkungen und Probleme<br />
Oft ist nicht klar, bei wem der<br />
Änderungsantrag liegt und wie der<br />
Status ist. Dafür gibt es dann wieder<br />
eine Excel-Datei. Das Nachhalten<br />
und Überwachen dieser Änderungsdokumente<br />
ist eine große Herausforderung<br />
für die verantwortliche<br />
Person im Unternehmen. Vor Audits<br />
sorgt dies auch manchmal für die<br />
ein oder andere hektische Situation.<br />
Ein Überwachen ist in der Form ja<br />
auch nicht einfach.<br />
Eine Lösung ... oder zwei?<br />
Heute gibt es bereits IT-Systeme,<br />
die den gesamten Änderungsprozess<br />
(oder das Change-Management)<br />
komplett digitalisieren können.<br />
Das ist sicher die höchste<br />
Ausprägung der Digitalisierung des<br />
Änderungsprozesses. Vom Papier<br />
zur kompletten digitalen Version<br />
ist es für viele Unternehmen aber<br />
ein weiter Weg. Der direkte Wegfall<br />
des gewohnten Formulars erfordert<br />
Änderungsprozesse und die<br />
Qualifizierung der Mitarbeiter im<br />
Umgang damit.<br />
Weitere Informationen zu Lösungen unter:<br />
www.oxaion.de/branchen/medizintechnik<br />
Zwischenweg oder Mittelstandslösung<br />
von Aptean?<br />
Oxaion hat mit einer Reihe von<br />
Unternehmen gesprochen und die<br />
Herausforderungen diskutiert. Diese<br />
liegen hauptsächlich in der Nachverfolgung,<br />
Überwachung, Terminierung<br />
und Dokumentation der<br />
Maßnahmen. Das Unternehmen<br />
hat dafür eine integrierte Lösung<br />
in der oxaion-Unternehmenssoftware<br />
erstellt:<br />
• Das Unternehmen verwendet das<br />
oder die Templates als gelenktes<br />
Dokument im integriertes oxaion<br />
DMS.<br />
• Nach der Freigabe des Änderungsantrages<br />
können die Maßnahmen<br />
als Aufgaben den Mitarbeitern<br />
mit Terminvorgaben zugewiesen<br />
werden.<br />
• Die Rückmeldung der Mitarbeiter<br />
erfolgt an gleicher Stelle mit der<br />
Dokumentation über eine electronic<br />
signature (part11 FDA).<br />
• Sind alle Aufgaben erledigt,<br />
erfolgt der Abschluss durch die<br />
verantwortliche Person im Unternehmen.<br />
• Mit dem Abschluss erfolgt die<br />
Erstellung eines Reports, der<br />
alle durchgeführten Maßnahmen<br />
dokumentiert und beim Änderungsantrag<br />
abgelegt wird.<br />
• Es gibt entsprechende Auswertungen<br />
und Reports über die offenen<br />
Änderungsanträge, die Terminsituation<br />
und den Status der<br />
Bearbeitung und Rückmeldung.<br />
Über diesen Weg können oxaion-<br />
Anwender sehr einfach ein Änderungsmanagement<br />
integrieren und<br />
den nächsten Schritt zur Digitalisierung<br />
vollziehen. ◄<br />
Kostenloses Whitepaper unter:<br />
www.oxaion.de/produkt/cloud/whitepaper-medizintechnik-cloud<br />
77
Produktion<br />
Reinraumkonzepte – das Wie und Warum<br />
Lesen Sie hier, warum uns Staub auch in der Produktion das Leben schwer macht.<br />
Sylvester-Nacht freigesetzt. Diese<br />
Menge entspricht in etwa einem<br />
Prozent der gesamt anthropogen<br />
freigesetzten Feinstaubmenge pro<br />
Jahr in Deutschland!<br />
Spetec GmbH<br />
spetec@spetec.de<br />
www.spetec.de<br />
Der Staub, der in großen Knäuel<br />
in Ecken liegt, den sieht man gut,<br />
und er lässt sich leicht durch Staubwischen<br />
entfernen. Aber wir wollen<br />
uns mit dem Staub beschäftigen,<br />
der mit dem Auge nicht mehr so<br />
gut wahrgenommen werden kann.<br />
Aktuelle Beispiele<br />
Dazu greifen wir willkürlich zwei<br />
Ereignisse auf. Das eine ist Saharastaub,<br />
denn im letzten Jahr gab es<br />
gleich mehrere Fälle, bei denen uns<br />
Feinstaub aus der Sahara besonders<br />
schöne, rotleuchtende Sonnenuntergänge<br />
beschert hat. Dieser<br />
natürlich verursachte Feinstaub<br />
kann je nach Jahreszeit erheblich<br />
sein, wie wir das von Wetterlagen,<br />
die durch Saharastaub geprägt sind,<br />
kennen. Die Zahlen sind gewaltig:<br />
Über die Hälfte des globalen troposphärischen<br />
Aerosols und etwa<br />
35% der primär emittierten Partikelmasse<br />
besteht aus Mineralstaubpartikeln,<br />
von denen in Europa etwa die<br />
Hälfte aus der Sahara und der Rest<br />
aus anderen Wüstenregionen der<br />
Erde stammt. Mit ca. 1.8 Mrd. Tonnen<br />
pro Jahr trägt Winderosion von<br />
Mineralstaub zur globalen Aerosolbilanz<br />
bei. Mineralstaub beeinflusst<br />
das Erd-Atmosphäre System durch<br />
Streuung und teilweise Absorption<br />
eintreffender Solarstrahlung aber<br />
auch bei der Wolkenbildung durch<br />
Kondensationskeime.<br />
Vom Sahara-Staub wissen wir,<br />
dass er über hunderte, wenn nicht<br />
gar tausende Kilometer weit von<br />
den Luftströmungen getragen werden<br />
und durch feinste Öffnungen in<br />
jeden Innenraum gelangen kann. Als<br />
Autofahrer wissen wir auch, wie zäh<br />
und rot er auf jedem Autolack klebt.<br />
Das zweite Ereignis haben wir<br />
zur Jahreswende erlebt, denn hier<br />
wurde das Feinstaubproblem sichtbar:<br />
Die Luft war „zum Schneiden”.<br />
In diesem Jahr war es nämlich endlich<br />
wieder so weit: Das neue Jahr<br />
konnte mit einem gewaltigen Feuerwerk<br />
begrüßt werden. Ein Feuerwerk<br />
ist zwar schön anzusehen,<br />
aber die Folgen, insbesondere<br />
durch Verletzungen und Sachbeschädigungen,<br />
wurden gerade in<br />
diesem Jahr besonders kontrovers<br />
diskutiert. Wenig bedacht wurden<br />
dabei aber die gesundheits-relevanten<br />
und wirtschaftlichen Schäden,<br />
denn jährlich werden rund 2050<br />
t Feinstaub durch das Abbrennen<br />
von Feuerwerkskörpern meist in der<br />
Schwebeteilchen<br />
unter der Lupe<br />
Wegen ihrer physikalischen<br />
Eigenschaft werden kleine Partikel<br />
auch häufig als Schwebeteilchen<br />
bezeichnet. Feinstaub ist ein<br />
Teil des Schwebstaubs. Als Feinoder<br />
Schwebstaub (particulate matter,<br />
PM) bezeichnet man Teilchen in<br />
der Luft, die nicht sofort zu Boden<br />
sinken, sondern längere Zeit in der<br />
„Atmosphäre“ schweben. Je nach<br />
„Korngröße“ der Staubpartikel unterscheiden<br />
wir verschiedene Fraktionen:<br />
Unter PM10 (PM2,5) versteht<br />
man vereinfacht alle Staubpartikel,<br />
deren aerodynamischer Durchmesser<br />
kleiner als 10 (2,5) µm ist.<br />
Beide Größenfraktionen werden<br />
täglich an über 600 Messstellen<br />
in der gesamten BRD überwacht,<br />
und es kommt häufig zu täglichen<br />
Überschreitungen der Grenzwerte,<br />
auch wenn der zulässige Jahresmittelwert<br />
von 40 µg/m 3 in 2021 nicht<br />
mehr überschritten wurde. Im Allgemeinen<br />
wird die PM10-Fraktion als<br />
Feinstaub bezeichnet. Feinstaub ist<br />
mit bloßem Auge nicht wahrzunehmen,<br />
lediglich während bestimmter<br />
Wetterlagen oder wie beim Saharastaub<br />
oder beim Silvester-Feuerwerk<br />
kann man ihn in Form einer<br />
„Dunstglocke“ sehen.<br />
Unabhängig von ihrer Quelle<br />
werden die Eigenschaften dieser<br />
Partikel hauptsächlich durch zwei<br />
Parameter charakterisiert, nämlich<br />
einmal durch ihre Größe, besser<br />
gesagt durch ihren hydrodynami-<br />
78 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Klasse 0,1 µm 0,2 µm 0,3 µm 0,5 µm 1 µm 5 µm<br />
ISO 1 10<br />
ISO 2 100 24 10<br />
ISO 3 1000 237 102 35<br />
ISO 4 10.000 2370 1020 352 83<br />
ISO 5 100.000 23.700 10.200 3520 832<br />
ISO 6 1.000.000 237.000 102.000 35.200 8.320 293<br />
ISO 7 352.000 83.200 2.930<br />
ISO 8 3.520.000 832.000 29.300<br />
ISO 9 35.200.000 8.320.000 293.000<br />
Tabelle 1: Reinraumklassen nach ISO 14644-1, maximale Partikelanzahl je m3,<br />
s. www.beuth.de/de/norm/din-en-iso-14644-1/238330395<br />
schen Durchmesser, und zweitens<br />
durch ihre Konzentration, d.h. durch<br />
ihre Masse, bzw. Anzahl der Teilchen,<br />
pro Kubikmeter Luft.<br />
Natürliche und<br />
anthropogene Quellen<br />
Feinstaub stammt aus zwei unterschiedlichen<br />
Quellen: Aus natürlichen<br />
und anthropogenen Quellen.<br />
Natürlicher Feinstaub kann wie<br />
erläutert durch Bodenerosion hervorgerufen<br />
werden aber auch aus<br />
biologischen Quellen stammen, wie<br />
wir das im Frühjahr beim Pollenflug<br />
immer wieder beobachten. Pollen<br />
sind für Allergiker selbst in geringster<br />
Konzentration unangenehm,<br />
und andere biologische Schwebeteilchen<br />
wie Sporen von Schimmelpilzen<br />
oder Keime, wie Bakterien<br />
oder Viren, können Nahrungsmittel<br />
verderben oder Krankheiten<br />
auslösen. Dieser Anteil des Feinstaubes<br />
natürlichen Ursprungs ist<br />
unvermeidbar.<br />
Allerdings wird ein noch größerer<br />
jedoch vermeidbarer Anteil des Feinstaubes<br />
durch menschliches Handeln<br />
erzeugt: Dieser Feinstaub entsteht<br />
durch Emissionen aus Kraftfahrzeugen,<br />
Kraft- und Fernheizwerken,<br />
Öfen und Heizungen in<br />
Wohnhäusern, bei der Metall- und<br />
Stahlerzeugung oder auch beim<br />
Umschlagen von Schüttgütern. In<br />
Ballungsgebieten ist der Straßenverkehr<br />
die dominierende Staubquelle.<br />
Dabei gelangt Feinstaub<br />
nicht nur aus Motoren – vorrangig<br />
aus Dieselmotoren – in die Luft,<br />
sondern auch durch Bremsen- und<br />
Reifenabrieb sowie durch die Aufwirbelung<br />
des Staubes. Eine weitere<br />
wichtige Quelle ist auch die<br />
Landwirtschaft, denn die Emissionen<br />
gasförmiger Vorläuferstoffe,<br />
insbesondere die Ammoniakemissionen<br />
aus der Tierhaltung, tragen<br />
zur sekundären Feinstaubbildung<br />
bei. Die anthropogenen Feinstaubemissionen<br />
werden in Deutschland<br />
auf ~200.000 t (nach Angaben<br />
des Umweltbundesamtes) pro<br />
Jahr geschätzt.<br />
Wo und was müssen wir<br />
vor Feinstaub schützen?<br />
Zusammenfassend können wir<br />
sagen, dass Schwebeteilchen<br />
(Staub- und Feinstaubpartikel,<br />
Keime, Aerosole oder andere Biopartikel)<br />
überall in der Umgebungsluft<br />
und in Innenräumen vorkommen<br />
und wegen ihrer kleinen Abmessungen<br />
unter 10 µm lange in der<br />
Raumluft verweilen oder mit dem<br />
Luftstrom über große Entfernungen<br />
transportiert werden können.<br />
Nicht nur für den Menschen<br />
ist Feinstaub schädlich und kann<br />
gesundheitliche Probleme verursachen,<br />
sondern auch mikroelektronische,<br />
medizinische oder pharmazeutische<br />
Produkte können in Mitleidenschaft<br />
gezogen werden! Dies<br />
gilt ganz besonders für die Fertigung<br />
von mechanischen und elektronischen<br />
Bauteilen, deren Struktureigenschaften<br />
im µm-Bereich liegen,<br />
wie in der Mikroelektronik, bei<br />
hochauflösenden optischen Komponenten,<br />
wie Sensoren, insbesondere<br />
bei Kamera- und Videobildsensoren,<br />
aber auch in der<br />
Datenspeicherung.<br />
Bei medizintechnischen und pharmazeutischen<br />
Produkten stören insbesondere<br />
Partikel mit biologischem<br />
Ursprung, denn für viele Produkte<br />
muss eine Keimfreiheit garantiert<br />
werden bzw. darf die Zahl an Keimen<br />
bestimmte Grenzwerte nicht<br />
überschreiten.<br />
Produkte, deren Eigenschaften<br />
von Partikel egal welchen<br />
Ursprungs, verändert, beeinträchtigt<br />
oder komplett zerstört werden<br />
können, müssen vor Partikeln jeglicher<br />
Art geschützt werden, wenn<br />
bestimmte Produktqualitäten und<br />
-eigenschaften gefordert werden.<br />
Wenn wir über Partikelbelastungen<br />
von Innenräumen sprechen,<br />
müssen wir zwei Quellen im Auge<br />
behalten. Feinstaubpartikel, die aus<br />
der Umgebungsluft stammen, lassen<br />
sich recht einfach durch geeignete<br />
Luftströmungen und Luftfilteranlagen<br />
in den Griff bekommen. Aber<br />
die zweite Partikelquelle ist der<br />
Mensch selbst, denn er setzt eine<br />
sehr große Anzahl dieser Schwebeteilchen<br />
als Aerosol beim Sprechen<br />
und bei jedem Atemzug oder<br />
direkt als Partikel (Hautschuppen,<br />
Faserteilchen der Kleidung) bei<br />
jeder Bewegung frei. Immer dann,<br />
wenn Menschen in der Produktion,<br />
Herstellung oder Verpackung involviert<br />
sind, ist deshalb zusätzlicher<br />
Handlungsbedarf gegeben. Allein<br />
durch Haut und Kleidung werden in<br />
einem reinen Raum (ISO-Klasse 8)<br />
von jeder Person in einer Schicht<br />
mehr als 600 Millionen Partikel (>0,5<br />
µm Ø) pro Kubikmeter abgegeben,<br />
wie Daten des Fraunhofer Institutes<br />
für Prozesstechnik und Automation<br />
(IPA) aus Stuttgart zeigen.<br />
Wie können wir Produkte<br />
vor Feinstaub schützen?<br />
Unter den verschiedenen technischen<br />
Möglichkeiten zur Reinigung<br />
von Raumluft haben sich Filtertechniken<br />
besonders bewährt,<br />
weil sie eine preiswerte und im<br />
Betrieb kostengünstige Alternative<br />
darstellen und auch nachträglich<br />
Bild 1: Schematische Darstellung des laminaren Luftstromes in einer<br />
Reinraumzelle<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
79
Produktion<br />
Bild 2: Verschiedene Ausführungsformen von Laminar-Flow-Boxen<br />
noch nachgerüstet werden können.<br />
Nur durch eine sachgemäße<br />
Reinigung der Raumluft lassen sich<br />
Schwebeteilchen und Feinstaub<br />
vermeiden!<br />
Mit dem Einbau einer Luftreinigungsanlage<br />
ist es deshalb allein<br />
nicht getan, um Partikel aus der<br />
Fertigung und Verpackung fernzuhalten,<br />
sondern es muss ein strategisches<br />
Gesamtkonzept erstellt<br />
werden. Dies besteht aus einer<br />
ganzen Reihe von Maßnahmen,<br />
wie der Reinigung der Raumluft<br />
durch geeignete Filteranlagen,<br />
das Tragen geeigneter Schutzkleidung,<br />
die Optimierung von Arbeitsabläufen<br />
und die direkte Abschirmung<br />
der Produkte vor Partikeln,<br />
die von Mitarbeitern emittiert werden<br />
können. Bei besonders hohen<br />
Anforderungen werden Personenund<br />
Produktschleusen ebenso notwendig<br />
wie die Schulung des Personals<br />
und die Qualitätskontrolle der<br />
Raumluft durch regelmäßige Messung<br />
der Partikelanzahl.<br />
Die Qualität eines Reinraumes<br />
oder entsprechender kleinerer Reinraumbereiche,<br />
wie einer Flow-Box,<br />
wird nach DIN-Norm EN ISO 14644<br />
beurteilt, in der die Güteklassen<br />
durch die Anzahl der Teilchen in<br />
einer vorgegebenen Größenfraktion<br />
definiert werden (Tabelle).<br />
Die Funktion eines Reinraums ist<br />
recht einfach, siehe dazu die schematische<br />
Darstellung des laminaren<br />
Luftstroms in einer Reinraumzelle<br />
in Bild 1. Die Raumluft wird mittels<br />
eines Ventilators (meist bevorzugen<br />
unsere Kunden besonders geräuscharme<br />
Ventilatoren der Super-Silent<br />
Serie) angesaugt und durch einen<br />
Hochleistungs-Partikelfilter gepresst.<br />
Beide Komponenten sind im oberen<br />
Deckenbereich in einem Modul der<br />
FMS-Serie der Firma Spetec eingebaut.<br />
Der HEPA-14-Filter weist<br />
einen Isolationsfaktor von 10 4 auf<br />
und reduziert so die Anzahl der<br />
Partikel und verbessert die Luftqualität<br />
im Inneren um mindestens<br />
das 10.000-fache gegenüber der<br />
äußeren Umgebungsluft. Durch die<br />
Filteranordnung wird im Arbeitsbereich<br />
hinter den Glasscheiben (oder<br />
Lamellen) ein laminarer Luftstrom<br />
erzeugt, was heißt, dass die Luft wie<br />
ein Vorhang von oben nach unten<br />
in parallelen Stromlinien fließt und<br />
die Probe, das Produkt oder den<br />
Arbeitsbereich durch einen Überdruck<br />
vor eintretenden Partikeln<br />
geschützt wird. Schwebeteilchen,<br />
die sich in der Raumluft befinden<br />
oder vom Personal freigesetzt wurden,<br />
werden vom Luftstrom erfasst<br />
und durch einen Abluftkanal entfernt<br />
oder durch einen Rückluftkanal wieder<br />
zur Filtereinheit zurückgeführt.<br />
Alternativ zu einer großen Reinraumzelle<br />
haben sich für viele<br />
Anwendungen kleinere Module,<br />
die Laminar-Flow-Boxen, bewährt;<br />
in Bild 2 sind verschiedene Ausführungsformen<br />
gezeigt, die für<br />
unterschiedliche Anwendungen in<br />
der Fertigung, Montage oder Verpackung<br />
mikroelektronischer oder<br />
optoelektronischer Bauteile entwickelt<br />
wurden. Je nach Ausführungsvariante<br />
sind diese auch als zertifizierte<br />
Werkbank der ISO-Klasse 5 in<br />
unterschiedlichen Größen erhältlich<br />
oder wurden mit bestimmten Werkstoffen<br />
gefertigt, um die Anforderungen<br />
nach dem GMP Leitfaden,<br />
Annex Biokontamination, zu erfüllen<br />
und um Keime im Arbeitsbereich<br />
dauerhaft zu vermeiden.<br />
Durch Kombination von Reinräumen<br />
oder Laminar-Flow-Boxen lassen<br />
sich ganze Fertigungsstraßen<br />
aufbauen, sodass das Produkt an<br />
keiner Stelle des Fertigungsablaufes<br />
mehr mit Partikeln jeglicher Art in<br />
Kontakt kommen kann. Die Aufstellung<br />
oder Anordnung, aber auch die<br />
Auslegung einzelner Komponenten<br />
kann auf die Bedürfnisse des Kunden<br />
angepasst werden.<br />
Anwendungsbeispiel:<br />
Montage von mikroelektronischen<br />
Sensoren<br />
Nun soll ein Reinraumkonzept<br />
an einem Beispiel diskutiert werden.<br />
Bei der Montage von hochauflösenden<br />
Kamera- und Videosensoren<br />
können schon winzigste<br />
Staubpartikel zu riesigen Störfaktoren<br />
werden. Je hochauflösender<br />
die Kameras, desto aufwendiger<br />
wird die Herstellung und Montage.<br />
Um jegliche Verunreinigung bei<br />
ihren Videotechnik-Systemen zu<br />
vermeiden, hat sich ein Kunde für<br />
die Installation eines ISO-Klasse-<br />
5-Reinraums von Spectec entschieden,<br />
denn die Nachfrage nach hochauflösenden<br />
und immer schnelleren<br />
Kamerasensoren wächst stetig,<br />
genauso so wie die Qualitätsanforderungen.<br />
Partikelfreiheit ist bei der Montage<br />
der in den Kameras verbauten<br />
Sensoren notwendig, um die<br />
sehr staubempfindlichen Komponenten<br />
in den komplexen mikroelektronischen<br />
Systemen zu schützen.<br />
Das gemeinsam erarbeitete Konzept<br />
hierfür umfasste neben reinraumtypischen<br />
Größen auch die Forderung<br />
nach bestmöglichen Arbeitsbedingungen<br />
in ergonomischer Hinsicht.<br />
Die installierte Reinraumzelle mit<br />
den Maßen 9 x 4 m, s. Aufmacherbild,<br />
besteht aus einem flächenbündigen<br />
Wandsystem aus Aluminium-<br />
Festelementen und Sichtfenstern<br />
sowie Schiebetüren für die Personalschleuse,<br />
ferner einer einflügeligen<br />
Tür als Notausgang und Service-<br />
Ein-/Ausgang. Zusätzlich zur Klimaanlage<br />
wurden sechs Laminar-Flow-<br />
Module zur Luftfilterung in der Version<br />
„SuSi Super Silent“ eingebaut,<br />
um an den vier Arbeits- bzw. Montageplätzen,<br />
wie überall im Unternehmen,<br />
ergonomisch bestmögliche<br />
Arbeitsbedingungen zu gewährleisten<br />
und den Geräuschhintergrund<br />
auf ein absolutes Minimum zu minimieren.<br />
Das Personal trägt fusselfreie<br />
Kleidung, Hauben, Mundschutz und<br />
Überziehschuhe, wodurch Partikelemissionen<br />
durch Mitarbeiter drastisch<br />
reduziert werden.<br />
Die installierten Laminar-Flow-<br />
Module FMS verwenden ein Hochleistungsfilter<br />
des Typs H14 mit<br />
einem Abscheidegrad von 99,995<br />
%, wodurch ein Isolationsfaktor<br />
von 10 4 erreicht wird. Dies bedeutet,<br />
dass die Luftqualität unter dem<br />
Modul gegenüber der Umgebung<br />
mindestens um das 10.000-fache<br />
verbessert wird und die Partikelkonzentration<br />
innerhalb der Einheit von<br />
rund 15 Mio./m 3 auf etwa 1500 Partikel<br />
im Größenbereich von mehr als<br />
0,5 µm reduziert wird.<br />
Hinzu kommen ein Partikelmessgerät,<br />
eine Materialschleuse<br />
mit Druckluftreinigung, eine Absauganlage<br />
für lokale Aerosole, wie sie<br />
beim Löten entstehen, eine abgestimmte<br />
LED-Beleuchtung in der<br />
Decke sowie eine extra Flow-Box<br />
in der Schleuse zur Vorreinigung<br />
der elektronischen und optischen<br />
Bauteile. In dieser Konstellation<br />
wird selbst bei voller Personalbesetzung<br />
eine Reinraumklasse ISO<br />
5 gewährleistet, was täglich kontrolliert<br />
und dokumentiert wird.<br />
In der Reinraumzelle befinden<br />
sich weiter ein Garderobenschrank<br />
und eine Sitzbank. So ist laut dem<br />
Unternehmen ein Höchstmaß an<br />
Reinheit im Montageprozess und<br />
damit eine maximale Produktqualität<br />
sichergestellt, wenn die Sensorboards<br />
und Objektive der verschiedenen<br />
Kameratypen unter diesen<br />
optimalen Bedingungen miteinander<br />
luftdicht verschraubt werden.<br />
Fazit<br />
Zusammenfassend bleibt zu<br />
sagen, dass Laminar-Flow-Boxen<br />
ideal sind, um Produkte immer dann<br />
vor Partikeln und Keimen zu schützen,<br />
wenn die Produktionsschritte<br />
mit wenig Raumbedarf auskommen.<br />
Wachsen die Bedürfnisse des Kunden,<br />
kann durch eine Kombination<br />
von Reinraummodulen eine ganze<br />
Fertigungsstraße aufbaut werden.<br />
Wird ein großer Raumbedarf benötigt<br />
oder wir Begehbarkeit gefordert,<br />
dann ist ein Reinraum oder<br />
eine Reinraumzelle eine ideale<br />
Lösung. Ein vorhandener Reinraum<br />
kann jederzeit durch das<br />
verwendete Modulsystem erweitert<br />
werden. ◄<br />
80 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Bedienen und Visualisieren<br />
Mehr Flexibilität, weniger Strom:<br />
E-Paper-Displays<br />
E-Paper-Displays bieten eine Reihe von einzigartigen Vorteilen gegenüber konventionellen Displays.<br />
logien wie LCD oder OLED. Denn<br />
beim E-Paper werden vereinfacht<br />
gesagt Mikrokapseln in einem transparenten<br />
Polymer eingeschlossen.<br />
Je nach Spannung und Polarität<br />
bewegen sich diese eingefärbten<br />
Kapseln und formieren sich zu Bildinhalten.<br />
Das Resultat sind gestochen<br />
scharfe Abbildungen, die sich<br />
aus jedem Blickwinkel lesen lassen<br />
– absolut flimmerfrei und selbst bei<br />
starkem Sonnenlicht. Weil die Spannung<br />
für die Anzeige nur benötigt<br />
wird, um Inhalte zu verändern, verbrauchen<br />
E-Paper-Displays äußerst<br />
wenig Energie. Das Prinzip: Inhalt<br />
aufschalten – Strom abschalten. Die<br />
passive Anzeige bleibt über Jahre<br />
stabil bzw. bis die Spannung erneut<br />
verändert wird. Das eröffnet Unternehmen<br />
unterschiedlichster Branchen<br />
ein enormes Sparpotenzial<br />
und die Möglichkeit, die Effizienz<br />
von Prozessen zu steigern.<br />
Autor:<br />
Ercan Sayilir<br />
Senior Innovation Manager<br />
DMB Technics AG<br />
www.dmbtechnics.com<br />
Es gibt sie eigentlich schon seit<br />
Jahrzehnten: die E-Paper-Technologie.<br />
Doch erst jetzt dringt die Technologie<br />
stärker in unseren Alltag ein.<br />
Man trifft sie etwa zunehmend bei<br />
Großverteilern in Form von elektronischen<br />
Preisschildern an oder zuhause<br />
im Smart-Home-Bereich. E-Paper-<br />
Displays haben viele Vorteile gegenüber<br />
konventionellen Displays.<br />
Sparsam, flexibel, biegsam<br />
Der niedrige Energieverbrauch,<br />
die Biegsamkeit, die flexible<br />
Beschriftung: Das sind nur drei der<br />
unschlagbaren Vorteile der E-Paper-<br />
Technologie – einer Technologie,<br />
die eine neue Dimension der Darstellung<br />
von Inhalten eröffnet. Sie<br />
ahmt das Aussehen von echtem<br />
Papier nach, ohne dessen Nachteile<br />
mit sich zu bringen. Im Gegensatz<br />
zu gedruckten Inhalten lassen<br />
sich wie bei jedem Display Inhalte<br />
jederzeit verändern und korrigieren,<br />
sie benötigen aber kein Papier,<br />
schonen die Ressourcen – und sind<br />
dabei je nach Ausführung biegbar.<br />
Bereits in den 1970er Jahren entwickelt,<br />
wurde die E-Paper-Technologie<br />
in der breiten Bevölkerung vor<br />
allem durch die E-Reader bekannt:<br />
Lesegeräte für komplette Bücher.<br />
Man benötigt nur noch ein Gerät –<br />
und liest darauf Tausende von Seiten,<br />
ohne dicke, schwere Wälzer mit<br />
sich herumschleppen zu müssen.<br />
Extrem niedriger<br />
Energieverbrauch<br />
Die E-Paper-Technologie erlaubt<br />
es, gestochen scharfe Inhalte darzustellen<br />
– längst auch in Farbe.<br />
Sie unterscheidet sich fundamental<br />
von anderen Display-Techno-<br />
Einfache Aktualisierung<br />
von Inhalten via WLAN<br />
Zu beobachten ist das aktuell<br />
bei Einzelhändlern, die dazu übergehen,<br />
Regale und Schilder mit<br />
E-Paper-Technologie zu beschriften.<br />
Kein Papier braucht mehr von<br />
Hand ausgewechselt, kein Preis<br />
mehr neu ausgedruckt, keine Aktion<br />
überklebt zu werden. Barcode, Aktions-Grafiken,<br />
Preise und vieles<br />
mehr lassen sich dauerhaft anzeigen<br />
– ohne Stromverbrauch – und<br />
bei Bedarf sofort via WLAN ändern<br />
und aktualisieren.<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
81
Bedienen und Visualisieren<br />
Anwendungsgebiete<br />
Das sind nur einige der vielfältigen<br />
Anwendungsgebiete von<br />
E-Paper-Displays:<br />
• Ladengeschäfte: Preisschilder,<br />
Aktionstafeln, Artikelkennzeichnungen<br />
wie Etiketten und andere<br />
Labels<br />
• Smart Home: Temperaturkontrollkonsolen,<br />
Fernbedienungen,<br />
Haushaltsgeräte und Sensoren<br />
für Luftfeuchtigkeit / Temperatur<br />
• Industrie: Logistik und Produktion,<br />
Lagerverwaltungssysteme,<br />
Etikettierungen, Inventarschilder,<br />
Kommissionierung, Lieferscheine,<br />
Stücklisten, Fertigungspapiere<br />
usw.<br />
• Werbung: Plakate, Plakatwände<br />
• Schaufenster-Displays: Verkaufsanzeigen<br />
für Immobilien, Banken<br />
(Börsen- und Wechselkurse),<br />
Angebotsschilder für Praxen,<br />
Coiffeursalons und mehr<br />
• Gebäudebeschriftungen/Digital<br />
Signage in Verwaltungsgebäuden,<br />
Spitälern und Heimen: Eingangsschilder,<br />
Orientierungstafeln,<br />
Raumbeschilderungen für<br />
Sitzungszimmer (Besetzt / Frei /<br />
Person / Funktion)<br />
• Verkehrsschilder, Parkplatzbeschriftungen<br />
• Öffentlicher Verkehr: Fahrpläne,<br />
Haltestellen<br />
• Medizintechnik<br />
Ideal für Digital Signage<br />
Die schnelle, flexible Bespielung<br />
der Displays erlaubt es in Kombination<br />
mit dem geringen Energieverbrauch,<br />
Inhalte besonders kostensparend<br />
an die Nutzer zu übermitteln.<br />
Diese Inhalte können für Endverbraucher<br />
genauso bestimmt sein<br />
wie für eigene Mitarbeitende, zum<br />
Beispiel in der Industrie für viele<br />
Elemente der Supply Chain von<br />
der Fertigung über die Lagerhaltung<br />
bis zur Distribution.<br />
Auch fürs Digital Signage in Büround<br />
Gewerbegebäuden bieten sich<br />
E-Paper-Displays an, etwa für die<br />
Orientierung, für Eingangsbeschriftungen,<br />
Schaufenster, Belegungspläne<br />
und die Beschriftung von<br />
Büros. Biegbare Displays steigern<br />
die Vielfalt möglicher Anwendungsgebiete<br />
zusätzlich.<br />
Smart Home<br />
Eine intelligente Lösung für ein<br />
intelligentes Zuhause: Die einzigartigen<br />
Eigenschaften der „Bi-Stabilität“<br />
und der „reflektierenden Anzeige“<br />
von E-Papier machen die Technologie<br />
auch zu einer natürlichen Lösung<br />
für den Smart-Home-Bereich. Der<br />
Inhalt des Displays ist immer sichtbar,<br />
auch wenn der Strom ausgeschaltet<br />
ist. Es entsteht keine Lichtemission,<br />
da das papierähnliche Display<br />
kein zusätzliches Licht abstrahlt<br />
– es fügt sich gar harmonisch in die<br />
Wohnung ein. Und auch der energiesparende<br />
Aspekt ist ein großer<br />
Vorteil: Kein Stromverbrauch, wenn<br />
der Inhalt nicht geändert wird, resp.<br />
nur ein minimaler Energieverbrauch,<br />
wenn die Aktualisierung des Inhalts<br />
erforderlich ist.<br />
Hintergrundinformation<br />
Technischer Exkurs zum Frontlicht<br />
und zur kapazitiven Touchfunktion:<br />
E-Paper-Displays sind<br />
in der Regel nicht selbstleuchtend<br />
und daher in dunklen Umgebungen<br />
schwer ablesbar. Abhilfe schafft<br />
dabei das «Frontlicht». Ein Frontlicht<br />
bei E-Paper bezieht sich auf eine<br />
spezielle auf der LED-Technologie<br />
basierende Beleuchtungstechnologie.<br />
Das Frontlicht leuchtet das Display<br />
von vorne aus und ermöglicht es<br />
so, E-Reader und E-Paper-Geräte<br />
auch bei schlechten Lichtverhältnissen<br />
verwenden zu können, ohne<br />
externe Lichtquellen zu benötigen.<br />
Dies verbessert die Lesbarkeit und<br />
Vielseitigkeit der Geräte erheblich.<br />
Auch mit Touchfunktion<br />
In Anwendungen, die eine kapazitive<br />
Touchfunktion erfordern,<br />
besteht die Möglichkeit, ein kapazitives<br />
Touchpanel (CTP) hinzuzufügen.<br />
Dieses Feature eröffnet vielfältige<br />
Möglichkeiten zur Erweiterung<br />
der Funktionalität. Die Entscheidung<br />
für ein CTP ist abhängig<br />
von den spezifischen Anforderungen<br />
der gewünschten Anwendung<br />
und erweitert die Einsatzmöglichkeiten<br />
des Displays erheblich. DMB<br />
Technics bietet maßgeschneiderte<br />
Lösungen, um sicherzustellen, dass<br />
das Display die erwünschten Funktionen<br />
und die optimale Benutzererfahrung<br />
komplett erfüllt.<br />
Segment-Typ Displays<br />
Die E-Paper-Technologie ermöglicht<br />
es auch, Segment-Typ-Anzeigen<br />
vollständig nach den individuellen<br />
Anforderungen des Kunden<br />
herzustellen, und das zu einem<br />
erschwinglichen Preis. ◄<br />
82 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Cobots auf ihrem Weg in die Zukunft<br />
der Automatisierung: Was erwartet uns?<br />
Cobots bieten eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten! Wie gestaltet sich der Einsatz der flexiblen Cobots<br />
in der deutschen Industrie und den KMUs?<br />
Robotik<br />
Tobias Wölk, Produktmanager<br />
Automatisierungstechnik & Aktive Bauelemente<br />
Cobots sind das Automatisierungswerkzeug<br />
schlechthin und<br />
haben das Potenzial, den Alltag<br />
in deutschen Unternehmen jeder<br />
Größe zu revolutionieren. Bisher<br />
waren der Anschaffungspreis und<br />
die Hürden in der Implementierung<br />
noch Stolpersteine, die sich jedoch<br />
nach und nach relativieren. Tobias<br />
Wölk, Produktmanagement Automatisierungstechnik<br />
bei reichelt<br />
elektronik, sieht darin ein wichtiges<br />
Trendthema für das Unternehmen:<br />
„Unsere Umfrage zum Thema Robotik<br />
und Cobots Ende letzten Jahres<br />
hat gezeigt, dass bereits die Hälfte<br />
der befragten Industrieunternehmen<br />
mit Cobots zusammenarbeiten und<br />
gut ein Viertel im Jahr 2023 eine<br />
Anschaffung geplant hat. Daher<br />
Autor:<br />
Tobias Wölk<br />
Produktmanager<br />
Automatisierungstechnik & Aktive<br />
Bauelemente<br />
reichelt elektronik<br />
www.reichelt.de<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
haben wir auf diesen Trend reagiert<br />
und bieten erschwinglichere<br />
Cobot-Modelle in unserem Portfolio<br />
an“, kommentiert er.<br />
Alltagshelden treiben<br />
die Automatisierung voran<br />
Cobots übernehmen repetitive,<br />
zeitaufwändige sowie monotone<br />
Aufgaben und verlieren auch nach<br />
Stunden nicht ihre Aufmerksamkeit<br />
und Präzision. Cobots müssen<br />
jedoch immer für neue Projekte neu<br />
programmiert werden und werden<br />
daher den Menschen nie vollkommen<br />
ersetzen.<br />
In Deutschland sind sie momentan<br />
vornehmlich auf Positionen in der<br />
Produktion und Fertigung zu finden,<br />
wo sie Schwerst- sowie Kleinstarbeit<br />
abnehmen oder auch nachts Arbeitsaufträge<br />
durchführen können. Auch<br />
andere Wirtschaftszweige entdecken<br />
die kollaborativen Roboter für<br />
sich: Im medizinischen Sektor werden<br />
sie vermehrt für Laborarbeiten,<br />
sterile Prozesse und sogar im Patientenkontakt<br />
für die Rehabilitation<br />
eingesetzt. Ebenso sind sie in der<br />
Pharma- und Chemiebranche als<br />
Laborassistent mit besonderem Fingerspitzengefühl<br />
im Einsatz. Zusätzlich<br />
gewinnen Cobots in der Kunststoffindustrie<br />
und der Kleinteilmontage<br />
in den Bereichen Uhren und<br />
Spielzeuge an Bedeutung.<br />
Wird Iron Man bald den<br />
Malerpinsel schwingen?<br />
Cobots können die körper liche<br />
Belastung, beispielsweise für<br />
Angestellte im Bereich der Lagerlogistik,<br />
stark reduzieren. Speziell<br />
dafür wurde eine Cobot-Variation<br />
ent wickelt, die direkt am Menschen<br />
Hilfe leistet: das Exoskelett.<br />
Exoskelette dienen als Entlastung,<br />
als Stütze und um Kraft zu leihen.<br />
Passive Exoskelette bringen Kraftersparnis,<br />
indem sie bei gleichmäßigen<br />
Bewegungen Stabilität bieten<br />
und die Belastung auf das gesamte<br />
menschliche Skelett verteilen. Aktive<br />
Exoskelette hingegen sind energiebetrieben,<br />
dynamischer und vielseitiger<br />
einsetzbar. Aufgrund ihrer<br />
externen Antriebskraft sind sie besser<br />
in der Lage, schwere Lasten zu<br />
transportieren.<br />
Exoskelette verbessern den<br />
Arbeitsschutz, insbesondere in<br />
Situationen, in denen bisher aufgrund<br />
der Arbeitsbedingungen keine<br />
geeigneten technischen Hilfsmittel<br />
zur Verfügung stehen, wie beispielsweise<br />
beim Manövrieren von<br />
schweren Bauteilen oder beim Arbeiten<br />
in unangenehmen Positionen.<br />
Besonders interessant sind sie für<br />
die handwerkliche Berufsgruppe<br />
– Gerüstbauer bis hin zu Malern.<br />
Exoskelette könnten künftig die<br />
medizinische Rehabilitation revolutionieren<br />
und sogar Menschen<br />
mit körperlichen Einschränkungen<br />
mehr Bewegungsfreiheit erlauben.<br />
Neurale Exoskelette, die mit Quantensensoren<br />
funktionieren, werden<br />
aktuell als Heilmittel für Lähmung<br />
erforscht. Exoskelette sind bis dato<br />
ein Hilfsmittel der Zukunft, dessen<br />
Vorteile jedoch jetzt schon erkannt<br />
werden.<br />
Aktuelle Trends<br />
Mittlerweile bieten Hersteller ihre<br />
Cobots als Komplettlösungen, die<br />
sowohl Hardware als auch Software<br />
umfassen. Diese integrierten<br />
Angebote erleichtern die Implementierung<br />
autonomer Roboter-Setups.<br />
Auch andere große Unternehmen<br />
erkennen das Marktpotential der<br />
All-In-One-Pakete. Ein bemerkenswertes<br />
Beispiel hierfür ist ein Mietmodell,<br />
das kleinen und mittelständischen<br />
Unternehmen ermöglicht,<br />
Cobots für kurzfristige Projekte zu<br />
mieten und potenzielle zukünftige<br />
Investitionen zu testen.<br />
Auch technologisch geht es in<br />
Deutschland voran. Das Startup<br />
Neura Robotics hat einen Cobot<br />
vorgestellt, der KI-Auswertungen<br />
komplett in der Maschine berechnet.<br />
Die KI und maschinelles Lernen<br />
erlauben es dem Cobot, seine<br />
durch Sensoren erfahrenen Sinneseindrücke<br />
(sehen, hören und<br />
tasten) zu verarbeiten und in autonomes<br />
Handeln zu verwandeln. Mit<br />
einer intelligenten Objekterkennung<br />
erkennt der Roboter Menschen<br />
als solche und reagiert sogar auf<br />
Sprachkommandos. Dieser sogenannte<br />
kognitive Cobot könnte die<br />
Vorstufe zu dem ersten humanoiden<br />
Allzweckroboter sein.<br />
Fazit<br />
Die Entwicklung in Richtung Simplifizierung<br />
der Robotik-Lösungen<br />
treibt den Robotik-Markt an. Cobots<br />
sind in ihrer Anschaffung wesentlich<br />
günstiger, nehmen weniger<br />
Raum am Arbeitsplatz ein und bieten<br />
KMUs viele Vorteile gegenüber<br />
den Industrierobotern. Mit abnehmendem<br />
Implementierungsaufwand<br />
werden die Cobots auch für Branchen<br />
relevant, die bisher keine eingesetzt<br />
haben – beispielsweise im<br />
Lebensmittelsektor als Erntehelfer.<br />
Auch für aktuell herrschende wirtschaftliche<br />
Schwierigkeiten wie dem<br />
Fachkräftemangel bieten Cobots<br />
eine Lösung. Sie können unbeliebte<br />
Positionen übernehmen und<br />
den menschlichen für kreativere,<br />
gewinnbringendere Aufgaben freimachen.<br />
Und auf die lange Sicht?<br />
Cobots werden definitiv unseren<br />
Alltag revolutionieren! ◄<br />
83
Design<br />
Open-Source-Evaluierungs-Plattformen<br />
Das Potenzial von Open-Source-Evaluierungs-Plattformen für die Prototypenerstellung von<br />
Sonografie-Schallerzeugungs-Subsystemen ausschöpfen<br />
Bild 1: Die für Mbed-geeignete Evaluierungsplattform AD9106<br />
Autorinnen:<br />
Sunshine Grace Cabatan<br />
Staff Engineer<br />
Melissa Lorenz Lacanlale<br />
Product Engineer<br />
Analog Devices Inc.<br />
www.analog.com<br />
Dieser Artikel diskutiert die Herausforderungen<br />
bei der Entwicklung<br />
von modernen Sonografiegeräten.<br />
Eine vorhandene Evaluierungs-Plattform<br />
kann genutzt werden,<br />
um sowohl die Systementwicklungskosten<br />
als auch den Zeitaufwand<br />
für die Charakterisierung<br />
des Schallerzeugungs-Funktionsblocks<br />
eines Ultraschallgerätes zu<br />
reduzieren. Schritt für Schritt wird<br />
in diesem Artikel gezeigt, wie mehrere<br />
Kanäle synchronisiert werden<br />
und ein neues Konzept der Strahllenkung<br />
erstellt wird, das einzigartig<br />
für die medizinische Bildverarbeitung<br />
ist.<br />
Entwicklung eines<br />
bildgebenden<br />
Ultraschall-Subsystems<br />
In jedem Entwicklungsprozess<br />
einer neuen Technologie durchläuft<br />
man, bevor man neue Modelle kommerzialisiert<br />
oder Sonografiegeräte<br />
der nächsten Generation produziert,<br />
mehrere Schritte in der Hardwareentwicklung<br />
und dem Test sowie der<br />
Systemintegration und Validierung.<br />
Die Entwicklung eines bildgebenden<br />
Ultraschall-Subsystems mit hoher<br />
Kanalzahl erfordert normalerweise<br />
einen Zeitaufwand von mehreren<br />
Jahren. Das Erstellen eines Hardwareprototypen<br />
zur Strahllenkung<br />
oder des Schallerzeugungs-Subsystems<br />
kann mit nur eingeschränkter<br />
Kenntnis der Systemanforderungen<br />
sehr kostenintensiv sein, da es zu<br />
mehrfachen Änderungen des Hardwareprototypen<br />
führen kann. Nun<br />
kann ein vollständiges System (Prototypbaugruppe<br />
und Open-Source-<br />
Software) genutzt werden, um den<br />
Betrieb des Subsystems eines Sonografiegerätes<br />
zu emulieren. Damit<br />
können die Hersteller von Ultraschallgeräten<br />
die Entwicklungskosten<br />
senken und die Markteinführungszeit<br />
verkürzen.<br />
Das auf Arduino basierende<br />
TxDAC-Evaluierungs-Board<br />
mit dem Open-Source-<br />
System<br />
Die Evaluierungsplattform<br />
AD9106-ARDZ-EBZ ist kompatibel<br />
mit auf ARM basierten und<br />
Mbed-fähigen Baugruppen wie der<br />
SDP-K1 und so entwickelt, dass sie<br />
direkt mit Arduino-Uno-Header verbunden<br />
werden kann. Dieser Evaluierungsaufbau<br />
kann ausschließlich<br />
über USB versorgt werden und<br />
benötigt für den Takteingang keinen<br />
hochfrequenten Signalgenerator.<br />
Die Evaluierungsbaugruppe nutzt<br />
als Taktquelle standartmäßig einen<br />
integrierten 156,25-MHz-Quarzoszillator,<br />
bietet aber auch die Option,<br />
einen externen Takt einzuspeisen.<br />
Die D/A-Wandlerausgänge können<br />
über Trafos gekoppelt oder mit Verstärkern<br />
auf dem Board evaluiert<br />
werden. Nur für diesen Fall wird<br />
ein 30-W-AC/DC-Netzteil mit einer<br />
Spannung von 7 VDC bis 12 VDC<br />
benötigt, siehe Bild 1.<br />
Zusammen mit der Hardware<br />
werden auf der Webseite der Evaluierungsbaugruppe<br />
Beispiele von<br />
Open-Source-Codes angeboten,<br />
die als Startpunkt für die Entwicklung<br />
der Firmware der Zielanwendungen<br />
genutzt werden können.<br />
Die Evaluierungsbaugruppe und der<br />
Beispielquellcode können kundenspezifisch<br />
so abgeändert werden,<br />
dass sie auch mit anderen Mbed-<br />
Plattformen arbeiten. Dieses neue<br />
Evaluierungssystem vereinfacht die<br />
Prototyperstellung, weil es einfach<br />
in bestehende Systeme integriert<br />
werden kann.<br />
Evaluierungsbaugruppe<br />
Bild 2 zeigt das Blockschaltbild<br />
des AD9106. Die Evaluierungsbaugruppe<br />
ist mit dem AD9106,<br />
einem verlustleistungsarmen vierfach-TxDAC<br />
mit 180 MS/s Abtastrate<br />
und einem Signalgenerator<br />
bestückt. Diese hohe Abtastrate<br />
des D/A-Wandlers (DACs) eignet<br />
sich ideal für die Betriebsfre-<br />
84 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Design<br />
Bild 2: Blockschaltbild des AD9106<br />
quenzen von Ultraschallgeräten,<br />
die im Bereich zwischen 1 MHz<br />
und 40 MHz liegen. Wobei externe<br />
Sonografiegeräte typischerweise<br />
Frequenzen von 1 MHz bis<br />
15 MHz, intravenöse Herz-Kreislauf-Geräte<br />
hingegen Frequenzen<br />
bis zu 40 MHz nutzen. Zudem ist<br />
der AD9106 hoch integriert und<br />
hat zum Erzeugen komplexer<br />
Signalformen einen Patternspeicher<br />
auf dem Chip sowie einen<br />
DDS (Direct Digital Synthesizer)<br />
mit einem 24-Bit-Tuning-Wort,<br />
was eine Frequenzauflösung von<br />
10,8 Hz/LSB erlaubt. Der Baustein<br />
ist auch weitreichend programmierbar,<br />
da die Patternperiode, Startverzögerungen,<br />
Verstärkung und<br />
Offset unabhängig für jeden der<br />
vier D/A-Wandlerkanäle variiert<br />
werden können. Zudem benötigt<br />
er nur wenig Strom (er verbraucht<br />
bei 180 MS/s nur 78,8 mW/Kanal,<br />
also insgesamt 315,25 mW mit Ausgangswerten<br />
von jeweils 4 mA bei<br />
3,3 V). Dies ist ein wichtiger Wert<br />
für große mehrkanalige Systeme<br />
wie z. B. Sonografiegeräte.<br />
Die Genauigkeit und<br />
Bildauflösung von Ultraschallgeräten<br />
steigern<br />
Stationäre Ultraschallsysteme<br />
sind den portablen Geräten bezüglich<br />
der Bildqualität oder Auflösung<br />
Bild 3: Die Signalkette eines medizinischen Ultraschall-Front-Ends<br />
Bild 4: Strahllenkung und Fokussierung<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
85
Design<br />
Bild 5: Das empfohlene Layout der Taktverteilung (links) im Vergleich zu<br />
einem nicht optimalen Layout (rechts)<br />
hauptsächlich wegen der deutlich<br />
höheren Anzahl von Kanälen<br />
überlegen. Die Kanalzahl kann<br />
sich jedoch von Hersteller zu Hersteller<br />
unterscheiden. Da sowohl<br />
die Kosten als auch der Leistungsbedarf<br />
signifikante Parameter in<br />
großen Systemen wie Ultraschallgeräten<br />
sind, werden verschiedene<br />
Techniken genutzt, um diese<br />
beiden Faktoren zu minimieren. In<br />
der typischen Ultraschall-Signalkette<br />
in Bild 3 ist die Bestimmung<br />
der Kanalzahl unkompliziert, wenn<br />
man beachtet, dass es einen Empfängerpfad<br />
(integriertes Analog-<br />
Front-End) für jeden Sendepfad<br />
(D/A-Wandler + Hochspannungsverstärker)<br />
gibt, der ein Element<br />
im Array der Messwandler in der<br />
Unltraschallsonde ansteuert. Mit<br />
dieser Annahme kann man sagen,<br />
dass die Kanalzahl in einem Ultraschallsystem<br />
zwischen 16 und 256<br />
liegen kann. Die Kanalzahl in hochwertigen<br />
Systemen, die meist stationär<br />
sind, liegt bei 64 und darüber.<br />
Ein Bereich von 16 bis 64 Kanälen<br />
ist üblich für portable Systeme mittlerer<br />
und niedriger Leistungsklasse.<br />
Strahllenkung<br />
und Fokussierung<br />
Im Sendepfad eines Ultraschallsystems<br />
wird ein Strahl akustischer<br />
Energie oder Schallwellen in den<br />
Körper eingeleitet. Die elektrischen<br />
Signale werden von den piezoelektrischen<br />
Messwandlern in der Sonde<br />
zu Schallwellen gewandelt. Wie in<br />
Bild 4 gezeigt, sind die Phase und<br />
Amplitude jedes der elektrischen<br />
bzw. Sendesignale so programmiert,<br />
dass der erzeugte Energiestrahl<br />
entlang einer Linie in den<br />
Körper eingeleitet wird. Die Schallwellen<br />
werden vom Organgewebe<br />
zurückgeworfen und von den Messwandlerelementen<br />
wieder in elektrische<br />
Energie zurück gewandelt.<br />
Die Lage oder Entfernung des Ziels<br />
wird abhängig von der Zeitverzögerung<br />
zwischen den einzelnen Elementen<br />
im Wandlerarray auf einem<br />
Bildschirm dargestellt. Deshalb ist es<br />
wichtig, die Synchronisierung bzw.<br />
Verzögerung zwischen den Wandlersignalen<br />
kontrollieren zu können,<br />
damit ein akkurates Bild des Körperinneren<br />
erzeugt werden kann.<br />
Anforderungen<br />
an die Synchronisierung<br />
mehrerer Bausteine<br />
Für eine erfolgreiche Synchronisierung<br />
von mehreren DDS-DACs<br />
wie dem AD9106 muss man die<br />
Kontrolle über den differenziellen<br />
Takteingang (CLKP und CLKN)<br />
sowie die fallende Flanke des Trigger-Pins<br />
haben.<br />
Um die wichtigste Anforderung<br />
an die Synchronisierung zu erfüllen,<br />
muss eine sorgfältig geplante Taktverteilung<br />
im Layout der Leiterplatte<br />
angewandt werden. Bild 5 dient dazu<br />
als Referenz. Diese minimiert die<br />
Unterschiede zwischen den REF-<br />
CLK-Flanken, welche in proportionalen<br />
Phasenverschiebungen an<br />
den DDS-Ausgängen resultieren.<br />
Da die Mustererzeugung von der<br />
fallenden Flanke des Trigger-Pins<br />
des AD9106 ausgelöst wird, ist die<br />
nächste Anforderung an die Synchronisierung,<br />
zeitgleiche Trigger-<br />
Flanken sicherzustellen. Die Layout-Technik<br />
von Bild 5 kann auch<br />
für die Trigger-Leiterbahnen angewendet<br />
werden, die von den digitalen<br />
Ausgängen eines Controllers<br />
zu jedem einzelnen AD9106-Baustein<br />
führen.<br />
Bild 6: Systemdiagramm zur Synchronisierung mehrerer AD9106-Bausteine (vereinfachte Darstellung, es sind nicht<br />
alle Verbindungen dargestellt)<br />
Multichip-Synchronisierung<br />
evaluieren<br />
Um die Synchronisierung von<br />
mehreren AD9106-DACs zu evaluieren,<br />
können zwei AD9106-Evaluierungsbaugruppen<br />
und ein Controller-Board<br />
SDP-K1 genutzt werden<br />
(Bild 6).<br />
Verwendete Materialien<br />
• Zwei AD9106-ARDZ-EBZ-Baugruppen<br />
• USB-Kabel zur Verbindung<br />
zwischen der Baugruppe und<br />
einem PC<br />
• SDP-K1<br />
• Ein 12-V-Netzteil<br />
• Signalgenerator<br />
• SMA-Kabel unterschiedlicher<br />
Längen<br />
• Ein SMA-T-Splitter<br />
• Arduino-Verbindungskabel mit<br />
beidseitigen Buchsen<br />
Hardwareaufbau<br />
Bevor man diese drei Baugruppen<br />
miteinander verbindet, konfiguriert<br />
man die beiden AD9106-ARDZ-<br />
EBZ-Boards so, dass die D/A-Wandlerausgänge<br />
mit dem integrierten<br />
Verstärker verbunden sind und der<br />
DAC-Takt von einer externen Quelle<br />
erzeugt wird, die an J10 eingespeist<br />
wird. Referenz dafür ist Bild 14b im<br />
Eval-AD9106 Wiki User Guide für<br />
die korrekten JP1- und JP2-Verbindungen.<br />
Eines der AD9106-ARDZ-<br />
EBZ-Boards muss so eingestellt<br />
werden, dass der CSP-Pin des<br />
Bausteins auf der Baugruppe mit<br />
dem alternativen GPIO-Pin (R39<br />
ist anstatt R38 installiert) verbunden<br />
ist. Man stelle zudem sicher,<br />
dass der VIO_ADJUST des SDP-<br />
K1 auf 3,3 V eingestellt ist.<br />
Dann verbindet man den Ausgang<br />
eines Hochfrequenz-Signalgenerators<br />
mit einem SMA-T-Splitter,<br />
an den SMA-Koaxialkabel unterschiedlicher<br />
Längen angeschlossen<br />
werden können.<br />
Als nächstes sollten die Verbindungen<br />
zu den Takteingängen<br />
und Trigger-Pins von jeder in<br />
Bild 7 gezeigten Baugruppe hergestellt<br />
werden, bevor man den Rest<br />
der Verbindungen, die in Tabelle 1<br />
gelistet sind, aufbaut. Man verbindet<br />
Baugruppe 1 mit den Ports des<br />
SDP-K1-Arduino Uno und platziert<br />
dann Board 2 zu Baugruppe 1<br />
so, dass die Trigger-Pins beider<br />
Boards nebeneinanderliegen. Dies<br />
ergibt die kürzeste Verbindung von<br />
TRIG2 zum digitalen Ausgang des<br />
SDP-K1, was dazu führt, dass die<br />
TRIG1- und TRIG2-Pfade ungefähr<br />
gleich lang sind.<br />
86 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
Design<br />
Bild 7: Für die Synchronisierung empfohlene Verbindungen<br />
der Takteingänge und Trigger-Pins<br />
Bild 8: Der Aufbau der Evaluierungs-Plattform<br />
SDP-K1-Arduino-Uno-Steckverbinder<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
Verbundene Netze auf dem AD9106-ARDZ-EBZ<br />
Pin-Nummer Pin-Funktionen Board 1 Board 2<br />
P2.1 NC<br />
P2.2 IO_PWR_SUPPLY IOREF IOREF<br />
P2.3 MAIN_RESET RESET RESET<br />
P2.4 SDRAM_&_ARDUINO_ PWR_<br />
SUPPLY (3,3 V)<br />
3,3 V 3,3 V<br />
P2.5 +5V_CON 5 V 5 V<br />
P2.6 GND GND GND<br />
P2.7 GND GND GND<br />
P5.1 ARDUINO_GPIOO/RX VIN VIN<br />
P5.2 TX + 1<br />
P5.3 GPIO2 EN_CVDDX EN_CVDDX<br />
P5.4 GPIO3/PWM<br />
P5.5 GPIO4 SHDN_N_LT3472 SHDN_N_LT3472<br />
P5.6 GPIOS/PWM<br />
P5.7 GPIO6/PWM<br />
P5.8 GPIO7 TRIGGERB TRIGGERB<br />
P4.1 GPIO8 RESETB RESETB<br />
P4.2 GPIO9/PWM SPI_CSB_ALT<br />
P4.3 GP1010/PWM/CS SPI_CSB_DFLT<br />
P4.4 GPIO11/PWM/MOSI STD_SPI_MOSI STD_SPI_MOSI<br />
P4.5 GPIO12/MISO STD_SPI_MISO STD_SPI_MISO<br />
P4.6 GPIO13/SCK STD_SPI_SCK STD_SPI_SCK<br />
P4.7 GND GND GND<br />
P4.8 AREF<br />
P4.9 SDA<br />
P4.10 SCL<br />
Tabelle 1: Board-to-Board-Verbindungen des SDP-K1 und zwei AD9106-ARDZ-EBZ Boards<br />
Der Aufbau mit allen angelegten<br />
Verbindungen ist in Bild 8 zu sehen.<br />
Die Verbindungen von Board zu<br />
Board sind in Tabelle 1 zusammengefasst.<br />
Software<br />
Ein Beispiel-Quellcode, entwickelt<br />
auf der Open-Source-Entwicklungsplattform<br />
Mbed, ist verfügbar.<br />
An diesem Quellcode, der<br />
detailliert in der wiki page (https://<br />
wiki.analog.com/resources/eval/<br />
dpg/eval-ad9106) beschrieben ist,<br />
können minimale Veränderungen<br />
gemacht werden, um jeden Baustein<br />
auf den beiden Evaluierungs-Baugruppen<br />
via SPI unabhängig voneinander<br />
zu programmieren. Registerwerte,<br />
speziell für Beispiel 3 (DDSgenerierte<br />
Sinussignale mit unterschiedlichen<br />
Startverzögerungen<br />
und digitalen Verstärkungseinstellungen),<br />
und weitere Teile des Codes<br />
können einfach angepasst werden.<br />
Nach dem Modifizieren des Codes<br />
wird das Programm mit dem Mbed-<br />
Online-Compiler kompiliert. Dann<br />
zieht man das generierte Binary-<br />
File in das Verzeichnis des SDP-K1<br />
und legt es dort ab. Dieser Vorgang<br />
kann auch für weitere Anwendungen<br />
genutzt werden.<br />
Hinweis<br />
Wie im vereinfachten Diagramm<br />
in Bild 6 gezeigt, erfolgt die Synchronisierung<br />
der Ausgänge der Bausteine<br />
durch Messen der Verzögerung<br />
zwischen den gleichen DAC-<br />
87
Design<br />
Bild 9: Verzögerung zwischen OUT1 von Baugruppe 1 und Baugruppe 2<br />
bei unterschiedlichen TRIG2-Verbindungslängen<br />
Ausgangskanälen, hier Kanal 1 von<br />
den verschiedenen Bausteinen. Die<br />
Auswirkungen auf die Synchronisierung<br />
durch Variieren von TRIG2<br />
(Controller-Board zu Baugruppe 2)<br />
in Bezug zu TRIG1 (Controllerboard<br />
zu Baugruppe 1) und verändern der<br />
Verbindungslängen für Clock2 (Taktgenerator<br />
zu Baugruppe 2) in Bezug<br />
auf Clock1 (Taktgenerator zu Baugruppe<br />
1), können mit einem Oszilloskop<br />
dargestellt werden.<br />
Ergebnisse<br />
Bild 9 zeigt die Messergebnisse,<br />
wenn man die Längen der Trigger-<br />
Verbindungen abändert und Bild 10,<br />
wenn man die Längen der Taktverbindungen<br />
verändert. Sind die Trigger-Pins<br />
mit digitalen Ausgängen mit<br />
einer Treibercharakteristik wie vom<br />
STM32F469NI, dem Mikrocontroller<br />
auf dem SDP-K1, verbunden, kann<br />
die Toleranz der Längen der Trigger-<br />
Leiterbahnen bis zu 5 Zoll (knapp<br />
13 cm) betragen, um die Synchronisierung<br />
von Baustein zu Baustein<br />
beizubehalten.<br />
Abgeglichene Takt-Eingangsleitungen<br />
führen zu kürzesten Verzögerungen<br />
zwischen den Bausteinen.<br />
Abhängig von einer tolerierbaren<br />
Verzögerung in einem speziellen<br />
System kann die Toleranz der<br />
Takt-Leitungslänge aber entsprechend<br />
angepasst werden.<br />
Zusammenfassung<br />
Bei der Herstellung von Ultraschallgeräten<br />
können der Entwicklungsprozess<br />
und die Markteinführungszeit verkürzt<br />
werden, indem man die Vorteile<br />
der Designflexibilität und kundenspezifischen<br />
Anpassbarkeit der Evaluierungs-Plattform<br />
des AD9106 nutzt. Es<br />
gibt damit keine Notwendigkeit mehr,<br />
einen neuen Prototyp für ein Sende-<br />
Subsystem zu entwickeln, um die Synchronisation<br />
von mehreren Übertragungs-DACs<br />
evaluieren zu können.<br />
Dies kann stattdessen mit dem Einsatz<br />
von zwei AD9106-ARDZ-EBZ-<br />
Baugruppen und einem Controllerboard<br />
SDP-K1 erledigt werden, indem<br />
man nur minimale Justierungen am<br />
Beispiel-Code in der Mbed-Software<br />
vornimmt.<br />
Referenzen<br />
1. Ultrasound Devices Market by<br />
Product Type Diagnostic Ultrasound<br />
System, Therapeutic<br />
Ultrasound Systems), Application<br />
(Radiology/General Imaging,<br />
Obstetrics/Gynecology,<br />
Cardiology, Urology, Vascular<br />
and Others), Device Display<br />
(Color Ultrasound Devices,<br />
Black & White (B/W) Ultrasound<br />
Devices and Device Portability<br />
(Trolley/Cart-Based Ultrasound<br />
Devices, Compact/Handheld<br />
Ultrasound Devices): Global<br />
Opportunity Analysis and Industry<br />
Forecast, 2021-2028.” Allied<br />
Market Research, May 2021.<br />
2. Ultrasound Equipment Market<br />
Size, Share & COVID-19 Impact<br />
Analysis, By Product (Compact,<br />
and Table-top), By Application<br />
(Radiology, Gynecology, Point<br />
of Care, Urology, Surgery, and<br />
Others), By End User (Hospitals<br />
& Clinics), and Regional Forecast,<br />
2021-2028.” Fortune Business<br />
Insights, September 2021.<br />
3. Anton Patyuchenko. “High Performance<br />
Data Converters for<br />
Medical Imaging Systems.”<br />
Analog Dialogue, Vol. 53, No.<br />
2, February 2019.<br />
4. Rob Reeder and Corey<br />
Petersen. “8-Channel, 12-Bit,<br />
10-MSPS to 50-MSPS Front<br />
End: The AD9271—A Revolutionary<br />
Solution for Portable<br />
Ultrasound.” Analog Dialogue,<br />
Vol. 41, No. 7, July 2007.<br />
5. Kullervo Hynynen and Ryan<br />
Jones. “Image-Guided Ultrasound<br />
Phased Arrays Are a<br />
Disruptive Technology for Noninvasive<br />
Therapy.” Europe PMC,<br />
September 2016.<br />
6. Bill Odom. “Ultrasound Analog<br />
Electronics Primer.” Analog Dialogue,<br />
Vol. 33, No. 5, May 1999.<br />
7. Leonidas Aristodemou, Frank<br />
Tietze, Elizabeth O’Leary, and<br />
Matt Shaw. “A Literature Review<br />
on Technology Development<br />
Process (TDP) Models.” Centre<br />
for Technology Management,<br />
January 2019.<br />
8. Kenneth MacCallum. “When<br />
Should You Design Ultrasound<br />
Hardware from-Scratch?” Medical<br />
Product Outsourcing, January<br />
2019.<br />
9. Medical Ultrasound.” Analog<br />
Devices, Inc.<br />
10. ADI’s Medical Ultrasound Solutions.”<br />
Analog Devices, Inc.,<br />
December 2012.<br />
11. Eberhard Brunner. “How Ultrasound<br />
System Considerations<br />
Influence Front-End Component<br />
Choice.” Analog Dialogue, Vol.<br />
36, No. 5, May 2002.<br />
12. David Brandon. “AN-587: Synchronizing<br />
Multiple AD9850/<br />
AD9851 DDS-Based Synthesizers.”<br />
Analog Devices, Inc.,<br />
2002.<br />
13. David Brandon and Scott Shoaf.<br />
“AN-1254: Synchronizing Multiple<br />
AD9915 DDS-Based Synthesizers.”<br />
Analog Devices,<br />
Inc., 2013.<br />
14. Sunshine Grace Cabatan and<br />
Melissa Lorenz Lacanlale. “Evaluating<br />
the AD9106/AD9102<br />
Waveform Generator Digitalto-Analog<br />
Converter.” Analog<br />
Devices, Inc., 2021.<br />
Wer schreibt:<br />
Sunshine Grace Cabatan kam<br />
2019 zu Analog Devices und brachte<br />
rund fünf Jahre an Erfahrung im<br />
Hardware-Engineering mit. Sie<br />
ist eines der ersten Mitglieder im<br />
Advanced-Data-Converters-Product-Applications-Team<br />
auf den<br />
Philippinen.<br />
Melissa Lorenz Lacanlale kam<br />
2016 als Produktingenieurin zu Analog<br />
Devices auf den Philippinen und<br />
war für die Unterstützung mehrerer<br />
Endtest-Subunternehmer in Südostasien<br />
verantwortlich. ◄<br />
Bild 10: Verzögerung zwischen OUT1 von Baugruppe 1 und Baugruppe 2<br />
bei unterschiedlichen Längen der Takt2-Verbindungen<br />
88 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
HMI auf den Punkt bringen<br />
Bedienen und Visualisieren<br />
Das Human Maschine Interface (HMI) kann ein überzeugendes Alleinstellungsmerkmal für eine Maschine sein.<br />
Dabei gilt es jedoch wichtige Details zu beachten, um den sich verändernden Anwendererwartungen<br />
zu entsprechen.<br />
Die steigende Leistungsfähigkeit von Maschinen verlangt immer häufiger einen Mehrschirmbetrieb, um dem<br />
Benutzer die notwendigen Daten und Funktionen zur Verfügung zu stellen. (Bilder © TQ-Systems GmbH)<br />
Autor:<br />
Andreas Willig<br />
Produktmanager<br />
TQ-Systems GmbH<br />
www.tq-group.com<br />
meditronic-journal 1/<strong>2024</strong><br />
Eine Mensch-Maschine-Schnittstelle<br />
(HMI) ist ein Teil einer<br />
Maschine und der Mensch interagiert<br />
bzw. greift in die beobachten Prozesse<br />
ein. Dabei kann der Bediener<br />
auf unterschiedlichste Weise Rückmeldung<br />
bekommen von den Auswirkungen<br />
seines Handelns: durch<br />
die Maschine direkt oder per Statusanzeige<br />
über einen Bildschirm, ein<br />
Signal oder Blinklicht. Diese Vielfalt<br />
ist das Ergebnis jahrzehntelanger<br />
Fortschritte, denn mit der steigenden<br />
Leistungsfähigkeit der Maschinen<br />
wurde auch die Bedienbarkeit von<br />
Maschinen immer komplexer. Damit<br />
wuchsen die Anforderungen an die<br />
Bediener stetig, mit der Konsequenz,<br />
dass Laien diese irgendwann nicht<br />
mehr bedienen konnten.<br />
Durch den Einzug der Elektronik<br />
in die industrielle Fertigung wurde<br />
die Bedienung wieder erleichtert und<br />
man musste nicht mehr in direkter<br />
Nähe der Maschine arbeiten. Dies<br />
trug auch zur Verbesserung der<br />
Arbeitssicherheit bei, da die Bediener<br />
weg von beweglichen Teilen<br />
kamen. Mit der weiteren Steigerung<br />
der Leistungsfähigkeit von Maschinen<br />
und der elektronischen Bedienung,<br />
zogen die EDV und Computer<br />
gestützte Steuerungen immer mehr<br />
in die Fertigung ein. Programmgesteuerte<br />
HMIs sind leistungsfähiger<br />
und flexibler als starre Systeme die<br />
z. B. über Schalter bedient werden.<br />
Darüber hinaus lässt sich die Bedienung<br />
intuitiver und benutzerfreundlicher<br />
gestalten - dies erfordert allerdings<br />
zusätzliches Know-how in der<br />
Software-Entwicklung.<br />
Komponenten einer HMI<br />
Im Zentrum aller Überlegungen<br />
hat der Mensch zu stehen, denn dieser<br />
muss die korrekten Eingaben<br />
zum richtigen Zeitpunkt durchführen,<br />
um die notwendige Reaktion der<br />
Maschine auszulösen. Das Feedback<br />
der Maschine wird dann auch<br />
auf einem Display für den Bediener<br />
dargestellt; dies kann beispielsweise<br />
ein Anstieg der Temperaturanzeige<br />
sein, wenn der Bediener entsprechende<br />
Parameter umgestellt hat.<br />
Der Anwender hat dabei einen<br />
gewissen Anspruch gegenüber der<br />
Bedienbarkeit und der Zuverlässigkeit<br />
des HMIs. Nichts ist schlimmer,<br />
als keine Reaktion vom Touch zu<br />
erhalten oder die Bilddarstellung<br />
ruckelt und Verzögerungen entstehen<br />
- diese könnten auch sicherheitsrelevant<br />
sein. Dementsprechend<br />
muss die Hard- und Software<br />
entsprechende Performance bieten,<br />
damit das Bedienen und Überwachen<br />
gut und intuitiv funktioniert.<br />
Kurzer Rückblick<br />
Die Anzeigen haben sich über<br />
den Lauf der Zeit massiv weiterentwickelt.<br />
Erste Anzeigen waren Armaturen,<br />
an denen Druck- oder Durchflussventile<br />
gekoppelt waren. Reaktionen<br />
konnte nur direkt vom Bediener<br />
im Gefahrenbereich geprüft werden.<br />
Mit dem Einzug der Elektrifizierung<br />
kamen erste Statusanzeigen<br />
wie Blinklichter oder Lampen<br />
zum Einsatz. Dies war noch nicht<br />
optimal, da nur ein Zustand angezeigt<br />
wurde und dies viel Spielraum<br />
für Fehlinterpretation lies, aber der<br />
Bediener war weg vom Gefahrenbereich.<br />
Mit den ersten Bildschirmen<br />
nahm die Bedienbarkeit und<br />
Komfort deutlich zu.<br />
Multitouch-Bedienung<br />
als Standard<br />
Für die Eingabe etablierte sich ein<br />
Feld aus Tastatur und Funktionstasten,<br />
die sich auch bis heute gehalten<br />
haben. Durch den allgemeinen<br />
Smartphone-Einsatz hat sich allerdings<br />
die Multitouch-Bedienung als<br />
aktueller Bedienstandard etabliert.<br />
Aus den Bedürfnissen des Nutzers<br />
und den Anforderungen an die<br />
Maschine ergeben sich diverse Herausforderungen<br />
an das HMI. Diese<br />
müssen bei der Entwicklung genau<br />
betrachtet und entsprechend berücksichtigt<br />
werden. Je nach Komponente<br />
sind dabei spezifische Besonderheiten<br />
zu beachten.<br />
89
Bedienen und Visualisieren<br />
Displayauswahl<br />
Das Display zeigt nicht nur den<br />
aktuellen Zustand eines Produktionsschrittes<br />
an, sondern kann auch<br />
den Bediener auffordern, die nächste<br />
anstehende Tätigkeit, z. B. das<br />
Auffüllen von Verbrauchsmaterial,<br />
durchzuführen. Essentiell ist hier<br />
die gute Lesbarkeit des Displays.<br />
Dabei kommen diverse Faktoren<br />
ins Spiel, wie die richtige Displaygröße,<br />
Auflösung und Anpassbarkeit<br />
an die Umgebung. Als Displaygröße<br />
sind in der Industrie üblicherweise<br />
7 Zoll, 10,1 Zoll oder 12 Zoll<br />
für den Einbau in die Maschine präferiert.<br />
Diese LVDS-Displays bieten<br />
häufig eine Breitbildauflösung von<br />
1280 x 800 Pixel (Wide eXtendend<br />
Graphics Array). Wichtig hierbei ist,<br />
dass die Displayhelligkeit an die<br />
Umgebung anpassbar ist und auch<br />
bei Veränderungen gut lesbar bleibt,<br />
da dies für den Bediener durchaus<br />
sicherheitsrelevant sein kann. Mittels<br />
PWM-Signale lässt sich die<br />
Helligkeit entsprechend regulieren.<br />
Mehrere Displays<br />
Neben einer LVDS-Schnittstelle<br />
besteht die Möglichkeit weitere Displays<br />
bzw. externe Monitor über<br />
RGB oder HDMI anzuschließen,<br />
um auf mehreren Displays verschiedene<br />
(Zusatz-)Inhalte darzustellen.<br />
Ein Beispiel wäre eine<br />
optische Kontrolle von Baugruppen:<br />
auf dem HDMI-Monitor werden die<br />
hochauflösenden Kamerabilder mit<br />
bis zu 4K-Auflösung dargestellt, auf<br />
dem Bedienpanel per Touch-Auswahl<br />
die Entscheidungen über „gut“<br />
und „schlecht“ getroffen.<br />
Kapazitiv oder resistiv?<br />
Beim Touchdisplay geben die<br />
Anwender häufig den kapazitiven<br />
Modellen den Vorzug, da damit<br />
Multitouch, also die Bedienung<br />
mit mehreren Fingern gleichzeitig<br />
möglich ist: Gesten wie Zoomen<br />
oder Wischen sind aus dem Smartphone-Alltag<br />
vertraut und gewinnen<br />
in der Industrie auch immer mehr<br />
an Bedeutung, da diese Funktionen<br />
intuitiv sind und mehr Komfort<br />
bieten. Multitouch passt in der<br />
Industrie aber nicht immer, speziell<br />
in sehr rauen Umgebungen kommen<br />
nach wie vor resistive Touchscreens<br />
vor. Der Unterschied zum<br />
kapazitiven Touch ist, dass hier<br />
nicht die Berührung des Displays<br />
aus reicht, sondern erst durch Druck<br />
Steckmodule wie das TQMaRZG2x liefern die notwendige Performance und Flexibilität für moderne HMIs.<br />
auf das Display eine Aktion ausgeführt<br />
wird. Damit ist auch der Einsatzort<br />
zu berücksichtigen, um das<br />
richtige Touchdisplay auszuwählen.<br />
Zusätzlich haben Touchdisplays<br />
gegenüber herkömmlichen Tastaturen<br />
den Vorteil weniger anfällig<br />
für Verschmutzung und Umwelteinflüssen<br />
wie Staub, Feuchtigkeit<br />
und Chemikalien/Reinigungsmitteln<br />
zu sein, was großen Anklang in der<br />
Industrie findet.<br />
Häufig sind Tasten und Schlüsselschalter<br />
in das Gehäuse eines HMIs<br />
integriert. Diese werden beispielsweise<br />
verwendet, um den Arbeitsplatz<br />
freizugeben oder spezielle<br />
Funktionen auszuführen. Diese Elemente<br />
lassen sich über die GPIOs<br />
der Embedded-Computer-Baugruppe<br />
anschließen.<br />
Skalierbare Architekturen<br />
Anspruchsvolle Grafiken benötigen<br />
häufig die Unterstützung durch<br />
3D-Grafikbeschleuniger, allerdings<br />
mit recht unterschiedlichen Leistungsklassen.<br />
Hier können skalierbare<br />
Architekturen besonders punkten,<br />
da sie nicht nur genau die notwendige<br />
Performance für das aktuelle<br />
Projekt liefern, sondern auch<br />
„Luft“ bieten für künftige Maschinenvarianten.<br />
Neben der 3D-Grafik-Engine<br />
gewinnen auch Video-<br />
Decoding (H.265dec) und -Encoding<br />
(H.264enc/dec) an Bedeutung:<br />
Dadurch könnten z. B. Videoanimationen<br />
zu gewissen Arbeitsschritten<br />
dem Bediener gezeigt<br />
werden. Zusätzlich unterstützen<br />
viele GPUs die Verarbeitung von<br />
hochauflösenden Bildern die über<br />
die MIPI-CSI-Schnittstelle aufgenommen<br />
werden können. In einer<br />
HMI-Lösung könnte diese Schnittstelle<br />
beispielsweise zur Identifikation<br />
des Bedieners oder zum Scannen<br />
von Produktionsdaten dienen.<br />
Denkbar wäre auch das zukünftig<br />
eine Kamera im Bedienerpanel integriert<br />
ist und die Maschine über<br />
Gesten gesteuert werden kann.<br />
Erweitertes Aufgabenprofil<br />
Beim Einsatz eines Embedded<br />
Systems für das HMI stellt sich<br />
die Frage, ob es nur die Mensch-<br />
Maschine-Schnittstelle liefern soll,<br />
oder ob es zusätzliche Steuerungsund<br />
Verwaltungsaufgaben übernehmen<br />
kann. Dementsprechend muss<br />
die Leistung der CPU an die Anwendung<br />
angepasst sein und auch hier<br />
ermöglichen skalierbare Lösungen<br />
den Maschinenbauern eine flexible<br />
Produktstrategie aufbauen zu können.<br />
Neueste CPU-Familien haben<br />
zudem KI-Beschleuniger, die die<br />
Bedienung von HMIs revolutionieren<br />
können, z. B. durch scannen<br />
der Augenposition die nächste<br />
Eingabe erkennen und so eine<br />
berührungslose Bedienung ermöglichen.<br />
Dies könnte in hoch reinen<br />
oder sehr empfindlichen Umgebungen<br />
wie einem Operationssaal<br />
wichtig werden, wenn keine Hand<br />
frei ist, um Parameter umzustellen.<br />
Die Objekt- oder Spracherkennung<br />
könnte in diesem Zuge auch immer<br />
wichtiger werden: Angenommen der<br />
Aufzug erkennt am Outfit, ob man<br />
zur Arbeit geht oder ins Fitnessstudio<br />
will und fährt ohne eine Taste<br />
zu drücken in das richtige Stockwerk.<br />
Sprachsteuerung oder auch<br />
Übersetzungen Live in andere Sprachen<br />
könnten für bessere Kommunikation<br />
sorgen und Sprachbarrieren<br />
abbauen.<br />
Fazit<br />
Es gibt also vieles zu beachten<br />
bei der Entwicklung eines modernen<br />
HMI. Zur Verbesserung der<br />
Time-to-Market können auf Industrie<br />
bewährte Architekturen in Modultechnik,<br />
als Single-Board-Computer<br />
und mit Hilfe entsprechender Starterkits<br />
zurückgegriffen werden. Es<br />
kann also „out of the box“ mit der<br />
Applikationsentwicklung begonnen<br />
werden.<br />
Wer schreibt:<br />
Andreas Willig, Produktmanager<br />
bei TQ Embedded, ist spezialisiert<br />
auf Renesas und Texas Instruments<br />
basierte Embedded-Modul-<br />
Lösungen. ◄<br />
90 meditronic-journal 1/<strong>2024</strong>
PRODUKT-<br />
VIDEOS<br />
www.binder-connector.de