1-2025

FACHZEITSCHRIFT

FÜR MEDIZIN-TECHNIK

November JAUNUAR/FEBRUAR November-Dezemb8r 1/2025 JG. 17 1/2008

meditronicjournal

Echtzeit-Edge-KI

mit NVIDIA Holoscan

beschleunigt

Microchip Technology Inc., Seite 6

Editorial

Liebe Leserinnen und Leser,

Maximilian Schober

Leiter Vertrieb & Marketing

POLYRACK TECH-GROUP

www.polyrack.com

Verbindungen – sie sind das Fundament unserer Gesellschaft. Ohne sie gäbe es keine stabilen

Beziehungen, keine Zusammenarbeit, keinen Fortschritt. In jeder zwischenmenschlichen Verbindung

liegt die Kraft, eine starke und funktionierende Gemeinschaft zu schaffen. Dasselbe gilt für die

Technologie: Auch hier sind stabile Verbindungen von entscheidender Bedeutung, um Systeme

zuverlässig, sicher und leistungsfähig zu machen.

In der Medizintechnik, wo Leben und Sicherheit auf dem Spiel stehen, ist diese Bedeutung

der Verbindung noch viel größer. Wie im menschlichen Miteinander müssen auch technische

Verbindungen stark, präzise und zuverlässig sein, um in einer zunehmend komplexen Welt zu bestehen.

Schweißen, Kleben oder Schrauben – jede dieser Fügetechniken spielt dabei eine Schlüsselrolle,

um Komponenten und Systeme zusammenzuhalten, die für den Erfolg und die Zukunft unserer

Technologie unverzichtbar sind.

Die Verbindungstechnologie ist weit mehr als ein technisches Detail. Sie ist der Schlüssel,

um Innovationen Realität werden zu lassen – besonders in anspruchsvollen Branchen wie der

Medizintechnik. Hier sind höchste Präzision, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit keine Optionen,

sondern Grundvoraussetzungen.

Schweißen, Kleben oder Schrauben – die Wahl der richtigen Fügetechnik beeinflusst maßgeblich

die Qualität und Leistungsfähigkeit eines Produkts. Jedes Verfahren hat dabei seine eigenen

Stärken: Schweißen steht für molekulare Präzision und Stabilität, Kleben ermöglicht völlig neue

Materialkombinationen, und Schrauben punktet durch Demontierbarkeit und Flexibilität. Doch wie

trifft man die optimale Entscheidung für ein Projekt?

Eine entscheidende Rolle spielen dabei die Trends, die die Fügetechnik aktuell prägen. Nachhaltigkeit

ist längst ein zentrales Thema. Recyclingfähige Verbindungen, biobasierte Klebstoffe und energieeffiziente

Schweißprozesse zeigen, wie die Branche ihren Beitrag zu einer ressourcenschonenden Zukunft

leistet. Darüber hinaus revolutionieren digitale Technologien die Fertigung: Sensorik überwacht

Schweißparameter in Echtzeit, und KI-gestützte Qualitätskontrollen sorgen für maximale Präzision

bei gleichzeitig höherer Effizienz.

Diese Fortschritte sind für die Medizintechnik besonders wertvoll, da hier oft komplexe Anforderungen

an Design und Funktionalität gestellt werden. Ob es darum geht, leichte und gleichzeitig stabile Gehäuse

zu entwickeln oder Materialübergänge nahtlos zu gestalten – innovative Verbindungstechnologien

eröffnen neue Möglichkeiten. Insbesondere das Laserschweißen, das sich durch höchste Präzision

auszeichnet, sowie der Einsatz fortschrittlicher Klebstoffe, die auch unter schwierigen Bedingungen

zuverlässig sind, bieten hier große Vorteile.

Dennoch bleibt jede Fügetechnik nur so gut wie ihr Einsatzkonzept. Projekte profitieren von

einer sorgfältigen Planung, die nicht nur technische Anforderungen, sondern auch ökologische und

wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt. Die Entscheidung für ein Fügeverfahren prägt das Produktdesign,

die Fertigungsprozesse und nicht zuletzt die Lebensdauer der Lösung.

Neben den technischen Möglichkeiten verändert auch die zunehmende Digitalisierung die Branche.

Automatisierte Prozesse und smarte Technologien eröffnen neue Chancen, Produktionsabläufe effizienter

zu gestalten und gleichzeitig höchste Qualitätsstandards einzuhalten. Diese Entwicklungen sind für

die Medizintechnik von besonderer Bedeutung, da hier auch kleinste Abweichungen schwerwiegende

Folgen haben können. Die Fügetechnik von morgen wird also nicht nur intelligenter, sondern auch

integraler Bestandteil digital vernetzter Produktionssysteme.

Vor diesem Hintergrund steht die Wahl der Fügetechnik im Zentrum jeder Projektplanung. Sie ist

keine isolierte Entscheidung, sondern ein Schlüsselfaktor, der das gesamte Produkt definiert – von

der Designfreiheit über die mechanische Belastbarkeit bis hin zur ökologischen Bilanz. Entwickler,

die aktuelle Trends und Technologien berücksichtigen, sind in der Lage, innovative Lösungen zu

schaffen, die den steigenden Anforderungen unserer Zeit gerecht werden.

Ich wünsche Ihnen eine spannende Lektüre und viele neue Impulse für Ihre Projekte!

Maximilian Schober

meditronic-journal 1/2025

3

Inhalt 1-2025

3 Editorial

4 Inhalt/Impressum

6 Titelstory

7 Aktuelles

12 Identifizieren & Kennzeichnen

15 Produktion

23 Medical-PCs/SBC/Zubehör

32 Kommunikation

34 Komponenten

43 Sensoren

46 Stromversorgung

52 Antriebe

54 Mess- & Prüftechnik

56 Bedienen & Visualisieren

60 Software

Fachzeitschrift für

Medizin-Technik

meditronicjournal

November JAUNUAR/FEBRUAR November-Dezemb8r 1/2025 JG. 17 1/2008

FACHZEITSCHRIFT

FÜR MEDIZIN-TECHNIK

Echtzeit-Edge-KI

mit NVIDIA Holoscan

beschleunigt

Microchip Technology Inc., Seite 6

meditronicjournal

Titelstory:

Echtzeit-Edge-KI

mit NVIDIA Holoscan

beschleunigt

PolarFire FPGA Ethernet Sensor Bridge bietet

stromsparendes Multisensor-Bridging zu

NVIDIA-basierten Edge-KI-Plattformen. 6

4

■ Herausgeber und Verlag:

beam-Verlag

Krummbogen 14, 35039 Marburg

www.beam-verlag.de

Tel.: 06421/9614-0

Fax: 06421/9614-23

■ Redaktion:

Dipl.-Ing. Christiane Erdmann

redaktion@beam-verlag.de

■ Anzeigen:

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■ Erscheinungsweise:

5 Hefte jährlich

■ Satz und Reproduktionen:

beam-Verlag

■ Druck & Auslieferung:

Bonifatius GmbH, Paderborn

www.bonifatius.de

Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer

Prüfung der Texte durch die Redaktion

keine Haftung für deren inhaltliche

Richtigkeit. Alle Angaben im Einkaufsführer

beruhen auf Kundenangaben!

Handels- und Gebrauchsnamen, sowie

Waren bezeichnungen und dergleichen

werden in der Zeitschrift ohne Kennzeichnungen

verwendet. Dies berechtigt nicht zu

der Annahme, dass diese Namen im Sinne

der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung

als frei zu betrachten sind und

von jedermann ohne Kennzeichnung verwendet

werden dürfen.

Ausblick MedTech-Branche 2025

Die Medizintechnik in Deutschland gilt eigentlich als Wirtschaftsgarant.

Doch die Stimmung ist getrübt und die Konjunkturschwäche im eigenen Land

drückt sowohl auf die Gemüter als auch auf die Umsatzprognosen. 7

Miniatur-Antriebselektronik für präzise

Robotikanwendungen in der Medizintechnik

Bereits heute werden Roboter systeme in zahlreichen chirurgischen Anwendungen eingesetzt

und dieser Trend wird sich in Zukunft weiter verstärken. 53


Embedded OCR im Industrial IoT

Wie KI-basierte optische Zeichenerkennung direkt

auf der Kamera möglich ist 12

Roboterarme für medizinische

und paramedizinische Anwendungen

Das neu entwickelte BizLink PULASR-Produkt ist aufgrund der

Designphilosophie von PULSAR als Plattform zu verstehen. 42

Fachartikel exklusiv im ePaper

Gleitende diskrete Periodentransformation

In diesem Artikel wird die gleitende diskrete Periodentransformation (discrete

period transform, DPT) vorgestellt. Es handelt sich hierbei um einen neuartigen

Algorithmus zur Verarbeitung physiologischer Signale, insbesondere von

Photoplethysmogrammsignalen (PPG) von Pulsoximetern.

Die Architektur des Protokollstapels

von Bluetooth Low Energy

Der Artikel vermittelt ein fundierteres Verständnis der Architektur des

Protokollstapels von Bluetooth Low Energy (BLE) und beschreibt, wie das

Potenzial der stromsparenden drahtlosen Kommunikation mit existierenden

BLE-Anwendungen maximal ausgeschöpft werden kann.

Linearmotoren in der Medizintechnik, Teil 2

Im zweiten Teil werden die Gruppe 2: Mechanisch und die Gruppe 3 Kombination

aus magnetisch und mechanisch behandelt.

Hier finden Sie das ePaper mit zusätzlichem Fachartikel-Teil: https://webkiosk.epaper-kiosk.beam-verlag.de

Alle Fachartikel einzeln als pdf zum kostenlosen Download, sortiert nach Rubriken, finden Sie unter:

https://www.beam-verlag.de/fachartikel-medizin-technik/


5

Titelstory

Echtzeit-Edge-KI

mit NVIDIA Holoscan beschleunigt

PolarFire FPGA Ethernet Sensor Bridge bietet stromsparendes Multisensor-Bridging

zu NVIDIA-basierten Edge-KI-Plattformen.

Um Entwicklern den Aufbau KI-gesteuerter

Sensorverarbeitungs systeme zu ermöglichen,

stellt Microchip Technology seine PolarFire

FPGA Ethernet Sensor Bridge vor, die mit der

Sensorverarbeitungsplattform NVIDIA Holoscan

zusammenarbeitet.

Multiprotokoll-Unterstützung

PolarFire FPGAs ermöglichen Multi protokoll-

Unterstützung, und diese erste Reihe, die als

Teil der Plattform von Microchip auf den Markt

kommt, ist mit MIPI-CSI-2-basierten Sensoren

und der MIPI-D-PHY kompatibel. Zukünftige

Lösungen werden verschiedene Sensoren mit

unterschiedlichen Schnittstellen unterstützen,

darunter SLVS-EC 2.0, 12G SDI, CoaXPress 2.0

und JESD204B. Die Plattform ermöglicht es Entwicklern,

die Leistungsfähigkeit des Holoscan-

Ökosystems von NVIDIA und die stromsparenden

PolarFire FPGAs mit latenzarmer Kommunikation

und Multiprotokoll-Sensorsupport zu nutzen.

Microchip Technology Inc

www.microchip.com

Echtzeit-Funktionen

NVIDIA Holoscan optimiert die Entwicklung

und Bereitstellung von Edge-KI- und -High-Performance-Computing-/HPC-Anwendungen

um

Echtzeit-Funktionen. Es vereint die erforderlichen

Hardware- und Softwarekomponenten für

latenzarmes Sensor-Streaming und Netzwerkanbindung

in einer einzigen Plattform. Die Plattform

umfasst optimierte Bibliotheken für die

Datenverarbeitung, KI-Beispielmodelle für den

schnellen Einstieg in die Entwicklung von KI-

Inferenzpipelines, Vorlagenanwendungen für

schnellere Prototypenerstellung und zentrale

Mikrodienste für Streaming-, Bild gebungs- und

andere Anwendungen.

Neue Möglichkeiten

Mit ihrer Fähigkeit, Echtzeit-Sensor daten mit

NVIDIA Holoscan und den Plattformen NVIDIA

IGX und NVIDIA Jetson für Edge-KI und Robotik

zu verbinden, erschließt die PolarFire FPGA

Ethernet Sensor Bridge neue Edge-to-Cloud-

Anwendungen, ermöglicht KI/ML-Inferenz und

erleichtert die Einführung von KI in den Märkten

Medizintechnik, Industrie und Fahrzeugtechnik.

Bruce Weyer, Vice President der FPGA Business

Unit bei Microchip: „Die Ethernet Sensor

Bridge basiert auf unserer energieeffizienten,

sicheren und zuverlässigen PolarFire-FPGA-

Plattform. Durch die Kombination unserer flexiblen

FPGA Fabric mit der KI-Plattform und

Multiprotokoll-Unterstützung von NVIDIA ermöglichen

wir Entwicklern, neue Echtzeitlösungen zu

erstellen, die Sensorschnittstellen in zahlreichen

leistungsstarken KI-gesteuerten Edge-Anwendungen

revolutionieren werden.“

Geringer Stromverbrauch

Durch den geringen Stromverbrauch der

PolarFire FPGAs verwaltet die Holoscan Sensor

Bridge effizient Daten mit hoher Bandbreite

von verschiedenen Sensoren über Ethernet.

Damit steht leistungsstarke Echtzeit-Edge-KI-

Verarbeitung auf NVIDIA-KI-Plattformen bereit.

Das energieeffiziente Design eignet sich auch

für Anwendungen mit geringem Platzbedarf

und für solche, die stromsparend und kostengünstig

sein sollen.

Integrierte Sicherheitsfunktionen

PolarFire FPGAs gehen auf Sicherheitsbedenken

in Sensoranwendungen ein, indem sie

integrierte Sicherheitsfunktionen bieten, die vor

möglichen Cyberbedrohungen schützen und die

physische, Geräte-, Design- und Datenintegrität

gewährleisten. Sie sind auch mit Single-Event-

Upset-/SEU-Immunität ausgestattet, was sie in

strahlungsbelasteten Umgebungen, z. B. in der

Raumfahrt oder in medizinischen Umgebungen,

äußerst zuverlässig macht. Die SEU-Immunität

trägt auch dazu bei, das Risiko von Datenkorruption

und System ausfällen zu verringern. ◄

6 meditronic-journal 1/2025

Aktuelles

Ausblick MedTech-Branche 2025

Stand der MedTech-Branche 2024 [1] © Canva

Die Medizintechnik in Deutschland gilt eigentlich

als Wirtschaftsgarant. Doch die Stimmung ist

getrübt und die Konjunkturschwäche im eigenen

Land drückt sowohl auf die Gemüter als auch

auf die Umsatzprognosen. Der EMS-Dienstleister

Plexus wirft einen Blick auf die Themen,

die Hersteller 2025 besonders an die Nieren

gehen, und die Trends, die Hoffnung machen.


© Gábor Szabados

Autor:

Gábor Szabados

Senior Director Healthcare/Life Sciences

Plexus

www.plexus.com

Status MedTech Deutschland

Grundsätzlich muss man sagen: Im Vergleich

zu anderen Industrien geht es den deutschen

Medizintechnikherstellern gut. Laut BVMed

Herbst umfrage 2024 [1] bleibt die Branche Exportweltmeister.

Die erwartete weltweite Umsatzentwicklung

2024 legt um 3,5 % zu. Im Inland jedoch

liegt der geschätzte Anstieg bei gerade einmal

1,2 %. Im Vergleich zum Vorjahr mit 4,8 % ist

das ein deutlicher Rückgang. Eine Rückkehr zu

einem soliden Wachstumspfad ist in weite Ferne

gerückt und lässt aller Wahrscheinlichkeit mehr

als 12 Monate auf sich warten. Gründe für das

konjunkturelle Schwächeln finden sich viele –

und nicht allein in der Medizintechnik.

Fehlende Aufträge

Wie in der Elektronikindustrie fehlt es auch

im MedTech-Bereich an Aufträgen. Was in den

Corona-Jahren massiv aufgestockt wurde, muss

erst schrittweise abgebaut werden. Erst wenn

sich damit verbundene Cashflow-Probleme

und Investitionsstaus auflösen, kann auch die

Auftragslage auf ihren soliden Wachstumskurs

zurückkehren. Betroffen ist nicht nur der deutsche

Markt, auch China schwächelt. Hinzu kommt

ein protektionistisches globales Umfeld, das laut

Industrieverband Spectaris [2] durch die neue

US-Regierung droht.

Agile Wege aus der Kostenkrise

Ein verstärkender Faktor für die angespannte

Lage sind zudem die hohen Kosten. Während

von Januar bis August 2024 der Umsatz der deutschen

Medizintechnikindustrie laut Statistische

Bundesamt [3] das Vorjahresniveau um 1,6 %

übertraf, stiegen im gleichen Zeitraum auch die

Erzeugerpreise – und zwar um knapp 3 %. Egal

ob für Energie, Material oder Rohstoffe, in der

Logistik und beim Transport oder beim Personal –

Hersteller kämpfen schwer mit den anhaltend

hohen Kosten.

Investitionskraft sinkt

Der zunehmende Druck wirkt sich auf die

Investitionskraft des Standorts Deutschland aus.

Fast ein Drittel (30 %) haben laut BVMed [1] ihre

Investitionen gegenüber dem Vorjahr zurückgefahren.

Ein weiteres Drittel der befragten Unternehmen

verlagert Investitionen ins Ausland. Das

Outsourcing der Produktion, aber auch anderer

Aufgaben wie der Entwicklung und der Aftermarket

Services, dürften dabei ganz oben auf

der Liste stehen.

Prozesse weiter optimieren

Klar ist: Wer sich aus der aktuellen Stagnation

frei kämpfen und langfristig wettbewerbsfähig

bleiben will, muss seine Prozesse weiter

optimieren und versuchen intern gebundene

Kapazitäten und Ressourcen freizubekommen.

Der Kostendruck zwingt Unternehmen zu

einem Strategiewechsel und der Verlagerung

der Produktion raus aus Hochkostenländern.

Die Zusammenarbeit mit Partnern bei aufwändigen

und damit kostspieligen Aufgaben kann

hier ein Weg sein, um die eigene Agilität und

Widerstandsfähigkeit zu steigern.

Schwere Compliance-Bürde

Was die Hersteller neben den Kosten plagt

sind die als ausufernd empfundenen regulatorischen

Vorgaben – sowohl auf nationaler wie

auf EU-Ebene. Der Aufwand wächst von Jahr

zu Jahr und ist besonders ärgerlich, wenn die

fehlende Harmonisierung zwischen den Richtlinien

zu teilweise doppelten Berichtspflichten

führt (Beispiel LskG und CSRD). Die Bürokratie

geht nicht nur ins Geld. Sie blockiert auch wichtige

Fachkräfte, die an anderer Stelle schmerzhaft

fehlen.

Bremse MDR

Die europäische Medizinprodukteverordnung

(MDR) bleibt eine Langzeitbaustelle. Immer wieder

forderten Verbände im letzten Jahr eine umfassende

Revision der Richtlinie. Im Oktober verabschiedete

das Europaparlament schließlich

eine Resolution zur Änderung [4], die bis zum

Ende des ersten Quartals 2025 Vorschläge fordert.

Ob eine Novellierung tatsächlich statt findet

und wie diese aussieht, wird sich also erst noch

zeigen. Ohne regulatorisches Fachwissen und

externer Unterstützung wird es jedoch für Hersteller

schwer mit den Veränderungen in der

dynamischem Compliance-Landschaft Schritt

zu halten.

7

Aktuelles

Erwartete Umsatzentwicklung Medizintechnik [1]

Nachhaltigkeits-Ecosystem

Viel Platz im Compliance-Katalog nimmt zudem

das Thema Nachhaltigkeit ein. Der Green Deal

der EU macht auch vor MedTech-Herstellern

nicht Halt – angefangen bei der Öko design-

Richtlinie über CSRD bis hin zum für 2026

geplanten PFAS-Verbot. Während die CO 2 -Bilanzierung

bzw. ESG Reporting bei einigen Medizinprodukten

(z. B. Zubehörmaterial) noch relativ

geradlinig verläuft, steigt mit der Komplexität

der Medizingeräte auch die Komplexität des

Reportings. Systematische Analyseansätze wie

das Product Lifecycle Assessment (LCA) liefern

hier ein Framework, um wichtige Kennzahlen

zu erheben und nicht nur CO 2 -Emissionen zu

reduzieren, sondern auch Kosten einzusparen.

Nachhaltigkeit liegt im Trend

Insgesamt wird der Markt für grüne Technologie

und Nachhaltigkeit weiter wachsen und

bis 2032 ein Marktvolumen von 105 Mrd. US-

Dollar [5] erreichen. Gefragt sind Technologien,

Lösungen und Prozesse, um die Nachfrage

nach umweltfreundlichen Produkten mit niedrigem

CO 2 -Fußabdruck auch praktisch umsetzen

zu können. Schon jetzt setzen Hersteller hier

auf ein erweitertes Ecosystem, in dem Partner

fachspezifische Expertise zur Verfügung stellen

und Dienstleister nachhaltigkeitsrelevante

Aufgaben übernehmen (z. B. Abfalltransport

und -entsorgung).

Bewährungsjahr für KI

Ein ähnliches Wachstum in der Medizintechnik

verspricht der Einsatz Künstlicher Intelligenz

(KI). Ob sich dieses Versprechen jedoch

bereits im nächsten Jahr zu 100 % erfüllt, ist

fraglich. Zwar wird fleißig an smarten Chirurgie-Robotern,

KI-Apps zur Krebserkennung

und virtuellen Assistenz-Ärzten gearbeitet. In

der Praxis handelt es sich jedoch in der Regel

eher um KI-Features, die vor allem dort zum

Einsatz kommen, wo Hersteller und Anbieter

sie kontrollieren können – und wo sie im Ernstfall

keinen Schaden am Menschen nehmen.

Hochrisiko-KI-Systeme

Die KI-Verordnung der EU stuft KI-basierte

Medizinprodukte zu Recht als Hochrisiko-KI-

Systeme ein und setzt die regulatorischen Anforderungen

dementsprechend hoch an. Die Entwicklung

kostet Zeit und setzt Expertise voraus,

die vielerorts noch aufgebaut werden muss.

Dabei ist der ROI der Investitionen beim experimentellen

Charakter der KI längst nicht garantiert.

Trotz aller erwarteten Vorteile äußern daher

fast zwei Drittel (65 %) der MedTech-Unternehmen

[6] Bedenken, was die Integration von KI

in Medizinprodukte angeht.

Verbesserungen im operativen Betrieb

Wo KI bereits jetzt die Effizienz maßgeblich

verbessert, ist im operativen Betrieb sowie bei

der Optimierung von Prozessen in der Fertigung,

Entwicklung und Supply Chain. Einen

weiteren spannenden Einsatzbereich stellt die

Labor diagnostik dar, in der man verstärkt Deep

Learning-Technologien für die Analyse nutzt.

Cybersecurity ist Supply Chain-Thema

Mit KI und der zunehmenden Digitalisierung

von Medizinprodukten in der Diagnostik, Konsultation

und im Monitoring bleibt auch die Cybersicherheit

ein Hauptthema in 2025. Hier kommt

mit der NIS2-Richtlinie keine neue, allerdings

eine überarbeitete und striktere Vorschrift auf

Hersteller zu. Die Auflagen und Sanktionen richten

sich explizit an „besonders wichtige Einrichtungen“,

zu denen auch Kliniken, Medizinische

Versorgungszentren (MVZ) und andere Gesundheitseinrichtungen

zählen.

Unternehmen müssen nach NIS2 Sicherheitsrisiken

erkennen, entschärfen und dokumentieren

sowie die dafür nötigen technischen wie organisatorischen

Rahmenbedingungen und Tools

bereitstellen. Dabei umfasst die Regelung ausdrücklich

auch die Supply Chain, einschließlich

EMS-Dienstleistern, Partner und Zulieferer. Eine

enge Zusammenarbeit mit den jeweiligen Stakeholdern

und Sicherheitspartnern wird damit

immer wichtiger.

Nach einer Studie von Plusnet [7] haben erst

52 % der deutschen Unternehmen die NIS-

Anforderungen an die Lieferketten-Sicherheit

ganz oder zumindest teilweise umgesetzt. Hersteller

haben im nächsten Jahr auch hier noch

eine lange To-Do-Liste vor sich, um Produkte

zu schützen und einen sicheren Austausch von

Daten zu garantieren (Stichwort: Datenschutz,

Intellectual Property).

Referenzen

[1] BVMed: https://www.bvmed.de/verband/

presse/pressemeldungen/bvmed-herbstumfrage-medtech-branche-unter-druck-branchebleibt-aber-jobmotor

[2] Spectaris: https://www.spectaris.de/verband/aktuelles/detail/nach-trumps-wahlsiegunsicherheiten-handlungsdruck-und-chancenfuer-deutsche-hightech-industrien

[3] Statistisches Bundesamt: https://www.

destatis.de/DE/Home/_inhalt.html

[4] Europaparlament: https://www.euro-

parl.europa.eu/doceo/document/RC-10-2024-

0123_EN.html

[5] Fortune Business Insights: https://www.

fortunebusinessinsights.com/green-technologyand-sustainability-market-102221

[6] Cognizant | Microsoft: https://www.cognizant.com/uk/en/documents/240606_

Medtech-

AI_V5.pdf

[7] Plusnet: https://www.plusnet.de/studieumsetzung-nis2-in-deutschland

Wer schreibt:

Gábor ist für Business Development, Key-

Account-Strategie und Performance im Bereich

Medizin elektronik und Life Science in EMEA verantwortlich.

Szabados ist seit 2012 als EMEA

Customer Manager bei Plexus und übernahm

2015 die Rolle des Customer Directors. In dieser

Funktion verantwortete er die Entwicklung

der Kundenstrategie und -leistung für verschiedene

regionale und globale Kunden. ◄

Auch für EMS-Hersteller selbst gilt es

CO 2 -Emissionen zu reduzieren: Solarmodul am

Standort in Kelso, Scotland © Plexus


Aktuelles

Weitere MedTech-Trends 2025

René Zölfl ergänzt die Trends um Patiententhemen und Nachhaltigkeit.

© Tel Aviv Medical center

Die MedTech-Branche steht an der Spitze

der Innovationen im Gesundheitswesen. Sie

revolutioniert die Art und Weise, wie Krankheiten

diagnostiziert und behandelt werden

und wie ihnen vorgebeugt wird. Fortschritte

bei der künstlichen Intelligenz (KI), Robotik,

personalisierte Medizin und Fernversorgung

werden eine entscheidende Rolle dabei spielen,

das Gesundheitswesen zugänglicher, effizienter

und patientenorientierter zu gestalten.

Personalisierte Medizin

Der Wandel von einem einheitlichen Ansatz

hin zu einer personalisierten Medizin wird dazu

führen, dass Behandlungsstrategien neu definiert

werden müssen.

Innovationen in der Genomik, Proteomik und

Biomarkerforschung ermöglichen individuelle

Therapien, abgestimmt auf die genetische Veranlagung

und den Lebensstil des Patienten. Sie

werden für effizientere und effektivere Behandlungen

mit geringeren Nebenwirkungen sorgen.

Diese Präzisionsmedizin wird Fortschritte

bei der Behandlung von Krebs, Autoimmunerkrankungen

und seltenen Krankheiten vorantreiben.

Durch den zunehmenden Einsatz von

KI und Big-Data-Analysen werden sich zusätzliche

Verbesserungen bei der personalisierten

Medizin eröffnen.

3D-Druck

Auch der 3D-Druck revolutioniert die Herstellung

von Medizinprodukten, Prothesen und

sogar Organtransplantationen. Einem Expertenteam

des Tel Aviv Medical Center ist es mit

Unterstützung von PTC und Hexagon gelungen,

ein individuelles, 3D-gedrucktes Scapula-

Implantat zu schaffen, das genau auf die Anatomie

der 16-jährigen Krebspatientin zugeschnitten

ist. Dadurch konnte das anatomische Volumen,

die Form und Kinematik der Patientin beibehalten

werden. Eine fortschrittliche Gitterstruktur

erleichtert das Einwachsen von Bindegewebe

und Muskeln.

Für Hersteller bedeutet das: Sie müssen ihre

Geräte und Strategien auf Precision Diagnostics,

individuelle Drug Delivery Systems (DDS),

ein umfassendes Gesundheitsmonitoring sowie

individuelle Prothesen und Implantate anpassen.

Patienten-Fernüberwachung

Aus einfachen Bewegungs-Trackern haben

sich teils ausgefeilte Systeme zur Gesundheitsüberwachung

entwickelt. Diese Wearables liefern

kontinuierliche Echtzeit-Einblicke in zahlreiche

Gesundheitsparameter wie Herz- und

Atemfrequenz, Blutdruck, Sauerstoffsättigung

und Blutzuckerspiegel. Moderne Geräte lassen

sich in Digital-Health-Plattformen integrieren,

sodass die erfassten Daten sicher an Gesundheitsdienstleister

weitergegeben werden können.

Solche Systeme zur Fernüberwachung werden

zunehmend unverzichtbar, um eine kontinuierliche

Patientenversorgung zu gewährleisten. Denn sie

ermöglichen einerseits eine qualitativ hochwertige

Versorgung in nicht-klinischen Umgebungen

und damit bessere Patienten erfahrungen und

andererseits können Gesundheitsdienstleister

ihre knappen Ressourcen effektiver zuweisen.

Zudem können sie dazu beitragen, die Zahl an

Krankenhauswiederaufnahmen zu reduzieren.

Nachhaltigkeit

Mit dem European Green Deal soll Europa bis

2050 klimaneutral werden. Hierfür muss auch

der Medizintechniksektor seinen ökologischen

Fußabdruck reduzieren. Die novellierte Battery

Directive, die Corporate Sustainability Reporting

Directive (CSRD) und der Digital Product Passport

wirken sich unmittelbar darauf aus, wie Hersteller

ihre Geräte entwickeln und produzieren.

Regularien der Europäischen Kommission und

nationaler Regierungen fordern von Herstellern,

durch Design for Sustainability und Design for

Recycleability die Rückgewinnung von Materialien

nach der Nutzung zu ermöglichen, um die

Abhängigkeit von neuen Ressourcen zu verringern.

Bei der Gestaltung von Produkten rücken

damit Langlebigkeit, Wiederverwendbarkeit

und Recyclingfähigkeit sowie die Verwendung

umweltfreundlicher Materialien in den Fokus.

Biokunststoffe und andere erneuerbare Materialien

werden dazu beitragen, die CO 2 -Bilanz

medizintechnischer Produkte zu verbessern. ◄

© PTC

Autor:

René Zölfl

Global Advisor Life Science & Co-Chair of the

PTC Healthcare Executive Advisory Council

PTC

www.ptc.com

© PTC


9

Aktuelles

IMM Photonics im neuen Gewand

IMM Photonics GmbH

info@imm-photonics.de

www.imm-photonics.de

Individual. Innovative. Exceptional.

Mit neuem Claim und frischem

Erscheinungsbild setzt IMM

Photonics ein starkes Zeichen für

die Neuausrichtung des Unternehmens.

Der neue Website-Auftritt

positioniert IMM Photonics als

führenden Experten und Full-Service-Partner

für maßgeschneiderte

Photonics-Lösungen.

Der Relaunch bringt frischen

Wind: Ein überarbeitetes Logo,

moderne Farben, großformatige

Bilder und ein dynamisches, luftiges

Design verleihen der Kompetenz

für individuelle Lösungen

eine neue Ausdruckskraft. Ein klar

strukturierter Aufbau, intuitive Navigation

und optimierte Filterfunktionen

in den Bereichen Laser, Faseroptik,

UV & UVC sowie Optiken

bieten den Nutzern schnelle Orientierung.

Besucher erhalten Einblicke in

die vielfältigen Anwendungen der

Fokusmärkte Industrie, Life Science,

Medizintechnik, Sensorik und

Data Communications – Märkte, in

denen IMM Photonics seit über 30

Jahren erfolgreich tätig ist.

Die neugestaltete Website

überzeugt durch eine klare Struktur,

verbesserte Usability und ein

nutzerzentriertes Design, das den

Besuchern einen intuitiven Zugang

zu den Kernkompetenzen des Unternehmens

bietet: das Verbinden und

Optimieren des Dreiklangs Optik,

Mechanik und Elektronik.

Der Relaunch verdeutlicht, dass

IMM Photonics alle Schritte von der

Machbarkeitsanalyse und Beratung

über Engineering und Prototyping

bis hin zur Serienproduktion

aus einer Hand liefert. Der Fokus

liegt dabei auf der Individualisierung

und der passgenauen Umsetzung

kunden spezifischer Anforderungen.

Mit einer eigenen Entwicklung

in Unterschleißheim und

einem eigenen Produktionsstandort

in Teisnach kann IMM Photonics

flexibel reagieren und sogar Kleinund

Kleinstserien zuverlässig und

schnell umsetzen.

Im Rahmen des Website-

Relaunchs entstand auch ein neuer

Imagefilm, einer der Highlights

des Auftritts. Der Film gewährt

einen authentischen Blick hinter

die Kulissen: Geschäftsführer und

Team zeigen, wie innovative Photonics-Lösungen

durch das Zusammenspiel

von fundiertem Entwicklungs-Know-how

und hoher Individualisierungskompetenz

realisiert

werden. Mit Stolz trägt IMM Photonics

den Slogan „Wir sind Laser“,

denn der neue Auftritt spiegelt die

Leidenschaft wider, die das Unternehmen

und seine Mitarbeiter in

jedes Projekt einbringen. ◄

Sonderheft

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mit umfangreichem Produkt index, Firmenverzeichnis

und deutschen Vertretungen ausländischer Firmen.

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Alle Infos unter: www.beam-verlag.de/einkaufsfuehrer

Kontakt: info@beam-verlag.de

Einsendeschluss für Unterlagen: 21.3.2025

Anzeigen-/Redaktionsschluss: 14.3.2025

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Aktuelles

Effizienzwende jetzt:

Moderne Medizintechnik ist Schlüssel

für zukunftsfähige Gesundheitsversorgung

als 10 Jahre. Ein ähnliches Bild zeigt sich bei

den Magnetresonanztomographen (MRT). Hier

belegt Deutschland den vorletzten Platz im Ranking

mit 35 Prozent der MRT-Geräte, die älter

als zehn Jahre sind.

• Veraltete Medizintechnikinfrastruktur behindert digitale Transformation

• Krankenhausreform: vertane Chance für umfassende Erneuerung

der Medizintechnik-Infrastruktur

• KI-Potenzial nur mit digital-fähiger Medizintechnik erschließbar

„Wir brauchen gezielte Investitionen in die

medizintechnische Ausstattung und klare gesetzliche

Regelungen, die es erlauben, Gesundheitsdaten

effizient für Forschung und Entwicklung

zu nutzen“, forderte Hans-Peter Bursig,

ZVEI-Bereichsleiter Gesundheit im Rahmen

der Presse konferenz zur Medica 2024. „Nur

so können wir die notwendige Effizienzwende

in der deutschen Gesundheitsversorgung einläuten

und diese zukunftsgerecht aufstellen –

mit dem Menschen im Mittelpunkt.“

ZVEI e. V.

Verband der Elektro- und Digitalindustrie

Bereich Kommunikation

www.zvei.org


Moderne Gesundheitsinfrastruktur

Eine moderne Gesundheitsinfrastruktur ist die

zentrale Voraussetzung, um digitale Technologien

und Künstliche Intelligenz (KI) erfolgreich

in die Versorgung zu integrieren. Die Ende 2023

verabschiedeten Gesetze – das Digital-Gesetz

(DigiG) und das Gesundheitsdatennutzungsgesetz

(GDNG) – schaffen erste rechtliche Grundlagen

für die bessere Nutzung von Gesundheitsdaten.

„Diese Gesetze allein reichen aber nicht

aus“, so Bursig. „In vielen Krankenhäusern und

Arztpraxen ist die Technik so veraltet, dass

sie moderne datenbasierte Prozesse oder KI-

Anwendungen in der Diagnostik und Therapie gar

nicht oder nur sehr bedingt unterstützen kann.“

Wie eine Studie des europäischen Medizintechnikverbands

Cocir belegt, waren 2023 nur

39 Prozent der Computertomographen (CT) in

Deutschland jünger als fünf Jahre. Über 60 Prozent

sind dagegen zwischen sechs und zehn

(31 %) bzw. sogar über zehn Jahre alt (30 %).

Damit sind deutsche Geräte deutlich älter als

diejenigen des Spitzenreiters Frankreich. Dort

sind nur sechs Prozent der CT-Geräte älter

Alte Geräte

Vor diesem Hintergrund warnte Bursig: „Geräte,

die älter als sechs Jahre sind, behindern die nahtlose

Integration digitaler Prozesse. Es kommt zu

Verzögerungen und Unterbrechungen in den

Behandlungsabläufen – das blockiert nicht nur

die digitale Transformation, sondern mindert

auch die Effizienz und Qualität der Patientenversorgung.“

Mit der kürzlich beschlossenen

Krankenhausreform sei eine große Chance vertan

worden, den Investitionsstau in der Medizintechnik

zügig zu lösen und auf mittel- bis langfristige

Sicht regelmäßige Anreize zur Erneuerung

der Infrastruktur zu setzen – für eine effiziente,

zukunftsfähige Gesundheitsversorgung.

KI-Potenzial nutzen

Das KI-Potenzial kann nur mit digital-fähiger

Medizintechnik gehoben werden. Der Einsatz

Künstlicher Intelligenz (KI) gewinnt an Bedeutung,

sie kann Routineaufgaben übernehmen

und das medizinische und Pflegepersonal bei

Entscheidungsprozessen unterstützen. Um aber

das volle Potenzial von KI zu heben, muss die

zugrundliegende Gesundheitsinfrastruktur auch

in der Lage sein, für diese Prozesse hochwertige,

strukturierte Daten in Echtzeit zu liefern.

Bursig: „Eine digitale und vernetzte Gesundheitsversorgung,

die sich auch der KI bedient,

bietet enormes Potenzial, die Qualität der Patientenversorgung

zu verbessern. Sie ist die

Zukunft. Doch dafür müssen wir schon heute

in die medizintechnische Infrastruktur von morgen

investieren.“ ◄

Kabelfertigung, Bestückung,

Gerätebau, Gravuren, …

ISO 9001 & EN ISO 13485

Eichenweg 1a | CH-4410 Liestal

Tel. +41 (0)61 902 04 00

info@h2d-electronic.ch

www.h2d-electronic.ch

11

Identifizieren & Kennzeichnen

Embedded OCR im Industrial IoT

Wie KI-basierte optische Zeichenerkennung direkt auf der Kamera möglich ist

Technologische Expertise kombinieren

Regelbasierte Ansätze haben den Nachteil,

dass ihnen der Interpretationsspielraum fehlt,

den sich neuronale Netze durch das Training

mit vielen verschiedenen Beispielen und Variationen

erarbeiten und der ihre enorme Leistungsfähigkeit

erklärt. Ihr Einsatz auf hochentwickelten

Industriekameras mit KI-Algorithmen eröffnet

neue Anwendungsfelder und geht gleichzeitig

vollständig einher mit dem Trend, KI kleiner,

schneller und kostengünstiger in der Ausführung

zu machen. Integrierte SoCs (System

on Chip) mit leistungsfähigen KI-Beschleunigern

ermöglichen bereits heute, KI-basierte Text- und

Schriftzeichenerkennung direkt auf der Kamera

auszuführen. Für Anwender bedeutet das: OCR

direkt auf einem kleinen Embedded Gerät einzusetzen,

ohne einen Industrie-PC zwischenschalten

zu müssen.

Der Use Case zeigt: Der Bildverarbeitungsmarkt

entwickelt sich kontinuierlich weiter, um die

Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Texterkennung

zu verbessern und ihren Einsatz variabler

zu gestalten. Doch was sind die entscheidenden

Faktoren für die Auswahl eines OCR-Systems?

OCR von handschriftlichen Zeichen und Nummerierungen auf Probenetiketten in der Medizin

oder Forschung: Der Einsatz neuronaler Netze auf hochentwickelten Industriekamerasystemen

mit KI-Algorithmen eröffnet neue Anwendungsfelder der Bilderkennung in der Medizin.

Die Umwandlung von Texten und Zeichenketten

aus Industriekamerabildern in maschinenlesbare

Daten ist alles andere als trivial. Wenn

aus einem „O“ eine „0“ oder aus einem „A“ eine

„4“ wird, kommt es schnell zu Missverständnissen

und (kostspieligen) Fehlern. Solche Fehler

dürfen im Medizinbereich nicht auftreten. Wird

beispielsweise die Beschriftung einer Blutprobe

falsch interpretiert, kann dies katastrophale Folgen

haben. Ein solches Szenario muss sicher

ausgeschlossen werden. Entsprechend hoch

sind die Erwartungen an eine OCR (Optical Character

Recognition). Mit dem Ziel, solch hochkarätige

Algorithmen auf einem Embedded System,

wie einer intelligenten Kamera „on the Edge“

ausführbar zu machen, kommt eine herausfordernde

Disziplin dazu. Klingt nach einer Aufgabe

für zwei Technologiepartner.

Autor:

Dipl.- Ing. Heiko Seitz

Technischer Autor

IDS Imaging Development Systems GmbH

www.ids-imaging.de

Optische Zeichenerkennung

Die optische Zeichenerkennung zählt auch

heute noch zu den schwierigsten Disziplinen

der Bildverarbeitung und der maschinellen Intelligenz.

Allein die reine Vielfalt der möglichen

Schriftzeichen und Verfahren, wie Zeichen

auf verschiedensten Oberflächen angebracht

werden, lässt die Herausforderungen erahnen.

Hinzu kommen Verschmutzungen, Reflexionen

und Formfehler, die als solche erkannt

werden müssen. Anwender erwarten entsprechend,

dass eine OCR alle Zeichen auf Anhieb

erkennt und richtig interpretiert, ähnlich wie

es ein Mensch kann. Darüber hinaus sollte

die Genauigkeit konstant bleiben, unabhängig

von wechselnden Lichtverhältnissen oder

anderen Umgebungsbedingungen. Beispiele

aus dem Medizintechnikbereich sind das Überprüfen

der Kennzeichnung von Produkten wie

Operationsbestecke und Implantate, etc, das

Einlesen von Beschriftungen in der Labordiagnostik

bei Mikrotitrationsplatten, Probenröhrchen

etc, Patientenbarcodes, Gerätebarcodes

von Diagnosegeräten etc., Kennzeichnungen

der Medizinprodukte in Produktionsanlagen,

Überprüfung der Kennzeichnung beispielsweise

auf Arzneimittel verpackungen.

Vielbelesene Basis

mit reproduzierbarer Genauigkeit

OCR muss einfach funktionieren und eine hohe

Leseleistung bieten, um von Anfang an zu überzeugen.

Dazu bedarf es einer gut entwickelten

Netzarchitektur, die mit vielen variantenreichen

IDS NXT malibu erkennt mittels DENKnet

OCR-Modell Zeichen selbst unter schwierigen

Bedingungen zuverlässig.



Das Feintuning verbessert die Lesequalität eines OCR-Systems und erfordert dabei nur wenig

Expertenwissen.

Beispielbildern vortrainiert wurde. Dabei sind

Situationen aus realen Anwendungen ebenso

unverzichtbar wie die Verwendung synthetischer

Daten. So können zum einen viele zusätzliche

Sonderfälle und Variationen gelernt werden und

zum anderen sorgt dies auch für eine wesentlich

robustere Erkennung der relevanten Merkmale.

Denn gerade in der industriellen Automation

oder in der Qualitätssicherung darf nichts

dem Zufall überlassen werden.

Kontinuierliche Weiterentwicklung

An dieser Stelle muss eine AI-Vision-Lösung

für individuelle Bildanalyse ansetzen. Neben

dem Einsatz modernster KI-Technologie, sollte

den Anwendern nicht nur ein leistungsfähiges,

sondern auch ein sich ständig weiterentwickelndes

OCR-Modell zur Verfügung gestellt werden.

Dabei ist eine strenge Versionierung unabdingbar,

sodass Anwendungsentwicklungen auf alle

Entwicklungsschritte zurückgreifen können, aber

auch die Möglichkeit haben, auf eine neue verbesserte

Version zu aktualisieren, um stets vielseitig

und robust zu lesen. Nicht fehlen darf auch die

Möglichkeit, die Performance und Reproduzierbarkeit

der trainierten Netze in einer Art Quality

Center gegen Beispieldatensätze zu testen und

zu verifizieren. Dies dient maßgeblich der Qualitätssicherung,

bevor eine Produktions anlage mit

neuer Software aktualisiert wird.

Von Transformern

und Large Language Models

Eine weitere positive Eigenschaft eines guten

OCR-Modells ist die Fähigkeit, nicht nur einzelne

Zeichen, sondern auch Zusammenhänge – bei

Zeichenfolgen, wie zum Beispiel Seriennummern

oder Wörtern – zu kennen und dieses Wissen

bei der Zeichenerkennung zu berücksichtigen.

Je besser die OCR auch Folgezeichen vorhersagen

und damit das Leseergebnis gewichten

kann, desto robuster und präziser können spezielle

Anwendungsfälle damit gelöst werden. Die

generativen und kombinatorischen Eigenschaften

von Transformer-Netzen oder Large-Language-Modellen

(LLM), wie sie in ChatGPT verwendet

werden, könn(t)en solche Vorhersagen

treffen und damit die Lesequalität weiter positiv

beeinflussen. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen,

dass diese Architekturen in der Ausführung

eher langsam sind und sehr viele Systemressourcen

benötigen.

Optimale Unterstützung

Umso wichtiger ist es, dass der Einsatz solcher

Cutting-Edge-Technologien im richtigen Maß

erfolgt, um die Anforderungen aus den Kunden-

Use-Cases optimal zu unterstützen. Denn gerade

in der Automatisierungstechnik arbeitet eine Bildverarbeitung

nicht im Sekunden-, sondern eher

im unteren niedrigen Millisekundenbereich. Ein

trainiertes neuronales Netz sollte daher schnell

und leichtgewichtig bleiben, um es auf „normaler“

Hardware ausführen zu können. Sind hohe

Erkennungsgenauigkeit und Geschwindigkeit im

produktiven Einsatz nur mit schier unendlicher

Systemleistung möglich, wären Anwendungen

damit kaum wirtschaftlich lösbar.

Einfaches Korrigieren

und Nachtrainieren

Wenn eine OCR dann doch mal Zeichen nicht

auf Anhieb liest, sei es aufgrund eines Fehlers,

eines unbekannten Zeichens, einer unbekannten

Schrift oder Sprache, ist es wichtig, dass der

Anwender das Leseergebnis ohne großen Aufwand

korrigieren oder auch beliebige neue Zeichen

trainieren kann. Doch bei diesem Feintuning

handelt es sich nicht um ein einfaches „Weiterlernen“

des Netzes. Man stelle sich vor, das

OCR-Modell würde beispielsweise mit 2 Millionen

Bildern trainiert und der Benutzer möchte dem

OCR-Modell nun mit wenigen eigenen Bildern

etwas Neues beibringen. Mit welcher Gewichtung

geht eine solche Information in das Modell

ein, um sowohl etwas zu bewirken, dabei aber

auch nicht alles zu verändern? Genau hier ist

viel Know-how des Anbieters gefragt, um die KI

so zu erweitern, dass durch eine solche Anpassung

bisher stabile Erkennungen nicht negativ

beeinflusst werden.

Ein Beispiel:

Eine OCR hat aus irgendeinem Grund Probleme

mit Zahlen und der Anwender annotiert

im Trainingsprozess nur Zahlen, nie Buchstaben.

Dabei gilt es durch eine intelligente „Wissenssicherung“

zu verhindern, dass dieses Netz

irgendwann nur noch Zahlen erfolgreich lesen

kann, weil es denkt, es müsse keine Buchstaben

lesen.

Ein intelligentes Trainingssystem generiert deshalb

beim Feintuning für alle neuen Bilddaten

zusätzliche künstliche Daten, um das Netz im

richtigen Maß weiter zu trainieren und zu gewichten.

Das verhindert, dass die OCR, egal wie

lange sie weiter trainiert wird, ihre bisherigen

OCR ermöglicht eine zuverlässige Texterkennung, auch wenn die Ziffern selbst mit dem bloßen Auge

schwer erkennbar sind.


13


IDS NXT malibu mit verschraubbarem GigE Patchkabel für die Übertragung von

Hochgeschwindigkeitsvideos und zugehörigen Steuerdaten

Fähigkeiten verliert. Derart komplexe Vorgänge

beim „Nachtrainieren“ bleiben im besten Fall für

den Anwender unter einer einfachen Benutzeroberfläche

verborgen und werden durch ausreichende

Systemressourcen im Hintergrund

schnell und performant abgearbeitet, um den

Anwender nicht mit langen Wartezeiten aufzuhalten.

Im besten Fall sind jedoch die Grundfähigkeiten

des OCR-Modells so gut, dass wenig

bis gar nicht mehr nachtrainiert werden muss.

Vorteil Cloud-Training

Ein cloudbasiertes KI-System mit direkter

Anbindung an ein großes Rechenzentrum kann

für komplexe Trainingsroutinen deutlich einfacher

und schneller die notwendigen Mittel bereitstellen,

wie das bei einer selbst gehosteten Hardware

möglich wäre. Und zwar nur dann, wenn

es wirklich nötig ist. Die Trainingsleistung kann

so bei Bedarf schnell erhöht und auch wieder

gesenkt werden.

Wenn alle Funktionen und Dienste eines OCR-

Trainingssystems vollständig in der Cloud ausgeführt

werden, arbeitet auch jedes Feintuning

mit eigenen Bilddaten stets auf einer aktuellen

und kontrollierten Software-Basis und nicht mit

irgendeinem Software-Release auf irgendeinem

lokalen Hardwaresystem. Die kontinuierliche Weiterentwicklung

im technischen Backend macht

das Basis-OCR-Modell zudem immer resistenter

gegen bereits gelöste Probleme. Dadurch können

immer mehr Kundenanwendungen sogar

ohne größere Anpassungen oder ein Nachtraining

realisiert werden.

Supportfall

Auch im Supportfall stellt die Cloud-Lösung

einen Mehrwert für den Anwender dar. Treten

Schwierigkeiten mit Daten eines Use Cases auf,

zum Beispiel bei unbekannten Schriftzeichen,

kann technische Unterstützung im Backend

schnell Abhilfe schaffen und die Erkennungsleistung

positiv beeinflussen. Ohne Daten exportieren/importieren

zu müssen und ohne die Gefahr,

dass unterschiedliche Build-Systeme oder Software-Versionen

zu unterschiedlichen Ergebnissen

führen, können beispielsweise Änderungen

an der Netzarchitektur vorgenommen oder die

Erzeugung synthetischer Zusatzdaten optimiert

werden. In diesem Fall kann dies im direkten

Austausch, ohne Zeitverlust direkt im Kunden-

Use-Case erfolgen. Der Verzicht auf den Versand

sensibler Daten minimiert zudem das Risiko

eines unbefugten Zugriffs durch Dritte.

Im besten Fall ist die Ausführung eines Trainingsbefehls

für das Cloud-System mit einem

Software-as-a-Service Dienst vergleichbar, der

im Hintergrund eine Vielzahl geeigneter Netzmodelle

mit unterschiedlichen Architekturen trainiert

und dem Anwender schließlich das beste Ergebnis

zur Verfügung stellen kann.

OCR einfach und wirtschaftlich

aus einer Hand

Im AI-Vision-Umfeld tummeln sich viele Anbieter

von OCR-Lösungen und es gibt ein regelrechtes

Wettrennen um die besten Netze. Für

versierte Anwender stehen zudem viele Open-

Source-Tools und öffentlich zugängliche Netzarchitekturen

zur Verfügung, mit denen man

schnell erste Erfahrungen sammeln und Ergebnisse

erzielen kann. Doch ohne fundiertes technisches

Wissen, wie sich KI-Technologie bzw.

Cutting-Edge-Netzwerke und Large-Vision-

Modelle, wirtschaftlich und performant einsetzen

und kombinieren lassen, bleiben viele

OCR-Aufgaben ungelöst. Auch zukunftsweisende

Technologien, wie die Kombination von

OCR und KI – direkt realisiert als Ein-Geräte-

Lösung auf einer handlichen Industriekamera

– können nur mit der richtigen Expertise eingesetzt

werden. ◄

Cutting-Edge OCR-System -

Das macht den Unterschied

• Synthetische Daten

Bei jedem Upload neuer Bilder werden

automatisiert Bildvarianten erzeugt, um

die Modell-Fähigkeiten zielgerichtet zu

erweitern und zu stabilisieren.

• Benutzerfreundlichkeit

+ Zeitersparnis

Intuitive Werkzeuge, wie „Autoprediction“

und „1-Click Annotation“ erfordern

kein Vorwissen und verkürzen Test-,

Vorbereitungs- und Wartungszeit.

• Cutting-Edge-Technologie

Erkenntnisse der neuesten Netzwerkarchitekturen,

wie Transformer oder

Large Language Models, fließen

kontinuierlich in die Entwicklung

der OCR ein.

• Smart Architecture

Vollautomatisches Training wählt

selbständig die am besten geeignete

Architektur für die Aufgabe

• Cloud Training

Immer up-to-date mit neuster

Technologie und kontinuierlicher

Verbesserung der Netzbasis

• Lokale Ausführung

schnell und wirtschaftlich

Ziel ist ein optimal arbeitendes genaues

und auch gleichzeitig schlankes

und schnelles Modell für die lokale

Ausführung in einer geschlossenen

Anwendungsumgebung

• Nahtlose Integration

Die Kombination von OCR und Industriekameras

als Ein-Geräte-Lösung kann

insbesondere in Sachen Einfachheit

punkten, mit der sich eine OCR-

Anwendung aufund einsetzen lässt.

Zuverlässige Erkennung der DOT-Nummer auf

Autoreifen trotz geringen Kontrasts


Patent erteilt

für neuartige hybride HLC-Klebstoffserie

Produktion

Die innovative Klebstofflösung von Dymax bietet zahlreiche Vorteile beim Verkleben von unterschiedlichsten,

auch lichtundurchlässigen Substraten.

© Jacob Kearns/AdobeStock

DYMAX Europe GmbH

info_de@dymax.com

https://de.dymax.com/

Dymax, einer der weltweit führenden

Hersteller von lichthärtenden

Materialien und Geräten, hat das

Patent für seine neuartige HLC-

Plattform (Hybrid Light-Curable)

erteilt bekommen. Die neuartige Produktfamilie

vereint die besten Eigenschaften

der rein chemischen anionischen

Polymerisation mit der radikalischen

Vernetzung in einer Formulierung.

So können auch opake

und sogar lichtundurchlässige Substrate

zügig, zuverlässig und sicher

verklebt werden.

Verbesserte

Aushärteleistung

Die neu patentierte HLC-Technologie

zielt darauf ab, die Aushärteleistung

von Urethan-(Meth-)Acrylat-

Zusammensetzungen zu verbessern,

die üblicherweise zur Formulierung

von Klebstoffen, Beschichtungen,

Dichtstoffen und Tinten verwendet

werden. Zu den Hauptvorteilen

von HLC gehören eine schnelle

Aushärtung, wenig bis gar kein Ausblühen

nach einer geeigneten Lichthärtung,

eine bessere Ästhetik und

Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie

flexiblere Verbindungen als bei herkömmlichen

Cyan acrylaten (CAs).

Immer eine vollständige

Aushärtung

Lichthärtende Materialien härten

zwar effektiv mit UV-/LED-Licht

aus, haben aber Einschränkungen

in Bereichen, die vom Licht nicht

erreicht werden. Diese Schattenzonen

beeinträchtigen nicht nur die

Zuverlässigkeit des Endprodukts,

sondern können auch die Klebeverbindungen

im Laufe der Zeit

schwächen. HLC-Materialien lösen

das Problem der unvollständigen

Aushärtung in opaken und lichtundurchlässigen

Bereichen durch

eine schnelle Feuchtigkeits-/Kontakt-Aushärtung.

Dadurch ist die

Haftung auf einer breiten Palette

von Substraten, einschließlich lichtblockierender

Materialien, ebenfalls

möglich.

Vernetztes Polymergerüst

Durch die Zusammensetzung

ihrer Lichthärtungskomponente

bilden Dymax HLC-Klebstoffe ein

vernetztes Polymergerüst, das eine

erfolgreiche Verklebung nicht nur

kleiner Fügespalten, sondern auch

größerer Fugen bis hin zu kleineren

Flächen ermöglicht. Die Lichthärtung

reduziert auch das Risiko

des „Ausblühens“ - ein häufiges

Problem bei Cyanacrylaten, bei

dem ein weißer Rückstand an den

Rändern der Klebelinien entsteht,

wenn sie mit der Umgebungsfeuchtigkeit

reagieren. Die Lichthärtung

kann das Risiko des Ausblühens

erheblich verringern, da das Material

vernetzt, bevor das Monomer

verdampfen kann.

Erfüllt mehrere

Biokompatibilitätsstandards

Dymax HLC-M-1000, der erste

Klebstoff der Serie, ist für medizinische

Anwendungen konzipiert

und erfüllt mehrere Biokompatibilitätsstandards.

Dank seiner

Lichthärtungseigenschaften kann

er in Sekundenschnelle bei sehr

geringer Lichtintensität aushärten

(~ 20 mW/cm²). Mit einer extrem

niedrigen Viskosität von 3 cP ist

das Material in der Lage, auch in

äußerst enge Verbindungsstellen

zu fließen, die mit anderen, höher

viskosen Klebstoffen normalerweise

nicht zugänglich sind.

Hohe Qualität

„Die HLC-Technologie schließt

eine Lücke, mit der viele Hersteller,

die Lichthärtungstechnologie

einsetzen, konfrontiert sind,

wenn es um die Verklebung lichtundurchlässiger

Substrate geht“,

sagte Dr. Ahmet Nebioglu, Dymax

Senior Director für F&E Global.

„Sie schafft das Gleichgewicht

zwischen schneller Aushärtung bei

Licht oder in Schattenzonen und

bewältigt die Probleme des Ausblühens,

geringer Schlagfestigkeit

sowie begrenzter Langzeitfeuchtigkeitsbeständigkeit.

Diese neue

Technologie stellt einen bedeutenden

Durchbruch für die Qualität

der Klebeverbindungen im Herstellungsprozess

dar.“

Dieser Fortschritt bietet Endnutzern

eine höhere Zuverlässigkeit der

Produkte durch verbesserte Aushärtung,

stärkere Verbindungen

und erhöhte Haltbarkeit und trägt

somit zur Gesamtqualität der fertigen

Komponenten bei.

Maßgeschneiderte

Dosierlösungen

Für technische Anfragen zur

patentierten HLC-Technologie steht

ein Team von Dymax-Anwendungsingenieuren

und Systemintegratoren

zur Verfügung, um maßgeschneiderte

Dosierlösungen für Anwender

zu entwickeln, bei den Herausforderungen

zur Materialhandhabung zu

unterstützen und um Kunden während

ihres gesamten Herstellungsprozesses

zu begleiten. ◄


15

Produktion

Gewappnet für den temporeichen Fertigungsalltag

Optimierter Montagearbeitsplatz

für automatisiertes Fügen

Mit dem neuen Montagearbeitsplatz zum Pressen und Fügen, der Smart Single Station (SST) 2nd Generation,

präsentiert Kistler eine rundum optimierte Version des bewährten Servopressen-Einzelarbeitsplatzes

für automatisierte Montage- und Prüfprozesse.

über den integrierten Monitor. Dabei führen

bebilderte Anleitungen die Anwender durch

die Prüf- bzw. Montageprozesse, was auch

ungeübten Mitarbeitenden einen schnellen und

fehlerfreien Einstieg in die Maschinennutzung

erlaubt. Das Programm wird entweder via Scanner

oder manuell ausgewählt. Die erhobenen

Messdaten werden in Echtzeit angezeigt. Eine

neue und besonders leistungsstarke Funktion

des maXYmos NC Prozessüberwachungssystems

erlaubt es den Bedienenden, Messdaten

zunächst zu filtern und anschließend entsprechend

der Auswahl zu exportieren. Dies

erleichtert die spätere Auswertung der Produktions-

und Analysedaten.

Schlüsselfertig und einfach zu bedienen – selbst wenn es hektisch wird. Der Servopressen-

Einzelarbeitsplatz Smart Single Station (SST) 2nd Generation sorgt für unterbrechungsfreie Abläufe

in der Fertigungslinie. Alle Bilder © Kistler Gruppe

Das System lässt sich als Handarbeitsplatz

nutzen oder komplett in die Fertigungslinie integrieren.

Die neue Version überzeugt mit einer

deutlich vereinfachten Bedienung, die es auch

ungeübten Mitarbeitenden erlaubt, unterschiedliche

Montage- und Prüfvorgänge korrekt durchzuführen.

Weitere Neuerungen, wie der vereinfachte

Datenexport oder die neu konstruierte

Fronttür, zielen auf unterbrechungsfreie Abläufe

im temporeichen Alltag ab.

Hintergrund

Ob Fahrzeugbauteile, Kabel und Elektronik,

Weiße Ware, Verpackungen oder medizinisches

Equipment: In der modernen Fertigung

muss auf neuste Anforderungen schnellstmöglich

reagiert werden, ohne dabei Abstriche

bei Taktzeit oder Qualität zu machen.

Für maximale Flexibilität bei geprüfter Produktqualität

bietet Kistler die Smart Single Station

(SST) – ein individuell ausgestatteter und

anpassbarer Montagearbeitsplatz für unterschiedliche

und anwendungsspezifische Pressund

Fügeaufgaben sowie Prüfprozesse. Alleinstehend

(stand alone) als Einzel- beziehungsweise

Handarbeitsplatz oder eingebunden in

eine voll- oder teilautomatisierte Fertigungslinie

steuert, bewertet und dokumentiert das System

Fertigungsprozesse. Das integrierte Prozessüberwachungssystem

maXYmos NC zur Kraft-

Weg-Über wachung ermöglicht dabei die Qualitätsprüfung

der Füge- und Einpressvorgänge

und stellt deren Rückverfolgbarkeit sicher.

Neben Flexibilität und lückenloser Produktqualität

sind kleinste Zeiteinsparungen im Betriebsablauf

entscheidend. Deshalb hat Kistler die

Smart Single Station nun noch besser an unterschiedliche

Gegebenheiten im oft eng getakteten

Fertigungsalltag angepasst.

Noch mehr Benutzerfreundlichkeit

Mit mechanischen Optimierungen hat Kistler

bei der zweiten Generation der Smart Single

Station die Benutzerfreundlichkeit bei alltäglichen

Aufgaben gesteigert, unter anderem mit

einer komplett neu konstruierten Fronttür und

einer ebenfalls überarbeiteten Servicetür. Die

Fronttür lässt sich bei der der neuen Version

Kistler Group

info@kistler.com

www.kistler.com

Programmierkenntnisse

nicht notwendig

Die neue SST 2nd Generation lässt sich mittels

Parametrierung einrichten, Programmierkenntnisse

sind nicht notwendig. Die Bedienung

im laufenden Betrieb erfolgt jetzt zentral

Dieser Montagearbeitsplatz wurde von Kistler

als Handarbeitsplatz für das Einpressen von

Rotorpaketen mit hoher Fügekraft auf die Welle

eines Elektromotors gebaut.


Produktion

für verbesserte Arbeitsabläufe in jeglicher Position

stoppen – ein vollständiges Öffnen in jedem

Zyklus ist damit nicht mehr notwendig. Das

macht die Arbeit ergonomischer und spart wertvolle

Zeit. Die Servicetür öffnet sich nun bis auf

180 Grad und vereinfacht damit den Zugang zur

Werkzeugaufnahme. Zusätzlich kann zur Wartung

des NC-Fügemoduls oder zur Kalibrierung

der Sensorik der obere Rahmen komplett entfernt

werden.

Effizient und flexibel fertigen

mit der SST und elektromechanischen

Fügesystemen

SST-Montagearbeitsplätze konzipiert Kistler

in der Regel entsprechend der individuellen

Kunden anforderungen und der jeweiligen Füge-,

Montage- und Prüfaufgaben. Die Servopressen-

Hand arbeitsplätze sind mit elektromechanischen

NC-Fügemodulen von Kistler ausgestattet und auf

unterschiedliche Fügevorgänge durch Pressen,

Clinchen, Verstemmen, Nieten, Stanzen sowie

die Prüfung von Federn und Thermo- Bonding

Der schlüsselfertige Montagearbeitsplatz Smart Single Station (SST) ist mit dem

Prozessüberwachungssystem maXYmos NC ausgestattet. Die integrierte Kraft-Weg-Überwachung

ermöglicht eine 100-prozentige Qualitätsprüfung der Füge- und Einpressvorgänge.

ausgelegt. Elektro mechanische Füge systeme

verbessern dank ihrer Energie effizienz die CO 2 -

Bilanz und leisten einen wertvollen Beitrag zum

Klimaschutz. Neben Füge- und Einpress prozessen

lassen sich auch andere branchenspezifische

Fertigungsvorgänge mit der Smart Single Station

umsetzen. So ist es beispielsweise möglich, die

SST für eine 100-prozentige Quali tätssicherung

mit hochauflösenden Kameras für spezielle optische

Prüfungen ausstatten. ◄

Mit 3D-Druck die Mikrofluidik vorantreiben

IMSEAM an der Universität

Heidel berg: Die Core Facility Microfluidics

an der Universität Heidelberg

setzt die 3D-Drucktechnologie

der Projektionsmikro-Stereolithografie

(PµSL) von Boston Micro

Fabrication (BMF) erfolgreich ein.

Mit Mikrobauteilen wie Mikrotiter

platten, verschiedenen mikrofluidischen

Geräten und „Organs

on a Chip“ werden anspruchsvolle

Forschungsprojekte unterstützt.

An der Universität Heidelberg entstand

2022 das Institute for Molecular

Systems Engineering and

Advanced Materials (IMSEAM),

das neue Materialien, Methoden

und Technologien aus synthetischen

und natürlichen Bausteinen

auf molekularer Ebene entwickelt.

Dort hat sich die Microfluidics

Core Facility (µFlu CF) zum

Ziel gesetzt, alle interessierten

Forschungs gruppen mit Beiträgen

zum Projektdesign, zur Herstellung

von mikrofluidischen Chips und zu

Experimenten in Biosicherheitslaboren

zu unterstützen.

Boston Micro Fabrication

info@bmf3d.com

www.bmf3d.com

Die Herausforderung

Ab Mai 2022 wurden Instrumente

für die Herstellung und

Analyse mikrofluidischer Chips

beschafft, wozu auch ein Mikro-

3D-Drucker gehören sollte. Nach

einer ausführlichen Marktrecherche

wurde ein typisches Design

ausgewählt und mehreren Anbietern

zugesandt. „Bei uns besteht

die Herausforderung darin, enge

Kanäle mit möglichst glatten Wänden

zu drucken, damit es später

keine Turbulenzen gibt“, erklärt

Dr. Sadaf Pashapour, Projektleiterin

der Core Facility.

„Nur BMF konnte das Musterteil

perfekt produzieren.“ Dazu hat

das Unternehmen die entwickelten

Projektionsmikro-Stereolithografie

(kurz PµSL) entwickelt, mit der

man die richtige Auflösung, Genauigkeit

und Präzision für die Mikrofertigung

erreicht. „Wir haben uns

für einen microArch S140 von BMF

entschieden, ein Desktop Modell

mit 10 µm Auflösung“, sagt Dr.

Pashapour. „Dieses unglaubliche

Gerät bringt sehr gute Resultate.“

Anforderungen erfüllt

Seit September 2023 arbeitet

der microArch S140 nun rund

um die Uhr – bis auf eine Weihnachtspause.

„Der S140 erfüllt

unsere Anforderungen an Genauigkeit

und Präzision jedes Mal –

die Oberflächen werden genauso

glatt, wie wir sie brauchen“, sagt

Dr. Pashapour. Neben festem Harz

würde sie in Zukunft auch gerne

elastische Materiale verwenden,

etwa für eine synthetische Lunge

als „Organ on a Chip.“ ◄


17

Produktion

Serienfertigung im 3D-Druck

Hot Lithography

Materialvielfalt und Serienreife: Die Firma 1zu1 führt das innovative 3D-Druck-Verfahren Hot Lithography ein und

fertigt damit ab sofort robuste, filigrane, sterilisierbare und brandfeste Serienbauteile.

1zu1 setzt ab sofort auf das topmoderne 3D-Drucksystem des

österreichischen Anbieters Cubicure. V. l. Thomas Kohler (CEO 1zu1),

Markus Kury (Chief Product Officer Cubicure GmbH), Jan Löfving

(CEO Prototal Industries) und Christian Humml (Betriebsleiter 1zu1)

Die patentierte Technologie des

österreichischen Unternehmens

Cubicure erfordert keine Nachbearbeitung

und beschleunigt so die

Markteinführung neuer Produkte.

Mit der Investition erweitert 1zu1

das Spektrum als Allround-Servicepartner

für industrielle 3D-Druck-

Serien. 1zu1 startet mit Pilotkunden

und verankert die Serien-Technologie

seit Mitte November im Portfolio.

Statements

„Mit Hot Lithography bereichern

wir das Spektrum der schnellen

und kosteneffizienten Serienfertigung

im 3D-Druck um eine Vielfalt

an Materialien. Die Technologie

eröffnet neue Anwendungsgebiete

– etwa in der Medizintechnik

und Elektronikindustrie“, freut sich

Thomas Kohler, CEO von 1zu1.

Das Dornbirner High-Tech-Unternehmen

positioniert sich seit Jahren

als Pionier für den industriellen

3D-Druck. Nun erweitert 1zu1

den Maschinenpark um das innovative

System des österreichischen

Anbieters Cubicure.

Die Einführung erfolgte mit ausgewählten

Pilotkunden. Ab Seit

Mitte November ist die Serien-Technologie

fix im Portfolio verankert.

„Bei Cubicure kombinieren wir die

freie und f lexible Formgebung des

3D-Drucks mit Performance-Kunststoffen.

Partner wie 1zu1 schöpfen

das volle Potenzial der digitalen Fertigung

auf industriellem Niveau in

der Praxis aus“, betont Markus Kury,

Chief Product Officer von Cubicure.

Verarbeitung

speziell entwickelter

hochviskoser Harze

Bei der patentierten Technologie

werden speziell entwickelte hochviskose

Harze verarbeitet. Das vielfältige

Materialportfolio ermöglicht

hochpräzise, temperaturbeständige,

schlagzähe, halogenfreie, sterilisierbare,

elastische und flammfeste

Kunststoffteile. Sieben Materialien

sind derzeit verfügbar. Die

hochwertigen Komponenten erfordern

– anders als beim Selektiven

Lasersintern (SLS) – keine Oberflächennachbearbeitung

und sind

sofort als Serienteile einsetzbar.

„Das erhöht das Tempo und verringert

die Kosten. Schon nach

dem Druck gleicht die Qualität dem

Spritzguss. Bei der Stückzahl gibt

es keine Grenzen. Bei passender

Geometrie ist das Verfahren sogar

für Millionenstückzahlen die ideale

Lösung wie aktuelle Projekte zeigen“,

berichtet Kohler.

Temperaturbeständig

bis 300 °C

Hot Lithography vereint die Vorteile

der Stereolithografie und des

Selektiven Lasersinterns. Die Technologie

produziert dank spezieller

Beheizung und Beschichtung große

Mengen hochpräziser Bauteile mit

starken mechanischen und thermischen

Eigenschaften. Ein 18 µm

großer Laserstrahldurchmesser

realisiert Wandstärken ab 0,1 mm.

„Die hochwertige Oberflächenqualität

erfordert kein Glätten im

Nachgang. Mit den Photopolymeren

von Cubicure sind Bauteile mit bis

zu 300 °C Temperaturbeständigkeit

machbar – ein bisher unerreichter

Wert“, erklärt 1zu1innovationsmanager

Markus Schrittwieser.

Spezialist für hochwertige

Prototypen und Serien

Die Erweiterung des Maschinenparks

um das System von Cubicure

unterstreicht die Strategie von 1zu1.

Das Mitglied der internationalen Prototal-Gruppe

setzt als Spezialist für

hochwertige Prototypen und Serien

auf die neuesten am Markt verfügbaren

3D-Druck-Technologien.

1zu1 betreibt unter anderem drei

SLS-Hochleistungsanlagen P500

von EOS, nutzt die FDR-Technologie

(Fine Detail Resolution), chemische

Glättsysteme und automatisierte

Strahlanlagen.

Die 3D-Druck-Technologie Hot

Lithography von Cubicure vereint

die Vorteile der Stereolithografie

und des Selektiven Lasersinterns

„Die Einführung von Hot Lithography

erweitert unser Portfolio.

Gemeinsam mit der Prototal-

Gruppe stellen wir die Weichen für

die Zukunft und unterstützen unsere

Kunden als Allround-Servicepartner

für 3D-Druck-Serien“, sagt Thomas

Kohler. Über die Prototal-Gruppe

bietet 1zu1 die innovative Technologie

von Cubicure von Skandinavien

über Großbritannien und die

DACH-Region bis nach Italien an.

1zu1 Prototypen

GmbH & Co KG

www.1zu1.eu

High-Tech-Unternehmen 1zu1 aus Dornbirn erweitert das 3D-Druck-Portfolio

für die Serienfertigung um die innovative Technologie Hot Lithography von

Cubicure. © Darko Todorovic


Produktion

Noch effizientere UV-Härtung

2024

POLYTEC GmbH

info@polytec.de

www.polytec.com

Weiterentwicklung des Champion-

Produkts von Polytech. Dieses

hochmoderne Punkthärtungssystem

bietet herausragende Leistung

und Zuverlässigkeit für industrielle

Anwendungen, die höchste

Präzision und schnelle Aushärtungszeiten

erfordern.

Die Weiterentwicklung des

bewährten S1500-Systems wurde

für kommende Anforderungen in

Industrie 4.0-Prozessen konzipiert –

bei voller Abwärtskompatibilität zum

Vorgänger für alle etablierten Härteprozesse.

Ein darüber hinaus verfügbarer

SPS-Adapter gewähr leistet

einen Drop-in-Ersatz in bestehende

S1500-Setups.

Das OmniCure S1500 Pro zeichnet

sich durch seine Lichtquelle aus,

die eine gleichmäßige und intensive

Strahlung gewährleistet. Eine konsistente

Aushärtung ist damit selbst

bei anspruchsvollsten Anwendungen

sichergestellt. Das System ist ideal

für Verklebungen und Beschichtungen

in der Mikroelektronik- und Optoelektronik-,

Automobil- und Medizintechnikbranche

geeignet.

„Modernste Technik, Präzision

und Zuverlässigkeit sind selbstverständlich,

aber die Kombination von

voller Kompatibilität zum Vorgänger

bei gleichzeitig zukunfts fähiger Industrie

4.0-Auslegung ist für viele

unserer Kunden ein entscheidender

Vorteil“, erklärt Peter Schullerer,

Produkt manager bei Polytec. Das

System verfügt über Intelli-Lamp 2.0

für eine längere Lampenlebensdauer

und optimale Leistung, vom Benutzer

austauschbare Filter, StepCure

2.0 für anpassbare Aushärtungsprofile,

USB/SD-Konnektivität und

eine intuitive LCD-Touch screen-

Benutzeroberfläche.

Polytec bietet umfassende Unterstützung

bei der Implementierung

des OmniCure S1500 Pro, von der

Beratung über die Installation bis hin

zur Wartung. Interessierte sind eingeladen,

sich über die Vorteile und

Einsatzmöglichkeiten des Systems

auf der Polytec Website zu informieren

oder direkt Kontakt aufzunehmen.

◄

Pro Minute fallen 21 Hektar Wald.

So schnell kann er

leider nicht weglaufen.

Hilf mit! Gemeinsam schützen wir weltweit Wälder

und ihre Bewohner. Spende jetzt auf wwf.de/wald

Die Vernichtung der Wälder in Amazonien und weltweit bedroht Millionen von

Arten – und unsere Gesundheit. Der WWF setzt sich in Projekten vor Ort, bei

Unternehmen und auf politischer Ebene für ihren Schutz ein. Hilf uns dabei

mit deiner Spende. WWF Spendenkonto: IBAN DE06 5502 0500 0222 2222 22

Produktion

Bohren und Fräsen für alle Titansorten

in Schleifqualität

Hochleistungswerkzeuge zum Bohren und Fräsen von medizinischen Komponenten wie Traumaplatten,

Knochenschrauben, chirurgischen Instrumenten, Dental-Implantaten und vieles mehr.

Wichtige Merkmale

Folgende Merkmale zeichnen die neuen Mikrobohrer

CrazyDrill Titanium TN / TK aus:

• Eine auf alle Titansorten zugeschnittene Spitzengeometrie,

die eine geringe axiale Schnittkraft

garantiert und zusammen mit dem ausgelegten

Bohreraußenprofil für höchste Bohrungspräzision

sorgt.

• Polierte Nuten für einen sicheren Spänetransport.

• Eine speziell auf das Bohren von Titanwerkstoffen

ausgelegte Beschichtung.

Neue Hochleistungswerkzeuge von Mikron Tool zum Bohren und Fräsen

Mikron Tool – ein Experte in der Bearbeitung

von schwer zerspanbaren Materialien und führend

im Bereich der Mikrozerspanung ist der

Partner für die Medizintechnik!

Das Unternehmen präsentiert drei neue Vollhartmetall-Werkzeuge:

• Den Hochleistungsbohrer CrazyDrill Titanium

TN / TK für alle Titansorten und

• die beiden Hochleistungsfräser CrazyMill Cool

CF und CrazyMill Cool SF, die auf filigrane

Komponenten zugeschnitten sind.

CrazyDrill Titanium TN/TK

Der Mikrobohrer CrazyDrill Titanium TN /

TK wurde speziell entwickelt zum Bohren aller

Titan-Legierungen inklusive Reintitan im Durchmesserbereich

von 0,2 bis 2 Millimetern und für

Bohrtiefen von 3 x d und 6 x d. Er ist bereits ab

15 bar Innenkühlung einsetzbar, ein Hochdruck-

Kühlschmierstoff-System ist demzufolge nicht

zwingend notwendig.

Damit ist der Hochleistungsbohrer CrazyDrill

Titanium TN / TK in der Lage, alle Titanlegierungen

sowie Reintitan prozesssicher zu bohren.

CrazyDrill Titanium TN / TK bringt maximale

Vorschubgeschwindigkeiten, sehr hohe

Standzeiten, beste Prozesssicherheit und letztlich

eine sehr hohe Bohrpräzision.

Hochleistungsfräsen

mit herausragenden Oberflächengüten bis

Schleifqualität: Im Bereich Fräsen wurden zwei

neue Hochleistungsfräser entwickelt. Zum einen

der «ChatterFree - CF» CrazyMill Cool CF und

zum anderen der «Super-Finishing - SF» Crazy-

Mill Cool SF.

Mit diesen drei Neuentwicklungen werden wieder

einmal Benchmarks in der Hochleistungs-

Mikrozerspanung gesetzt.

Mikron Switzerland AG

www.mikrontool.com

CrazyMill Cool SF: Superfinishing

unter Ra 0,3 µm

CrazyMill Cool CF: Hochleistungs-Microfräser

für anspruchsvolle Bauteilstrukturen


Produktion

CrazyMill Cool CF

Beim CrazyMill Cool CF handelt es sich um

einen Hochleistungs-Mikrofräser, ausgelegt auf

ein sehr hohes Zeitspanvolumen, dessen Leistungen

auch bei sehr anspruchsvollen filigranen

Bauteilstrukturen abgerufen werden können.

Eine perfekte Balance zwischen Spanwinkel,

Freiwinkel und Schneidkantenkonditionierung

führt zu einer geringen radialen Schnittkraft und

gewährleistet so beste Form- und Rechtwinkligkeitstoleranzen

auch bei maximaler Eingriffstiefe.

Mit seiner spezifischen Schneidgeometrie

und unter Anwendung eines dynamischen Fräsprozesses

ist er der ideale Fräser für filigrane,

dünnwandige Teile oder für Teile in instabiler

Aufspannung, was insbesondere im Bereich

der Medizintechnik (Knochenplatten) an der

Tagesordnung ist. Aber auch Nuten, Taschen

oder andere volumenstarke Bearbeitungen führt

CrazyDrill Titanium TN/TK: Mikrobohren in allen Titansorten

CrazyMill Cool CF sehr effizient, präzise und mit

höchster Laufruhe aus.

Verfügbar ist der Fräser ab sofort im Durchmesserbereich

von 1 bis 8 Millimetern in zwei verschiedenen

vollen Schnittlängen (3 x und 4 x d).

CrazyMill Cool SF

Mit CrazyMill Cool SF wurde ein Super finishing-

Fräser entwickelt, der Fräsoberflächen auf ein

Dosierlösungen von A bis XYZ

Schleif- bzw. Polier-Qualitätsniveau bringt, mit

einer Rauheit kleiner als Ra 0,3. Der Aufwand für

Polierarbeiten reduziert sich so erheblich. Crazy-

Mill Cool SF erzielt auch in (Chrom-)Stahl, Bleifrei-Messing,

Kupfer, Cobalt-Chrom und Inconel

ausgezeichnete Ober flächengüten unterhalb

von 0,3 µm. CrazyMill Cool SF ist im Durchmesserbereich

von 1 bis 8 mm und in zwei vollen

Schnittlängen von 3 x d und 4 x d erhältlich. ◄

entwickeln, wird Techcon weiterhin

intelligentere, sauberere und

langlebigere Lösungen für Ihre

Anwendungen anbieten.

von Flüssigkeiten und Pasten, ob

in Linien, Bögen oder Kreisen bis

hin zu wiederholten, zeitgesteuerten

Punkten.

Seit vielen Jahren vertreiben

wir bei GLOBACO Dosiertechnik

von Techcon wegen ihrer hohen

Präzision und Haltbarkeit.

Dosiersysteme von Techcon

bieten verbesserte Arbeits hygiene

und verbesserte Produktivität,

machen Prozesse effi zienter und

schaffen damit einen Mehrwert für

Sie. Mit diesen hochwertigen Produkten,

unserer Entschlossenheit

und langjährigem Know-how helfen

wir Ihnen Fertigungsprobleme

zu lösen, sei es in der Luftfahrt,

beim Militär, in der Verpackungsindustrie,

bei der Herstellung medizinischer

Geräte, in der industriellen

Montage oder in der Elektronik.

Während sich Ihre Prozesse

und Herausforderungen weiter-

Genauigkeit, Wiederholbarkeit

und Flexibilität

für eine Vielzahl an Service-

Industrien:

• Luft-und Raumfahrt

• Militär

• Verpackungsindustrie

• Industrielle Montage

• Medizinische Geräte

• Elektronik

• Mobile Geräte

• Automobil

• Sondermaschinenbau

Leistungsmerkmale

Höhere Genauigkeit:

Techcon Dosiersysteme und

-komponenten sind so konzipiert

und hergestellt, dass sie eine

strenge Kontrolle und Genauigkeit

für eine Vielzahl von Dosiersystemanwendungen

bieten. Die

Dosierroboter wurden speziell für

Dosieranwendungen entwickelt

und konfi guriert. Sie bieten absolute

Kontrolle über die Dosierung

Hervorragende Haltbarkeit:

Techcon Dosierventile werden

in sensiblen Fertigungsprozessen

eingesetzt. Sie benötigen weniger

Wartung als vergleichbare Produkte,

wodurch sie in der Branche

als „Arbeitspferd“ geschätzt

werden.

Verbesserte Arbeitshygiene:

Das Ergebnis höherer Genauigkeit

und hervorragender Haltbarkeit

ist eine verbesserte industrielle

Hygiene – ein sauberer, effi -

zienter Prozess.

Gesteigerte Produktivität:

Mit Dosiertechnik von Techcon

wird Ihre Produktivität gesteigert.

Prozesse werden schneller ausgeführt,

es entsteht weniger Abfall,

die Ausrüstung hält länger – und

Sie sparen Geld!

Alle diese Punkte – Genauigkeit,

Haltbarkeit, Arbeitshygiene

und Produktivität – ergeben einen

überzeugenden Mehrwert!

Globaco GmbH

Paul-Ehrlich-Straße 16-20 • 63322 Rödermark • Tel.: 06074/86915

Fax: 06074/93576 • info@globaco.de • www.globaco.de


21

Produktion

Automatisierung:

Medizinische Schläuche gewickelt verblistern

Die Spezialisten für das Handling biegeschlaffer Teile von Knoll Feinmechanik haben eine Lösung für die präzise

Handhabung und Verpackung von Schläuchen in Blistern entwickelt. Die Automatisierung, die auch die UDI-

Kennzeichnung umfasst, bringt Effizienz und Präzision in Verpackungsprozesse, die bisher meist noch manuell erfolgen.

Anpassungsfähige,

maßgeschneiderte

Lösungen

Die hier beschriebene Automatisierungslösung

hat den kompletten

Handling- und Verpackungsprozess

eines medizinischen Schlauchsets

durchgängig standardisiert. Dabei

lassen sich sämtliche Freiheitsgrade

und Parameter für ähnliche

Anwendungen anpassen. Berücksichtigt

werden, können beispielsweise

Art, Material und Maße des

Schlauchs, die erforderlichen Fügeprozesse,

also etwa ob Schlauchenden

mit Konnektoren, Filtern oder

Ähnlichem zu bestücken sind, und

vieles mehr. Die einzelne Anlage

wird präzise auf die spezifischen

Herausforderungen und Besonderheiten

hin konfiguriert. Derart maßgeschneidert

automatisiert, laufen

Handling und Verpackung präzise

und konsistent, was das Risiko von

Produktfehlern reduziert und die

Gesamtproduktivität erhöht. ◄

Bild 1: Die Automatisierungslösung von Knoll Feinmechanik: Der als Nest

geformte Blister rotiert, während sich ein Stempel axial darauf zubewegt

und dafür sorgt, dass sich der Schlauch ins Nest hineinwickelt.

Bilder © KNOLL Feinmechanik GmbH

Das Handling und die Verpackung

von Schläuchen sowie anderen

biege schlaffen Teilen laufen in

vielen Industriebereichen häufig

immer noch händisch. Diese Vorgehensweise,

obwohl bewährt, ist

zeitaufwendig und fehleranfällig. Die

Automatisierungslösung von Knoll

Feinmechanik, die mehrere Prozessschritte

umfasst, bildet unter

anderem das präzise und reproduzierbare

Ablängen eines Schlauchs

ab. Allein dieser Vorgang dauert

automatisiert weniger als eine

Sekunde, was veranschaulicht, wie

groß die Effizienzgewinne gegenüber

der manuellen Vorgehensweise

sind. Nach dem Ablängen wird der

Schlauch im nächsten Schritt gewickelt

– und zwar direkt in einen Tiefziehblister

hinein.

2024

Ernst KNOLL

Feinmechanik GmbH

www.knoll-feinmechanik.de

Wickelunwilliger

Schlauch-Kandidat

Zu allererst wird dabei das erste

Schlauchende in eine verjüngte,

formschlüssige Stelle eingeclipst

und sicher fixiert. Dann rotiert der

als Nest geformte Blister, während

sich ein Stempel axial darauf zubewegt

und dafür sorgt, dass sich der

Schlauch ins Nest hineinwickelt. Die

Herausforderung bei diesem Vorgang

besteht darin, den Schlauch

ausreichend zu entdrallen. „Bei der

hier vorgestellten Beispiellösung

hatten wir einen steifen, schwer

zu handhabenden Schlauch, der

im Verhältnis zum Durchmesser

eine relativ dicke Wandstärke hat“,

so Matthias Ruh, Leiter Geschäftsbereich

Automation bei Knoll Feinmechanik.

„Entdrallt haben wir diesen

wickelunwilligen Kandidaten mithilfe

einer Lasso-artigen Bewegung,

die der Schlauch beim Wickeln ausführt.“

Diese Entdrall-Bewegung

dauert lediglich Sekundenbruchteile

und ist nur in Zeitlupe sichtbar.

Liegt der gewickelte Schlauch dann

friedlich im Blister, wird das zweite

Schlauchende ebenfalls darin befestigt,

sodass sich nichts löst, bis der

UDI-konform bedruckte Siegel deckel

verschweißt wird.

Bild 2: Die Lösung umfasst neben der Verpackung des Schlauchs im Blister

auch die UDI-Kennzeichnung auf einem bedruckten Siegeldeckel.

Bild 3: Die Automatisierungslösung hat den kompletten Handling- und

Verpackungsprozess eines medizinischen Schlauchsets durchgängig

standardisiert.


Medical-PCs/SBC/Zubehör

Zertifizierte IT-Hardware für das Gesundheitswesen

Sowohl bei der Patientenversorgung als auch in der Krankenhausverwaltung tragen spezialisierte IT-Lösungen erheblich dazu bei,

die Personalbelastung zu senken und die Betriebseffizienz zu steigern.

Die Krankenhausumgebung ist

ein komplexes Ökosystem, das fortschrittliche

Technologien erfordert,

um einen reibungslosen Betrieb zu

gewährleisten. Der Trend geht dahin,

Patienteninformationen unmittelbar

digital zu erfassen und sämtlichen

an der Behandlung Beteiligten in

Echtzeit verfügbar zu machen. Hierfür

hält der taiwanesische Hersteller

Winmate seit über 25 Jahren leistungsstarke

Lösungen bereit. Seine

aktuelle Produktlinie an Displays,

Panel- und Tablet-PCs ist nach

medizinischen Standards zertifiziert

und wird in Deutschland, Österreich

und Italien vom erfahrenen Industrial-Computing-Experten

TL Electronic

vertrieben.

Kabellose Technologien

im Aufwind

Moderne kabellose Technologien

spielen eine immer wichtigere

Rolle bei der Verwaltung individueller

Behandlungen in Gesundheitszentren

und anderen Einrichtungen

des Gesundheitswesens. Winmate

bietet nach eigenen Angaben eine

der innovativsten und modernsten

medizinischen IT-Ausrüstungen und

Softwarelösungen für alle Bereiche

des Gesundheitswesens an.

2024

TL Electronic GmbH

info@tl-electronic.de

www.tl-electronic.de

Von Krankenstationen, Pflegeterminals,

Röntgenapparaten

und praktischen Bildgebungsgeräten

bis hin zu Intensivstationen

und Rettungsdiensten. Winmate-

Lösungen bieten die mobile Konnektivität,

die nötig ist, damit medizinischen

Geräte und Workstations

unabhängig von ihrem Standort

inter agieren können. Gleichzeitig

bieten sie Stabilität und Komfort,

damit sich das klinische Fachpersonal

auf das konzentrieren kann, was

es am besten kann – die bestmögliche

Behandlung seiner Patienten.

Medizinisch zertifiziert

Die robusten Tablet-PCs und

klinischen Displays von Winmate

sind nach IEC / EN 60601-1 und

60601-1-2 zertifiziert. Diese Normen

betreffen die Unbedenklichkeit

eines Produkts, das im klinischen

Umfeld eingesetzt wird, insbesondere

das Risiko einer statischen Aufund

Entladung bzw. eines elektrischen

Schlags. Die Zertifikate belegen,

dass die Geräte des Herstellers

Winmate in entsprechenden

Betriebsumgebungen sicher und

effektiv funktionieren, ohne Schäden

oder elektromagnetische Störungen

zu verursachen.

Exakt in der Bildgebung

Ein weiterer entscheidender Vorteil

der Geräte ist die durch das

patentierte Optical-Bonding-Verfahren

erzielte Blendschutzlösung.

Denn zahlreiche Anwendungen im

Gesundheitswesen stellen strenge

Anforderungen an die Ablesbarkeit

des Bildschirms und die Bildqualität.

Das Optical Bonding der

medizinischen Tablets und Monitore

trägt dazu bei, grelles Licht

zu zerstreuen, seine Intensität zu

verringern und so dem Betrachter

eine klare Sicht auf die bildgebende

Quelle zu ermöglichen. Dank des

großen Betrachtungswinkels der

Displays können auch mehrere

Betrachter (z. B. bei einer Patientenvisite)

an der verbesserten Bildqualität

teilhaben.

Hohe Leistung und Robustheit

Wenn Tablet-Computer und

Docking-Stations auf einem medizinischen

Wagen oder im Rettungsfahrzeug

installiert sind, müssen

sie den starken Vibrationen des

fahrenden Vehikels standhalten.

Weder dürfen sich Teile lockern oder

lösen, noch darf die Performance

der Geräte unter den Erschütterungen

leiden. Und dies ist nur einer

der Unterschiede zwischen spezialisierten

Rugged-Tablet-PCs und

herkömmlichen Consumer-Geräten.

Obwohl die anfängliche Investition

für einen robusten Computer höher

sein mag, garantiert das Design eine

längere Lebensdauer, die langfristig

zu niedrigeren Gesamtbetriebskosten

führt.

Technischer Kundenservice

Ebenso wichtig wie die Ausfallsicherheit

der Hardware ist die

Zuverlässigkeit beim technischen

Kunden service. Direkte Ansprechpartner

und individuelle Beratung

sind Gold wert, wenn es um Aufträgen

für das Gesundheitswesen

geht. Und gerade in diesem Punkt

zeichnet sich TL Electronic als Hersteller

und Vertriebspartner besonders

aus. Seit 40 Jahren steht der

Industrial-IT-Experte für die Langzeitverfügbarkeit

aller wesentlichen

Komponenten, ein lückenloses

Quali tätsmanagement, standardmäßige

Burn-In-Belastungstests

sowie die Ready-To-Run-Lieferung

sämtlicher Geräte. ◄

Wasserdichte Frontblenden und hygienische Gehäuse aus antimikrobiellem

Material ermöglichen die routinemäßige Desinfektion mit Flüssigreinigern,

ohne dass die Geräte Schaden nehmen.


23


Deutliche Leistungssteigerung

in industriellen Anwendungen

Die KISS V4 ADL Familie wächst: Kontrons robuster KISS Rackmount-PC im 1U-Format

Kontron, ein weltweit führender

Anbieter von IoT/Embedded Computer

Technology (ECT), präsentiert

mit dem KISS 1U V4 ADL Rackmount-PC

ein besonders kompaktes

Mitglied der KISS Produktfamilie

für den anspruchsvollen Industrieeinsatz.

2024

Kontron Europe GmbH

www.kontron.de

Der robuste und platzsparende

1HE Industrierechner punktet mit

einem in Deutschland entwickelten

und gefertigten Motherboard

auf Basis von Intel Core Prozessoren

der 12./13. Generation und

somit mit mehr Leistung, erhöhter

Ausfallsicherheit und besserer

Energieeffizienz.

Damit ist er besonders geeignet

für den Einsatz in anspruchsvollen

industriellen Umgebungen, sowie

auch für High-End-Bildverarbeitung

und SCADA/MES-Anwendungen,

aber auch in personennahen

Bereichen, wie zum Beispiel in der

Leittechnik und im medizinischen

Umfeld.

Hoher Datendurchsatz

und Konnektivität

Die leistungsfähigen Systeme

der KISS V4 ADL Serie basieren

auf Kontron-Motherboards mit

Intel Core i9/i7/i5/i3 Prozessoren

der 12./13. Generation mit bis zu

24 Kernen. Zwei GbE-Ports, davon

einer mit bis zu 2,5 Gb/s und acht

externe USB-Ports inklusive USB-C

sorgen für hohen Datendurchsatz

und Konnektivität.

Zwei DIMM-Sockel mit jeweils

bis zu 64 GB liefern ausreichend

Arbeitsspeicher. Durch die Ausstattung

mit DDR5 UDIMM Speicher

wird zudem eine deutliche Leistungssteigerung

erreicht.

Eine Vielzahl von internen und per

Hot Swap zugänglichen externen

Speichermedien ermöglicht maßgeschneiderte

Systeme für jegliche

Anwendungen.

Kompakt und leistungsfähig

Insbesondere für die Märkte

Industrial Automation, Videoüberwachung

und in der Medizin-Technik

ist nun ein besonders kompaktes

und leistungsfähiges System

verfügbar, das mit seinen vier DisplayPort-Schnittstellen

eine neue

Dimension bei Grafikanwendungen

eröffnet. Auch für AI- und Machine

Learning-Anwendungen stehen

leistungsfähige Netzteile zur Verfügung,

die den Einbau von High-

End GPU-Karten erlauben.

Höchste

Sicherheitsstandards

Ebenso unterstützt der KISS 1U

V4 ADL wie alle Mitglieder der neuen

KISS Familie höchste Sicherheitsstandards

und erlaubt durch TSN-

Features Echtzeitanwendungen

für Steuerungsaufgaben im Schaltschrank

oder Datenkonsolidierung

in der lokalen Cloud.

Die gesamte KISS-Produktfamilie

erfüllt hohe Anforderungen in extremen

Umgebungen: Das Rackmount-

System verträgt dank des effektiven

Kühlkonzepts Umgebungstemperaturen

von 0 °C bis +50 °C während

des 24/7 Dauerbetriebs. Auch

die hohe Schock- und Vibrationsresistenz

prädestiniert die KISS V4

ADL Serie für robuste Industrieanwendungen.

Kundenspezifische Anpassungen,

wie z. B. individuelle Frontabdeckungen

können durch das modulare

Konzept auch für kleine und mittlere

Stückzahlen schnell und kostengünstig

umgesetzt werden. Muster der

KISS 1U V4 ADL Systeme sind ab

sofort verfügbar. ◄

Künstliche Intelligenz hält Einzug in Geräte und Schaltschrank

Kontron präsentierte zur SPS 2024 Boards und Hutschienencontroller auf Basis des i.MX8M Plus.



Technology (ECT), erweitert

seine Produktpalette auf Basis des

leistungsstarken i.MX8M Plus Prozessors

um ein CPU-Board sowie

einen robusten Rechner für die Hutschiene.

Die integrierte NPU bietet

bis zu 2,3 TOPS für anspruchsvolle

Anwendungen, wodurch das Armbasierte

Board perfekt für Machine-

Learning- und Vision-Systeme

geeignet ist.

Leistungsfähig

mit viel Speicher

Ausgestattet ist das BL i.MX8M

Plus mit einem performanten 4x

Arm Cortex- A53 Mikroprozessor

mit einer Taktfrequenz von

1,8 GHz, dabei wird ein Speicherausbau

von bis zu 8 GB LPDDR4-

RAM unterstützt.

Der integrierte Co-Prozessor

Arm Cortex-M7 gewährleistet die

Echtzeitsteuerung maschinennaher

Prozesse.



Innovative Mini-STX-Plattform für rechenintensive,

AI-getriebene Anwendungen

Kontron präsentiert das neue K4021-U mSTX Motherboard mit Intel Core Ultra Prozessoren

und integrierter NPU für AI-Beschleunigung.



Technology (ECT), stellt das

K4021-U mSTX Motherboard vor.

Dieses leistungsstarke Motherboard

basiert auf den neuesten

Intel Core Ultra 7 und 5 Prozessoren

(SoC) und wurde speziell für

rechenintensive AI-Workloads wie

Bilderkennung und Automatisierung

ent wickelt. Dank der integrierten

Neural Processing Unit (NPU) ermöglicht

das K4021-U eine bis zu

20-mal höhere Leistung pro Watt

Modernste

Multimedia-Funktionen

Das Board ist mit modernsten

Multimedia-Funktionen ausgestattet,

darunter ein HDMI-Anschluss für

4K-Auflösung, eine 2D/3D-GPU und

eine Video Processing Unit (VPU).

Die VPU unterstützt H.265 (High

Efficiency Video Coding) 1080p60

Videokodierung und -dekodierung.

Durch die verbesserte Nutzung von

Speicher und Bandbreite bei gleichzeitig

höherer Videoqualität eignet

sich das BL i.MX8M Plus ideal für

anspruchsvolle Anwendungen in

HMIs, Medizingeräten und Steuerungslösungen.

Die Dual- Display-

Lösung des Boards bietet eine


bei vergleichsweise sehr geringem

Stromverbrauch.

Platzsparende Alternative

Das K4021-U mSTX im kompakten

und vielseitigen Mini-STX Formfaktor

ist mit seiner flachen Bauweise

eine platzsparende Alternative

zu 3,5“ bzw. NUC und ideal für

Installationen mit begrenztem Platz.

Es unterstützt Standardkomponenten

wie M.2 SSDs und SO-DIMM

Speicher und bietet eine kostengünstige

Lösung für industrielle

LVDS-Schnittstelle für ein lokales

Display und eine HDMI-Schnittstelle

für einen externen Monitor.

Zusätzlich steht eine serielle

Display- Schnittstelle MIPI CSI mit

vier Lanes bereit. Alternativ lassen

sich Kamerasysteme über die externen

Schnittstellen USB 3.0 Typ C

oder Gigabit-Ethernet anschließen.

Sichere und schnelle

Echtzeit-Datenübertragung

Der integrierte Cortex-M7 Prozessorkern

ermöglicht Steuerungen

über die CAN-FD-Schnittstelle,

sowie das duale GbE

und den Betrieb in Echtzeit. Ein

LAN-Port unterstützt den Time-

Sensitive Networking Standard

Anwendungen durch energieeffizientes

Design, kabellose Installation,

einfache Wartung und flexible

Erweiterbarkeit.

Einsatzbereiche

Das Motherboard ist für Anwendungen

in den Bereichen POS/POI,

Produktionsoptimierung, Medizin,

Digital Signage und Kiosk-Lösungen

geeignet. Es bietet erweiterte

Sicher heitsfunktionen und

umfassende Fernverwaltungsoptionen

über die Intel Active

(TSN) für eine sichere und rasche

Echtzeit-Datenübertragung. Die

geringe Latenzzeit ist für zeitkritische

Anwendungen geeignet,

die hohe Anforderungen an Datenübertragung

und -synchronisation

stellen. Der leistungsstarke NXP

i.MX8M Plus SoC verfügt über

eine integrierte Neural-Processing-Unit

(NPU), einen 2,3 TOPS

KI-Prozessor. Dieser unterstützt

die Verarbeitung großer Datenmengen

in Echtzeit und ist für

Anwendungen in den Bereichen

Machine-Learning- und Vision-

Systeme prädestiniert.

Kontron Europe GmbH

www.kontron.de

Management Technology (AMT).

Die integrierte GPU mit bis zu 8 Xe-

Kernen sorgt für leistungs starke

Grafikverarbeitung und unterstützt

anspruchsvolle visuelle Anwendungen,

u. a. die Darstellung von bis zu

vier unabhängigen Displays in 4K

oder zwei Displays in 8K.

Made in Germany

Das in Deutschland entwickelt und

gefertigte Motherboard bietet eine

breite Palette an Anschlussmöglichkeiten,

darunter zwei DisplayPorts,

ein DisplayPort über USB-Type-C an

der Vorderseite sowie ein weiterer

mit Thunderbolt 4-Unterstützung.

Zusätzlich stehen ein Embedded

DisplayPort und Dual-Channel

24-Bit LVDS-Panels zur Verfügung.

Mit vier M.2-Steck plätzen (Key-M,

Key-B & Key-E) und umfangreichen

Anschluss möglichkeiten,

einschließlich 2x COM, Thunderbolt

4 und USB 3.2 Gen2 Type-C

mit DisplayPort-Funktion (DPoC),

ist das K4021-U besonders vielseitig

einsetzbar.

24/7-Dauerbetrieb

Das K4021-U ist konzipiert für

den 24/7-Dauerbetrieb und einen

er weiterten Temperaturbereich von

bis zu 60 °C. Es unterstützt DDR5-

5600 Speicher mit einer maximalen

Kapazität von 96 GB, was ein

reibungsloses Multi tasking und

die Verarbeitung datenintensiver

Aufgaben ermöglicht. Der große

DC-Eingangsbereich von 9-24 V

sowie der 20-V-DC-Eingang über

den rückseitigen USB-C-Port

(PowerDelivery-Sink-Mode) bieten

zusätzliche Flexibilität in der

Stromversorgung.

Verfügbarkeit

Erste Muster des K4021-U mSTX

werden im März verfügbar sein. Ein

passendes mSTX SMARTCASE-

Gehäuse-Kit wird zum Serien start

in 2025 ebenfalls angeboten.

Kontron Europe GmbH

www.kontron.de

25


Hochmoderne medizinische Panel-PC-Systeme

für den klinischen und industriellen Einsatz

Bressner Technology erweitert sein Produktsortiment um die neuen SEAL-Panel-PCs für die Medizintechnik.

Bressner Technology GmbH

info@bressner.de

www.bressner.de

Die Bressner Technology GmbH,

ein führender Anbieter für industrielle

Hardwarelösungen und Systemintegration,

gibt die Erweiterung seiner

Serie medizinischer Panel-PCs, der

SEAL-WMP-Reihe, bekannt. Diese

Geräte wurden speziell für den Einsatz

in klinischen Einrichtungen und

anspruchsvollen Umgebungen entwickelt

und kombinieren leistungsstarke

Hardware mit benutzerfreundlichem

Design und robusten Schutzfunktionen.

Vor-Ort-Service zwischen München und Flensburg

Concept International bietet für einige ihrer PC-

Produkte ab sofort für einen deutschlandweiten

Vor-Ort-Service an: Bei Geräten der Future-Eigenmarken

sowie von GIADA Digital Signage PCs und

AirServer-Connect garantiert der Münchner Value

Added Distributor, dass Hardware-Probleme vor Ort in

höchstens 48 Stunden beim Endkunden gelöst sind.

Der Vor-Ort-Service kann beim Kauf von Hardware

der Marken Future PPC, FutureIPC und FuturePAD,

und FutureNUC sowie von GIADA Digital Signage PCs

und Airserver-Connect für eine Laufzeit gebucht werden,

die sich in der Regel nach der Gewähr leistung

richtet. Die Kosten für den Service normaler PC-Produkte

sind je nach Laufzeit gestaffelt. Der Vor-Ort-

Service gilt für die Instandsetzung der Hardware, bei

Software-Problemen oder bei Ausfällen, die beispielsweise

durch Datenviren verursacht werden, greift die

Reparatur garantie nicht.

Nähere Informationen unter:

www.concept.biz/vor-ort-service

Concept International GmbH

www.concept.biz

Für den hohen Anspruch

Die neuen Modelle – darunter

SEAL WMP-15P, -19P, -22P, -24P,

-22T und -24T – bieten Bildschirmgrößen

von 15,6 bis 23,8 Zoll und

sind jeweils mit einem projektivkapazitiven

Multi-Touch-Panel

ausgestattet. Mit aktuellen Intel

Core Prozessoren der 12. und

13. Generation, sowie optionaler

Intel Iris Xe-Grafik und bis zu 96 GB

DDR5 Arbeitsspeicher bieten die

Geräte eine optimale Grundlage

für anspruchsvolle medizinische

Anwendungen und datenintensive

Prozesse.

Robust und hygienisch

Speziell in diesem Umfeld punkten

die Panel-PCs durch ein antibakterielles

Gehäuse, eine lüfterlose

Kühlung und IP65-Schutz an

der Frontseite, was sie sowohl robust

als auch hygienisch sicher macht.

Dank flexibler VESA-Montagemöglichkeiten

und einer Vielzahl

von Zertifizierungen erfüllen sie

die strengen Standards der medizinischen

Branche und bieten die notwendige

Sicherheit und Konformität.

„Mit den neuen SEAL-WMP-

Modellen bringen wir eine zeitgemäße

Lösung auf den Markt,

die den wachsenden Anforderungen

im Gesundheitswesen und in

der Medizintechnik gerecht wird“,

erklärt Markus Schumacher, Senior

Account Manager bei Bressner

Technology. „Die Kombination aus

fortschrittlicher Technik und anwenderfreundlichem

Design ermöglicht

eine nahtlose Integration in medizinische

und industrielle Systeme.“

Flexibel und erweiterbar

Für hohe Flexibilität und Erweiterbarkeit

verfügen die Systeme

über verschiedene Anschlussmöglichkeiten

wie USB 3.2 Gen 2,

HDMI 2.0 und DisplayPort 1.4a

sowie Dual-Ethernet-Schnittstellen,

die eine zuverlässige Datenübertragung

und Kommunikation in

Echtzeit ermöglichen. Mit optionalen

Betriebs systemen wie Windows

10 IoT Enterprise LTSC und

Windows 11 IoT Enterprise GAC

sind die neuen Panel-PCs für den

Dauereinsatz in anspruchsvollen

Umgebungen gerüstet und lassen

sich an spezifische Anforderungen

anpassen. ◄


Leistungsstark, lüfterlos und kompakt


ICO Innovative Computer GmbH

www.ico.de

Mit den neuen PicoSYS Embedded-PCs

eröffnet sich eine neue

Dimension in der Embedded-Technologie.

Die Geräte kombinieren

hohe Rechenleistung und vielseitige

Schnittstellen in einem lüfterlosen

Design, das ideal für anspruchsvolle

industrielle Anwendungen ist.

Ob im Maschinenbau, der Automatisierungstechnik

oder bei IoT-

Lösungen – die PicoSYS Embedded-PCs

bieten eine zuverlässige

und wartungsarme Plattform, die

selbst unter extremen Bedingungen

von -20 °C bis 70 °C stabil

arbeitet. Die kompakten Abmessungen

und die robuste Bauweise

machen die PicoSYS-Serie zur perfekten

Wahl für raue Umgebungen,

in denen konventionelle PCs an ihre

Grenzen stoßen.

Die PicoSYS Embedded-PCs,

erhältlich mit Intel Core i5-14500T

oder dem leistungsstärkeren Intel

Core i9-14900T Prozessor, ver fügen

über bis zu 64 GB RAM und einen

großzügigen SSD-Speicher von

256 GB. Für maximale Konnektivität

bieten beide Modelle vier schnelle

USB 3.2 Gen 2 Typ-A Anschlüsse

sowie zwei Gigabit LAN- und zwei

2.5-Gigabit LAN-Anschlüsse. Über

zwei M.2-Steckplätze und SIM-Slots

können Erweiterungen problemlos

hinzugefügt werden. Besonders

hervorzuheben sind die umfassenden

Schnittstellenoptionen mit zwei

RS232-Ports sowie zwei flexiblen

RS232/422/485- Anschlüssen, die

eine nahtlose Integration in bestehende

Systeme ermöglichen. Dual-

Display-Unterstützung wird durch

zwei DVI-D- und zwei DisplayPort-

Anschlüsse gewährleistet, während

optionales WLAN für kabellose

Konnektivität sorgt.

Dank ihrer Vielseitigkeit eignen

sich die PicoSYS Embedded-PCs

für eine breite Palette an Anwendungen.

In der industriellen Automatisierungstechnik

können sie

als Steuerungseinheit für Maschinen

und Anlagen eingesetzt werden,

während sie im IoT-Bereich als

Gateway oder Datenknoten fungieren.

Die leistungsfähigen Prozessoren

und das lüfterlose Design prädestinieren

sie für den Einsatz in

Umgebungen, in denen Robustheit

und Zuverlässigkeit entscheidend

sind, etwa in der Medizintechnik,

im Verkehrswesen oder der Überwachungstechnik.

◄

Spitzenleistung für Edge Computing in der Medizintechnik

2024

FORTEC Integrated

info@fortec-integrated.de

www.fortec-integrated.de

Der neue IB961 SBC von iBASE

ist mit den leistungsstarken Raptor

Lake Intel Core Prozessoren

ausgestattet, die je nach Variante

4 bis 6 Performance-Kerne und

4 bis 8 Effizienz-Kerne bieten. In

dieser hybriden Architektur erledigen

die E-Cores stromsparend

die Systemaufgaben, während

die leistungsstarken P-Cores nur

dann aktiviert werden, wenn hohe

Rechenleistung benötigt wird.

Dadurch entsteht eine sehr effiziente

Plattform für anspruchsvolle

Anwendungen in der Medizin-

und Labortechnik sowie vielen

anderen Bereichen.

Mit bis zu 32 GB DDR5 SO-

DIMM Arbeitsspeicher und Hyper-

Threading verarbeitet der IB961

mehr Informationen in kürzerer

Zeit. Seine vielfältigen Schnittstellen

machen ihn zu einem echten

Allrounder: Bis zu vier Displays

können über zwei Display-Port 1.2,

eine LVDS- und eine eDP-Schnittstelle

angesteuert werden. Sechs

USB-Ports ermöglichen den einfachen

Anschluss weiterer Peripheriegeräte,

wie Touchscreens.

Zwei 2,5 Gbit/s LAN-Schnittstellen

und drei M.2 (M-Key, E-Key,

B-Key) Steckplätze bieten optimale

Anschlussmöglichkeiten und

dienen als Basis für Wi-Fi und 5G

Kommunikation.

Der weite Eingangsspannungsbereich

von 12 von 24 V und der

Arbeitstemperaturbereich von 0

bis 60 °C runden die hohe Flexibilität

des IB961 ab. ◄


27


Leistungsstarkes CompactPCI Serial CPU-Board

G029 für anspruchsvolle Embedded-Computing-Anwendungen

duagon präsentiert das neue CompactPCI

Serial CPU-Board G029, das für High-End-

Embedded-Computing-Anwendungen in der

Schienenfahrzeug-, Gleis-, Industrie- und Medizintechnik

entwickelt wurde. Das Board basiert

auf den Prozessoren der Intel-Core-Serie U/P/H

der 13. Generation, bekannt als Raptor Lake. Mit

bis zu 6 Leistungs- und bis zu 8 Effizienzkernen

ist es ideal für die Virtualisierung geeignet, ermöglicht

eine Ressourcenoptimierung und vereinfacht

Updates und Wartung. Ein besonderes

Merkmal der G029 ist eine integrierte GPU mit

bis zu 96 Ausführungseinheiten, die sowohl die

Ausführung eigener lokaler KI-Algorithmen als

auch die Unterstützung anderer im System verfügbarer

KI-Beschleuniger ermöglicht. Das Board

unterstützt Anwendungen wie intelligente Videoüberwachung

und Objekterkennung.

Die duagon G029 ist ab sofort erhältlich.

High-End-Embedded-Computing-

Anwendungen

Zusätzlich zu den 14 Kernen kann das 3U

CompactPCI Serial CPU-Board mit einer Kapazität

von bis zu 96 GB DDR5 RAM ausgestattet

werden und zielt damit in erster Linie auf High-

End-Embedded-Computing-Anwendungen ab.

2024

duagon Germany GmbH

www.duagon.com

Für eine hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit

ist der Speicher des Boards mit In-Band ECC

(IBECC) gegen externe Einflüsse geschützt.

Durch die Nutzung der neuen Intel-Hybridarchitektur

und moderner Virtualisierungstechniken,

sorgt die G029 für eine Verringerung

der System komplexität und Reduzierung der

Wartungs kosten. Alle Komponenten sind zum

Schutz vor Schock und Vibrationen gemäß den

geltenden Industriestandards verlötet. Darüber

hinaus verfügen alle G029-Modelle über schnelle

120 GB NVMe-Speicher.

Leistungssteigerung

gegenüber Vorversion

Im Vergleich zu der duagon G28, erreicht die

G029 eine Leistungssteigerung von 20 - 25 %

pro Watt und setzt damit einen neuen Standard

für Embedded-Lösungen. Mit diesen Leistungsmerkmalen

eignet sich das Board besonders für

Bahnanwendungen, wo es sowohl als Virtualisierungs-Hub

als auch als zentrale Wartungsplattform

genutzt werden kann. Darüber hinaus

kann die G029 als Grundlage für künftige Fortschritte

im Bereich des maschinellen Lernens

und der künstlichen Intelligenz (ML/KI) verwendet

werden.

Cybersicherheit durch Technik

Um die höchstmöglichen Sicherheitsstandards

zu erfüllen, ist die G029 mit einem TPM 2.0 ausgestattet

und unterstützt einen vom Benutzer verwaltbaren

Secure-Boot-Schlüssel. Dadurch kann

das Board einen vollständig kontrollierten Secure-

Boot-Prozess durchführen und die Ausführung

von nicht autorisiertem Code verhindern. Das

Sicherheitspaket der G029 wird vervollständigt

durch die Intel Trusted Execution Technology,

Intel Virtualization Technologies (VT-x/ VT-d)

und Intel Boot Guard. Das Board wurde nach

dem TÜV-SÜD-zertifizierten Cybersicherheitsprozess

IEC 62443-4-1 von duagon entwickelt.

Robust und skalierbar

Einer der wichtigsten Aspekte des neuen

Boards ist seine Skalierbarkeit, insbesondere

in Bezug auf die CPU-Leistung und Speicherkonfiguration.

duagon nutzt die erweiterte CPU-

Skalierbarkeit mit Optionen von 15 W (U-Serie)

bis 45 W (P-Serie) Stromverbrauch und einer

Vielzahl von Leistungs-/Effizienzkern-Konfigurationen,

um den Betriebsanforderungen auch

bei rauen Umgebungstemperaturen von bis zu

+70 °C gerecht zu werden. Bei Modellen mit

CPUs der U-Serie ist ein lüfterloser Betrieb in

dieser Systemumgebung möglich. Davon profitieren

extrem robuste Anwendungen, bei denen

eine Zwangsbelüftung nicht möglich ist.

Tor zur eingebetteten KI

Die integrierte Intel Iris Xe GPU mit 96 Ausführungseinheiten

ist KI-fähig und bereit für

eine Vielzahl von Anwendungen mit geringer

Komplexität. Dazu zählen im Schienenverkehr

intelli gente Videoüberwachung mit Hindernisund

Anomalieerkennung, die Überwachung

von Sensoren und Gleisdefekten, verbesserte

Fahrgastsicherheit und Personenzählung, in der

Medizintechnik chirurgische Roboter und bei

anderen industriellen Anwendungen Robotersteuerung

und verbesserte Qualitätskontrolle.

Das Intel Open VINO Toolkit dient, in Kombination

mit der Zugänglichkeit von vortrainierten

Modellen wie YOLO, als robuste Grundlage für

die nahtlose Bereitstellung von Inferenzanwendungen

in der Praxis.

Umfangreiches Board-Management

Ein vielseitiger Board-Management- Controller

der G029 ermöglicht eine intelligente Überwachung

und Monitoring aller wichtigen

Signale, einschließlich Versorgungs- und Boardspannungen,

Temperaturen und einen Watchdog

für das Betriebssystem. Zusätzlich unterstützt

das neue CompactPCI Serial-Board das

Intel AMT Remote-Out-of-Band-Management.

Zukunftssicher

mit zertifizierter Zuverlässigkeit

Die G029 unterstützt Linux- und Echtzeitbetriebssysteme,

und eine Red Hat-Zertifizierung

wird bald verfügbar sein. Das bietet weitere Vorteile

in Bezug auf Leistung, Zuverlässigkeit und

Updates. Die Langzeitverfügbarkeit des Boards

ermöglicht eine verlängerte Produktlebensdauer

und weniger Austauschzyklen. Die G029 ist

abwärtskompatibel zu den duagon-Vorgängermodellen

G28, G25A und G23. ◄



Leistungsstarker KI-Single-Board-Computer

für Edge-Anwendungen

FORTEC Integrated GmbH

info@fortec-integrated.de

www.fortec-integrated.de

FORTEC Integrated stellt mit dem

IB962 von iBASE einen kompakten

3,5-Zoll-Single-Board-Computer vor,

der speziell für anspruchsvolle Edge-

AI-Anwendungen entwickelt wurde.

Der IB962 mit Intel Core Ultra

Meteor Lake Prozessor kombiniert

hohe Rechenleistung mit Energieeffizienz.

In Verbindung mit der Intel

Arc GPU und einer integrierten VPU

beschleunigt er die lokale Verarbeitung

von Bild- und Videodaten.

Der IB962 bietet vielseitige

Anschlussmöglichkeiten hochauflösende

Displays mit HDMI-,

DisplayPort-, LVDS- und eDP-

Schnittstellen und ist optimal für

geeignet für Anwendungen wie

Qualitätsüberwachung in der Automatisierung

oder Bildverarbeitung

in der Medizintechnik.

Verschiedene Modellvarianten

mit Intel Core Ultra 7- und

Ultra 5-Meteor Lake-U/H-Prozessoren

bieten flexible Optionen für

unterschiedliche Anforderungen.

Dank Unterstützung für bis zu 64 GB

DDR5-RAM ermöglicht der IB962

anspruchsvolles Multi tasking und

eine effiziente Verarbeitung großer

Datenmengen.

Edge-AI-Technologie bietet entscheidende

Vorteile: Die lokale

Datenverarbeitung am Ort der Erfassung

reduziert Latenzzeiten und

spart Kosten, da Daten nicht an

entfernte Server oder in die Cloud

übertragen werden müssen. Sensible

Informationen bleiben lokal

gespeichert, was die Datensicherheit

erhöht.

Die IB962-Serie ist langfristig

verfügbar und wird von FORTEC

Integrated mit umfassendem Zubehör

wie Displays, Touchscreens,

SSDs und Netzteilen angeboten.

Optional sind die Boards mit vorinstallierten

Betriebssystemen wie

Windows 10 oder 11 IoT Enterprise

LTSC erhältlich. FORTEC Integrated

bietet zusätzlich Design-

In-Support, BIOS-Anpassungen

und Beratungsservices an

und baut mit dem IB962 seine

Position als Partner für zukunftssichere

Embedded-Lösungen weiter

aus. ◄

Flexibel und skalierbar

x86 Computer-on-Modules

Perfect Match für High-Performance

Intel® Core Ultra Prozessoren

Low Power im Kreditkarten-Format

Intel Atom® Prozessoren x7000RE

TQMxCU1 – COM-HPC Mini

KI-basiertes Embedded Computing

TQMxE41S – SMARC 2.1

Industrial Use Conditions

auch erhältlich als COM Express Mini

Besuchen Sie uns: 11.-13. März 2025, Stand 3–249

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www.tq-group.com/intel

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29


Führende Edge-AI-Anwendungen mit NVIDIA Jetson

Orin-Modulen und Branchenkenntnissen

Portwells PJAI-100 Series mit NVIDIA Jetson Orin-Modul ist wegweisend für Edge-AI-Lösungen.

sie fortschrittliche Video analysen

für Sicherheitssysteme, einschließlich

Gesichtserkennung, Verhaltensanalyse

und Erkennung von Anomalien,

was zu mehr Sicherheit und

Schutz beiträgt. Die lokale Verarbeitung

von Daten durch das Portwell

PJAI-100 Embedded System

reduziert die Latenzzeit, verbessert

die Echtzeit-Analyse und stärkt den

Datenschutz – kritische Faktoren in

diesen Branchen.

Portwell, ein globaler Anbieter von

innovativen Industrie- und Embedded-Computing-Lösungen,

verkündet

mit Stolz, dass seine PJAI-100

Serie, die mit den leistungsstarken

Modulen NVIDIA Jetson Orin Nano

und Orin NX SOMs ausgestattet ist,

weiterhin den Standard im Bereich

Edge-AI-Anwendungen setzt. Mit

ihrem lüfterlosen Design und ihrer

robusten Performance hat sich die

PJAI-100 Serie als bewährte Lösung

für alle Branchen etabliert, die auf

zuverlässige und leistungsstarke

Edge-AI-Lösungen angewiesen sind.

2024

KIOSK Embedded Systems

GmbH

www.portwell.eu

Dank erweiterter Konnektivitätsoptionen

und skalierbarer Lösungen

erfüllt die PJAI-100-Serie die wachsenden

Anforderungen moderner

Edge-AI-Anwendungen in den

Bereichen Fertigung, Einzelhandel,

autonome mobile Roboter (AMR),

Landwirtschaft, Logistik, intelligente

Überwachung und Gesundheitswesen.

Führende Edge-AI-Lösungen

Das Portwell PJAI-100 einschließlich

PJAI-100-ON und PJAI-100-OX

verfügt über ein hochmodernes NVI-

DIA Jetson Orin-Modul, das eine

KI-Leistung von bis zu 100 TOPS

unterstützt und leistungsstarkes,

stromsparendes Computing für KIgestützte

Anwendungen im Edge-

Bereich bereitstellt. Da die Nachfrage

nach Hardware für KI-Training

und KI-Inferenz für den Edge-Einsatz

steigt, verlangt Inferencing typischerweise

eine geringere Latenz

und einen höheren Durchsatz, was

die NVIDIA Jetson Plattform mit

Bravour erfüllt.

Flexibel einsetzbar

Die PJAI-100 Serie wurde speziell

für Edge-AI-Anwendungen in

verschiedenen Branchen wie Fertigung,

Einzelhandel, AMR, Landwirtschaft,

Logistik, intelligente Überwachung

und Gesundheitswesen

entwickelt. In der Fertigung unterstützt

Edge AI die automatische

optische Inspektion (AOI) zur Fehlererkennung

in Echtzeit, verbessert

die Qualitätskontrolle und reduziert

den Ausschuss. Bei smarten Retail-

Anwendungen ermöglicht Edge

AI Echtzeit-Kundenanalysen und

Bestandsmanagement. In den Bereichen

AMR und Logistik optimiert es

den Lagerbetrieb und gewährleistet

eine zeitnahe, datengestützte Entscheidungsfindung.

Im Agrarsektor

verbessert Edge AI die Ernteüberwachung

und automatisiert landwirtschaftliche

Prozesse, während sie

im Gesundheitsbereich Echtzeitdiagnosen,

die medizinische Bildverarbeitung

und Patientenüberwachung

unterstützt. Bei der intelligenten

Überwachung ermöglicht

Umfassende Lösung

für anspruchsvolle

Edge-AI-Anwendungen

PJAI-100 zeichnet sich durch

eine Reihe von Produktmerkmalen

aus, die den strengen Anforderungen

moderner industrieller

Anwendungen gerecht werden. Ausgestattet

mit verschiedenen Speicherkonfigurationen

(4 GB, 8 GB

oder 16 GB LPDDR5) bietet es die

nötige Flexibilität für verschiedene

KI-zentrierte Workloads. Die zwei

RJ45 Gigabit Ethernet Ports und

drei USB 3.2 Typ A Ports garantieren

eine schnelle und zuverlässige

Datenübertragung, während

die beiden DB9-COM-Ports und

der spezifische DB9-CANbus eine

robuste industrielle Kommunikation

ermöglichen.

Erweiterungsmöglichkeiten

Durch Erweiterungsmöglichkeiten

wird die Vielseitigkeit des Embedded

System weiter erhöht. Darüber

hinaus verfügt das PJAI-100

über einen M.2 2280 M-Key Steckplatz

für NVMe-SSDs und einen

schnellen Datenzugriff sowie einen

M.2 2230 E-Key Steckplatz für eine

optionale WLAN-Konnektivität. Über

den M.2 3042/3052 B-Key Steckplatz

ist zudem eine 4G/5G-Konnektivität

realisierbar, so dass das



PJAI-100 auch in vernetzten Umgebungen

nahtlos funktioniert.

Robust und kompakt

Das Embedded System ist für

raue Industriebedingungen ausgelegt

und hat einen Betriebstemperaturbereich

von -20 °C bis 60 °C.

Gleichzeitig ermöglichen seine kompakten

Abmessungen (152 mm x

112 mm x 62 mm) eine einfache Integration

in beengten Umgebungen,

während das lüfterlose Design eine

zuverlässige Leistung ohne aktive

Kühlung sicherstellt. Diese Eigenschaften

machen das PJAI-100

zur bevorzugten Wahl für Branchen,

in denen robuste, leistungsstarke

Edge-AI-Lösungen benötigt

werden, um Unternehmen bei der

Optimierung ihrer Abläufe und der

Reduzierung von Ausfallzeiten zu

unterstützen.

Führend bei AI-Computing-

Lösungen am Netzwerkrand

und außerhalb

Portwell hat sich als Spezialist für

innovative Industrie- und Embedded-Computing-Lösungen

einen

Namen gemacht. Von KI-Training

bis hin zu KI-Inferenz bietet Portwell

ein umfassendes Angebot an

Hardware-Lösungen für Edge AI. Zu

den Kernkompetenzen des Unternehmens

gehören die innovative

Produktforschung und -entwicklung

sowie umfassende Designund

Fertigungsdienstleistungen

(DMS). Durch seine weltweite Präsenz

kann Portwell maßgeschneiderte

Lösungen von der Beratung

bis zur Massenproduktion anbieten

und so sicherstellen, dass die

Bedürfnisse seiner Kunden mittels

hochmoderner Technologie und erstklassigem

Support erfüllt werden.

Umfangreiches Produktund

Dienstleistungsportfolio

Aufgrund seiner umfangreichen

Erfahrung mit kundenspezifischen

Entwicklungsprojekten für Branchen

wie Gaming, Transport und Medizin

kann Portwell die Anforderungen verschiedener

vertikaler Märkte erfüllen.

Das Engagement des Unternehmens

für die Förderung von Innovationen im

Bereich Edge AI zeigt sich an seinem

umfangreichen Produkt- und Dienstleistungsportfolio,

das zahlreiche Bereiche

wie Automatisierung, Bildverarbeitung,

Robotik, Medizin/Gesundheitswesen,

Einzelhandel, Landwirtschaft

und Infrastruktur abdeckt. Basierend

auf seiner Erfahrung mit Embedded

Systems und Edge AI Computing liefert

das Unternehmen Lösungen, die

die betriebliche Effizienz steigern,

die Entscheidungsfindung verbessern

und das Unternehmenswachstum

fördern. ◄

Hochmoderne Medical-Panel-PCs

Die neuesten Modelle der Medical-Panel-PCs von ICO Innovative Computer GmbH wurden speziell

für den Einsatz in OP-Räumen entwickelt und sind bereits weltweit im Einsatz.

2024

ICO Innovative Computer GmbH

www.ico.de

Die Medical All-In-One PC-Serie bietet

herausragende Leistung und innovative

Funktionen, die den Anforderungen moderner

medizinischer Verfahren gerecht werden.

Die Medical-PC-Serie ist speziell für den Einsatz

in OP-Räumen konzipiert, darunter z. B.

endoskopische und robotische Chirurgie. Mit

einem eleganten Gehäuse aus antibakteriellem

Aluminium unterstützt sie versiegelte

Wasser- und Staubdichtigkeit mit IP65-Frontschutz

sowie I/O-Cover für Kabelmanagement

mit IP54 Schutz. Zwei Display-Port-Ausgänge

und eine Videoeingangsfunktion ermöglichen

den Anschluss medizinischer Erfassungsgeräte

für verschiedene Eingriffe. Das lüfterlose

Design und die spezielle Power-Adapter-Installation

gewährleisten eine saubere und einfache

Installation für maximale Betriebssicherheit.

Beeindruckende Merkmale

Die beiden Medical-Panel-PCs sind mit beeindruckenden

Merkmalen ausgestattet, darunter

ein 12. Generation Core i5-Prozessor, zwei

SSDs für RAID, ein integriertes 250-W-Netzteil

und ein PCIe x4-Slot für Video Frame Grabber.

Das lüfterlose Design trägt zur Geräuschreduktion

bei und ermöglicht einen zuverlässigen

Einsatz in sensiblen OP-Raumumgebungen.

Optionale Erweiterungen wie RFID/NFC, 4 kV

Isolation, DICOM-Unterstützung und Hardware

TPM 2.0 bieten eine individuelle Anpassung

an die Bedürfnisse der Anwender.

Einsatzbereiche

Diese neuen Medical-Panel-PCs der Medico-

Serie sind ideal für den Einsatz in OP-Räumen

geeignet. Die Geräte eignen sich insbesondere

für endoskopische und robotische Chirurgie

sowie für andere minimalinvasive Verfahren.

Die hohe Leistungsfähigkeit, die medizinischen

Zertifizierungen nach DIN EN60601-

1-1 und die vielfältigen Erweiterungsoptionen

machen sie zu einer zuverlässigen Wahl für

medizinisches Fachpersonal.

Die beiden Modelle Medico 22T (21,5‘‘ Display)

und Medico 24T (23,8‘‘ Display) bieten

neben ihrer beeindruckenden Leistung auch

ein modernes und ansprechendes Design.

Mit Windows 11-Kompatibilität, IP65-Schutz

vorne und einem robusten Aluminiumgehäuse

erfüllen sie die höchsten Standards für medizinische

Ausrüstung. ◄


31

Kommunikation

Medical Switch für sichere und effiziente IT

in medizinischen Einrichtungen

MICROSENS GmbH & Co. KG

www.microsens.de

Der Medical Switch von Microsens

wurde speziell für die Anforderungen

medizinischer Einrichtungen

entwickelt: Sicherheit, Effizienz

und Performance stehen im

Pflichtenheft neben galvanischer

Trennung der Anschlüsse, Patientenschutz

mit 2x MOPP, desinfizierbarer

Oberfläche und optionaler

antibakterieller Beschichtung.

Vorhandene Kabel nutzen

Der Medical Switch benötigt keine

aufwändige Neuverkabelung. Er nutzt

die bereits vorhandene Kupferverkabelung

in Kliniken und Praxen und kann

problemlos im laufenden Klinikbetrieb

installiert werden. Das spart Zeit und

schont das chronisch knappe Budget.

Seine zwei Gigabit-Uplink-Ports bieten

höchste Performance und Netzverfügbarkeit

mit Redundanz, um die

enormen Datenmengen moderner

Diagnoseeinrichtungen schnell und

zuverlässig zu übertragen. Effektive

Sicherheitsfeatures direkt am Endgeräteanschluss

schützen die vertraulichen

Patienten- und Klinikdaten.

Galvanische Trennung

Der Medical Switch ist für den Einsatz

in medizinisch genutzten Räumen

nach IEC 60364-7-710 (VDE

0100 Teil 710) zur galvanischen

Trennung von Signalleitungen nach

Kapitel 16 der IEC/EN 60601-1 vorgesehen.

Vier galvanisch getrennte

10/100/1000 Mbit/s-Anschlüsse mit

integrierten Netzwerkisolatoren

schützen Patienten und medizinische

Einrichtungen. Diese Lösung

ist besonders effizient: Anstelle des

althergebrachten Konzeptes von

vier Kupferkabeln mit vier externen

Netzwerkisolatoren bietet der Medical

Switch eine kompakte, vollintegrierte,

robuste und sichere Lösung.

Er erfüllt die Anforderungen an

den Patientenschutz mit 2x MOPP

(Means of Patient Protection) und

übertrifft die strengen Anforderungen

nach IEC/EN 60601-1 (min. 4

kV Mindestspannungsfestigkeit)

für medizintechnische Geräte. Die

Oberfläche aus robustem Kunststoff

erlaubt eine effektive Reinigung und

Desinfektion und ist mit einer antibakteriellen

Beschichtung erhältlich.

Stromversorgung

aus dem Datennetz

Der Medical Switch kann durch

Power-over-Ethernet direkt aus dem

Datennetz mit Strom versorgt werden,

er benötigt keinen 230 VAC Stromanschluss.

Die Snap-In-Montage

mit dem international standardisierten

45 mm-Einbaumaß ermöglicht

einen raschen, werkzeuglosen Einbau

in alle gängigen Installationssysteme

sowie eine integrierte Montage

in Deckenversorgungseinheiten. ◄

Wireless CAN-Netzwerk zu mehreren mobilen Knoten

KVASER AirBridge M12 kabellose One-to-Any CAN-Verbindung

Actronic-Solutions stellt die neue

kabellose CAN-Brücke Kvaser Air

Bridge M12 von Kvaser vor, die in

einer ‚one to one‘- oder ‚one to any‘-

Konfiguration in Betrieb genommen

werden kann.

Mehrere CAN-Netzwerke

ankoppeln

Kvaser bietet mit der Air Bridge

M12 erstmalig die Möglichkeit nicht

nur ein sondern mehrere (one-toany)

CAN-Netzwerke bzw. CAN-

Knoten wireless und dynamisch an

einen in der Regel stationäres CAN-

Knoten z. B. einer übergeordneten

Systemsteuerung anzukoppeln.

Ein typisches Beispiel wären

z. B. fahrerlose Transport systeme

(FTS) in einer Fabrikhalle oder

einem Logistik zentrum, die an einer

Kontrollstation vorbeifahren, sich

mit dieser verbinden und Daten

austauschen und sich dann wieder

ausloggen und autonom weiterfahren.

Es kann immer nur ein

mobiles Device mit der Hauptstation

verbunden werden. Das Pairing

der Kvaser Air Bridge M12 kann

jederzeit während des Betriebs

durch spezielle Befehle, die über

den CAN-Bus gesendet werden,

geändert werden.

Proprietäres

2,4-GHz-Funkprotokoll

Die Kvaser Air Bridge M12 verwendet

ein proprietäres 2,4-GHz-

Funkprotokoll und einen Frequenzsprungmechanismus,

um

sich mit einer anderen Kvaser Air

Bridge M12 oder einer von mehreren

Kvaser Air Bridge M12s zu

verbinden. Mit integrierten Antennen,

einem robusten Gehäuse


I/O-Module sind das Rückgrat smarter Netze

Kommunikation

2024

Acceed GmbH

www.acceed.com

und einem staub- und wasserdichten

M12-Steckverbinder sind

die Kvaser Air Bridge M12 robust

genug für CAN-basierte Steuersysteme

oder Test- und Messanwendungen,

fast überall.

Niedrige

vorhersehbare Latenzzeit

Die Kvaser Air Bridge M12 bietet

im Vergleich zu anderen drahtlosen

Technologien eine einzigartig

niedrige und vorhersehbare

Latenzzeit. Dadurch eignet

sie sich hervorragend für Steuerungsaufgaben

in Fernsteuerungsanwendungen

mit Systemen,

die eine schnelle Reaktion

erfordern, wie z. B. elektrische


In Zeiten von KI, Industrie 4.0, Big

Data, Deep Learning und anderen

algorithmusbasierten Technologien

klingt es fast anachronistisch, wenn

von I/O-Modulen, also Klassikern

der Hardware, die Rede ist. Doch

diese Einschätzung ist nicht ganz

richtig. Im Gegenteil: Die Relevanz

und die Vorzüge von I/O-Architekturen

liegen auch heute noch auf

der Hand und sind – auch wenn

die Begrifflichkeit an Attraktivität

verliert – nicht zu leugnen.

Daher setzt auch der deutsche

Distributor Acceed mit seinem Portfolio

der professionellen Netzwerktechnik

weiterhin auf die weltweit eingesetzte

Hardware des erfahrenen

Herstellers TOPSCCC (gegründet

1987) und seiner Marke ExpertDAQ.

Lagerfahrzeuge, sowie für die

Prüfung und Überwachung von

statischen und beweglichen Testobjekten.

Leichte Anpassung

Das Pairing und die Konfiguration

der Kvaser Air Bridge M12

Geräte erfolgt über ein Managementprotokoll

über den CAN-

Bus, welches die Anpassung der

Geräteparameter an die betrieblichen

Anforderungen des Systems

ermöglicht. Dies hat logistische

Vorteile: Geräte können hinzugefügt

werden, wenn ein System

wächst, und im Falle einer Beschädigung

können sie leicht ausgetauscht

werden.

Grundlage Daten-Input

Autonome Fahrzeuge und

Roboter mögen die Aufmerksamkeit

auf sich ziehen, aber wenn

der notwendige Daten-Input fehlt,

ist auch das „smarteste“ System

aus Rechen leistung und Software

hilflos. Für die Erfassung der Wirklichkeit

in Form von Daten sind in

der Regel Sensoren, Zähler oder

ähnliche Komponenten zuständig.

Diese verfügen jedoch meist nicht

über eine integrierte Funktion für

die Weiterleitung, Datenumwandlung

oder Integration in ein Netzwerk

oder in eine andere Verarbeitungsstruktur.

Daher zählen vor

allem die kleinen I/O-Module, spezialisierte

Relais und Datenkonverter,

zu den zentralen Komponenten

in Architekturen des industriellen

Internet of Things und der Smart-

Industry-Anwendungen.

Die Vermittler

I/O-Module fungieren im Wesentlichen

als Vermittler. An den Eingängen

werden die Signale von Sensoren

oder Messumformern empfangen,

an den Ausgängen die Antwortsignale

an die gesteuerten Geräte

geschickt. Zu den Hauptfunktionen

gehören Kommunikation, Synchronisierung

und Zeitsteuerung,

Fehler erkennung und Datentransfer-Management.

Sie optimieren die

Energieeffizienz, die Sicherheit, den

Komfort und die Betriebskosten.

Fazit

Mit fortschrittlichen Pairing-

Mechanismen, Netzwerkfunktionen

wie der optionalen automatischen

Baudratenerkennung

und der Unterstützung

innovativer Zugriffsbeschränkungen

und Situationsbewusstsein

kann die Kvaser Air Bridge

M12 als drahtlose Alternative bei

der Integration von CAN-Systemen

in Betracht gezogen werden,

bei denen eine kabelgebundene

Verbindung ungeeignet

oder schwierig ist.

Actronic-Solutions GmbH

info@actronic-solutions.de

www.actronic-solutions.de

Auch für den Retrofit älterer

Maschinen, Anlagen und selbst

Gebäude oder Außenareale sind

I/O-Module unerlässlich. Nur durch

sie wird die zentralisierte Überwachung,

Steuerung und Wartung erst

möglich. I/O-Module sind, wenn

nicht das Herz, so doch das Rückgrat

für Konnektivität und Interoperabilität

in jeder industriellen Automatisierungsanwendung.

ExpertDAQ

Mit den Geräten der Marke

ExpertDAQ bietet Acceed die

gesamte Produktpalette von

I/O-Modulen für die professionelle

Steuerung und Automatisierung,

digital und analog, RS-485

und Modbus, Relais, Zähler, Timer,

ebenso wie Konverter zu RS-232,

USB und TCP/IP.

LoRa-Gateways

Die neusten LoRa-Gateways bieten

die Möglichkeit, IoT-Remote-

Module über größere Entfernungen

mit einem lokalen Netzwerk

oder einem Host-Computer zu verknüpfen.

Die Datenübertragung über

LoRa-Gateways ist hauptsächlich

für die ISM-Frequenzbänder (Industrial,

Scientific, Medical) bei 862 bis

936 MHz vorgesehen. Die Gateways

sind ebenfalls für industrielle Umgebungen

geeignet und stehen als spezialisierte

Modelle für unterschiedliche

Konvertierungsaufgaben zur

Verfügung: Ethernet/Modbus TCP,

USB, seriell (RS-232/485) und Digital-I/O-Controller.

Alle Komponenten

werden den erhöhten Anforderungen

im Industrieumfeld gerecht,

etwa erweiterten Umgebungstemperaturen

oder hoher physischer

Beanspruchung.

Kurze Lieferzeiten

Acceed betont, dass mit dem

Ausbau des ExpertDAQ-Portfolios

auch die kundenseitige Anforderung

nach sehr kurzen Lieferzeiten

umgesetzt wird. Die meisten der

wichtigen Komponenten sind sofort

oder schnell lieferbar. Auch kundenspezifische

Konfigurationen können

inklusive Test mit hohen Stückzahlen

geliefert werden. ◄

33

Komponenten

Tools für die Entwicklung von Kunststoffteilen

Kostenlose Musterkarte und Konstruktionsguide erleichtern die Auswahl von Oberflächenstrukturen

und die Konstruktion hochwertiger Kunststofflösungen

N&H Technology erweitert sein Angebot um

zwei praktische Tools, die Fachleute aus Entwicklung,

Konstruktion und Fertigung bei der

Auswahl und Entwicklung von Kunststoffteilen

unterstützen. Die kostenlose Musterkarte

für Oberflächenstrukturen und der Kunststoff-

Konstruktionsguide bieten eine praxisorientierte

Hilfe für die tägliche Arbeit. Beide Tools sind ab

sofort verfügbar.

N&H Technology GmbH

info@nh-technology.de

www.nh-technology.de

Musterkarte

Die Musterkarte ermöglicht den direkten

Vergleich von Oberflächenstrukturen auf ABS-

Kunststoff und umfasst zwölf SPI-Oberflächenbehandlungen

– von poliert bis rau – sowie zwölf

VDI 3400-Oberflächentexturen. Damit können

Anwender die gängigsten Oberflächenoptionen

und Strukturen in einer praktischen Übersicht

betrachten und vergleichen. Diese visuelle Unterstützung

erleichtert die Entscheidungsfindung

und fördert eine effizientere Kommunikation zwischen

Produktentwicklern, Konstrukteuren und

Fertigungspartnern.

Kunststoff-Konstruktionsguide

Der Kunststoff-Konstruktionsguide ergänzt

die Musterkarte mit technischen Hinweisen und

Best Practices für die Entwicklung und Fertigung

von Kunststoffteilen. Der Leitfaden enthält

detaillierte Informationen zu Konstruktionsanforderungen,

Tipps für die Optimierung von

Designs und eine Anleitung für die Auswahl der

besten Materialien und Verfahren. Der Guide ist

auch als PDF-Download verfügbar und bietet

eine fundierte Grundlage für die Planung und

Umsetzung von Kunststoffprojekten.

Einsatzbereiche

Beide Tools sind für den Einsatz in unterschiedlichen

Branchen konzipiert, darunter Elektronik,

Maschinenbau, Medizintechnik und Automobilindustrie.

Ergänzend zu den neuen Hilfsmitteln

bietet N&H Technology ein breites Leistungsspektrum

für die Entwicklung und Fertigung

hochwertiger Kunststoffteile. Dieses reicht

von der Konzeptentwicklung und Konstruktion

über die Prototypenfertigung mit modernen Verfahren

wie 3D-Druck und Silikonguss bis hin zur

Serienfertigung.

Sofort verfügbar

Die Musterkarte und der Kunststoff-Konstruktionsguide

sind ab sofort kostenlos erhältlich und

sollen Produktentwicklern und Ingenieuren helfen,

fundierte Entscheidungen zu treffen und Entwicklungsprozesse

zu optimieren. ◄

2024

Kraft-Momenten-Sensor

mit EtherCAT P für Robotik

Der innovative 6-Achsen Kraft-

Momentensensor mit Robotic

Flange ISO 9409-1 wurde speziell

zur Lösung von komplexen Anforderungen

in Robotik und Medizintechnik

entwickelt.

Der leistungsstarke integrierte

EtherCAT P Messverstärker mit

einem 4-adrigen Kabel sorgt für

eine ultraschnelle Datenkommunikation

und bildet mit dem Sensor

somit ein platzsparendes und

leichtgewichtiges Messsystem.

Dank diesem neuen Sensorsystem

wird zudem erheblich an Zeit und

Kraft spart, da keine aufwändigen

Anschluss- und Verkabelungsarbeiten

mehr entstehen.

ME-Meßsysteme GmbH

info@me-systeme.de

www.me-systeme.de


Komponenten

High Voltage, high precision

Hochspannungsstecker in der Medizintechnologie

2024

GES High Voltage GmbH

www.ges-highvoltage.com/de/

10 kV und aufwärts: Hochspannungsstecker,

wie die Serie 100 von GES High Voltage, sind

unverzichtbare Komponenten in der Medizintechnik.

Röntgengeräte, Computertomographie,

Strahlentherapie und Elektrochirurgie – all diese

Technologien haben die medizinische Diagnostik

und Therapie revolutioniert. Ein ebenso bedeutender

Fortschritt ist der Einsatz von Massenspektrometern

in Diagnostik und Forschung.

Was haben diese Verfahren gemeinsam? Sie

alle erfordern den Einsatz von Hochspannung.

Hier ist GES High Voltage der richtige Partner.

Unverzichtbare Komponenten

für die Medizintechnik

GES High Voltage Steckverbinder stehen für

kompromisslose Qualität, Präzision und langfristige

Zuverlässigkeit. Sie gewährleisten konstante

und störungsfreie Leistungsüber tragungen,

was sie für medizinische Anwendungen unverzichtbar

macht. Der Einsatz der Hochspannungsstecker

erleichtert zudem die Logistik und Wartung

der empfindlichen medizin technischen

Geräte erheblich. Durch die Minimierung von

Ausfallzeiten und die Maximierung der Gerätesicherheit

tragen die HV-Stecker von GES High

Voltage maßgeblich zur Steigerung der Zuverlässigkeit

medizintechnischer Ausrüstungen bei.

GES Spezialgebiet: Hochspannung

Die Hochspannungstechnik ist eine anspruchsvolle

Disziplin, die keine Fehlertoleranz zulässt.

Sie verlangt tiefgehendes Fachwissen und Erfahrung

im Umgang mit den besonderen physikalischen

Eigenschaften von Komponenten unter

Hochspannungspotential.

Ein Heimspiel für die speziell entwickelten

Steckverbinder von GES High Voltage. Diese

Stecker sind entscheidend für die zuverlässige

und sichere Übertragung hoher Spannungen, sei

es direkt in Geräten wie Massenspektro metern

oder auch in den Hochspannungs generatoren

für diese. ◄

Mit kühler Präzision und innovativer Technik ins nächste Level

Die Miniatur-Peltierelemente

von Telemeter Electronic bringen

smarte Temperaturkontrolle

in die kompaktesten Geräte.

Diese kleinen Kraftpakete meistern

präzise Kühlung und Heizung

auch dort, wo Platz Mangelware

ist – zuverlässig, effizient

und mit einer beeindruckenden

Lebensdauer.

Qualität, die hält, was sie

verspricht! Durch die Miniatur-

Peltierelemente eröffnen sich

vielseitige Möglichkeiten für

Innovationen in zahlreichen

Anwendungen. So können z. B.

Elektronik baugruppen präzise

temperiert, Diagnosegeräte

in der Medizintechnik effektiv

gekühlt und Laser- sowie Photonentechnologien

auf einer stabilen

Betriebstemperatur gehalten

werden.

Auch die Optimierung von

Laborausstattung und Analysegeräten

spielt dabei eine zentrale

Rolle.

Telemeter

Electronic GmbH

info@telemeter.de

www.telemeter.info


35

Komponenten

Sicherheitskupplung schützt vor Beschädigung

Sicherheitskupplung ECH im Schaltstern einer Abfüllmaschine für Medizinprodukte

2024

ENEMAC GmbH

info@enemac.de

www.enemac.de

Die Abfüllung von Medizinfläschchen

ist ein kritischer Schritt in der

Produktion von Arzneimitteln, der

höchste Präzision, Sauberkeit und

Effizienz erfordert. Diese werden

für eine Vielzahl von Arzneimittelformulierungen

verwendet, darunter

flüssige Medikamente, Injektionen,

Augentropfen und Nasensprays.

Potenzielle Schäden

verhindern

Bei der Abfüllung und Verpackung

der Fläschchen ist eine präzise

Handhabung und vorsichtige

Bewegung erforderlich, um Beschädigungen

zu vermeiden und eine

konsistente Qualität sicherzu stellen.

Treten im Schaltstern einer solchen

Abfüllmaschine plötzliche Störungen

auf, wie beispielsweise Verstopfungen

oder Blockaden, kann es zu

unerwünschten mechanischen Belastungen

kommen, die zu Beschädigungen

an den Flaschen oder der

Maschine führen können. Es war

daher erforderlich, eine Lösung zu

finden, um diese potenziellen Schäden

zu verhindern und die Sicherheit

des Produktionsprozesses zu

verbessern.

Sicherheitskupplung

im Schaltstern

Die Implementierung einer Sicherheitskupplung

im Schaltstern erwies

sich für den Maschinenhersteller

als effektivste Lösung. Der Drehmomentbegrenzer

fungiert als

mechanisches Trennelement zwischen

An- und Abtrieb und ermöglicht

eine sekundenschnelle Trennung

um Schäden zu verhindern. Die kontrollierte

Bewegung der Fläschchen

gewährleistet eine gleichbleibende

Qualität der Produkte und reduziert

Ausschussware. Ebenso werden

Schäden an der Maschine verhindert,

wodurch Ausfallzeiten aufgrund von

Reparaturen oder Wartungs arbeiten

minimiert und somit die Produktivität

gesteigert wird.

Zuverlässiger

und langlebiger Schutz

Die hier gewählte Sicherheitskupplung

ECH mit integriertem

Ketten rad bietet seit Jahrzehnten

zuverlässigen und langlebigen

Schutz vor Überlastschäden im

Antriebsstrang und eignet sich für

eine Vielzahl von Anwendungen im

industriellen Bereich.

Diese Type kann in einem Drehmomentbereich

zwischen 5 und

900 Nm und bei Temperaturen von

-30 °C bis 150 °C verbaut werden

und eignet sich dadurch ideal für

anspruchsvolle Umgebungen und

Anwendungen. ◄

Gehäuse für Tragarmsysteme in der Medizintechnik

Gerade in der Medizintechnik gibt es für Tragarmsysteme

vielfältige Einsatzmöglichkeiten,

da medizinische Geräte und Monitore hiermit

flexibel positioniert werden können. Häufig werden

solche Geräte beim Patientenmonitoring

eingesetzt, um Vitalfunktionen wie z. B. Herzfrequenz,

Blutdruck oder Sauerstoffsättigung

zu überwachen.

OKW

Odenwälder Kunststoffwerke

Gehäusesysteme GmbH

info@okw.com

www.okw.com

Des Weiteren sind diese

Systeme aus Operationssälen

und Intensivstationen

nicht mehr wegzudenken.

Gerade hier ist eine

anpassungsfähige Ausrichtung

von Gerätschaften

essentiell für hochpräzises

Arbeiten. Aber auch

weniger prekäre Anwendungsfälle,

z. B. zur Patienteninformation

oder

Ähnlichem sind nicht zu

vernachlässigen.

Hierfür hat die OKW Gehäusesysteme GmbH

diverse, passende Modelle im Produkt programm.

Das CARRYTEC mit seinem funktionalen Griff

und den besonders großen, für User Interfaces


Komponenten

Industrietaugliches mobiles Speicherdevice

mit kompaktem Design

2024

APdate card solutions e.K.

sales@apdate.de

www.apdate.de

USB 3.2 NANODURA Dual Interface

Der ATP NANODURA Dual ist ein

industrietaugliches mobiles Speicherdevice

mit kompaktem Design und

optional zwei Interfaces: Superspeed

USB 3.2 über USB-C unterstützt

Datentransferraten bis zu 5 Gb/s

und eine hervorragende Random

Write Performance sowie USB On

The Go (OTG). Das USB-A-Interface

entspricht dem USB-2.0-Standard.

Mit Kapazitäten von 32, 64 oder

128 GB TLC Flash Memory bietet

der NANODURA viel Speicherplatz

auf kleinstem Raum: Mit zwei Interfaces

ist er gerade 36,5 mm lang

und 12,2 mm breit. In der Version

mit Single USB A Interface hat er

sogar nur eine Länge von 28 mm.

Der integrierte Schreibschutz sichert

wichtige Daten und Programme vor

einem versehent lichen Überschreiben

und beugt außerdem einer Infizierung

mit Schadsoftware vor.

Anders als bei den meisten USB-

Sticks ist hier der Schreibschutz

nicht mit einem Hardware Schalter

oder Jumper sondern in Software

realisiert und lässt sich wahlweise

auf Kommandozeilenebene oder

mit dem von ATP bereitgestellten

Windows Tool an- und abschalten.

Gut geschützt

Der NANODURA wird in SiP

(System in Package) Technologie

gefertigt, das heißt, exponierte

Komponenten werden verkapselt

und sind so bestmöglich geschützt

und abgeschirmt. Verpackt in ein

robustes Gehäuse hält er damit

auch starken mechanischen Belastungen

stand.

Ebenso wichtig wie die mechanische

Belastbarkeit ist für den Einsatz

in Industrieanwendungen die

Haltbarkeit und Zuverlässigkeit eines

Speichermediums. Diese werden

durch ausgereifte Flash Management

Technologien sichergestellt.

Dazu zählen globales Wear Leveling

und Bad Block Management oder

auch der in die Firmware integrierte

ATP Power-Loss-Protection (PLP)

Mechanismus, der Datenverlust und

-korruption bei unerwarteten Spannungseinbrüchen

vorbeugt.

Individuelle Anpassungen

runden das Angebot ab. Das kann

beispielsweise die Anbringung eines

Firmenlogos mit Lasergravur, oder

das Aufspielen von Kundensoftware

sein. Die Zielsetzung ist es,

möglichst jeden Kundenwunsch

zu erfüllen.

ATP und APdate!

ATP ist einer der führenden Hersteller

von hochwertigen NAND

Flash und DRAM Produkten mit

einer Erfahrung von über 20 Jahren

in Entwicklung und Produktion

von industrietauglichen Flash

Speicher Devices. Der Fokus liegt

dabei auf anspruchsvollen Anwendungen

in Industrie, Telekommunikation,

Medizintechnik und Enterprise

Computing.

APdate card solutions ist ein kompetenter

Ansprechpartner für Speichermedien

und deren Anwendungen.

Das Unternehmen bietet Flash

Massenspeicher, Schnittstellenmodule

und Grafikkarten für Industrieanwendungen,

sowie Magnetkarten-

und Chipkarten leser und

-schreiber an. ◄

nutzbaren Flächen (S: 8,4“/21 cm; M: 10,4“/26

cm; L: 13,4“/34 cm) ist zum Beispiel für die

schnelle Ausrichtung und Positionierung der

Sicht- und Bedienfläche und eine saubere

Kabelführung bestens geeignet.

Das etwas kleinformatigere INTERFACE-

TERMINAL punktet als multifunktionales Elektronikgehäuse

mit seinen vielfältigen Ausgestaltungsmöglichkeiten,

dem umfangreichen

Zubehörprogramm und der optionalen Schutzklasse

IP54.

Für die extra Portion Robustheit würde

sich außerdem das Aluminium-Profil gehäuse

SMART-TERMINAL mit seinem vertieften

Bedien feld zum Einbau und Schutz von Displays,

Folientastaturen und Bedienelementen

anbieten. Welches Gehäuse die richtige Wahl

ist, hängt natürlich von den spezifischen Anforderungen

und oft auch von den räumlichen

Gegebenheiten ab. ◄

2024

Kapton-Heizfolien überzeugen durch zahlreiche

Vorteile, die sie zur idealen Lösung

für anspruchsvolle Anwendungen machen.

Dank ihrer Hochtemperaturbeständigkeit

sind sie perfekt geeignet für Einsatzbereiche

mit Temperaturen bis zu 200 °C. Ihre

Flexibilität und Anpassungsfähigkeit ermöglichen

eine mühelose Integration auf nahezu

jeder Oberfläche.

Zudem sind sie äußerst robust und langlebig,

da sie Chemikalien und Feuchtigkeit

problemlos standhalten. Ein weiterer Pluspunkt

ist ihre Effizienz: Die homogene Wärmeverteilung

gewährleistet stabile und zuverlässige

Prozesse.

Kapton-Heizfolien

für die verarbeitende Industrie

Die Einsatzmöglichkeiten der Kapton-Heizfolien

sind vielfältig. Ob in der Medizintechnik,

der Automatisierung oder der Verpackungsindustrie

– diese Heiztechnologie bietet zuverlässige

und anpassungsfähige Lösungen für

unterschiedlichste Branchen.

Mit Kapton-Heizfolien kann man gemeinsam

die Zukunft der Wärmetechnologie gestalten.

Ihre innovative Heiztechnologie sorgt für

effiziente Prozesse.

Telemeter Electronic GmbH

info@telemeter.de

www.telemeter.info


37

Komponenten

Kundenspezifische Connectivity-Lösungen

Innovationen jenseits der Norm

Beispiele

aus der Medizintechnik

2024

Für Anwendungen in der Patientenüberwachung

hat binder ein

modulares 12-poliges Steckverbindersystem

aus Flanschstecker

und acht Flanschdosen entwickelt

(Serie 970). Dabei war Zuverlässigkeit

das herausragende Designkriterium.

Während die Dosen in

das Gehäuse des Patientenmonitors

integriert wurden, waren die

Stecker Bestandteil der steckbaren

Parametermodule. Die konzentrische

Anordnung der Kontakte

sorgte dafür, dass sich die Steckverbindung

beim Stecken selbsttätig

zentrierte und kein Entfernen

der Schutzkappe notwendig war.

Standardprodukte aus dem

binder- Portfolio sind den meisten

Applikationen gewachsen –

aber nicht allen. In solchen Fällen

kommt die Lösungskompetenz

des Neckarsulmer Herstellers zum

Tragen: in Form exklusiver, perfekt

auf die Anwendung zugeschnittener

Steckverbinder. Kunden profitieren

von der außergewöhnlichen

Fertigungstiefe bei binder ebenso

wie von sechs Jahrzehnten Erfahrung

in Konstruktion und Engineering.

Beispiele kundenspezifischer

Entwicklungen finden sich etwa

in der Medizingeräte- oder in der

Anlagentechnik.

Spezialisierte

Verbindungslösungen

nach Kundenwunsch

binder, ein führender Anbieter

industrieller Rundsteckverbinder,

entwickelt und fertigt spezialisierte

Verbindungslösungen nach

Kundenwunsch. Im Fokus stehen

Anwendungsfälle, deren besondere

Anforderungen das übliche

Maß übersteigen, sodass keines

der binder-Katalogprodukte für den

Einsatz infrage kommt. Sie lassen

sich mit kundenspezifischen Lösungen

des Neckarsulmer Spezialisten

zuverlässig umsetzen. binder verfügt

über umfassendes Know-how

in der Konstruktion und im Design

von Steckverbindern – und entwickelt

ebenso lange gemeinsam mit

Kunden und nach deren Vorstellungen

individuelle Verbindungslösungen.

Fertigungstiefe

und Qualitätskompetenz

Zum Vorteil der Kunden bietet

binder die Entwicklung, den Werkzeugbau

sowie Fertigung, Montage

und Automation aus einer

Hand an. Über seine Verbundunternehmen

verfügt der Hersteller

über zusätzliches Know-how

bei Stanz-, Dreh- und Gussteilen

sowie bei Galvanik, Leiterplattendesign

und Bestückung. Darüber

hinaus werden die maßgeschneiderten

Produkte im unternehmenseigenen

Labor qualifiziert.

Mithilfe von Auswirkungsanalysen

(FMEA, Fehlermöglichkeitsund

Einflussanalyse) werden kritische

Herausforderungen von Konstruktion

und Produktion frühzeitig

aufgedeckt. Musteraufbauten und

Voruntersuchungen im binder-Labor

unterstützen die Optimierung und

Qualitätssicherung der kundenspezifischen

Produkte ebenso wie die

Begleitung und Abnahme der Nullserienfertigung

durch die Qualitätsprojektleiter.

Zertifizierungen nach

ISO 9001:2015, ISO 14001:2015 und

EN ISO 13485:2016 + AC:2018 +

A11:2021 unterstreichen die Kompetenzen

von binder im hinsichtlich

des Qualitäts- und Umweltmanagements.

Anwendungen –

Medizin und mehr

Die Zielmärkte kundenspezifischer

binder-Produkte sind

so viel fältig wie die Kunden des

Unternehmens. Anwendungsbeispiele

finden sich etwa in der

Sanitärtechnik, in der medizinischen

Gerätetechnik, in der industriellen

Automatisierung sowie in

der Mess- und Regeltechnik. Eine

typische Anforderung der Medizintechnik

ist es beispielsweise, dass

sich Steckverbinder nicht gleichen

dürfen. Eine Schnittstelle muss

einzigartig sein, um Fehlstecken

zu verhindern. Außerdem kann

bereits während der Konstruktion

die Resistenz gegen bestimmte

Flüssigkeiten bei der Materialauswahl

der Komponenten berücksichtigt

werden.

Zu den potenziellen Medizintechnikapplikationen

zählen Beatmungs-

und Dialysegeräte, Instrumente

zur Ultraschall- und Elektrotherapie

sowie Infusionspumpen

und Kontrastmittelinjektoren.

Fazit

Wertig, zuverlässig und hochgradig

individuell: Bei der Umsetzung

kundenspezifischer Entwicklungsprojekte

agieren alle involvierten

binder- Unternehmensabteilungen

flexibel und ausgesprochen kundenorientiert.

In der Summe ist binder

dank seiner vielfältigen Erfahrungen

und technologischen Möglichkeiten

in der Lage, stark individualisierte

Steckverbinder für unterschiedliche

Zielmärkte gemäß Kundenvorgaben

zu entwickeln und herzustellen

– mit hoher Lieferzuverlässigkeit

sowie auf höchstem Qualitätsniveau.

Anwendungsgebiete:

• Automatisierung

• Instrumentierung

• Mess- und Regeltechnik

• Sanitärtechnik

• Medizintechnik

Eigenschaften:

• individuell nach Kundenwunsch

• mit hoher Fertigungstiefe

• im binder-Labor qualifiziert

• nach höchsten Qualitätsstandards

• mit hoher Lieferzuverlässigkeit

Franz Binder GmbH & Co.

Elektrische Bauelemente KG

info@binder-connector.de

www.binder-connector.de


Komponenten

Einsatz metallfreier Pumpen

Qualitätskontrolle von DNA- und RNA-Proben

2024

HNP Mikrosysteme GmbH

hnp-mikrosysteme.de

Ein wichtiges Verfahren für Analysen

und Qualitätskontrollen in

den Life Sciences ist die Elektrophorese

mit Agarosegelen. Grundlage

präziser Ergebnisse ist die

exakte Befüllung der Agarosesäulen.

In diesem Prozess arbeiten

metallfreie Pumpen der HNP

Mikro systeme GmbH.

Pumpen von HNP Mikrosysteme

werden für anspruchsvolle Abfüllaufgaben

in diversen Industriebereichen

eingesetzt. Eine Aufgabe ist

die Herstellung von Agarose säulen

für Elektrophorese-Anwendungen.

Hierbei wird eine niedrigprozentige

Agaroselösung bei bis zu 65 °C in

Dosiermengen von 30 µl - 50 µl in

Kunststoffkapillaren abgefüllt. Die

modulare Pumpe mzr-2942 kommt

zum Einsatz. Es ist eine metallfreie

Pumpe. Die medien berührten Bauteile

dieser Mikropumpe bestehen

aus Keramik und PEEK, um

den Eintrag von Metall ionen auszuschließen.

Agarosegele werden beispielsweise

für die Qualitätskontrolle von

DNA- und RNA-Proben nach kritischen

Arbeitsschritten während

der Herstellung von Genbibliotheken

genutzt. Es werden lediglich Probenvolumina

von 2 µl - 5 µl benötigt.

Bereits nach 20 bis 30 Minuten

liegen die Ergebnisse vor.

In Anwendungen, in denen kleine

und kleinste Flüssigkeitsmengen

hochpräzise dosiert oder kontinuierlich

gefördert werden, sorgen

die Pumpen von HNP Mikrosysteme

für Prozesssicherheit. Fünf

Baureihen von Mikrozahnringpumpen

(mzr-Pumpen) ermöglichen

kleinste Dosiervolumina ab 0,25 µl

und Volumenströme von 1 µl/h bis

1152 ml/min. ◄

Ultrakompakte Quarzserie für anspruchsvolle Anwendungen

2024

WDI AG

www.wdi.ag

Die C12-Serie von Aker Technology

wurde speziell für Anwendungen

mit begrenztem Platzangebot

entwickelt. Mit Abmessungen

von nur 1,2 mm x 1 mm

und einem Frequenzbereich von

32 bis 80 MHz ist die Serie ideal

für tragbare medizinische Geräte,

Wearables, IoT-Anwendungen und

drahtlose Kommunikation. Dank

der robusten Bauweise und des

weiten Betriebstemperaturbereichs

von -40 bis +125 °C eignet

sich die C12-Serie besonders für

den Einsatz in herausfordernden

Umgebungen.

Die C12-Serie bietet eine hohe

Frequenzstabilität von bis zu

±15 ppm bei einem Frequenzbereich

von 32 bis 80 MHz. Mit einem

extrem geringen Alterungswert

von nur ±3 ppm/Jahr gewährleistet

sie langfristige Zuverlässigkeit.

Dank des weiten Betriebstemperaturbereichs

ist die C12-

Serie nahezu ideal für anspruchsvolle

Umgebungen geeignet. Das

seam-seal SMD-Keramikgehäuse

sorgt für hohe Zuverlässigkeit und

gute Lötbarkeit.

Die C12-Serie bietet zudem eine

exzellente Schock- und Vibrationsfestigkeit

und ist RoHS-konform.

Dank der flexiblen Fertigung bei

Aker können Muster schnell und

kostengünstig geliefert werden. ◄


39

Komponenten

Kompakt und kostengünstig

Hamamatsu Photonics hat einen kompakten, kostengünstigen optischen Transceiver

für die kabellose Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikation mit rotierenden Objekten entwickelt.

Hamamatsu Photonics präsentiert den

P16548-01AT, einen optischen Transceiver

für räumliche Lichtübertragung zur kabellosen

optischen Datenkommunikation. Der

P16548-01AT ist ein kompakter integrierter

optischer Sender und Empfänger, der bidirektionale

Vollduplex-Kommunikation mit bis zu

1,25 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s) über räumliche

Distanzen von bis zu 100 mm ermöglicht.

Selbst bei der Kommunikation zwischen

einem stationären und einem sich um 360 Grad

drehenden Objekt bleibt die Leistung konstant.

Neben der Board-zu-Board-Kommunikation

über kurze Entfernungen ist dieser optische Transceiver

ideal für Datenkommunikations geräte mit

rotierenden mechanischen Elementen wie z. B.

Roboterarmen und omnidirektionalen Kameras.

Diese neue Lösung überwindet die Einschränkungen

herkömmlicher Schleifringe und bietet

eine zuverlässige, wartungsfreie Alternative. Ein

Schleifring ist ein Verbindungs element, das elektrische

Signale zwischen einem rotierenden und

einem feststehenden Objekt überträgt. In Systemen

mit Drehmechanismen ermöglichen sie

die Kommunikation ohne Kabelgewirr.

2024

Hamamatsu Photonics

www. hamamatsu.de

Produkt sofort verfügbar

Produkt und Evaluierungskits

sind ab sofort für in- und

ausländische Hersteller aus

den Branchen Transportwesen,

Industriemaschinen, medizinische

Geräte, Kameras, Steckverbinder

und vielen anderen

erhältlich.

Produktübersicht

Der optische Transceiver

P16548-01AT enthält einen

optischen Sender, der elektrische

Signale in optische

Signale umwandelt, und einen

optischen Empfänger, der

optische Signale in elektrische

Signale umwandelt. Diese Komponenten

sind in einem kompakten

Gehäuse untergebracht

und liegen einander auf der gleichen optischen

Achse gegenüber. Diese Konfiguration ermöglicht

eine bidirektionale Vollduplex-Kommunikation

mit bis zu 1,25 Gbit/s, sei es zwischen

Leiterplatten, die sich in geringer Entfernung voneinander

befinden, oder zwischen Komponenten

innerhalb eines Drehmechanismus. Dies ergibt

eine kompakte und kostengünstige Lösung, die

eine stabile Datenkommunikation gewährleistet.

Schleifringe verschleißen

In herkömmlichen Systemen werden häufig

Schleifringe für die Übertragung und den

Empfang elek trischer Signale zwischen rotierenden

und stationären Komponenten verwendet,

um Kabelgewirr zu vermeiden. Bei Schleifringen

nutzen sich jedoch die rotierende Bürste

und der feste Metallring allmählich ab, was die

Signalqualität zunehmend verschlechtert, und

daher regelmäßige Wartung erfordert. Auch das

durch Vibration und Reibung verursachte Rauschen

führt zu einer allmählichen Verschlechterung

der Signalqualität.

Innovativer Transceiver

Der neue optische Transceiver von Hamamatsu

überwindet diese Herausforderungen

durch die berührungslose, räumliche Lichtübertragung

und gewährleistet so eine gleichbleibend

hochwertige Kommunikation.

Der P16548-01AT verfügt über einen Oberflächenemitter

(VCSEL = vertical-cavity surface

emitting laser), aus dem der Laserstrahl normal

zur Oberfläche austritt. Der Emitter ist mit einem

temperaturkompensierenden VCSEL-Treiber

kombiniert. Dies ermöglicht eine stabile Kommunikation

über einen großen Betriebstemperaturbereich.

Außerdem enthält er eine Hochgeschwindigkeits-Photodiode

für den Lichtempfang

und einen Signalverarbeitungs-Chip, der die Leistungsmerkmale

der Photodiode maximiert und

den Hochgeschwindigkeits betrieb ermöglicht.

Preiswert und gut

Hamamatsu hat ihre umfassende Erfahrung

in der Entwicklung von Geräten und optischen

Transceivern für die Glasfaserkommunikation in

Automobil- und Industrieanwendungen in diese

innovative Lösung eingebracht. Die Technologien

zum Montieren und Zusammensetzen optischer

Halbleiter ermöglichen es in Verbindung mit effizienten

Fertigungsprozessen, diesen optischen

Transceiver zu einem wettbewerbsfähigen Preis

anzubieten und gleichzeitig eine hervorragende

Signalqualität zu gewährleisten.

Hohe Signalqualität

Bei der Installation in rotierenden Systemen

wie Roboterarmen und omnidirektionalen Kameras

gewährleistet der P16548-01AT eine hohe

Signalqualität, indem er die Einschränkungen

herkömmlicher Schleifringe beseitigt. Dieser

optische Transceiver unterstützt auch die bleifreie

Reflow-Löt montage, bei der die Leiterplatten

hohen Temperaturen von bis zu 260 °C

ausgesetzt sind.

Hamamatsu wird ihr Angebot an optischen

Transceivern weiterhin ausbauen, um auf die

ständig steigende Nachfrage zu reagieren.

Hauptmerkmale

1. Bidirektionale Vollduplex-Kommunikation

durch räumliche Lichtübertragung: Ermöglicht

räumliche digitale optische Hochgeschwindigkeitskommunikation

mit bis zu 1,25 Gbit/s

im bidirektionalen Vollduplex-Modus zwischen

Leiterplatten, die eine elektrische Isolierung

erfordern. Die Installation komplexer optischer

Systeme wird dadurch unnötig.

2. Optimiert für rotierende mechanische Elemente:

Integriert in ein kompaktes Gehäuse

ermöglichen ein optischer Sender und ein

optischer Empfänger die optische Kommunikation

in engen Räumen, in denen die Installation

von Leitungen zwischen stehenden und

rotierenden Elementen problematisch wäre.

3. Stabile Datenkommunikation: Die berührungslose,

räumlich-optische Kommunikation

gewährleistet eine stabile Datenüber tragung

und eliminiert die mit herkömmlichen Schleifringen

verbundenen Verschleißprobleme. ◄


Chips, Wärme und Kühlung mit Lüftern

Die Technologie hinter der KI-gestützten Bildanalyse in der Medizintechnik

Komponenten

2024

SEPA EUROPE GmbH

www.sepa-europe.com


Früher verließ man sich hauptsächlich

auf menschliche Experten,

um medizinische Bilder wie Röntgenaufnahmen,

MRT-Scans, CT-Scans

usw. zu interpretieren. Dies konnte

zeitaufwendig sein und war anfällig

für menschliche Fehler sowie für

Variationen in der Interpretation je

nach Erfahrung und Fachwissen des

Arztes. Die KI-gestützte Bild analyse

in der Medizindiagnostik hat sich in

den letzten Jahren erheblich weiterentwickelt

und bietet eine Vielzahl

von Vorteilen im Vergleich zu früheren

Methoden.

Spezielle Prozessoren

Für die KI-gestützte Bild analyse

in der Medizindiagnostik werden oft

spezielle Prozessoren verwendet,

Strommesswiderstand in sehr flacher Bauweise

TFT Thin-Film Technology präsentiert die neue MPC-Serie.

Die MPC-Serie von TFT Thin-Film Technology

besteht aus einem Metallfolien-Widerstandselement

und einem Glassubstrat und zeichnet sich

durch eine kompakte Bauweise und ein flaches

Design aus. Dieses einzigartige Design macht sie

besonders geeignet für die Integration in Wearable

Technology und kleine Verbrauchergeräte. Der Vorteil

ihres niedrigen Höhenprofils kommt besonders bei

Anwendungen zum Tragen, bei denen die Gehäusespezifikationen

eingeschränkt sind. Diese Widerstände

sind RoHS-konform, bleifrei und verfügen

über eine Anti-Schwefel-Beschichtung. Der Widerstandsbereich

erstreckt sich von 1 mR bis 50 mR in

den Bauformen 0201, 0402, 0603, 0805 und 1206

mit Leistungen von 0,25 W – 1 W bei Toleranzen von

±0,5 % und ±1 % und TK-Werten bis zu 50 pmm.

Typische Anwendungen sind z. B. tragbare Fitnessgeräte,

Spielekonsolen, Headsets, Mobiltelefone

und allgemein in der Verbraucher- und Telekommunikationselektronik.

WDI AG

www.wdi.ag

die auf die Anforderungen von

Deep-Learning-Algorithmen optimiert

sind. Diese Chips sind darauf

ausgelegt, große Mengen von Daten

schnell zu verarbeiten und komplexe

Berechnungen durchzuführen. Sie

erzeugen aber oft viel Wärme, was

eine effiziente Kühlung erforderlich

macht, um Überhitzung und Leistungsabfall

zu vermeiden. Hier kann

der Chipkühler HZ30B Abhilfe schaffen.

Er setzt Maßstäbe mit seinem

geringen Gewicht, seiner flachen

Bauweise und der einfachen Montage,

ohne Kompromisse bei der

Kühlleistung einzugehen.

Geringe Bauhöhe

Der Aktivkühler HZ30B ist

eine innovative Lösung, denn der

leistungsfähige RaAxial-Lüfter

MF17B05 wurde bündig in einen

Pinblock-Kühlkörper versenkt und

nicht auf der Oberfläche aufgesetzt.

Diese Konstruktionsweise ermöglicht

eine bemerkenswert geringe

Bauhöhe von nur 8 mm. So findet

der Chipkühler selbst in den kompaktesten

Geräten problemlos Platz.

Auch die Kühlleistung spricht für sich,

denn die Pins sind versetzt angeordnet

und werden somit besonders

effektiv angeströmt. Der Wärmewiderstand

von nur 4,7 K/W zeigt

das eindrucksvoll.

Extrem leicht

Der Aktivkühler überzeugt auch

durch sein Gewicht. Mit nur 11 g ist

er federleicht und eignet sich ideal

für Systeme, in denen jedes Gramm

zählt. Außerdem ist er sehr leise.

Das macht ihn besonders empfehlenswert

für Umgebungen, in

denen eine geräuscharme Arbeitsweise

von entscheidender Bedeutung

ist. ◄

41

Komponenten

Roboterarme für medizinische

und paramedizinische Anwendungen

Ultrasicheres und präzises Sortiment

2024

BizLink Robotic Solutions

Germany GmbH

www.bizlinktech.com

Das neu entwickelte BizLink

PULASR-Produkt ist aufgrund der

Designphilosophie von PULSAR als

Plattform zu verstehen. Die Designphilosophie

beinhaltet, kunden spezifische

Entwicklungen entsprechend

ihrer Anforderungen in Bezug auf klinische

Anwendungen flexibel umzusetzen.

BizLink hat technologische

Bausteine wie Gelenke und Software

entwickelt, die eine unbegrenzte Vielfalt

an Kombinationen und Kinematiken

ermöglichen. Das macht Biz-

Link nicht nur zu einem Anbieter,

sondern zu einem echten Technologiepartner.

Das PULSAR- System

ist mit dem Medizinprodukte-QMS

ISO 13485 konform und integrationsfähig.

Zu den Funktionen gehören

eine vollständige Systemredundanz

für maximale Sicherheit, eine

anwenderfreundliche API für eine einfache

Systemintegration, ein intelligenter

kleiner im Fuß des Roboters

eingebauter Controller sowie Komponenten,

die in Punkto höchstmögliche

Genauigkeit ausgewählt wurden.

Viele Optionen

BizLink bietet mit PULSAR auch

eine Reihe von Optionen. Angefangen

bei Kollisionsvermeidung,

absoluter Genauigkeitskalibrierung,

Kupplungssystem oder embedded

3D-Vision – alles ist auf

Anfrage verfügbar. „Die BizLink

PULSAR-Plattform spiegelt das

Engagement von BizLink für Innovation

wider und gewährleistet stets

maximale Genauigkeit, Sicherheit

und Zuverlässigkeit“, sagt Claude

Burlot, Geschäftsführer von BizLink

Robotic Solutions France, S.A.S.

Patientenpositioniersystem

ORION

Neben der neu entwickelten

PULSAR- Plattform umfasst das

Medical Robotics Portfolio von

BizLink das intuitive und hochpräzise

Patientenpositioniersystem

ORION, das bei Krebsbehandlungen

eingesetzt wird.

Mit seinen vielfältigen Anwendungen

und Konfigurationen bietet

es zahlreiche Vorteile, die alle auf

eine schnelle und präzise Behandlung

abzielen: Es bietet eine dynamische

Positionskontrolle in sechs

Freiheitsgraden mit einer Genauigkeit

von weniger als einem Millimeter.

Das System verkürzt die

Behandlungszeit pro Patient, da es

die Möglichkeit bietet, den Patienten

außerhalb des Behandlungsraums

mithilfe des Werkzeug wechslers

vorzubereiten.

Darüber hinaus verfügt es über

eine hohe Trag fähigkeit für das

Patientengewicht und lässt sich

schnell und einfach in neuen und

bestehenden Strahlentherapiezentren

installieren. Des Weiteren ist

es flexibel und einfach zu bedienen,

was dem klinischen Personal

ein Höchstmaß an Kapazität

in der Patientenversorgung ermöglicht.

◄

AEC-Q200 konforme Dünnschichtwiderstände

Die SMD-Dünnschicht-Widerstände der ARM-

Serie des taiwanesischen Herstellers Viking Tech

sind beim Distributor Schukat ab Lager erhältlich.

Die ARM03-Typen bieten eine hochent wickelte

Dünnschichttechnologie mit engen Widerstandstoleranzen

von bis zu ±0,1 % (ARM03B) und

bis zu ±0,05 % (ARM03A), extrem niedrigem

Temperatur-Koeffizient (TCR) bis hinunter zu

±25ppm/°C und einen großen Widerstandsbereich

von 47 Ohm bis zu 300 kOhm. In Bauform

0603 (1,55 x 0,8 x 0,45 mm) bieten diese Widerstände

eine Leistung von 0,1 W bei einer max.

Betriebsspannung von 100 V. Sie sind für eine

Betriebstemperatur von -55 °C bis zu 155 °C

spezifiziert, mit linearer Lastminderung (abfallend)

zwischen 85 °C bis 155 °C. Die Typen

ARM05 mit 0,125 W Leistung kommen in der

Gehäusegröße 0805 (2 x 1,25 x 1,1 mm), bieten

eine Widerstands toleranz von 0,1 % und einen

Temperaturkoeffizienten (TC) von ±25ppm/°C.

Beide Produktvarianten sind RoHS-konform

und schwefelbeständig nach ASM B809. Mit

Konformität nach AEC-Q200 eigenen sie sich

für Automobil- und Telekommunikation-Anwendungen,

medizinische und industrielle Ausrüstung,

industrielle Messgeräte, Industriemaschinen,

verschiedene Sensoren sowie medizinische

Elektronik (Serie ARM03).

Schukat electronic Vertriebs GmbH

info@schukat.com

www.schukat.com


Sensoren

Nicht anfassen! Besser Berührungslos.

2024

a.b.jödden gmbh

info@abjoedden.de

www.abjoedden.de

Im medizinischen Bereich ist Hygiene von

größter Bedeutung, um die Ausbreitung von

Krankheitserregern zu verhindern und die

Gesundheit von Patienten und medizinischem

Personal zu schützen. Eine wirksame Methode,

um die Ansteckungsgefahr zu minimieren, besteht

darin, physischen Kontakt weitestgehend zu

vermeiden - sei es zum Berühren von Gegenständen

oder Menschen. Diese Empfehlungen

haben gerade in Zeiten von Pandemien wie

COVID-19 besonders an Aktualität gewonnen.

Eine Innovation auf dem Gebiet der hygienebewussten

Medizintechnik stellen berührungslose

Messmethoden mittels Magnetfeldern dar.

Mithilfe dieser Technologie wird eine genaue

Datenerfassung ohne unmittelbaren Kontakt

zwischen Messtechnik und Proband ermöglicht.

Somit entfallen potenzielle Quellen für Infektionen,

was sowohl für Patienten als auch Pflegepersonal

von großem Nutzen ist.

Diese Technik kommt auch in der Sensorik

der Spezialisten von a.b.jödden zum Tragen.

Hier trägt das berührungslose Messen zusätzlich

dazu bei, den Verschleiß zu minimieren. Die

voll vergossene, autoklavierbare Verschalung

sorgt zudem dafür, dass eine Reinigung, fast

ebenso intensiv wie bei medizinischem Werkzeug,

vorgenommen werden kann.

So kann jeder Bereich, der auf Hygiene angewiesen

ist, optimiert werden. ◄

Ultrakompakter Drucksensor für kleinste Drücke

Analog Microelectronics GmbH

info@analog-micro.com

www.analog-micro.com

Mit der AMS 6832-Serie präsentiert Analog

Microelectronics eine board-mount

Drucksensor familie im kompakten DIL-6

Kunststoffgehäuse.

Die AMS 6832 eignen sich für Niedrigstdruckmessungen

im Temperaturbereich

von -25 bis 85 °C. Sie verfügen über einen

ratiometrischen Spannungsausgang von

0,5…4,5 V und bieten zusätzlich eine I 2 C-

Schnittstelle über die digitale Druck- und

Temperaturmesswerte mit 18 bit Auflösung

ausgelesen werden können. Beide Ausgänge

können parallel betrieben werden.

Die verfügbaren Druckbereiche umfassen

bei Differenzdruck anwendungen 0…250 Pa

(2,5 mbar) bis zu 0…1000 Pa (10 mbar) und

bei bidirektionalen Differenzdruckmessungen

-125…125 Pa bis zu -1000…1000 Pa. Durch

das membranbasierte Messprinzip und einen

Berstdruck von 20 kPa (200 mbar) eignen sich

die Sensoren der AMS 6832 Drucksensorserie

für Niedrigstdruck-Applikationen aus der

Klimatisierungstechnik (HVAC), Gebäudeautomation,

der Medizintechnik und der Industrie,

in denen präzise Messungen bei gleichzeitiger

Miniaturisierung benötigt werden. ◄


43

Sensoren

Kostengünstiger und präziser

MEMS-Mass-Flow-Sensor

2024

Angst+Pfister Sensors and Power AG

sensorsandpower@angst-pfister.com

sensorsandpower.angst-pfister.com

Die neuen Durchflusssensoren PFLOW2001

von Angst+Pfister Sensors and Power (APSP)

basieren auf MEMS-Technologie und messen

nach dem thermischen Prinzip.

Dank einem Sensorchip der neusten Generation

und einem optimierten Kalibrierprozess wird

eine Genauigkeit von ±(1,5 %RD + 0,15 %FS)

und besser erreicht. Die Serie deckt einen weiten

Messbereich von 0...10 sccm bis 5000 sccm

ab. Mit einem Eingangsspannungsbereich von

2,7...15 VDC eignet sich die neue Serie auch

hervorragend als Ersatz für ältere oder abgekündigte

Durchflusssensoren. Der PFLOW2001

ist pinkompatibel zu vielen älteren Serien. Das

Ausgangssignal kann wahlweise digital über I 2 C

oder analog konfiguriert werden.

Einsatzbereiche

In vielen Anwendungen wie HLK, Medizintechnik

oder Prozessautomation ist die PLFOW2001

Serie aufgrund des hervorragenden Preis-/Leistungsverhältnisses

und der langen Verfügbarkeit

der perfekte Massendurchflusssensor. Die

schnelle Reaktions geschwindigkeit von 2 ms

runden das Angebot ab.◄

Schnellerer Induktiv-Encoder

Posic lanciert eine brandneue Version des Linear-Encoder-Kits IT3402L

mit gesteigerter Geschwindigkeit und verbesserter Wiederholgenauigkeit.

2024

POSIC SA

info@posic.com

www.posic.com

Die Maximalgeschwindigkeit und die Auflösung

des IT3402L sind programmierbar,

sodass der Encoder genau an die jeweiligen

Anforderungen angepasst werden kann. Die

Kombination aus Maximalgeschwindigkeit und

Auflösung wurde gegenüber der Vorgängerversion

um das 6-fache erhöht. Beispiel: Eine

Geschwindigkeit von 1 m/s kann jetzt mit einer

Auflösung von 0,6 µm und einer Wiederholgenauigkeit

von ±1 µm erreicht werden.

Die Ausgangssignale sind A- und B-Pulse

in Quadratur und ein Index-Puls, der mit den

A- und B-Signalen synchronisiert ist. Dank der

Wirbelstrom-Messung ist der Encoder immun

gegen Magnetfelder und daher besonders

geeignet für den Einsatz in lineare Direktantriebe,

Tauchspulen, Magnetspulen und andere

magnetische Aktoren.

Zu den Zielmärkten gehören die Industrieund

Laborautomatisierung mit Anwendungen

wie Bestückungsautomaten, Inspektions- und

Testgeräte, Robotik und Werkzeugmaschinen.

Das Encoder-Kit IT3402L mit Maßstäben

in verschiedenen Längen und einem Evaluierungs-

und Programmier-Tool kann auf der

POSIC-Website bestellt werden. ◄


Sensoren

Berührungsloses Messen leicht gemacht

Evaluation Kit für Füllstandssensoren

2024

Eine zuverlässige und kontaktlose Füllstandsmessung bieten die neuen

Füllstandssensoren von EBE sensors + motion.

In der Welt der industriellen Automatisierung

und Sensortechnologie

stellt die präzise Messung von Füllständen

eine kontinuierliche Herausforderung

dar. EBE sensors+ motion

bringt nun ein Evaluation Kit für Füllstandssensoren

auf den Markt, das

nicht nur durch seine Präzision, sondern

auch durch seine Benutzerfreundlichkeit

besticht. Ziel ist es,

Anwendern ohne tiefgreifende technische

Kenntnisse die Möglichkeit

zu geben, schnell und unkompliziert

valide Messergebnisse zu erzielen.

EBE sensors + motion unterstützt

Medizintechnik-Hersteller als Entwicklungspartner

für individuell entwickelte

mechatronische und sensorische

Komponenten sowie Systeme.

Dazu gehören präzise Sensorik

zur Detektion von Füllständen

oder Positionen, Komponenten für

hygienische und zuverlässige Bedienelemente

und robuste Aktorik.

Intuitive Bedienung

Das Herzstück des Kits ist eine

Software, die speziell entwickelt

wurde, um die Benutzung des Füllstandssensors

so intuitiv wie möglich

zu gestalten. Die Einrichtung

erfolgt in wenigen Schritten: Nach

dem Download der Control Software

von der EBE-Homepage und

dem Verbinden des Sensors über

das beiliegende Interface kann der

Anwender direkt starten. Weitere

Ausrüstung, Schnittstellen oder

Software für Datenauswertung wird

nicht benötigt. Diese Zugänglichkeit

ist besonders für jene von Vorteil,

die sich schnell und effizient mit der

Funktionsweise des Sensors vertraut

machen möchten. Durch die

Verwendung des Evaluation Kits

wird die Anbindung und Kommunikation

mit dem Füllstandssensor

zum Kinderspiel.

Intuitive Software trifft auf

leistungsstarke Hardware

Die grafische Benutzeroberfläche

der Software bietet eine detaillierte

Darstellung der Messwerte, die über

den Sensor erfasst werden. Durch

Features wie Zoom- und Bewegungsfunktionen

des Graphen können

Anwender die Daten genauer

betrachten und analysieren. Eine

Übersicht aller relevanten Informationen

zum Sensor ist stets verfügbar,

was die Bewertung der Sensorleistung

erleichtert. Eine weitere

Funktion ist die Möglichkeit,

Messwerte einfach aufzuzeichnen

und in gängigen Formaten wie .csv

oder .xls zu speichern. Dies ermöglicht

eine effiziente Weiterverarbeitung

und Analyse der Daten, was

besonders für Elektronikentwickler

von großem Nutzen ist.

Anpassung auf Knopfdruck

Die Software erlaubt es dem

Anwender, den Sensor eigenständig

für die Nutzung mit PWM (Pulsweitenmodulation)

zu konfigurieren.

Die Messbereichsgrenzen können

individuell eingestellt werden, um

den Sensor optimal an die jeweiligen

Anforderungen anzupassen.

Bei der Konfiguration der PWM-

Grenzwerte steht die Software unterstützend

zur Seite, was den Prozess

erheblich vereinfacht. Danach

kann der Sensor direkt in das Kundensystem

über die kundenkonfigurierte

PWM-Schnittstelle eingebunden

werden. Zusätzlich stellen alle

Sensoren auch eine Standard-I 2 C-

Schnittstelle zur Verfügung.

Kontaktlose

Füllstandsmessung

leicht gemacht

Mit seinem neuen Evaluation Kit

für Füllstandssensoren bietet EBE

sensors + motion eine benutzerfreundliche

und innovative Lösung

für die Anbindung und Testung von

Füllstandssensoren in der Industrie.

Diese können beispielsweise in der

Medizintechnik bei Dialysegeräten

eingesetzt werden. Die Kombination

aus intuitiver Software und leistungsstarker

Hardware macht dieses Kit

zu einem nützlichen Werkzeug für

jeden, der sich mit der berührungslosen

Messung und Analyse von

Füllständen beschäftigt. Die einfache

Handhabung und die umfangreichen

Funktionen bieten Anwendern

eine bisher unerreichte Flexibilität

und Effizienz bei der Arbeit

mit Füllstandssensoren.

EBE

Elektro-Bau-Elemente GmbH

www.ebe.de

Die Control Software des EBE Evaluation Kits lässt sich intuitiv einbinden und bietet einen übersichtlichen Überblick

über die gemessenen Werte. Alle Bilder © EBE Elektro-Bau-Elemente GmbH


45

Stromversorgung

500 Watt AC/DC-Stromversorgung

mit internationalen Medizinzulassungen

Kompakt und hocheffizient: die neue Netzteil-Serie im 3x5“-Format für die Medizintechnik

Bicker Elektronik, Donauwörth, stellt mit dem

BEO-5112M (12 V) und dem BEO-5124M (24 V)

zwei neue AC/DC-Schaltnetzteile im kompakten

3x5“-Format vor, die speziell für die Anforderungen

in der Medizintechnik entwickelt wurden. Mit

einer Leistung von 500 W (belüftet) bzw. 390 W

(lüfterlos), einem Wirkungsgrad von bis zu 94,5 %

und umfangreichen medizinischen Sicherheitszulassungen

erfüllt die neue BEO-5100M-Serie

höchste Ansprüche in Sachen Effizienz, Zuverlässigkeit

und Sicherheit. Der universelle Eingang

von 80 bis 264 VAC mit aktiver PFC ermöglicht

den flexiblen und weltweiten Einsatz.

Die Open-Frame-Stromversorgungen sind somit

ideal geeignet für anspruchsvolle medizinische

Anwendungen und lüfterlose Systeme.

Platzsparende AC/DC-Stromversorgung

Die BEO-5100M-Serie mit einer Grund fläche

von nur 3x5“ überzeugt mit einer hohen Leistungsdichte.

Dies ermöglicht die Integration in

besonders kompakte Medizingeräte und hochperformante

medizinische Computersysteme.

Trotz der geringen Abmessungen liefern die

Schaltnetzteile eine konstant hohe Leistung von

500 W bei forcierter Luftkühlung und 390 W im

lüfterlosen Betrieb.

Für 5 Sekunden ist zudem eine Peak Power

von 600 W möglich. Besonders robust und hochwertig

aufgebaut, sind die Netzteile der BEO-

5100M-Serie für den zuverlässigen 24/7-Dauerbetrieb

ausgelegt und arbeiten im erweiterten

Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C.

Höchste Effizienz und Energieeinsparung

Das optimierte Netzteil-Design mit einem sehr

hohen Wirkungsgrad von bis zu 94,5 % und einem

Stromverbrauch ohne Last von weniger als 0,5 W

reduziert die Wärmeentwicklung signifikant, was

sich in einem reduziertem Kühlaufwand und einer

längeren Lebensdauer der Stromversorgung widerspiegelt.

Darüber hinaus trägt dies zur Verringerung

der Betriebskosten und zur Schonung der

Umwelt bei. Diese Eigenschaften machen die

BEO-5100M-Serie zur idealen Wahl für moderne

und besonders energie effiziente Medizingeräte.

2024

Bicker Elektronik GmbH

info@bicker.de

www.bicker.de

Umfangreiche Sicherheitszulassungen

und Schutzfunktionen

Die BEO-5100M-Serie ist mit

zahlreichen Sicherheits- und

Schutzfunktionen aus gestattet,

die einen zuverlässigen und

sicheren Betrieb gewährleisten.

Die Erfüllung der internationalen

Sicherheitsnormen

für die Medizin technik IEC/

EN/UL60601-1 Ed.3.2 mit

2x MOPP-Zertifizierung

(Means of Patient Protection)

und der EMV-

Norm 60601-1-2 Ed.4.1

unterstreicht die hohe

Qualität und Konformität

der Produkte.

Die Netzteile erfüllen zudem die Anforderungen

der IEC/EN60335 für den Bereich der

häuslichen Umgebung und für die gewerbliche

Nutzung, sowie die EN55011 in der anspruchsvollen

Klasse B hinsichtlich der elektromagnetischen

Verträglichkeit.

Weitere Merkmale sind der integrierte Übertemperaturschutz,

Kurzschlussschutz und Überstromschutz,

jeweils mit automatischem Wiederanlauf

(Auto Recovery). Diese Funktionen sorgen

dafür, dass die medizinischen Schaltnetzteile

auch unter anspruchsvollen Bedingungen

zuverlässig arbeiten und höchste Sicherheitsstandards

erfüllen.

Flexibilität in der Applikation

Die Netzteile BEO-5112M (12 V) und dem

BEO-5124M (24 V) können sowohl für Anwendungen

der Schutzklasse I (Schutzleiter), als

auch für Schutzklasse II (Schutz durch doppelte

oder verstärkte Isolierung) eingesetzt werden.

Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an die

Applikation ermöglichen die integrierte Remote-

Control-Funktion mit PS_ON/PS_Off, Signalausgänge

für PG (Power Good) / PF (Power Fail),

sowie zusätzliche Ausgänge für +5V Standby-

Verbraucher und +12V-Lüfter.

Universell für den weltweiten Einsatz

Die BEO-5100M-Serie von Bicker Elektronik

vereint somit höchste Zuverlässigkeit, Effizienz

und Sicherheit in einem kompakten und

leistungsstarken Netzteil für den internationalen

Einsatz. Neben den Open-Frame- Varianten

bietet Bicker Elektronik mit der BEO-5100MC-

Serie auch Varianten mit vormontiertem

Gehäuse an. ◄

Produktvorteile

auf einen Blick

• Medizinische AC/DC-Netzteile 3x5“

• Eingangsspannung 80-264 VAC

(aktive PFC)

• Geregelte Ausgangsspannung

• Leistung 500 W (belüftet)

bzw. 390 W (lüfterlos)

• Peak Power 600 W für 5 Sek.

• Hoher Wirkungsgrad bis zu 94,5 %

• Arbeitstemperaturbereich

-40 °C bis +85 °C

• Stromverbrauch ohne Last <0,5W

• Betriebshöhe 5000 m

• IEC/EN/UL60601-1 Ed.3.2

• 2x MOPP (Patientenschutz)

• EMV 60601-1-2 Ed.4.1

• Power-Good- und Power-Fail-Signal

• PS_On / PS_Off Remote Control

• Erfüllt IEC/EN60335 / EN55011

Klasse B

• Für Applikationen der Schutzklasse I & II

Produktlink BEO-5112M (12V):

https://www.bicker.de/beo-5112m

Produktlink BEO-5124M (24V):

https://www.bicker.de/beo-5124m


Stromversorgung

Ultraflache PCB-Netzteile

Der Distributor Schukat hat die

LOP-200/300 Netzteile von Mean

Well mit Nennleistungen von 200 W

bzw. 300 W und einem niedrigen

Profil mit einem Eingangsbereich von

80 VAC bis 264 VAC in sein Angebot

aufgenommen. Sie kommen in kompakter

Bauform (4x2 Zoll), haben

eine niedrige Leerlaufleistung, einstellbare

Ausgangsspannung und

eignen sich für Schutzklasse I/II. Ihre

Spitzenlastkapazität beträgt 150 %.

Die Netzteile verfügen über einen

eingebauten PFC-Schaltkreis und

Schutzfunktionen wie Kurzschluss,

Überlast, Überspannung und Übertemperatur.

2024


info@schukat.com

www.schukat.com

Die LOP-200/300 Netzteile zielen

auf den Einsatz in Industrieautomatisierungsmaschinen,

medizinischen

Geräten, elektronischen Instrumenten

und Industrie-Steuerungssystemen

ab, und erfüllen die relevanten

internationalen Sicherheitsvorschriften.

Neu im Portfolio ist zudem die

LOP-400/500/600 Serie mit Abmessungen

von 5x3 Zoll und einer Nennleistung

von 400 W/500 W/600 W.

Es sind sehr zuverlässige, leistungsstarke

Open-Frame-Netzteile

mit hervorragenden EMV-

Eigenschaften. Mit niedriger Bauhöhe

(27,5 mm oder 30,5 mm oder

35 mm) eigenen sie sich für Anwendungen,

die ein flaches Design bei

großem Leistungsbedarf benötigen.

Sie bieten einen erweiterten Ausgangsspannungsbereich

von 12 V

bis zu 54 V, 150 % Lastkapazität für

max. 3 Sekunden und einen erweiterten

Betriebstemperatur bereich

von -40 °C bis zu +80 °C. Ihr Wirkungsgrad

liegt bei 95 %.

Die Bauteile dieser Serie erfüllen

gleich zeitig mehrere Sicherheitsnormen

in verschiedenen Bereichen,

einschließlich 62368-1/60601-

1/61558-1/60335-1. Ihr breites

Anwendungsspektrum umfasst den

Einsatz in der Kommunikation, in

Netzwerken, in der Medizin, in industriellen

Steuerungen, in der Sicherheitstechnik,

in der Gebäudeautomation

und in anderen Bereichen.

Mean Well gewährt 3 Jahre Garantie

auf die Stromversorgungen der

LOP-Familie. ◄

6-Watt-DC/DC-Wandler für medizinische Anwendungen

2024

Traco Electronic AG

www.tracopower.com

Die TIM-6-Serie umfasst eine

Reihe von kostengünstigen 6-Watt-

DC/DC-Wandlern für medizinische

Anwendungen mit weitem

2:1-Eingangsspannungsbereich in

einem kompakten DIL-24-Kunststoffgehäuse.

Die Wandler bieten

ein verstärktes Isolationssystem

(5.000 VAC) und einen

sehr geringen Ableitstrom von

weniger als 2 µA. Die Geräte sind

nach der 3. Ausgabe der IEC/EN/

ES 60601-1 für 2x MOPP zertifiziert

und umfassen eine Risikomanagement-Akte

gemäß ISO 14971.

Sowohl das Design als auch

die Produktion entsprechen dem

Qualitätsmanagementsystem

nach ISO 13485. Aufgrund des

hohen Wirkungsgrads von bis zu

89 % und hochwertigster Komponenten

können die Wandler

bei Umgebungstemperaturen

von -40 °C bis +95 °C zuverlässig

betrieben werden. Sie stellen

nicht nur für medizinische Geräte,

sondern auch für anspruchsvolle

Anwendungsbereiche wie Transport,

Regelungs- und Messtechnik

sowie IGBT- Treiber eine zuverlässige

Lösung dar.

Eigenschaften im Überblick:

• Kompaktes

DIL-24-Kunststoffgehäuse

• E/A-Isolation 5.000 VAC

ausgelegt für 250 VAC

Arbeitsspannung

• Zertifiziert nach der

3. Ausgabe der IEC/EN/

ES 60601-1 für 2x MOPP

• Risikomanagement-Prozess

nach ISO 14971

• Abnahmekriterien für

elektronische Baugruppen

nach IPC-A-610 Klasse 3

• Geringer Ableitstrom <2 µA

• Arbeitstemperatur

von -40 °C bis 95 °C

• EMV-Konformität nach der

4. Ausgabe der IEC 60601-1-2

und EN 55032 Klasse B

• Betrieb bis 5.000 m Höhe

• 5 Jahre Produktgarantie ◄


47

Stromversorgung

Innovatives medizinisches 65-W USB-PD Ladegerät

FSP Power Solution GmbH bringt ein innovatives

neues medizinisches 65-W USB-PD

Ladegerät auf den Markt. Dieses hocheffiziente

Ladegerät verfügt über einen IEC 320/

C14 AC-Eingang, eine Ausgangsspannung von

5/9/12/15/20 V und eine maximale Ausgangsleistung

von 65 W. Es entspricht dem medizinischen

Standard und ist gemäß medizinischer

EMV-Norm zertifiziert. Somit ist es ideal für eine

Vielzahl medizinischer Anwendungen.

2024

FSP POWER SOLUTION GMBH

www.fsp-ps.de

FSP065M-DUA Produkteigenschaften:

• Eingangsspannungsbereich: 90-264 VAC

• Ausgangsspannung: 5/9/12/15/20 V

• DOE Energieeffizienz VI

• Leerlaufstromverbrauch: ≤ 0,21 W

• Betriebshöhe: Bis zu 5.000 m

• Sicherheitsstandards:

IEC60601-1 und IEC 62368-1

Anwendungen:

Das 65W USB-PD Ladegerät ist geeignet für

eine Vielzahl von PD-fähigen medizinischen

Geräten, einschließlich:

• Medizinische Monitore

• Medizinische Displays

• Geräte zur Patientenbehandlung

• Physiotherapie-Maschinen

Vorteile für medizinische Geräte

mit Power Delivery:

• Verbesserte Benutzerfreundlichkeit und

Effizienz: Schnelles und effizientes Laden

reduziert Ausfallzeiten und gewährleistet eine

gleichmäßige Stromversorgung, wodurch die

Leistung der Geräte verbessert wird.

• Erhöhte Sicherheit und Zuverlässigkeit:

Hält strenge medizinische Standards ein,

um die Sicherheit und Zuverlässigkeit medizinischer

Geräte zu gewährleisten.

• Unterstützung der Nachhaltigkeit: Die Verwendung

eines einzigen PD-Ladegeräts mit

demselben USB Typ-C Stecker reduziert Elektroschrott

und trägt zur ökologischen Nachhaltigkeit

bei.

• Vielseitigkeit: Ein Ladegerät kann verschiedene

Geräte mit Strom versorgen, vereinfacht

die Bestandsverwaltung und erhöht

den Komfort. ◄

Kompakte 460 Watt in verschiedenen Formfaktoren

2024

Die ATM450S-Fxx-Serie von

Adapter Technology Co., Ltd. ist

eine vielseitige Lösung, die in jeder

Systemumgebung einen Platz findet.

Ob Open Board, Gitterboxgehäuse

ohne oder mit innenliegendem

Top-Lüfter sowie Blechgehäuse

mit Stirnlüfter, mit oder

ohne Lüfter – diese Serie bietet

große Flexibilität in der Anwendung.

Neben der großen Bandbreite

an Hauptausgangsspannungen

12/15/19/24/36/48/54/56 V

stellt jedes Netzgerät noch zwei

AUX-Ausgänge für die Versorgung

von Peripherie-Geräten

wie externe Lüfter oder Logikbeschaltungen

etc. mit 5 V/1 A

und 12 V/0,6 A zur Verfügung.

Konvektionsgekühlt stehen

260 Watt bereit.Mit der Unterstützung

durch einen Lüfter können

sogar 460 Watt erreicht werden.

Die volle Leistung steht in einem

weiten Temperatur bereich von -20

bis +50 °C ohne Derating bereit.

Mit einem Ableitstrom von

<100 μA und Zulassungen nach

IEC/EN/ANSI/AAMI 60601-1

und IEC/EN/UL 62368 können

diese Stromversorgungen in

diversen Medizin- und Industrieanwendungen

eingesetzt werden.

Ein Steuereingang für Remote ON/

OFF erhöht außerdem die Performance.

Beispielhaft für die kompakten

Abmessung sind die Daten

des Open Board Type. Es misst

nur L 127 x B 76 x H 34 mm!

Neumüller Elektronik GmbH

www.neumueller.com


Lüfterloses Medizin-Netzteil

mit nur 25,4 mm Bauhöhe

Stromversorgung

Das kompakte und flexible 200W-Netzteil LFM200M für die Medizintechnik ist sicher und für vielseitige

Anwendungen geeignet.

Die LFM200M-Serie setzt neue Maßstäbe in

der Stromversorgungstechnik. Mit einer Ausgangsleistung

von 200 W in kompakten Außenabmessungen

von 78,6 x 57,9 x 25,4 mm definiert

sie Effizienzstandards neu. Das halbvergossene

Gehäuse und das grundplattengekühlte

Design sorgen für erstklassige Leistung in verschiedenen

Umgebungen. Mit dem schlanken

1-Zoll-Profil bietet sie eine leistungsstarke und

dennoch platzsparende Lösung. Aus dem breiten

Eingangsbereich von 85 bis 264 VAC und

115 bis 370 VDC kann eine Vielzahl verschiedener

Anwendungen mit Ausgangsspannungen

von 12 V, 15 V, 24 V, 28 V, 30 V, 36 V, 48 V oder

54 V versorgt und selbst anspruchsvolle Medizingeräte

lüfterlos betrieben werden.

Zuverlässig und leistungsstark

Die LFM200M-Serie wurde für den zuverlässigen

Betrieb in Höhen von bis zu 5000 m entwickelt,

unterstützt sowohl Schutzklasse-I- als

auch Schutzklasse-II-Konfigurationen und bietet

die erforderliche Flexibilität für ein breiteres

Anwendungsspektrum.

Ein wesentliches Merkmal der LFM200M-

Serie ist ihre bemerkenswerte Leistungsdichte

von 28,35 W pro Kubikzoll, die einen neuen Maßstab

für Effizienz in kompakter Bauweise setzt.

Lüfterlos

Was die Serie besonders macht: die Fähigkeit,

ohne Lüfter auszukommen und dabei 180 W

mit einer externen Grundplatte von 17,78 cm

x 17,78 cm x 0,2 cm sowie 130 W ganz ohne

zusätzliche Kühlfläche zu liefern. Dies gewährleistet

eine gleichbleibende, geräuscharme Leistung.

Die LFM200M-Serie arbeitet zuverlässig

in einem weiten Gehäusetemperaturbereich von

-40 °C bis +90 °C, erreicht einen Wirkungsgrad

von bis zu 94 % und definiert Zuverlässigkeit und

Energieeinsparungen bei lüfterlosen Stromversorgungslösungen

neu.

Sicherheit und Schutz

stehen bei den LFM200M im Vordergrund und

umfassen Schutzmaßnahmen gegen Übertemperatur,

Überspannung, Überstrom und kontinuierlichen

Kurzschluss, um die Ausfallsicherheit

des Systems zu gewährleisten.

Die LFM200M-Serie ist nach dem medizinischen

Standard IEC/EN/UL 60601-1 2xMOPP

zertifiziert und entspricht den EMV-Normen EN

55011, EN 55032 und CISPR/FCC Klasse B.

Einsatzbereiche

Die LFM200M-Serie eignet sich für eine Vielzahl

von medizinischen Anwendungen, von OP-

Leuchten und -Monitoren bis hin zu Endoskopen,

medizinischen Waagen, Lasern, Beatmungsgeräten,

Analysatoren und tragbaren Röntgengeräten.

Durch das Design eignet sie sich besonders

für tragbare und platzbeschränkte medizinische

Geräte.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die

LFM200M-Serie eine bahnbrechende Innovation

bei Stromversorgungslösungen darstellt,

die modernste Technologie mit außergewöhnlicher

Leistung und Zuverlässigkeit kombiniert.

Ihr kompaktes Design, der hohe Wirkungsgrad

und ihre robusten Sicherheitsmerkmale machen

sie zu einem wichtigen Treiber des Fortschritts

in verschiedenen Branchen und Anwendungen.

Wichtige Fakten zur LFM200M-Serie:

• LFM200M Teilvergossenes Netzteil für

Medizinanwendung mit 200 W

• Eingangsspannungsbereich: 80 - 264 VAC

• Schutzklasse I

• Bauhöhe: 25,4 mm

• Leistungsdichte von 28,35 W/in³

• Wirkungsgrad bis 92 %

• Leerlaufleistung von < 0,3 W

• Kühlung durch freie Konvektion, Konduktion,

Lüfterkühlung (extern)

• Betriebstemperatur von -40 °C bis zu +80 °C

• Betriebshöhe: max. 5000 m

• Schutz gegen Kurzschluss, Überlast,

Überspannung, Übertemperatur

• Schutzmaßnahmen: 2x MOPP

• EMV-Normen: EN 55011 Class B

• Sicherheitsnormen: IEC/EN/UL 60601-1

• 3 Jahre Herstellergarantie

• Abmessungen: 78,6 mm x 58,5 mm x 25,4 mm

FORTEC Power GmbH

https://fortec-power.de

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49

Stromversorgung

Maßgeschneiderte Schaltnetzteile

... damit der LED ein Licht aufgeht

Individuelle Lösungen

inpotron Schaltnetzteile GmbH

als Experte für individuelle Stromversorgungen

hat dafür die notwendige

Expertise und die richtigen Entwicklungsressourcen.

Jedes Produkt

entsteht in einem sorgfältig

durchgeführten Beratungsdialog

mit dem Kunden und ist Ergebnis

eines ganzheitlichen Ansatzes, der

sämtliche aktuell relevanten Zertifizierungen

einschließt.

inpotron Schaltnetzteile GmbH

info@inpotron.com

www.inpotron.com

Elektrische Beleuchtung, das

heißt heute zumeist LED-Technik.

Der Einsatz von LED-Licht deckt ein

extrem breites Spektrum, das von

medizinischen Leuchten über die

Außenbeleuchtung von Fahrzeugen

bis hin zur stylischen Lichtinsel

im gepflegten Heim reicht. Gemeinsames

Merkmal ist immer ein speziell

für die Versorgung von LEDs

entwickeltes Netzteil.

Stromquellen für LEDs

Wenn bei der Versorgung von

LEDs von Stromquellen die Rede

ist, so ist das ausnahmsweise einmal

technisch korrekt. Denn LEDs werden

nicht an Spannungs quellen

betrieben (die oft fälschlich als

Stromquelle bezeichnet werden),

sondern tatsächlich von Energieversorgungen

mit eingeprägtem Strom

– Stromquellen eben. Damit ist die

Liste der Gemeinsamkeiten dieser

Beleuchtungseinrichtungen aber

schon weitgehend erschöpft, denn

je nach Anwendung sind hier völlig

unterschiedliche Designs angesagt.

Mit anderen Worten: Eine Stromversorgung

von der Stange ist selten

die richtige Wahl, maßgeschneiderte

Lösungen sind deutlich besser.

PSU-0171-02

Als Beispiel für ein Schaltnetzteil,

das aus einem solchen Prozess

hervorgegangen ist, ist das

PSU-0171-02. Entwickelt für die

Speisung von Hochleistungs-LED-

Strahlern, stellt dieses Schaltnetzteil

an seinem Ausgang die Leistung von

600 Watt bereit. Durch seinen außerordentlich

hohen Wirkungsgrad von

96 % erzeugt das PSU-0171-02

nur sehr wenig Wärme. Für deren

Abfuhr ist daher kein Lüfter erforderlich;

vielmehr kann die Entwärmung

geräuschlos und zuverlässig

per Kontaktkühlung über das Kundengehäuse

erfolgen.

Das kompakte Schaltnetzteil

arbeitet im gesamten Temperaturbereich

von -20 °C bis +65 °C

ohne jedes Derating. Eingangsseitig

nimmt das Gerät Spannungen zwischen

90 VAC bis 264 VAC entgegen.

Mit diesem weiten Spannungsbereich

ist das Schaltnetzteil ideal

gerüstet für den Einsatz im globalen

Markt. ◄

Universaleingangsgeräte vereinen

dynamische Leistung und Zuverlässigkeit

Recom RACM140E-K Wandlermodule

2024


info@schukat.com

www.schukat.com

Der Distributor Schukat erweitert sein Port folio

um die AC/DC-Netzteile RACM140E-K-Serie

von Recom. Das Sortiment umfasst Einzelausgänge

für 12, 15, 24, 36 und 48 VDC mit einer

Dauerleistung von 140 Watt (36 V / 136,8 W)

und einer Spitzenleistung von 210 Watt für

10 Sekunden (Peak Power), um Lasten mit

hohem Spitzenstrom beim Einschalten oder


Stromversorgung

Medizinisches 150W-Netzteil für Patientenkontakt

Die NCF150-Serie hält niedrige CF-Ableitströme und die notwendige Spannungsfestigkeit der Isolation ein,

ideal für kritische medizinische Anwendungen.

FORTEC Power erweitert sein

Produktportfolio mit den Open-

Frame AC/DC-Netzteilen der NCF-

Serie von SL Power, einer Marke

von Advanced Energy.

Diese verfügen über eine CF-

Einstufung (Cardiac Floating) und

wurden ent wickelt, um einem steigenden

Trend in kritischen medizinischen

Anwendungen gerecht

zu werden.

FORTEC Power GmbH

https://fortec-power.de/

Die Aufgabe, die sehr niedrigen

CF-Ableitströme und die notwendige

Spannungsfestigkeit der Isolation

einzuhalten wird immer öfter auf

das AC/DC-Frontend der Medizingeräte

verlagert, um externe Maßnahmen

und deren Kosten einzusparen.

Die NCF150-Serie

Es gibt bislang aber nur sehr

wenige Standardproduktlösungen,

die diese Anforderung erfüllen,

so dass die Kunden hauptsächlich

Sonderanfertigungen einsetzen

oder relativ teure Produkte

von der Stange verwenden mussten.

In diese Lücke stößt die neue

NCF-Serie, von der das erste Mitglied

mit 150 W Ausgangsleistung

vorgestellt wird: die NCF150-Serie.

Elektrochirurgische Geräte

Der Zielmarkt sind elektrochirurgische

Geräte – ein Markt, der jährlich

um 5 % wächst und durch eine

steigende Nachfrage nach minimalinvasiven

elektrochirurgischen Eingriffen

angetrieben wird, die niedrigere

Komplikationsraten aufweisen

als Standardoperationen.

Zielanwendungen:

• Chirurgische Generatoren

• Radiofrequenz (RF) Ablation

• Gepulste Feldablation

(PFA oder PEF)

• Hämodialyse

• Herzunterstützungssysteme,

Monitore und Mapping- Systeme

Um CF-zertifiziert zu

werden, erfüllt die

NFC-Serie mehrere wichtige

Anforderungen:

• Patienten-Leckstrom < 10 μA

• Isolierung zwischen Sekundärausgang

und Schutzleiter

(>1500 VAC/1x MOPP)

• 2x MOPP-Isolierung

von Eingang zu Ausgang

Die NCF150-Serie besteht aus

sechs Varianten mit den Einzelausgangsspannungen

von 12 V, 15 V,

19 V, 24 V, 36 V oder 48 V. Geplant

sind weitere Leistungsklassen mit

250 W, 425 W sowie 660 W Ausgangsleistung,

die im Lauf der kommenden

sechs Monate auf den Markt

gebracht werden sollen.

Wichtige Fakten zum NCF150:

• Patienten Leckstrom: < 10 μA

@264 VAC, NC / < 50 μA SFC

• Ableitstrom:

< 250 μA @ 264 VAC, NC

• leitungsgebundene

und abgestrahlte Emissionen

nach Klasse B

• 5-kV-Defibrillator-Impulsfestigkeit

• 2x MOPP (4500 V AC)

Eingangs-/Ausgangsisolierung

• 1x MOPP (1500 V AC)

Eingang-Masse und Ausgang-

Masse-Isolierung

• 5 V Standby-Ausgang,

DC OK Signale, Inhibit Funktion

• Ausgangsleistung 150 W (mit

Lüfter), 120 W (Konvektion)

• Abmessungen 2,0”x 4,0”x 1,26”

• Arbeitstemperaturbereich

-40 °C bis +70 °C

• 5 V Standby-Ausgang @ 0,5 A

- 12 V Lüfterausgang @ 0,4 A

• Hoher Wirkungsgrad:

90 % typisch

• ± 10 % Einstellbereich

der Ausgangsspannung

• Sicherheit zertifiziert nach

IEC,UL,EN 60601-1

• EMV erfüllt IEC/EN 61000

4. Ausgabe ◄

im Normalbetrieb zu unterstützen. Jeder Ausgang

lässt sich mit einem Trimmpotentiometer

auf der Platine einstellen. Der Eingangsbereich

beträgt 80 - 264 VAC.


Open Frame oder geschlossen

Die Netzteile sind als Open Frame oder im

geschlossenen Gehäuse mit den Abmessungen

147 x 81,5 x 38 mm bzw. 40 mm geschlossen

mit mechanischen Befestigungen erhältlich.

Für die Anschlussverdrahtung der Ein- und

Ausgänge gibt es Stiftleisten, für die gekapselten

Versionen optionale Push-In-Klemmen. Mit

einem Footprint von 3“ x 5“ nach Industriestandard

sind sie ideal für Anwendungen mit eingeschränktem

Platzangebot. Einsetzbar sind die

RACM140E-K-Netzteile bei einer Betriebstemperatur

von -40 °C bis zu +90 °C bei natürlicher

Konvektion und Derating je nach Variante.

Die typische Leistungsaufnahme im Leerlauf

beträgt 100 mW.

Sicherheitszertifizierungen

Zu den Sicherheitszertifizierungen gehören

IEC/DE60335-1, IEC/DE62368-1 und für

medizinische Anwendungen IEC/DE ANSI/

AAMI 60601-1 mit der Einstufung 2x MOPP

mit niedrigen Berühr- und Ableitströmen für BF-

Anwendungen. Sie erfüllen die EMV-Leistung

der Klasse B für leitungsgebundene Emissionen.

Einsetzbar sind diese Netzteile in Umgebungen

mit Verschmutzungsgrad 2; zugelassen

sind sie für die Überspannungskategorie III bis

zu einer Höhe von 2000 m und OVC II bis zu

5000 m. Dazu erfüllen sie die Anforderungen

des Öko-Designs für den Betrieb im Standby-

Modus. Die RACM140E-K-Serie ist auf eine

lange Lebensdauer ausgelegt, die Herstellergarantie

beträgt 3 Jahre.

Anwendungen

Zu den typischen Anwendungen zählen Medizintechnik,

Industrie, Tele- und Datenkommunikation,

Haus- und Gebäudeautomation, eMobilität

sowie Prüf- und Messtechnik. ◄

51

Antriebe

Hochgenaue und flexible Z-Positionieranwendungen

Nippon Pulse Motors präsentiert eine neue Serie integrierter Linearwellenmotoren, die speziell für die vertikale Z-Achsen-

Funktion in Anwendungen mit sehr begrenztem Platz vorgesehen ist, beispielsweise in einem Pipetten-Roboter.

2024

Die Motoren erreichen Hublängen von 40 mm.

Die neue Familie der integrierten Linearwellenmotoren

ist speziell für die Realisierung der

vertikalen Z-Funktion entwickelt worden und verfügt

über Hochenergiemagnete, die mehr Kraft

in Kombination mit einem sehr kompakten und

effizienten Gegengewicht bieten. Die Technologie

wurde zum Patent angemeldet. Die Motoreinheit

fällt im stromlosen Zustand nicht ab, dank

seiner neuen, innovativen und revolutionären

Lösung mit einem Gegengewicht.

SX060-Serie

Die Linearmotoreinheit basiert auf der SX060-

Serie von NPM und weist nahezu keine magnetischen

Streuflüsse auf, was Anwendungen mehrerer

Einheiten in einem Abstand von nur 9 Millimetern

ermöglicht. Die Motoren erreichen Hublängen

von 40 mm und können eine Leistung

bis zu 8,2 Nm bereitstellen.

Ohne Encoder

Das Design dieses skalierbaren Linearwellenmotors

macht einen externen Encoder überflüssig.

Dadurch wird der Motor kompakter und

kostengünstiger.

Kein Rastmoment

Grundsätzlich handelt es sich bei dem Linearwellenmotor

um einen hochpräzisen Direktantriebsmotor,

der ohne Rastmoment arbeitet.

Er besteht aus einer Welle mit Seltenerd-Eisen-

Bor-Neodym-Permanentmagneten und einem

Rotor aus zylindrischen Spulenwicklungen.

Weder Welle noch Spulen-Teil des Motors enthalten

Eisen, was diese hohe Präzision bedingt

und rastfreie Motoren ermöglicht. Die Spulen

bilden den Kern und verleihen dem Motor so

seine Steifigkeit. Dank seiner zylindrischen

Bauweise, erzeugt der Linearmotor 100% seiner

Kraft in der Fahrtrichtung und bietet gleichzeitig

eine effektive Wärmeableitung. Der Eisenkern

sorgt zudem für große Absorptionskräfte

zwischen Stator und Spule, die ein Rastmoment

in linearer Bewegung verhindern.

Berührungsloses Arbeiten

Lineare Servomotoren arbeiten berührungslos.

Da sich die Spule vollständig um die Magnete

wickelt, wird die magnetische Flussdichte effektiv

genutzt. Dies ermöglicht einen großen (0,5 mm)

ringförmigen Nennluftspalt. Dieser Luftspalt gilt

als nicht kritisch, in dem Sinne, dass er keine

Kraftänderungen bewirkt.

Keine Schmierung erforderlich

Der Linearservomotor muss nicht geschmiert

werden und weist keine Leistungsverluste durch

Verschleiß/Alterung auf. Dies führt zu einer langen

Lebensdauer und hält die Kosten gering.

Immer in Balance

Während des Einsatzes ist ein Gegengewicht

erforderlich, um im stromlosen Zustand die Position

des Motors beizubehalten und ein Herunterfallen

zu verhindern. Dieses neue Gegengewicht

wird „gLESS“ genannt, und ist eine berührungslose

Lösung die sehr nahe am Wellenmotor

montiert werden kann. Somit entsteht eine

sehr kompakte Einheit für die Z-Achse. Aufgrund

von gLESS hält die neue Linearwellenmotoreinheit

zu jedem Zeitpunkt des Hubs eine

konstante Balance.

In früheren Konstruktionen wurden Federn als

Gegengewicht verwendet. Sie galten als kritisches

Bauteil, da sie mit der Zeit alterten und Beobachtung,

sowie Wartung erforderlich machten.

Beispiel Pipettierstation

Die Pipettierstation zeigt die Möglichkeiten der

Linearmotoreinheit. Sie ist ein extrem flexibel

arbeitendes System, das die einzelnen Pipetten

unterschiedlich ansteuern und bewegen kann.

Dadurch kann der Durchsatz optimiert werden,

weil die Abarbeitungsreihenfolge den Abarbeitungszeiten

der Proben angepasst werden kann.

Alle Arbeitsgänge sind reproduzierbar. ◄

Videos zur Funktionsweise der Linearmotoreinheit bei Youtube:

Pipette Chidori project: https://youtu.be/JGIOjzdX3lQ

gLESS counterbalance: https://www.youtube.com/watch?v=Zl6tVf4Gtho

Dynetics GmbH

info@dynetics.eu

www.dynetics.eu

Auf der Motek zeigte Dynetics eine Anwendung der Linearmotoreinheit mit vier computergesteuerten

Pipetten, die simultan arbeiten.


Antriebe

Miniatur-Antriebselektronik für präzise

Robotikanwendungen in der Medizintechnik

Hintergrund © 123rf.com

2024

MACCON GmbH & Co. KG

www.maccon.de

Bereits heute werden Robotersysteme

in zahlreichen chirurgischen

Anwendungen eingesetzt und dieser

Trend wird sich in Zukunft weiter

verstärken. Chirurgische Eingriffe

erfordern höchste Präzision und

kontrollierte Bewegungen, wodurch

besondere Herausforderungen an

die Robotertechnologie entstehen.

Insbesondere müssen die Antriebssysteme

der Roboter eine außerordentliche

Genauigkeit und Zuverlässigkeit

aufweisen, um diesen hohen

Anforderungen gerecht zu werden.

Der Servo-Controller IEL

wurde speziell für diese

anspruchsvollen Anwendungen in

der Medizintechnik entwickelt. Der

kreisförmige Controller zeichnet sich

durch eine Innenbohrung aus, die

speziell für die Durch führung von

Kabeln und Versorgungs schläuchen

innerhalb von Robotergelenken

konzipiert ist.

Leistungsstark und kompakt

Der IEL-Servo-Controller besticht

durch seine hohe Performance und

kompakte Bauweise. Mit einem

Außendurchmesser von nur ø64 mm

und einer Innenbohrung von ø20 mm

ermöglicht er die problemlose Durchführung

von elektrischen Kabeln und

Versorgungsschläuchen. Diese kompakte

Größe wird durch die innovative

Doppeldecker- Bauweise

erreicht, bei der zwei kreisförmige

Platinen übereinander angeordnet

sind, wodurch die Grundfläche

effektiv verdoppelt und ausreichend

Platz für alle elek tronischen Bauteile

geschaffen wird.

Technisch ist der IEL als dreiphasiger

BLDC-Servocontroller

konzipiert, der für Spannungen von

10 bis 60 Vdc ausgelegt ist. Er liefert

einen Nennphasenstrom von

5,3 A eff und kann kurzzeitig sogar

einen Spitzenphasenstrom von

10,4 A eff erreichen.

Der Controller ist speziell für die

Steuerung von Motor-Getriebe-Einheiten

konstruiert und unterstützt

einen Dual-Servo-Loop-Betrieb.

Dies ermöglicht ihm, sowohl die

inkrementelle Rückführung des

Motor-Drehgebers als auch die

absolute Rückführung (BiSS oder

SSI) des Winkelmesssystems vom

Getriebeabtrieb zu verarbeiten.

Optimierung

der Bewegungssteuerung

Die durchdachte Konstruktion

dieses Servo-Controllers trägt

zur Optimierung der Bewegungssteuerung

und Zuverlässigkeit für

präzise Robotikanwendungen in

der Medizintechnik bei.

Diese innovative Antriebselektronik

setzt neue Maßstäbe in der

Robotikanwendung und ermöglicht

chirurgischen Robotern, ihre

anspruchsvollen Aufgaben mit

unvergleichlicher Genauigkeit zu

meistern. Der IEL-Servo-Controller

ist somit ideal für die hohen Anforderungen

der modernen chirurgischen

Robotik geeignet.

Der Hersteller des Servo-

Controllers ist die Fa. Copley Controls

aus den USA. MACCON ist

Haupt vertriebspartner für den

deutschsprachigen Raum. ◄


53

Mess- & Prüftechnik

Stereomikroskop-Einstiegsmodell

in der okularlosen Mikroskopie

Vision Engineering stellte das Stereomikroskop OPTA vor, das als kompaktes und vielseitiges Werkzeug

den täglichen Workflow in Industrie, Forschung und Ausbildung effizienter und präziser gestaltet.

OPTA bietet außergewöhnliche

optische Leistung, ohne Kompromisse

bei der Qualität einzugehen,

und setzt neue Maßstäbe in Ergonomie

und Bedienkomfort.

Das innovative, okularlose Design

des OPTA sorgt für eine unübertroffene

3D-Stereosicht, die es

dem Anwender ermöglicht, Objekte

aus verschiedenen Blickwinkeln mit

beeindruckender Klarheit und Präzision

zu betrachten. Besonders in

den Bereichen Elektronik, Feinmechanik,

Kunststoffverarbeitung und

Zahn- und Medizintechnik erweist

sich das OPTA als unverzichtbares

Werkzeug, das eine fehlerfreie und

komfortable Inspektion garantiert.

2024

Vision Engineering, Ltd.

info@visioneng.de

www.visioneng.de

Das Stereomikroskop OPTA überzeugt

durch seine herausragenden

Eigenschaften, die es zu einem

unverzichtbaren Werkzeug für zahlreiche

Anwendungen machen. Es

ermöglicht Anwendern, Fehler und

Details schnell und mit unglaublicher

Klarheit zu erkennen, was die Effizienz

erheblich steigert.

OPTA ist in drei unterschiedlichen

Stativ- Varianten und mit zwei

Vergrößerungen (4x, 6x) erhältlich.

Durch die ergonomische Technologie

wird die Belastung der Augen

deutlich reduziert, sodass längere

Konzentrationsphasen möglich sind

und die Produktivität aufrechterhalten

bleibt. Das okularlose Design

verbessert zudem die Hand-zu-

Augen-Koordination und sorgt für

eine angenehme Arbeitsumgebung,

die sich besonders für den Einsatz

mit Korrektur- oder Sicherheitsbrillen

eignet.

Die kristallklare Stereosicht des

Mikroskops bietet eine präzise Tiefenwahrnehmung

und ermöglicht

detaillierte Inspektionsaufgaben

wie das Löten in der Elektronik,

die Bearbeitung von Bauteilen, die

Kontrolle von Gummidichtungen in

der Kunststoffverarbeitung oder das

Betrachten und Manipulieren von

Proben im Life-Science-Bereich.

Darüber hinaus zeichnet sich OPTA

durch ein schnelles Setup und eine

intuitive Bedienung aus, die müheloses

Einrichten erlaubt und somit

wertvolle Zeit und Ressourcen im

Arbeitsalltag spart.

Ob in der Fertigung von Präzisionsteilen,

der Inspektion in der

Dentaltechnik oder der Schulung

von Fachkräften – OPTA überzeugt

in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen.

Besonders hervorzuheben ist der

positive Einfluss auf die Ergonomie

am Arbeitsplatz. Studien belegen,

dass ergonomische Verbesserungen

nicht nur die Mitarbeiterzufriedenheit

steigern, sondern auch direkte

wirtschaftliche Vorteile durch höhere

Produktivität und geringere Fehlerquoten

bieten.

Neben den Einsatzbereichen wie

Elektronik, Maschinenbau, Kunststoffe,

Präzisionsmechanik, Additive

Fertigung, Dentalindustrie und

Life Science in der fertigungsnahen

Umgebung, Qualitätskontrolle,

Waren eingangs- und Ausgangsprüfung,

etc., will Vision Engineering

mit den vielseitigen Möglichkeiten

von OPTA in der Inspektion,

Nacharbeit und Reparatur vor allen

Dingen in neue Anwendungsfelder

hineinwachsen.“ ◄


Mess- & Prüftechnik

Sicherheitstester mit DC-Hochspannungsprüfung

Für die Prüfung der elektrischen

Sicherheit von Geräten im Herstellungsprozess

sowie nach Reparatur

hat Gossen Metrawatt einen

neuen Sicherheitstester eingeführt.

Das SECUTEST ST PRIME verfügt

über alle erforderlichen Messund

Prüffunktionen zur normkonformen

Prüfung der Wirksamkeit

der Schutzmaßnahmen bei elektrischen

Geräten.

Als neues Highlight ist eine Hochspannungsprüfung

mit bis zu 6 kVDC

für den Einsatz im Fertigungsumfeld

von elektrischen Betriebsmitteln

integriert. Zum weiteren Funktionsspektrum

zählen die Über prüfung

des Schutzleiter- und Isolationswiderstands

sowie unterschiedlicher

Ableitströme und der Schutzkleinspannungen

SELV und PELV.

Darüber hinaus lassen sich die

Auslösezeit von PRCD-Fehlerstrom-

Schutzschaltern messen und Funktionstests

von U, I, P, S, LF, f sowie

Leitungstests auf Durchgang, Kurzschluss

und Polarität mittels Prüfadaptern

durchführen. Damit ermöglicht

der SECUTEST ST PRIME neben

der normkonformen Prüfung elektrischer

Betriebsmittel gemäß DIN VDE

0701 (EN 50678) / 0702 (EN 50699)

inklusive Verlängerungsleitungen und

PRCDs auch die Prüfung von medizinisch

elektrischen Geräten nach DIN

VDE 0751-1 (IEC/EN 62353) und von

Lichtbogenschweißeinrichtungen nach

DIN VDE 0544-4 (IEC/EN 60974-4).

Außerdem lassen sich Stückprüfungen

elektrischer Betriebsmittel

entsprechend den Sicherheitsbestimmungen

für Mess-, Steuer-,

Regel- und Laborgeräte gemäß IEC

61010 und für elektrische Haushaltsgeräte

nach IEC 60335 vornehmen.

Ferner können Audio- und Videogeräte

und Einrichtungen der Informationstechnik

gemäß IEC 62911

sowie Einrichtungen für Audio/

Video-, Informations- und Kommunikationstechnik

nach IEC 62368

geprüft werden. Automatische Prüfabläufe

und individuelle Prüfsequenzen

tragen zu einer effektiven und

sicheren Prüfpraxis bei. Ein praktischer

Dreh schalter, Direktwahltasten

und Softkeys gewährleisten

den schnellen, intuitiven Zugriff auf

alle Prüffunktionen.

Zur Visualisierung dient ein hochauflösendes,

farbiges 4,3“ TFT-

Display. Mehrfachmessungen gestatten

eine komfortable Dokumentation

mehrerer Messstellen. Im Gerätespeicher

lassen sich bis zu 50.000

Datensätze für automatische Prüfsequenzen

und Einzelmessungen

abspeichern. Des Weiteren hat das

Gerät eine USB-Schnittstelle zur

bidirektionalen Daten übertragung

und die Option zur direkten Remote-

Ansteuerung. Für die internationale

Nutzung sind zahlreiche Settings für

Sprache, Tastatur layout, Zeichensatz,

Datum und Zeit format sowie

die länderspezifische Prüfdosenkonfiguration

hinterlegt. Auf Kundenanfrage

konfiguriert der Hersteller

das Gerät auch mit einem Anschluss

für eine externe HV-Prüfpistole zur

Messung an elektrischen Komponenten

oder zwischen zwei frei wählbaren

Prüfpunkten.

Gossen Metrawatt GmbH

www.gossenmetrawatt.com

Präzise Prüfung mit automatischer Codeerkennung

2024

2D-Codes wie Data Matrix Codes spielen

eine entscheidende Rolle in der Rückverfolgbarkeit

und Qualitätssicherung von Produkten.

Insbesondere in der Medizinprodukte branche

ist die korrekte und eindeutige Identifizierung

von Produkten von höchster Bedeutung.

Fehlerhafte oder schwer lesbare

Codes können zu erheblichen Problemen

in der Lieferkette und bei der Patientensicherheit

führen.

Dieses neue System wurde speziell für die

Prüfung von gedruckten 2D-Codes auf Papier

und Etiketten entwickelt und setzt neue Maßstäbe

in der Qualitätssicherung. Mit einer normgerechten

45° Beleuchtung gewährleistet es

eine präzise und zuverlässige Bewertung die

auch den strengen Anforderungen der FDA und

der MDR im Bereich der Medizinprodukte für

UDI Codes entspricht. Die Bedienung erfolgt

ganz einfach über die interne Web-Ober fläche

mit einem beliebigen Internetbrowser oder mit

der Dokumentationssoftware „Q-Report“. In beiden

Fällen wird im handumdrehen ein Qualitätsreport

im PDF-Format erzeugt.

IOSS intelligente optische Sensoren

und Systeme GmbH

info@ioss.de

www.ioss.de


55

Bedienen & Visualisieren

Displayportfolio um 17,3-Zoll Mini-LED-Display erweitert

2024

DATA MODUL AG

info@data-modul.com

www.data-modul.com

Die Data Modul AG erweitert ihr

Displayport folio um ein neues 17,3-

Zoll Mini-LED-Display von Innolux.

Mit einer UHD 4K-Auflösung

(3840x2160), 10-Bit Farbtiefe und

einer LED-Lebensdauer von mindestens

15.000 Stunden setzt dieses

Display neue Standards in Bildqualität

und Langlebigkeit.

„Die technischen Eigenschaften

des Displays, einschließlich der

hohen Farbgenauigkeit von typisch

95 % DCI-P3, HDR 1000 (typ) Helligkeit

und einer präzisen lokalen

Dimmfunktion mit 1440 Zonen, bieten

eine einzigartige HDR-Bildqualität“,

hebt Claus Vogt, Product Manager

– Display bei Data Modul hervor.

„Dies ist besonders in anspruchsvollen

Anwendungen wie der Medizin

entscheidend, wo Genauigkeit

und Detailtreue unerlässlich sind.

Ansonsten eignet sich das Display

auch ideal für Anwendungen in anderen

Bereichen wie In-Flight Entertainment,

Broadcasting, Automotive,

Gaming und Digital Signage.

Mit einem hohen Kontrastverhältnis

von 12000:1 bietet das Display

eine OLED-ähnliche Farbgebung

und Kontrastqualität, ohne die Gefahr

von potenziell möglichen Einbrenneffekten.

Das Panel zeichnet sich

zudem durch eine hohe Robustheit,

Langlebigkeit und Energieeffizienz

im Vergleich zu herkömmlichen

OLED- Displays aus. Darüber hinaus

überzeugend sind die Langzeitverfügbarkeit

des Produkts, der geringere

Stromverbrauch im Vergleich

zu Standard-Displays mit hoher Helligkeit

sowie die dünnen und leichten

Eigenschaften des Displays. ◄

Nur 10 mA für ein Farbdisplay?

2024

DISPLAY VISIONS GmbH

www.lcd-module.de

Entwickler für flache und

hochkompakte Mobilgeräte stehen

regelmäßig vor der Herausforderung

ein modernes Display

zu integrieren, welches zum einem

farbig, zum anderen aber auch

strom sparend sein soll, um den

Akku nicht zusätzlich zu belasten

und insgesamt lange Betriebszeiten

zu erreichen. Das neueste

Farb display EA TFT024-23

ist speziell für solche mobilen

Anwendungen konzipiert und bietet

eine heraus ragende Kombination

aus Energie effizienz und

Farbbrillanz. Mit 2,4 Zoll Größe,

18-Bit Farbtiefe und einer exzellenten

Auflösung von 240x320

Pixeln liefert es ge stochen scharfe

und durch die Farbgebung informative

Bilder.

Dank spezieller Polarisatoren

und modernster Low-Power-Technologie

wird der Stromverbrauch

erheblich reduziert und liegt bei

nunmehr nur noch 30 mW. Das

verlängert die Batterielaufzeit

von Messgeräten, Wearables

und anderem trag baren Equipment

signifikant. Das neue Display

zeichnet sich zudem durch

seine mit nur 3 mm flache und doch

robuste Bauweise aus. Außerdem

ist es selbst bei direkter Sonneneinstrahlung

optimal lesbar, sogar

ganz ohne Beleuchtung.

Durch die kompakten Abmessungen

von 43 x 84 x 3 mm und

einer pin-sparenden SPI-Schnittstelle

lässt es sich problemlos in

verschiedenste mobile Geräte

integrieren. Selbst kleine 8- und

16-Bit Mikrokontroller sind für die

Ansteuerung geeignet. Applikationsbeispiele

samt Testboard für

den Raspberry Pi Zero sind vorhanden.

Das Display ist für 3,3 V

Systeme ausgelegt und kann

zusätzlich mit bis zu 60 mA LEDbeleuchtet

werden.

Das neue Low-Power Farbdisplay

EA TFT024-23ATNN ist

ab sofort erhältlich und kann über

den Webshop von Display Visions

sowie alle autorisierten Vertriebspartner

bezogen werden. Ein exzellenter

Support und Langzeitverfügbarkeit

ist garantiert - Tipps und

Tricks für Lowpower- Anwendungen

inklusiv. ◄


Klarer Blick – unabhängig von den

Umgebungsbedingungen


Die neuen 15,6“ Full-HD Displays von Tianma (Vertrieb: GLYN) sind für den vielfältigen Einsatz

sowohl in Innenräumen als auch im Freien entwickelt worden.

2024

Die beiden Modelle P1560FHF1MB00 und

P1560FHF2MA00 bieten eine erstklassige

Bildquali tät und überzeugen durch ihre robuste

Bauweise. Sie zeichnen sich durch ihre SFT (IPS)

Technologie aus, die eine herausragende Ablesbarkeit

von flachen Blickwinkeln ermöglicht. Deshalb

sind sie optimal für verschiedenste Anwendungen

geeignet: von der Landwirtschaft über

die Bahn und den Bau bis hin zur Medizin, Luftfahrt

und Schifffahrt.

Die Helligkeit der hochwertigen LEDs der Hintergrundbeleuchtung

erreicht beeindruckende

1.000 cd/m², was selbst bei direkter Sonneneinstrahlung

eine klare Sicht gewährleistet. Mit

einer Halbwertszeit von 50.000 Stunden sind

die Displays zudem äußerst langlebig.

Durch das LVDS-Interface mit Unterstützung

für 6- oder 8-Bit Farben sind vielfältige Darstellungsmöglichkeiten

gegeben. Der Temperaturbereich

von -30 °C bis 85 °C ermöglicht den

Einsatz in extremen Umgebungen.

Die Displays P1560FHF1MB00 und P1560FH-

F2MA00 bieten ein hohes Kontrastverhältnis von

bis zu 1500:1 für gestochen scharfe Bilder. Der

optionale Touch sensor, gefertigt von Tianma,

ermöglicht eine extrem präzise Bedienung und

erweitert so die Einsatzmöglichkeiten in Anwendungen,

die eine genaue Interaktion auch unter

rauen Bedingungen erfordern.

Glyn Jones GmbH und Co.

Vertrieb von elektronischen

Bauelementen KG

www.glyn.de

Hygienetastatur mit praktischem Magnetsystem

2024

tastaturen.com stellt mit der

Very Cool Flat MagFix eine neue

Tastatur aus der Cool-Serie vor:

Die Hygienetastatur punktet mit

integrierten Magneten, die auf

feuchten, magnetisch affinen

Oberflächen ein Verrutschen des

Gerätes vermeiden. Sowohl die

Tastatur als auch der Schutzbezug

sind abwaschbar und widerstehen

den meisten gängigen

Desinfektionsmitteln.

Der Schutzbezug kann im Autoklav

oder Thermodesinfektor für

maximale Hygieneanforderungen

sterilisiert werden. Er hat ein leichtes

Relief, sodass sich die Finger

auf der Ober fläche schnell

zurecht finden. Für einen frischen

und sauberen Look und zum einfachen

Erkennen von Verunreinigungen

wird die Very Cool Flat in

einer hygienisch weißen Ausführung

geliefert. Die USB-Tastatur

eignet sich ideal für den Einsatz in

hygienesensiblen Bereichen, wie

Klinik, Krankenhaus, Apotheke,

Arztpraxis oder anderen sterilen

Umgebungen.

Sauber!

Um dem Reinigungsprotokoll

zu entsprechen, können sowohl

die Tastatur als auch der Bezug

eingetaucht, abgespült, besprüht,

mit Wasser und Seife abgewischt

und auch mit zugelassenen Reinigungsmitteln

gereinigt werden.

Der passende Schutzbezug verhindert

das Eindringen von Bakterien

zwischen den Tasten.

Praktische Verkabelung

Die Tastatur lässt sich einfach

installieren: Neben einem 45 cm

langen USB-Kabel, das in vier

Richtungen geführt werden kann,

wird ein 150 cm langes Verlängerungskabel

mitgeliefert. Das Kabel

verfügt über doppelte Kabelzugentlastung

und sorgt so für maximale

Nachhaltigkeit. Gut geeignet

für den Einsatz in Bereichen

mit maximalen Anforderungen an

sterile Umgebungen.

GeBE

Computer & Peripherie GmbH

www.tastaturen.com


57


Bedienen und Beobachten

in Automatisierungssystemen

2024

Panel-Computer

mit Fronttafel-Befestigung

Stand-alone Computer

mit IPC

Stand-alone Display

ohne PC

In jedem Automatisierungssystem

wird eine Bedien- und Anzeige-Einheit

benötigt. Diese B&B-Geräte

werden entweder nur als Display

geliefert oder sind bereits mit IPC

bestückt. Das Display ist in einer

Vielfalt an Diagonalen, Auflösungen,

Grafikeigenschaften und Formaten

erhältlich; dazu kommt die

resistive oder kapazitive (pcap)

Touchtechnik mit 10-Finger- und

Handschuh-Bedienung.

MASS GmbH

info@mass.de

www.mass.de

Auch müssen die Gehäuse die

Komponenten bei frei stehendem

Einsatz (stand-alone) schützen und

werden z. B. mit Standfuß, Schwenkarm

oder Wandbefestigung angeboten.

Alternativ dazu sind die Panel-

PCs vorbereitet zum Einbau in eine

Fronttafel, ein Pult, eine Säule oder

eine Schaltschranktür.

Permanente

Weiterentwicklung

Wenn ein IPC im B&B-Gerät

benötigt wird, müssen die permanenten

Weiterentwicklungen von

Prozessor, Betriebssystem, Grafikeigenschaft,

Schnittstellen und

Zusatzfunktionen berücksichtigt

und die jeweils neueste Softwareversion

bedacht werden. MASS bietet

die Software FRONT FACE zum

selbst-programmieren (ohne Hochsprachenkenntnisse)

an.

Spezifische Anpassungen

Die Beständigkeit des B&B-

Gerätes gegen Frost, Hitze, Schock,

Verunreinigungen und Erschütterungen

sowie die Fernbedienung per

Handy sind Alltagsthemen. Auch

die Reinigung des Deckglases mit

feuchten Tüchern, die Kratzfestigkeit

und Entspiegelung der Oberfläche,

die Ablesung aus größerer Entfernung

und breiterem Blick winkel, die

Helligkeitsregelung sowie höhere

Schutzart (z. B. im Freien oder in

der Medizintechnik) ist für manche

Einsätze zwingend. Auch die Netzteile

sind daraufhin auszulegen. Mit

den neuen Anwendungen für Roboter-

und Industrie 5.0-Einsätze steigt

die Anzahl der B&B-Varianten weiter

an und führt zu permanenten

Anpass-Entwicklungen.

Breites Sortiment

an Touchdisplays

Für die meisten dieser Anforderungen

hat MASS während

seiner 42-jährigen Tätigkeit in

der Industrie automation Lösungen

erarbeitet.

Ein breites Sortiment an Touchdisplays

mit oder ohne Gehäuse

bildet eine eigene Produktgruppe

im MASS-Lieferprogramm. Es werden

allerdings nur solche Komponenten

angeboten, die im Gegensatz

zu Konsumerware kurz fristig

und Langzeit-verfügbar, dazu aber

robust und trotzdem preisgünstig

sind. ◄

Ergonomische und flexible User-Interfaces für Medizingeräte

2024

steute Technologies

GmbH & Co. KG

www.steute-meditec.com

Medizingeräte benötigen ein

ergonomisches und leistungsfähiges

User-Interface. steute

Meditec präsentiert eine umfangreiche

Produkt palette aus der flexibel

konfigurierbaren Classic Line

oder entwickelt gemeinsam mit dem

Kunden ein individuelles Produkt,

das perfekt auf die Anforderungen

abgestimmt ist. Bei steute haben

Kunden die Wahl zwischen kabelgebundener

Signalübertragung

oder innovativer Funktechnologie,

die speziell auf die Bedürfnisse der

Medizintechnik ausgerichtet ist -

das ist absolute Flexibilität.


Innovativer Touch-Schalter


HY-LINE Safety Key – der Schalter für PCAP-Fronten mit der Sicherheit eines mechanischen Schalters

Der Value Added Distributor und

Lösungsanbieter HY-LINE Technology

hat mit dem Safety Key ein Eingabegerät

entwickelt, das im Vergleich

zu einer einzelnen Taste in

PCAP-Technologie mit erhöhter

Zuverlässigkeit arbeitet.

2024

HY-LINE Technology GmbH

www.hy-line-group.com

Das zum Patent angemeldete

Verfahren ermöglicht die Entwicklung

hochwertiger Oberflächen mit

Touch-Eingabe und bietet dabei die

Sicherheit eines mechanischen

Tasters.

Nahtlose Integration

Aus Gründen der Hygiene sind

im medizinischen Bereich Oberflächen

mit hervorstehenden Schaltern

oder Spalten an der Frontseite

wenig wünschenswert. Der

HY-LINE Safety Key lässt sich hingegen

nahtlos in die Frontplatte integrieren.

Die flächenbündige Oberfläche

kann mit einer Vertiefung

zur einfachen Führung des Fingers

strukturiert werden, so dass

der Safety Key ohne Blick auf das

Gerät gefunden wird.

Sichere Eingabe

Für eine sichere Eingabe per

Berührungstaste verfügt der

HY-LINE Safety Key über zwei

unabhängige Kanäle mit zwei unterschiedlichen

Technologien zur Auswertung

der Berührung einer Oberfläche.

Ein Kanal verwendet einen

konventionellen PCAP-Sensor mit

einer geschickten Anordnung des

Sensorbereichs, der an sich bereits

redundant ist und somit eine höhere

Sicherheit bietet. Der zweite Kanal

basiert auf einem optischen LiDAR-

Sensor. Beide Kanäle müssen ein

positives Berührungsereignis melden,

bevor der Ausgang die Information

an ein nachfolgendes Gerät

weiterleitet.

Der Prototyp ist für die Darstellung

einer einzelnen Taste ausgelegt,

die Anzahl der Tasten kann

jedoch erweitert werden, zum Beispiel

für eine numerische Tastatur.

https://www.hy-line-group.com/safety-key

Unterstützung vom

Design-In bis zur Nullserie

HY-LINE bietet umfassende

Unterstützung bei der Integration

des Safety Key in ein Zielsystem.

Er kann in ein Kundendesign, bestehend

aus dem Touchscreen-Display

und der Frontscheibe, integriert

werden. Für die Integration

gibt es verschiedene Ansätze. Er

kann als separates Bauteil hinter

dem Glas installiert werden, oder

sein PCAP-Teil kann in ein größeres

Display integriert werden. Entsprechend

den Spezifikationen des

Zielgeräts müssen der PCAP-Sensor

und der optische Sensor feinabgestimmt

werden. Zu den Parametern

gehören unter anderem die

Empfindlichkeit bei Bedienung mit

oder ohne Handschuh und der Aktivierungsabstand.

Dieser ist davon

abhängig, ob der Finger sofort eine

Schaltfunktion auslösen oder eine

bestimmte Zeit auf der Kontaktfläche

ruhen soll, bevor die Funktion

ausgeführt wird. Auf Wunsch

erstellt HY-LINE Prototypen sowie

Null serien für Kunden. ◄

Auf der MEDICA 2024 präsentierte

steute Meditec erstmals das

Konzept eines neuen Fußschalters

für die Classic Line. Herausragende

Merkmale des zweipedaligen Fußschalters

RF 2 SW2.4LE-MED

sind der beeindruckend große

Betätigungswinkel von zweimal

360°, die kabellose Signalübertragung,

gepaart in einem sehr

reinigungsfreundlichen und stilvollen

Gehäuse.

User Interface der Zukunft

steute arbeitet kontinuierlich

am User Interface der Zukunft

und stellte die neusten Ergebnisse

auf der MEDICA 2024 vor.

Das Ziel ist der Einsatz im interoperablen

OP nach den Anforderungen

des offenen Kommunikationsstandards

der „Service-oriented

Device Connectivity“

(SDC). Dieser Standard ermöglicht

es, dass dem Operateur

ein zentrales Bediensystem zur

Verfügung steht, mit dem er das

jeweils benötigte Gerät steuert.

Dabei fokussiert sich steute auf

die echtzeitfähige herstellerübergreifende

Vernetzung auf Basis

von RT-SDC (real time SDC) und

treibt federführend die Standardisierung

in diesem Bereich voran.

Der Einsatz von SDC verbessert

die Ergonomie und den Bedienkomfort

und schafft die Voraussetzung

dafür, dass sich der Arzt

besser auf die Operation selbst

und den Patienten konzentrieren

kann.

Forschungsinitiativen

für Interoperabilität

Seit vielen Jahren beteiligt sich

steute Meditec in verschiedenen

Forschungsinitiativen an der Weiterentwicklung

der Konnektivität und

Interoperabilität im OP. Der aktuelle

Entwicklungsstand wurde auf der

MEDICA präsentiert: User Interfaces

für unterschiedliche Disziplinen

und Aufgabenbereiche u. a. in

der HF-Chirurgie, der Ophthalmologie

sowie für bildgebende Verfahren

(CT, MRT, Mikroskopie),

sind potenzielle Anwendungen für

SDC-Standard.

Die SDC-Bediensysteme kommunizieren

kabellos mit den zugehörigen

Medizingeräten – über ein

eigenes Funkprotokoll, das an die

(Sicherheits-)Anforderungen der

Medizintechnik angepasst ist. ◄


59

Software

Flexibilität und Skalierbarkeit

für die minimal-invasive chirurgische Plattform

Levita Magnetics wählt RTI Connext als Konnektivitätslösung für sein chirurgisches Robotersystem MARS.

Die Konvergenz von Robotik, KI, Datenanalyse und Visualisierungs technologien ebnet den Weg für

eine neue Ära in der Medizintechnik. © Levita Magnetics

2024

Real-Time Innovations (RTI)

www.rti.com

Levita Magnetics hat sich für RTI Connext entschieden,

um Echtzeit-Konnektivität für MARS

bereitzustellen: die derzeit einzige FDA-zugelassene

chirurgische Roboterplattform, die die

Chirurgie mit Magneten und Maschinen revolutioniert.

MARS wurde entwickelt, um die Patientenergebnisse

und die klinische Effizienz bei

großen Bauchoperationen zu verbessern, und

hat bereits Hunderte von erfolgreichen Operationen

in den USA und Chile durchgeführt. Mit

der Technologie von Levita können sich die Patienten

auf eine schnellere Genesung, weniger

Schmerzen und bessere kosmetische Ergebnisse

freuen.

Steuerung und Kontrolle

Wenn es um die Steuerung und Kontrolle bei

minimal-invasiven Therapien geht, ist es entscheidend,

dass die Datenkommunikation korrekt

abläuft. Zur Datenübertragung in Echtzeit

und Gewährleistung der Patientensicherheit ist

eine zuverlässige, robuste und skalierbare Softwarelösung

Voraussetzung. Connext, das auf

dem Standard Data Distribution Service (DDS)

basiert, ermöglicht einen sicheren Informationsaustausch

in Echtzeit, eine modulare Anwendungsentwicklung

und eine schnelle Integration

verteilter Systeme.

Routing Service

Besonders hilfreich ist der Routing Service

von RTI, der eine nahtlose Kommunikation zwischen

zwei unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen

unterstützt. So können Teams effizient

eine flexible und ganzheitliche Kommunikationsarchitektur

entwerfen, um die Entwicklung

klinischer Lösungen zu beschleunigen.

„RTI Connext ermöglicht moderne Steuerungen

und Visualisierungen in der Chirurgie,

die sowohl die operierenden Ärzte als auch das

Pflege personal verbessern“, erläutert Chauncey

Graetzel, VP von R&D bei Levita Magnetics. „Wir

setzen weiterhin auf bahnbrechende Innovationen

in der chirugischen Robotik, um die Grenzen

zu verschieben und unser Engagement für

Sicherheitsstandards aufrechtzuerhalten.“

Augmented Reality

in der Bauchchirurgie

Künstliche Intelligenz (KI) gewinnt in der

Gesundheitsbranche zunehmend an Bedeutung.

Levita ist das erste Unternehmen, das

Augmented Reality (AR) in der Bauchchirurgie

einsetzt. Künftig wird die AR-Komponente als

Zubehör für das MARS-System eingesetzt, um

die Visualisierung zu verbessern, minimal-invasive

Techniken zu optimieren und die Zusammenabeit

im medizinischen Bereich zu fördern.

Alle gängigen AR-Headsets können in Verbindung

mit MARS verwendet werden, so dass Chirurgen

umfassende Bilder und eine genauere

Analyse der Patienten erhalten.

Neue Ära in der Medizintechnik

„Die Konvergenz von Robotik, KI, Datenanalyse

und Visualisierungstechnologien ebnet den

Weg für eine neue Ära in der Medizintechnik,

in der die Konnektivität im Mittelpunkt steht“,

so Darren Porras, Market Development Manager,

Medical bei RTI. „Um diese neuen Technologien

in vollem Umfang nutzen zu können,

müssen robotergestützte Systeme mit Architekturen

entwickelt werden, die eine schnelle

Weiterentwicklung ermöglichen und gleichzeitig

anspruchsvolle Anforderungen an Zuverlässigkeit,

Cybersicherheit und Leistung erfüllen. Wir

sind stolz darauf, gemeinsam mit Levita die Kraft

der Magnete zu nutzen, um die Zahl der operativen

Eingriffe zu verringern und die Chirurgie

weniger invasiv zu machen. Davon profitieren

Patienten, Chirurgen und Krankenhäuser.“ ◄


Digitale Kontinuität als Zukunftsmodell

für KMU in der Medizintechnik

Software

Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in der Medizintechnik ebnen Manufacturing Execution Systeme

(MES) und statistische Versuchsplanung (Design of Experiments, DoE) den Weg zur digitalen Fabrik der Zukunft.

2024

camLine

www.camline.com

Ein MES schafft die nötige Transparenz und

Effizienz entlang der gesamten Wertschöpfungskette,

indem es Shopfloor und Top Floor nahtlos

miteinander verzahnt. Gerade in der streng

regulierten Medizinprodukte-Fertigung entfaltet

der digitale Zwilling so sein volles Potenzial:

Audit-konforme elektronische Chargenaufzeichnungen

(Electronic Batch Records, EBR) lassen

sich damit innerhalb weniger Wochen und mit

geringem Aufwand realisieren.

Design of Experiments

Ergänzend dazu hilft der gezielte Einsatz von

statistischer Versuchsplanung (Englisch: Design

of Experiments, DoE), Zeit und Ressourcen in

der Technologie- und Produkt entwicklung zu

sparen. Mit DoE identifizieren Entwickler die

wirklich relevanten Einfluss faktoren und optimieren

gezielt Produkt- und Prozess eigenschaften.

Statt unzähliger Testläufe ermöglicht ein gut

geplantes DoE aussage kräftige Ergebnisse mit

der geringstmöglichen Anzahl an Versuchen.

So lässt sich die Time-to-Market deutlich

beschleunigen.

Cornerstone

Entscheidend für den Erfolg ist dabei eine

DoE-Software, die den Anwender methodisch

unterstützt. Mit Cornerstone steht KMUs in

der Medizintechnik dafür ein leistungsstarkes

Werkzeug zur Verfügung.

Verknüpfung von MES- und DoE-Daten

Besonders wertvoll ist die Verknüpfung von

MES- und DoE-Daten: Fertigungsnahe Versuche

lassen sich nahtlos mit der realen Produktion

abstimmen. Erkenntnisse aus der statistischen

Versuchsplanung fließen direkt in die Serienproduktion

ein und ermög lichen eine Fertigung

im Sinne von „Quality by Design“.

Mit MES und DoE zum Erfolg

Die Themen MES und DoE in der Praxis zeigten

Experten auf dem camLine forum 2024. Bei Interesse

an den Vorträgen und Inhalten wenden

Sie sich gerne mit dem Kennwort „Fit für die

digitale Zukunft: Mit MES & DoE zum Erfolg“ an

info@camline.com. ◄

InFrame Synapse MES

für Medizintechnik

www.beam-verlag.de

MIT EINEM KLICK

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• Umfangreiches Fachartikel-Archiv

zum kostenlosen Download

• Aktuelle Produkt-News aus der Elektronikbranche

• Unsere Zeitschriften und Einkaufsführer als E-Paper

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61

Software

Parasoft C/C++test CT erhält TÜV SÜD-Zertifizierung

Zertifizierungsprozess stärkt bewährte Entwicklungsprozesse von Parasoft,

die Sicherheit, Schutz und Qualität fokussieren.

Parasoft, ein weltweit führender Anbieter von

automatisierten Software-Testlösungen, hat für

seine Softwaretestlösung C/C++test CT (Continuous

Testing) die TÜV SÜD-Zertifizierung erhalten.

Mit dem im April vorgestellten C/C++test CT

können große Entwicklungsteams die Softwaretest-Automatisierung

rationalisieren und

gleichzeitig die durchgängige Einhaltung branchenspezifischer

Sicherheitsstandards wie ISO

26262 (Automotive), DO-178B/C (Luftfahrt), IEC

62304 (Medizinische Geräte), EN 50128 (Zugsysteme)

und IEC 61508 (Industrielle Automatisierung)

sicherstellen.

Parasoft Corp.

www.parasoft.com

Best Practices

Der strenge und umfassende Zertifizierungsprozess

des TÜV SÜD unterstreicht die Best

Practices von Parasoft, bei denen Sicherheit

und Qualität an erster Stelle stehen. Die Lösung

C/C++test CT wurde für die Automatisierung von

Softwaretests in großem Maßstab entwickelt.

Sie erweitert die Vorteile des bewährten Flaggschiffs

C/C++test, um Testautomatisierung und

Continuous Compliance weiter zu optimieren.

Neue zukunftssichere Funktionen unterstützen

die nahtlose Integration mit Open-Source-Testframeworks

und modernen Entwicklungsprozessen.

Dies ist entscheidend, damit globale Entwicklungsteams

schnell und flexibel Testmethoden

wie Testabdeckung, Codeabdeckung, Traceability

von Anforderungen und Reporting schnell

und flexibel einführen und dabei strenge Industriestandards

einhalten können.

Zukunftssichere

Software-Entwicklungspraktiken

Die Einhaltung strenger Sicherheitsstandards

und die Berücksichtigung aller möglichen Fehlerszenarien

sind bei der Entwicklung anspruchsvoller

sicherheitskritischer Systeme von grundlegender

Bedeutung. Die TÜV SÜD-Zertifizierung

unterstreicht die umfassende Erfahrung von

Parasoft bei der Entwicklung von Sicherheitsfunktionen

für autonomes Fahren, fortschrittliche

Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver

Assistance Systems, ADAS) und Funktionen

für softwaredefinierte Fahrzeuge sowie bei

der Entwicklung sicherheitskritischer Software

für Herzschrittmacher, Magnetresonanztomographen,

Flugzeuge, Eisenbahnen und andere

funktionale Sicherheitssysteme und -geräte.

Attraktivität gesteigert

Seit seiner Markteinführung Anfang des Jahres

hat Parasofts C/C++test CT an Attraktivität für

Automobilhersteller und Tier-1-Zulieferer gewonnen,

die nach adaptiven Softwaretest-Automatisierungslösungen

suchen, um die Bereitstellung

von Fahrfunktionen für das autonome Fahren

zu beschleunigen. Immer mehr Akteure im

gesamten Automotive-Ökosystem integrieren

Parasoft C/C++test CT in agile CI-Workflows,

um große Unternehmensprojekte zu unterstützen,

die die Zusammenarbeit von Hunderten

von Entwicklern erfordern.

Nahtlose Integration

Im Gegensatz zu herkömmlichen Testwerkzeugen

ist C/C++test CT IDE-unabhängig

und lässt sich nahtlos in Entwickler-Desktop-

Umgebungen sowie in moderne CI/CD-Workflows

(Continuous Integration/Continuous Delivery)

integrieren. Die Unterstützung von Open Source

Test-Frameworks wie GoogleTest, Boost.Test

und CppUnit wird ergänzt durch vollständige

Codeabdeckung, Traceability der Anforderungen

und Reporting-Funktionen. C/C++test CT

wurde für die Automatisierung im großen Maßstab

ent wickelt und hilft Unternehmen, die Effizienz

und Zusammenarbeit in ihrer Entwicklungspipeline

zu optimieren, während es gleich zeitig

die Verwendung von Containern vereinfacht

und eine wertvolle Erweiterung für VS Code-

Anwender darstellt.

Wichtige Branchenzertifizierung

„Wir freuen uns über diese wichtige Branchenzertifizierung,

die auf der umfassenden Prüfung

unserer C/C++test CT-Entwicklungsprozesse

durch den TÜV SÜD basiert“, erläutert Igor

Kirilenko, Chief Product Officer bei Parasoft. „Verifikation,

Validierung und Qualität sind integrale

Bestandteile jedes Schrittes in unserem Entwicklungslebenszyklus

und geben unseren Kunden

die Gewissheit, dass Parasoft C/C++test CT eine

zuverlässige und vertrauenswürdige Option ist,

die die behördliche Zulassung vereinfacht und

gleichzeitig einen Mehrwert für die Entwicklung

innovativer sicherheitskritischer Systeme und

Geräte bietet.“ ◄


IRAK: Unsere jordanische

Kinderärztin Tanya Haj-Hassan

untersucht ein Neugeborenes

in Mossul. © Peter Bräunig

SPENDEN SIE GEBORGENHEIT

FÜR SCHUTZLOSE MENSCHEN

Mit Ihrer Spende rettet ÄRZTE OHNE GRENZEN Leben:

Mit 50 Euro ermöglichen Sie z. B. das sterile Material

für fünf Geburten. Ohne dieses erleiden Frauen häufig

lebensbedrohliche Infektionen.

Private Spender*innen ermöglichen unsere unabhängige Hilfe – jede Spende macht uns stark!

Spendenkonto:

Bank für Sozialwirtschaft

IBAN: DE72 3702 0500 0009 7097 00

BIC: BFSWDE33XXX

www.aerzte-ohne-grenzen.de/spenden

Design

Gleitende diskrete Periodentransformation

Wie die neue Methode der diskreten Periodentransformation physiologische Signale verarbeiten kann

Der Prototyp eines auf Raspberry Pi Zero basierenden Pulsoximeters.

Der MAX30102 SpO 2 -Sensor befindet sich im Fingerclip in der oberen linken

Ecke des Bildes.

Autoren:

Dr. Dennis E. Bahr

President und

Biomedical Engineer

Bahr Management, Inc.,

Marc Smith

Principal Engineer

Analog Devices

www.analog.com

In diesem Artikel wird die gleitende

diskrete Periodentransformation

(discrete period transform, DPT)

vorgestellt. Es handelt sich hierbei

um einen neuartigen Algorithmus

zur Verarbeitung physiologischer

Signale, insbesondere von Photoplethysmogrammsignalen

(PPG) von

Pulsoximetern. Der Algorithmus verwendet

eine Periodendomänenanalyse

mit sinusförmigen Basisfunktionen

und bewältigt Herausforderungen

wie statistisches Rauschen

und nichtstationäre Daten. Die DPT

ist als gleitende Transformation in

MATLAB implementiert und kombiniert

Autokorrelation und Ensemblemittelung.

Es werden Details zu

einem Algorithmus bereitgestellt,

der auf einem MAX30101-Gerät

entwickelt und ausgeführt wurde,

und mit denen eines Masimo-Oximeters

mit Signal Extraction Technology

(SET) verglichen.

Einleitung

Signale physiologischen

Ursprungs können durch Rauschen

und Bewegungsartefakte

verfälscht werden und teilen sich

oft denselben Durchlassbereich wie

die Signale selbst [1]. Biologische

Signale sind quasi-stationär und

haben Perioden und Amplituden,

die sich im Laufe der Zeit ändern

können [2]. Eine einfache Filterung

von Daten ist bei solchen Signalen

nicht möglich. Eine beliebte Methode

zur Extraktion von Informationen

ist die Verwendung eines anderen

Signals, das zeitlich mit den Daten

verknüpft ist und als Zeitrahmen

für die Ensemblemittelung dient.

Obwohl die Ensemblemittelung

mithilfe eines externen Herztriggers

aus einer EKG-Quelle effektiv

auf Oximetriesignale angewendet

wurde [3], ist eine EKG-Quelle

in vielen Fällen möglicherweise

nicht verfügbar. In diesem Projekt

wurden Signale ohne EKG-Trigger

erfolgreich mit ähnlichen Ergebnissen

verarbeitet.

Neuer Algorithmus

Zunächst wurde ein Algorithmus

entwickelt, um eine Form der Autokorrelation

und der Ensemblemittelung

durchzuführen [4]. Es wurde

jedoch bald festgestellt, dass eine

Ensemblemittelung im Zeitbereich

nicht notwendig war, da alle relevanten

Informationen in den Periodendomain-Daten

selbst zu finden

waren. Die Herzfrequenz und

die Blutsauerstoffsättigung konnten

direkt aus den Ergebnissen der

DPT berechnet werden.

Diese Arbeit begann mit einer

Überprüfung der diskreten Fourier-

Transformation (DFT), da sie das

Frequenzspektrum eines Signals

erzeugen kann, das daraufhin zur

Bestimmung seiner Periode verwendet

wird [5,6]. Ein weiteres Ziel der

Forschung bestand darin, die Daten

mit einem sehr hohen Auflösungsgrad

abzutasten. Um mit der DFT

eine hohe Auflösung zu erzielen,

muss eine große Anzahl von Abtastwerten

gesammelt werden. Da biologische

Signale quasi-stationär sind,

führt das Sammeln einer großen

Anzahl von Abtastwerten mit der

DFT oft zu Spektralverschmierung

[7]. Benötigt wurde ein Algorithmus

mit hoher Auflösung, der jedoch im

Vergleich zur DFT nur eine geringe

Bild 1: Sinus-Basisfunktionen der Fourier-Transformation, wobei Rot die

erste Oberwelle (1 Hz), Blau die zweite (2 Hz) und Grün die dritte (3 Hz) ist.

Bild 2: Periodentransformierte komplexe sinusförmige Basisfunktionen

für drei benachbarte Sinus- und drei benachbarte Kosinusfunktionen.


Design

Bild 3: Periodentransformierte Basisphasenwinkel, welche die Werte der

komplexen Phasenwinkel für eine zunehmende Anzahl von Abtastperioden

pro Minute zeigen. Die ansteigende Kurve zeigt die Kosinus-Phasenwinkel,

die abfallende Kurve die Sinus-Phasenwinkel.

Bild 4: Amplitudenspektrum, das die Werte von drei Sätzen sinusförmiger

Eingabedaten zeigt, die in Bezug zueinander unvereinbar sind.

Anzahl von Abtastwerten erfordert.

Da der Algorithmus auf Echtzeitdaten

unbestimmter Länge angewendet

werden sollte, wurde eine

gleitende Form der Transformation

genutzt, die einer gleitenden

DFT ähnelt.

Methoden

Anforderungen

an den Algorithmus

Eigentlich wollte man einen Algorithmus

finden, mit dem die zugrunde

liegende Grundperiode der Daten

bestimmt werden konnte, auch wenn

diese stochastisch und nicht stationär

waren. Die ursprünglichen

Anforderungen an den Algorithmus

waren folgende: Er musste...

• in der Lage sein, die Grundperiode

jedes biomedizinischen

Signals wie EKG und SpO 2 zu

bestimmen

• eine ausreichend schnelle Reaktionszeit

haben, um die Herzfrequenzperiode

und Amplitudenänderungen

in Echtzeit zu verfolgen

• sich schnell von Signalunterbrechungen

oder übermäßigen

Rausch- oder Bewegungsartefakten

erholen

• über eine ausreichende Rechengeschwindigkeit

verfügen, um

nicht der begrenzende Faktor

bei der Bestimmung der Abtastrate

zu sein

• geringen bis moderaten Speicherplatz

erfordern und für den

Gebrauch in Geräten mit niedriger

Leistung sowie tragbaren

Geräten geeignet sein.

Entwicklung des Algorithmus

Ausgehend von der DFT wollte man

die Periode ermitteln. Daher wurden

die Frequenzterme in den DFT-Gleichungen

durch die Periode ersetzt;

statt der Frequenzerhöhung wie bei

der DFT wurde die Periode erhöht.

Während die DFT die Frequenz linear

erhöht, z. B. (1f 0 , 2f 0 , 3f 0 ...), wobei f 0

die erste Oberwelle ist, erhöht die

DPT die Periode linear in Vielfachen

der Abtastperiode T 0 . Trotz der Ähnlichkeiten

der Gleichungen der beiden

Algorithmen kann die DFT nicht

dieselben Ergebnisse wie die DPT

erzeugen, da es sich um grundlegend

unterschiedliche Algorithmen

handelt. Die DFT und die DPT können

mittels einer Analyse der Gleichungen,

die ihre Implementierung

beschreiben, verglichen werden.

Für die Abtastfrequenz f S entspricht

der Frequenz-Bin k der N-Punkt-

DFT der Frequenz f K = k × f S / N Hz.

Gleichung 1 ist der Ausdruck für das

Spektrum des k-ten Frequenz-Bin für

die Abtastsequenz XI ... XI + N - 1.

Bild 5: Die gleitende Periodentransformation für eine Kosinus-Wellenform

mit einer Periode von 73 Perioden/Min. und einer Amplitude von 4,5. Der

Amplitudenfehler beträgt weniger als 0,37% und der Periodenfehler

weniger als 0,24%.


Bild 6: Unbearbeitete, gefilterte und geglättete photoplethysmographische

Pulsdaten einer Testperson, die ein MAX30101-PPG-AFE-Gerät verwendet. Die

oberen Wellenformen zeigen die rohen Infrarot- und Rot-Signale, während

die unteren Wellenformen für die gefilterten und geglätteten Daten stehen.

65

Design

Bild 7: Diese Grafik zeigt die roten und infraroten Spektren unter

Verwendung des Schiebefensters DPT. Der größere der beiden Spitzenwerte

ist das Infrarotspektrum und der kleinere das Rotspektrum.

Bild 8: Vergleich der mit DPT verarbeiteten photoplethysmographischen

Daten.

(1)

Dabei entspricht k = 0, 1, 2, ... N – 1

Der i-te Abtastwert der DFT wird

berechnet wie in Gleichung 2 dargestellt.

(2)

Die DFT-Basisfunktionen haben

denselben N-ten Ordinatenwert

wie die entsprechenden Oberwellen

des Signals, siehe Bild 1. Dies

liegt daran, dass alle Oberwellen in

der DFT so beschaffen sind, dass

die höheren Oberwellen exakte

Vielfache der niedrigeren Oberwellen

sind.

Der Term N in der DPT muss

für jede Periode geändert werden,

da die Perioden nicht einfach Vielfache

voneinander sind, sondern

um eine Abtastperiode variieren,

wie in Bild 2 dargestellt.

Sowohl die gleitende DFT als

auch die DPT erfordern eine Implementierung

mit zirkulären oder

Rekursionspuffern, die eine feste

Anzahl der neuesten Abtastwerte

enthalten. Ein Puffer wird verwendet,

wenn die Eingabedaten real

sind, während zwei Puffer verwendet

werden, wenn die Eingabedaten

komplex sind. Wie man

den i-ten Abtastwert der DPT-

Transformation schreiben kann,

zeigt Gleichung 3.

(3)

Dabei ist der Term RBS die Größe

des Wiederholungspuffers, T L die

Länge der längsten Periode und T N

die Periode des aktuellen Basiselements,

das verarbeitet wird. Auf

diese Weise haben die Ordinatenwerte

für Anfang und Ende jeder

Basisperiode denselben Wert. Die

Periode s erstreckt sich von der

gewählten Mindestperiode bis zur

gewählten Höchstperiode, um die

Perioden in den abgetasteten Daten

abzudecken. Die Implementierung

verwendet einen Satz von Basisfunktionen,

welche die inkrementellen

Phasenwinkel der Sinuskurven

in Bild 2 zeigen.

Die DPT ist etwas schwieriger zu

implementieren, da die Basisfunktionen

aus komplexen Funktionen

bestehen, die größtenteils unvereinbar

sind und sich voneinander durch

die Abtastperiode unterscheiden.

Eine effiziente DPT-Transformation

verwendet die in Bild 3 dargestellten

Basisphasenwinkel. Diese Form

kam in den hierin beschriebenen

Implementierungen zum Einsatz.

Die Phasoren lassen sich leicht

mit Gleichung 4 ableiten, wobei s

der Satz von Perioden von der minimalen

bis zur maximalen gewählten

Periode in Schritten der Abtastperiode

ist.

(4)

Bild 9: Vergleich der Herzfrequenzdaten zur Bewertung des MAX30101-

Oximeters (mit diskreter Periodentransformation) und des Masimo-

Oximeters.

Bild 10: Prozentuale Unterschiede des SpO 2 -Werts eines Masimo- und eines

ADI-Oximeters unter Verwendung des DPT-Algorithmus. Die Bland-Altman-

Kriterien wurden erfüllt.


Design

Bild 11: Herzfrequenzunterschiede in Schlägen pro Minute gemessen von

einem Masimo- und einem ADI-Oximeter unter Verwendung des DPT-

Algorithmus.

Implementierung

des Algorithmus

Die gleitende DPT-Transformation

wird als IIR-Filter (Infinite Impulse

Response, IIR) implementiert und

hat ein Signalflussdiagramm eines

Kammfilters, gefolgt von einem

Resonator, ebenso wie die Implementierung

der gleitenden Form

der DFT. Die Kammfilterverzögerung

von N Abtastwerten bewirkt,

dass die Einschwingzeit N-1 Abtastwerte

lang ist. Auf die Herzfrequenz

abgestimmte Kammfilter wurden von

anderen mit überschaubarem Erfolg

eingesetzt [8]. Da die Komponenten

der komplexen DPT-Basisfunktionen

oder Phasenwinkel nicht alle harmonisch

miteinander verbunden sind,

bilden die Endpunkte dieser Funktionen

nicht immer kontinuierliche

Funktionen im Abtastraum, wie es

bei der DFT der Fall ist. Durch die

Implementierung der DPT als gleitende

Transformation werden die

Basisfunktionen jedoch eingehüllt,

sodass die Komponentenbasisfunktionen

kontinuierlich werden. Während

die Daten und Basisfunktionen

vorbeigleiten und die Korrelation

berechnet wird, bleibt die Kontinuität

der Basisfunktionen erhalten.

Gleitfensteralgorithmus

Bei einem Gleitfensteralgorithmus

wird ein Fenster der Länge N über

ein Datenfeld unbestimmter Länge

geschoben. Im Fall der DPT werden

zwei Rekursionspuffer beibehalten,

da die DPT sowohl reale als auch

imaginäre Eingabedaten verarbeiten

kann. Wenn die Eingabe nur eine


reale Komponente hat, was häufig

der Fall ist, wird nur ein Rekursionspuffer

verwendet. Die Ergebnisse

können jedoch je nach Phasenbeziehung

zwischen der Eingabe und

den Basisfunktionen immer noch

komplex sein. Sie werden in zwei

Ensemblepuffern gespeichert, die

jeweils eine Länge der gewählten

maximalen Periode haben.

MATLAB-

Machbarkeitsstudie

Gleichung 4 wurde in einem MAT-

LAB-Skript implementiert. Bild 4

zeigt ein Beispiel für eine grafische

Darstellung, wobei Sinus- und

Kosinusfunktionen als Eingaben

mit Amplituden von ±1 und Perioden

von 45 ms, 79 ms und 175 ms

verwendet wurden. Das MATLAB-

Skript war auf Perioden zwischen

400 ms (200 Perioden/Min.) und 2 s

(40 Perioden/Min.) beschränkt. Für

dieses Beispiel wurden insgesamt

5.000 Abtastwerte verarbeitet. Da

es sich bei den Eingabedaten um

sinusförmige Wellen mit Einheitsamplituden

handelt, sind die Amplituden

jeder Periode ebenfalls eins.

Man kann leicht erkennen, welch

hohe Auflösung diese Transformation

bietet.

Die Ergebnisse für eine sinusförmige

Kosinuswelle mit einer Periode

von 73 Perioden/Min. und einer

Amplitude von 4,5 sind in Bild 5 dargestellt.

In diesem Beispiel wurde

ein Wiederholungspuffer mit einer

Länge von 1500 Datenpunkten

genutzt. Man muss beachten, dass

es einige kleine Fehler gibt: einen

Bild 12: Diagramm der Herzfrequenz im Vergleich zur Zeit für ein Masimo-

Oximeter und ein Oximeter von Analog Devices.

Amplitudenfehler von 0,366% und

einen Periodenfehler von 0,234%.

Die Größenordnung dieser Fehler

ist für biomedizinische Anwendungen

im Allgemeinen akzeptabel.

Diese Fehler sind bei Messungen

der peripheren kapillaren Sauerstoffsättigung

(SpO 2 ) ohne Bedeutung,

da der SpO 2 -Wert ratiometrisch

mit dem Verhältnis der Verhältnisse

der roten und infraroten

spektrophotometrischen Signale

berechnet wird [9,10], siehe Gleichung

6 und Gleichung 7.

Ergebnisse:

DPT mit gleitendem Fenster

für die Pulsoximetrie

Damit Algorithmen mit gleitendem

Fenster bei der Pulsoximetrie

ordnungsgemäß funktionieren, sind

zwei Wiederholungsarrays erforderlich:

eines für die rote Historie und

eines für die infrarote. Um das Bild

der gleitenden Transformation zu

vervollständigen, werden die aktualisierten

Inhalte der Wiederholungspuffer,

welche die Länge des zu verarbeitenden

Perioden-Bin haben,

von der Basisfunktion gedreht,

die dieser Periode entspricht. Die

Länge dieses Puffers bestimmt die

Gesamtauflösung. Sobald genügend

Daten in den Prozess eingegeben

wurden, um diese Puffer zu füllen,

erreichen die Transformationsergebnisse

eine stabile Grenze und

ändern sich nur in der Amplitude

oder Periode, wenn sich die Eingabedaten

ändern. Für die gemeldete

Datenverarbeitung enthielten

die Wiederholungspuffer die letzten

10 s der Daten.

Forscher bei ADI sammelten die

Rohdaten und verwendeten als Software

zur Datenverarbeitung eine

gleitende DPT in einem MATLAB-

Skript. Bild 6 zeigt die Rohdaten

einer Testperson zusammen mit

einer Bandpassfilterung von 1 bis

4 Hz und der Verwendung eines flachen

Glättungsfilters mit gleitendem

Mittelwert und einer Gesamtbreite

von 200 ms. Die in Bild 7 dargestellten

Spektren wurden nach dem Füllen

der Wiederholungspuffer und

dem Erreichen stabiler Amplituden

aufgezeichnet. Die DPT verfolgt weiterhin

alle Änderungen in den Rohdaten,

während neue Daten abgetastet

werden, und die Spektren

werden entsprechend aktualisiert.

Zur Schätzung von SpO 2 wurde

zunächst die allgemein bekannte

Gleichung verwendet, die als Verhältnis

der Verhältnisse bezeichnet

wird. Die Komponenteneinträge für

Wechselstrom verwendeten die Spitzenwerte

aus dem Spektralplot in

Bild 7 und die für Gleichstrom die

Durchschnittswerte der ungefilterten

Signale aus Bild 6.

Werte im Vergleich

(5)

(6)

(7)

Die mit einem Masimo-Oximeter

unter Verwendung seines SET-

67

Design

Bild 13: Die IIR-Filter werden verwendet, um die Wechselstrom- und

Gleichstromsignale aus den spektrographischen Rohdaten zu extrahieren.

Algorithmus erfassten SpO 2 - und

Herzfrequenzwerte wurden mit den

Daten verglichen, die zur gleichen

Zeit mit einem ADI-MAX30101-Pulsoximetersensor

erfasst wurden.

Die Daten einer Testperson wurden

zufällig ausgewählt; die Ergebnisse

sind in Bild 8 und 9 zu sehen.

Es ist in der Medizin gang und

gäbe, Werte zu evaluieren, die von

zwei verschiedenen Geräten erzeugt

worden sind, die denselben Parameter

messen. Dabei wird davon ausgegangen,

dass eines der Geräte

korrekte Ergebnisse liefert und als

Standard verwendet wird.

Bland-Altman-Methode

Bland und Altman entwickelten

eine Methode, die auf der Übereinstimmung

zwischen zwei quantitativen

Messungen beruht [11,12].

Sie taten dies, indem sie die mittlere

Differenz untersuchten und

die Grenzen der Übereinstimmung

aufstellten. Die Bland-Altman-Plot-

Analyse ist eine einfache Methode,

um eine Verzerrung zwischen den

Mittelwertdifferenzen zu bewerten

und ein Übereinstimmungsintervall

zu schätzen. Wenn zwei medizinische

Instrumente diesem Test

unterzogen werden und eines als

Standard gilt, sollten die Ergebnisse

innerhalb von zwei Standardabweichungen

oder 95 % liegen, damit

das zweite Gerät für den klinischen

Gebrauch als ebenso gut wie der

Standard angesehen werden kann.

Mit der Bland-Altman-Methode

wird im Gegensatz zur Korrelationsanalyse,

welche die Beziehung zwischen

zwei Variablen ermittelt, eine

statistische Methode angewandt, die

sich mit dem Unterschied zwischen

zwei Variablen befasst.

Die Genauigkeit und Präzision des

DPT-Algorithmus wurden bewertet,

indem Daten von 26 gesunden

erwachsenen Testpersonen unter

Verwendung des MAX30101-Pulsoximetersensors

erfasst und mit den

Ergebnissen eines Masimo-Oximeter

mit der neuesten Signalextraktionstechnologie

verglichen wurden

[13].Die Testgruppe bestand aus 15

männlichen und 11 weiblichen Personen

im Alter zwischen 20 und 40

Jahren. Die Studie war darauf ausgelegt,

die Ergebnisse der beiden

Oximeter bei jeder Person der Testgruppe

zu vergleichen und nicht

etwaige Unterschiede zwischen

Männern und Frauen. Man muss

beachten, dass der SpO 2 -Wert zwischen

den Geschlechtern etwas variiert.

Eine Studie hat ergeben, dass

bei jungen gesunden Erwachsenen

der mittlere SpO 2 -Wert bei Männern

97,1 ± 1,2 % und bei Frauen 98,6 ±

1,0 % beträgt [14].

Die Ergebnisse unter Verwendung

der Bland-Altman-Kriterien

sind in Bild 10 und Bild 11 zu sehen,

wobei jeder Kreis die Bland-Altman-

Ergebnisse für ein einzelne Testperson

darstellt. Alle SpO 2 -Vergleiche

erfüllten die Bland-Altman-Kriterien.

Der Bland-Altman-Algorithmus

wurde in allen Fällen bis auf einen

erfüllt. Ein Pfeil signalisiert, wo die

Analyse außerhalb von zwei Standardabweichungen

liegt.

In Bild 11, die einen Vergleich der

Herzfrequenz darstellt, zeigt ein

Pfeil auf einen Wert, der außerhalb

von zwei Standardabweichungen

liegt. Die Herzfrequenz-Zeit-Kurve

für diese Person ist in Bild 12 zu

sehen, wobei das Masimo-Oximeter

eine Standardabweichung

von 1,7892 und das MAX30101-

Oximeter unter Verwendung des

DPT-Algorithmus eine Standardabweichung

von 0,8935 aufwies.

In diesem Fall ist es schwierig zu

bestimmen, welches Instrument

genauer war, aber die Standardabweichungen

geben einen Hinweis.

Ein Prototyp-Oximetersystem

mit dem

SDPT-Algorithmus

Schließlich wurde ein Oximeter-

Prototyp mit einem Arm-Mikroprozessor

entworfen, der mit einem

Bare-Metal-Betriebssystem läuft.

Der Raspberry Pi Zero wurde als

Computerplattform mit dem integrierten

Schaltkreis MAX30102 als

Sensor verwendet. Das Betriebssystem

und das Schiebefenster-

DPT wurden in der Programmiersprache

C implementiert. Auf dem

Aufmacherbild ist der Prototyp

zu sehen. Das gesamte Oximeter

wurde über eine USB-3.0-Verbindung

mit Strom versorgt. Zwei

Digital-Analog-Wandler sendeten

die von der zugehörigen Software

bestimmten Daten über ein Flachbandkabel

an ein Tektronix-Oszilloskop

DPO-4034, wo sie aufgezeichnet

wurden. Die Diagramme

wurden dann über eine Netzwerkverbindung

an einen Desktop-Computer

übermittelt. Bild 14 zeigt die

Daten einer einzelnen Testperson,

die über einen Zeitraum von ca. 9 s

nach einem Zeitraum von 10 s zum

Füllen des Wiederholungspuffers

aufgenommen wurden.

Gleichstromsignale

extrahieren

Die roten und infraroten Gleichstromsignale

wurden aus den Rohsignalen

mit einem Tiefpass-IIR-Filter

erster Ordnung extrahiert, während

dies für die Wechselstromsignale

mit einem Hochpass-IIR-Filter

erster Ordnung geschah, siehe

Bild 13: Die Zeitkonstante für diese

Filter wurde auf ca. 1 s eingestellt.

Die Daten wurden mit 100 SPS

abgetastet, wobei der Interrupt vom

MAX30102 als Zeitsignal diente. Die

Ausgabe des Geräts erfolgte sowohl

für die roten als auch für die infraroten

Signale in einem 12-Bit-Festkomma-Digitalformat.

Signalvorverarbeitung

durch die DPT

Nachdem die roten und infraroten

Wechselstromsignale durch

die Filter extrahiert wurden, wurden

sie ohne weitere Signalvorverarbeitung

durch die DPT verarbeitet.

Die ersten Oberwellen

der spektrographischen Signale

erzeugen Spitzen wie in Bild 15.

Die Position der Datenpeaks auf

der Abszisse bestimmt die Herzfrequenz,

während die Amplituden

der roten und infraroten Datenpeaks

zur direkten Berechnung des SpO 2

mit Hilfe von Verhältnisgleichungen

verwendet wurden.

Beschreibung von Bild 15: Spektren,

die von Raspberry Pi Zero

unter Verwendung der diskreten

Schiebefenster-Periodentransformation

mit einem SpO 2 -Wert von

97 % und einer Herzfrequenz von

58 Schlägen pro Minute erzeugt wurden.

Der Cursor b (mittlere vertikale

blaue Linie) zeigt an, wo die Herzperiode

mit 1,03 s gemessen wird.

Das rechteckige Signal oben links

signalisiert, wo sich die 400-ms-Periode

auf der Abszisse befindet, und

das rechteckige Signal oben rechts

gibt die Position der 2000-ms-Periode

auf der Abszisse an.

Diskussion

Die von Oximetern erzeugten

optischen Rohsignale enthalten

große stationäre Gleichstromkomponenten

und kleine oszillierende

Wechselstromkomponenten, die

etwa 1 % des Gleichstromsignals

ausmachen. In diesen oszillierenden

Komponenten findet die

pulsatile Aktivität in den Kapillaren

statt. Jede Bewegung oder andere

Artefakte können diese Signale

leicht überlagern und eine genaue

Messung verhindern. Im Laufe der

Jahre wurde viel Zeit in die Entwicklung

von Methoden investiert, um die

Signale von Artefakten zu trennen.

Oft haben sich diese Vorgehensweisen

als sehr komplex und schwierig

in der Umsetzung erwiesen [16,17].


Design

Bild 14: PPG-Wellenformen vom Prototypen des Raspberry Pi Zero Oximeter,

welche die roten Impulse oben und die infraroten unten zeigen. Invertierte

Wellenformen werden angezeigt, um den tatsächlichen arteriellen Druck im

Finger genauer darzustellen.

Bild 15: Spektren, die von Raspberry Pi Zero unter Verwendung der diskreten

Schiebefenster-Periodentransformation mit einem SpO 2 -Wert von 97% und

einer Herzfrequenz von 58 Schlägen pro Minute erzeugt wurden.

Aus diesen Gründen wurde diese

Forschung durchgeführt. Der DPT-

Algorithmus löst viele dieser Herausforderungen

durch die Verwendung

einer Transformation, die

eine geringe Anzahl von Abtastwerten

erfordert, aber dennoch

genaue Messungen ermöglicht.

Die Durchführung der Messungen

im Periodenbereich und die Anordnung

jedes Bin mit Abständen durch

die Abtastperiode liefern die erforderliche

Auflösung. Die Periodenund

Amplitudeninformationen aus

dem DPT könnten dann zur direkten

Berechnung der Herzfrequenz und

Blutsauerstoffsättigung verwendet

werden, ohne in den Zeitbereich

zurückkehren zu müssen.

Fazit

Die Periodendomänenanalyse

unter Verwendung eines inkrementellen

DPT-Algorithmus ist eine

effektive und effiziente Methode zur

Verarbeitung periodischer biomedizinischer

Signale für den Spektralgehalt.

Sie bietet die Möglichkeiten

der Frequenzbereichsanalyse

mit Vorteilen bei der Umsetzung.

Der integrierte Schaltkreissensor

MAX30101, auf dem der

DPT-Algorithmus ausgeführt wird,

hat sich als genau genug erwiesen,

um ein Masimo-Oximeter in der

medizinischen Praxis zu ersetzen.

Danksagungen

Wir möchten uns besonders bei

Dr. Amit Nimunkar vom Department

of Biomedical Engineering der University

of Wisconsin für seine konstruktiven

Vorschläge und seine

Hilfe beim Korrekturlesen dieses

Artikels bedanken. Wir möchten

uns auch bei Dr. Everett Smith für

seine wertvolle Hilfe und Unterstützung

bedanken und bei Analog

Devices für die Bereitstellung

der Rohdaten, die in diesem Projekt

verwendet wurden.

Referenzen

[1] Amal Jubran. „Pulse Oximetry.“

Critical Care, Bd. 3, Nr. 2,

Februar 1999.

[2] Han-Wook Lee, Ju-Won Lee,

Won-Geun Jun und Gun-Ki Lee.

„The Periodic Moving Average Filter

for Removing Motion Artifacts from

PPG Signals.“ International Journal

of Control, Automation, and Systems,

Bd. 5, Nr. 6 Dezember 2007.

[3] Brendan Conlon, James A.

Devine und James A. Dittmar. „ECG

Synchronized Pulse Oximeter.“ U.S.-

Patent 4,960,126, Oktober 1990.

[4] James Reuss und Dennis Bahr.

„Period Domain Analysis in Fetal

Pulse Oximetry.“ Proceedings of

the Second Joint 24th Annual Conference

and the Annual Fall Meeting

of the Biomedical Engineering

Society, 2002.

[5] Eric Jacobsen und Richard

Lyons. „The Sliding DFT.“ IEEE

Signal Processing Magazine, Bd.

20, Nr. 2, März 2003.

[6] Eric Jacobsen und Richard

Lyons. „An Update to the Sliding

DFT.“ IEEE Signal Processing Magazine,

Bd. 21, Nr. 1, Januar 2004.

[7] Lawrence R. Rabiner und Bernard

Gold. Theory and Application

of Digital Signal Processing. Prentice-Hall,

Januar 1975.

[8] Ludvik Alkhoury, Ji-Won Choi,

Chizhong Wang, Arjun Rajasekar,

Sayandeep Acharya, Sean Mahoney,

Barry S. Shender, Leonid Hrebien

und Mose Kam. „Heart-Rate

Tuned Comb Filters For Processing

Photoplethysmogram (PPG) Signals

in Pulse Oximetry.“ Journal of Clinical

Monitoring and Computing, Bd.

35, Nr. 4, August 2021.

[9] „Recommended Configurations

and Operating Profiles for

MAX30101/MAX30102 EV Kits.“

Maxim Integrated, März 2018.

[10] Sang-Soo Oak und Praveen

Aroul. „How to Design Peripheral

Oxygen Saturation (SpO2) and Optical

Heart Rate Monitoring (OHRM)

Systems Using the AFE4403.“ Texas

Instruments, März 2015.

[11] Douglas Altman und J. Martin

Bland. „Measurement in Medicine:

The Analysis of Method Comparison

Studies.“ Journal of the Royal

Statistical Society: Series D (The

Statistician), Bd. 32, Nr. 3, September

1983.

[12] J. Martin Bland und Douglas

G. Altman. „Statistical Methods for

Assessing Agreement Between Two

Methods of Clinical Measurement.“

The Lancet, Februar 1986.

[13] Julian M. Goldman, Michael

T. Petterson, Robert J. Kopotic und

Steven J. Barker. „Masimo Signal

Extraction Pulse Oximetry.“ Journal

of Clinical Monitoring and Computing,

Bd. 16, Nr. 7, 2000.

[14] Sagi Levental, Elie Picard,

Francis Mimouni, Leon Joseph, Tal

Y Samuel, Reuben Bromiker, Dror

Mandel, Nissim Arish und Shmuel

Goldberg. „Sex-Linked Difference

in Blood Oxygen Saturation.“ The

Clinical Respiratory Journal, Bd. 12,

Nr. 5, Mai 2018.

[15] Sam Koblenski. „Everyday

DSP for Programmers: DC and

Impulsive Noise Removal.“ November

2015.

[16] Surekha Palreddy. „Signal

Processing Algorithms.“ Design

of Pulse Oximeters, erste Auflage,

Oktober 1997.

[17] Terry L. Rusch, Ravi Sankar

und John E. Scharf. „Signal Processing

Methods for Pulse Oximetry. “

Computers in Biology and Medicine,

Bd. 26, Nr. 2, März 1996.

Wer schreibt:

Dennis Bahr ist Biomedical Engineer,

der in seiner 50-jährigen Karriere

Instrumente für zahlreiche

medizinische Märkte entwickelt hat.

Marc Smith ist Principal Engineer

für Gesundheits- und medizinische

Biosensorikanwendungen bei Analog

Devices. Er ist ein Branchenexperte

für MEMS und Sensortechnologien

mit über 30 Jahren Erfahrung

in der Entwicklung von Sensorprodukten

und Elektronik für verschiedene

Märkte. ◄


69

Design

Die Architektur des Protokollstapels

von Bluetooth Low Energy

Bild 1: Anwendungen von Bluetooth Classic (a) und Bluetooth LE (b) [2]

Bild 2: Kurz-Spezifikationen von Bluetooth Classic (a) und Bluetooth LE (b) [2]

Autoren:

Erick John Reyes

Senior Firmware Engineer,

Mary Grace Legaspi

Firmware Engineer,

Eric Peña

Embedded Systems Architect

Analog Devices

www.analog.com

Der vorliegende Artikel vermittelt

ein fundierteres Verständnis

der Architektur des Protokollstapels

von Bluetooth Low Energy (BLE)

und beschreibt, wie das Potenzial

der stromsparenden drahtlosen

Kommunikation mit existierenden

BLE-Anwendungen maximal ausgeschöpft

werden kann.

Einführung

Bluetooth Low Energy (BLE) ist

eine grundlegende Technik für das

IoT-Ökosystem (Internet of Things).

Sie wurde ursprünglich als drahtloses

Übertragungsprotokoll für den

Ersatz von Kabeln in Konsumprodukten

wie etwa kabellosen Tastaturen,

Mäusen oder Headsets entwickelt,

ist aber mittlerweile weit mehr

als nur ein schlichter Kabelersatz.

Heute spielt diese Technik in vielen

Bereichen eine wichtige Rolle,

so zum Beispiel auf dem Medizin-,

Einzelhandels- und Automobilsektor,

aber auch in industriellen Anwendungen

wie etwa Ortungs-Tags oder

zur Bedienung von Instrumenten.

Der Bluetooth-Markt wächst

Wie dem Bluetooth Market Update

des Jahres 2023 zu entnehmen ist,

wird es beim Absatz von Bluetoothfähigen

Geräten von 2023 bis 2027

einen durchschnittlichen jährlichen

Zuwachs von 9 % geben [1]. Angesichts

dieses Wachstums wird erwartet,

dass sich der Absatz von BLE-

Geräten mehr als verdoppeln wird

und dass bis 2027 nicht weniger

als 97 % der mit Bluetooth ausgestatteten

Geräte Unterstützung für

BLE bieten werden [1].

BLE wurde im Juli 2010 mit Version

4.0 der Bluetooth-Spezifikation

eingeführt. Es war ursprünglich

unter dem Namen Bluetooth Smart

bekannt und ist speziell für extrem

stromsparende Geräte vorgesehen.

Bluetooth-Technik und BLE

Die traditionelle Bluetooth-Technik

dient beispielsweise zum Koppeln

von Smartphones mit Headsets

sowie zur Übertragung großer

Datenmengen (z. B. Musik- oder

Bilddateien). BLE dagegen ist für

einen anderen Zweck vorgesehen.

Während die von Bluetooth

gebotene Eignung für größere


Design

Bild 3: Protokollschichten von Zentral- und Peripherieeinheit

Bild 4: Architektur des BLE-Protokollstapels

Datentransfers mit einer erhöhten

Energieentnahme aus der Batterie

erkauft wird, ist BLE für Anwendungen

optimiert, die keine umfangreichen

Datenübertragungen benötigen,

und kommt somit für eine breite

Palette von Applikationen in Frage,

in denen es stattdessen auf einen

geringen Stromverbrauch ankommt.

Anders als das konventionelle Bluetooth,

das auch bei Nichtgebrauch

aktiv bleibt und Strom verbraucht,

bleibt BLE den Großteil der Zeit im

Sleep-Modus und wird nur beim

Aufbau einer Verbindung aktiv, die

meist nur wenige Millisekunden

bestehen bleibt. Dieses effiziente

Power-Management verleiht BLE-

Geräten zusammen mit den bis zu

1 MBit/s (bei BLE 5.0 sogar 2 MBit/s)

betragenden Datenraten die Fähigkeit,

mit einem Minimum an Stromverbrauch

zu arbeiten (Bild 2).

Die Spezifikationen

der Bluetooth-Technik

Aus den Bildern 1 und 2 ist Folgendes

zu entnehmen:

• Bluetooth Classic steht für die

ersten Bluetooth-Versionen, die

Bild 5: L2CAP-Pakete

sich mit ihrer Eignung für höhere

Datenraten für das Streaming,

breitbandige Dateitransfers

und Headsets anboten. Es hat

79 Funkkanäle (davon 32 Advertising-Kanäle).

• Bluetooth Low Energy ist für

stromsparende Anwendungen

mit seltenen Datenübertragungen

vorgesehen, wie etwa für

Sensoren oder andere Transfers

geringer Bandbreite. Es hat

40 Funkkanäle, von denen drei

als Anmeldekanäle (Advertising-

Kanäle) dienen.

BLE-Anwendungen

im Überblick

Eine typische BLE-Anwendung

besteht aus einer Peripherie- und

einer Zentraleinheit. Bevor eine

Verbindung aufgebaut werden

kann, gibt die Peripherieeinheit

ihre Existenz mithilfe eines Vorgangs

bekannt, der als BLE Advertising

bezeichnet wird. Die Zentraleinheit

wiederum sucht nach

verfügbaren Peripherieeinheiten.

Findet sie die gewünschte Peripherieeinheit,

wird eine Verbindung

zwischen beiden aufgebaut.

Die Applikationen in beiden Geräten

können anschließend miteinander

kommunizieren, indem sie

Daten durch die verschiedenen

Schichten des BLE-Protokollstapels

schicken (Bild 3).

Anwendungsbeispiel

Ein Smartphone kann beispielsweise

als Zentralgerät fungieren,

während ein Fitnesstracker die Rolle

des Peripheriegeräts übernehmen

kann. Der als Server dienende Fitnesstracker

kann Daten wie etwa

Herzfrequenz, Blutdruck, EKG,

Schrittanzahl oder sogar Schlafmuster

erfassen. Er kann seine

Präsenz bei anderen Geräten in der

Nähe bekanntgeben – unter anderem

bei dem als Client dienenden

Smartphone. Das Smartphone liest

die Daten aus dem Fitnesstracker

aus und visualisiert sie anschließend

in einer für den Anwender

leicht verständlichen App. Dies ist

nur ein Beispiel für die zahlreichen

Anwendungsmöglichkeiten, die sich

per BLE implementieren lassen und

auf die weiter unten noch genauer

eingegangen wird.

Die Architektur

des BLE-Protokollstapels

Die in Bild 4 dargestellte Architektur

des BLE-Protokollstapels bildet

das strukturierte Softwaregerüst,

das die Kommunikation zwischen

verschiedenen BLE-Geräten ermöglicht.

Sie definiert die Schichten

und Protokolle, die für den Aufbau,

die Aufrechterhaltung und den

Abbau von Bluetooth-Verbindungen

sowie für den Datenaustausch zwischen

den Geräten erforderlich sind.

Die Architektur des BLE-Protokollstapels

gliedert sich in der Regel in

die drei Hauptebenen Anwendungs-

Ebene, Host-Ebene und Steuerungs-Ebene.

Die Anwendung bildet

die oberste Ebene des Stapels,

und hier werden die tatsächlichen

Daten der Applikationen, die auf

den BLE-Geräten laufen, genutzt

und verarbeitet. Die Host-Ebene,

die sich im Protokollstapel zwischen

der Anwendungs- und der

Steuerungs-Ebene befindet, implementiert

die übergeordneten Protokolle

und Profile, die für die BLE-

Kommunikation erforderlich sind.

Die Steuerung als Hardwarekomponente

des BLE-Protokollstapels

ist schließlich für das Senden und

Empfangen der Bluetooth-Signale

zuständig und kümmert sich um

Dinge wie die Kanalwechsel sowie

die Modulation und Demodulation

der Signale. Gemeinsam sind diese

Ebenen dafür zuständig, eine effiziente

und zuverlässige Kommunikation

zwischen den BLE-Geräten

zu ermöglichen.

Anwendung

Auf der Anwendungs-Ebene wird

die spezifische Funktionalität BLEfähiger

Geräte implementiert. Die

Interaktion dieser Ebenen mit den

darunterliegenden Ebenen des Protokollstapels

erfolgt mit dem Generic

Attribute Profile (GATT), das die

Definition von Diensten, Merkmalen

und den entsprechenden Daten

ermöglicht.

Auf der Anwendungs-Ebene werden

die Features und Verhaltensweisen

der Geräte festgelegt. Dies

umfasst das Definieren von Diensten

und Merkmalen, das Spezifi-


71

Design

Code Beschreibung Phase

0x00 Reserviert —

0x01 Pairing request Phase 1

0x02 Pairing response Phase 1

0x03 Pairing confirm Phase 2

0x04 Pairing random Phase 2

0x05 Pairing failed Phase 2

0x06 Encryption information Phase 3

0x07 Master identification Phase 3

0x08 Identify information Phase 3

0x09 Identity address information Phase 3

0x0A Signing information Phase 3

0x0B Security request Phase 1

0x0C bis 0x0FF Reserviert —

Tabelle 1: Übersicht über die SMP-Befehlscodes

zieren des Datenaustauschs und

das Implementieren der Logik für

Vorgänge wie den Verbindungsauf-

und -abbau sowie das Aktualisieren

von Daten. Im Prinzip dient

die Anwendungs-Ebene dazu, den

BLE-Protokollstapel an die spezifischen

Anforderungen des jeweiligen

Geräts und der vorgesehenen

Anwendungsfälle anzupassen.

Host

Zur Host-Ebene, die die verbleibenden

höheren Ebenen des BLE-

Protokollstapels beherbergt, gehören

das Logical Link Control and

Adaptation Protocol (L2CAP), das

Security Manager Protocol (SMP),

das Attribute Protocol (ATT), das

bereits erwähnte GATT-Profil und

das Generic Access Profile (GAP).

Das L2CAP fungiert als Schnittstelle

zwischen den höheren und den

niedrigeren Protokollschichten, ist

für die Fragmentierung und Defragmentierung

der Anwendungsdaten

zuständig und nutzt die ACL-Links

(Access Control List) zum Transfer

von Paketen. Das L2CAP verwendet

Kanalkennungen (Channel

Identifiers, CIDs) und das Kanal-

Multiplexing zum korrekten Lokalisieren

der Endpunkte im jeweiligen

Gerät (Bild 5).

L2CAP-Signalisierung

Im BLE-Protokollstapel erfolgt

der Austausch von Kommandos

zwischen Geräten in Form

von Anfragen (Requests) und

Antworten(Responses). Es folgen

einige wichtige Aspekte zu den

Kommandos:

• Kommandos werden in Form

von Requests und Responses

gesendet.

• Pro PDU (Protocol Data Unit)

kann ein Kommando gesendet

werden.

• PDUs, die L2CAP-Signalisierungsnachrichten

enthalten,

werden als C-Frames (Control

Frames) bezeichnet, während

Daten-Frames in B-Frames

(Basic Information Frames) und

LE-Frames (Low Energy Information

Frames) unterteilt werden

(Bild 6).

• Command Reject

(Befehl abgewiesen)

○ Diese Response wird

geschickt, wenn der Befehlscode

nicht identifiziert wurde

oder die Länge des Befehls

nicht korrekt war.

○ Mögliche Gründe:

• Befehl wurde nicht verstanden

• Überschreitung der Maximum

Transmission Unit (MTU)

• Request enthielt ungültige

Kanalkennung (CID)

• Connection Parameter

Update Request

○ Wird von LE-Knoten an LE

Main geschickt, um einen

neuen Satz Verbindungsparameter

anzufordern

Bild 6: Darstellung eines L2CAP-Frameformats

Bild 7: Beispiel einer Attributstruktur

○ Verbindungsparameter

• Interval min

• Interval max

• Node latency

• Timeout multiplier

• Connection Parameter

Update Response

○ Wird als Reaktion auf

ein Connection Parameter

Update Request vom

LE Main an den LE-Knoten

geschickt

Security Manager Protocol

Das SMP (Security Manager

Protocol) legt die Prozeduren für

die Kopplung, Authentisierung und

Verschlüsselung zwischen BLE-

Geräten fest. SMP-Befehle verwenden

die L2CAP-Dienste zur

Ausführung dieser Prozeduren. Die

SMP-Befehlspakete bestehen aus

einem Code- und einem Datenfeld.

Das Codefeld definiert den Befehlstyp,

während Länge und Format

des Datenfelds vom Befehlstyp

abhängig sind. Sämt liche SMP-

Prozeduren implementieren einen

30-sekündigen Timeout, während

dem ermittelt werden kann, ob eine

Prozedur fehlgeschlagen ist (siehe

Tabelle 1).

ATT

ATT legt die Regeln für den Zugriff

auf Attribute oder Daten in einem

Gerät fest und ermöglicht das Entdecken,

Lesen und Schreiben von

Attributen in einem entfernten Gerät.

Dabei kommt ein Client-Server-Konzept

zur Anwendung. Der Server

exponiert eine Reihe von Attributen,

die der Client entdecken, lesen

oder schreiben kann. Eine Attributstruktur

in ATT besteht aus Handle,

Typ, Wert (Value) und Berechtigungen

(Permissions). Handles sind

eindeutige, von null verschiedene

Werte, die den einzelnen Attributen

auf dem Server zugewiesen werden.

Der Attribut-Typ gibt an, wofür

das Attribut steht, und wird durch

einen Universally Unique Identifier

(UUID) identifiziert. Der UUID kann

gemäß der Bluetooth Special Interest

Group (SIG) 16 Bits umfassen,

oder es kann sich um einen kundenspezifischen

128-Bit-UUID handeln.

Beim Wert des Attributs handelt es

sich um den tatsächlichen Datenwert,

und die Berechtigungen entscheiden

darüber, welcher Zugriffs-

Level für das jeweilige Attribut zugelassen

ist (Bild 7).

ATT definiert die sechs PDU-

Typen Request, Response, Command,

Confirmation, Notification und

Indication (Bild 8). Eine Request-

PDU wird vom Client an den Server

geschickt und fordert eine Antwort

an. Eine Response-PDU ist die

Antwort des Servers an den Client,

wenn eine Antwort angefordert

wurde. Eine Command-PDU wird

ebenfalls vom Client zum Server

geschickt, erfordert jedoch keine

Antwort. Eine Indication-PDU wird

vom Server an den Client geschickt

und verlangt eine Antwort. Als Antwort

auf eine Indication schickt


Design

Bild 8: Die verschiedenen PDU-Typen von Attributen

der Client eine Confirmation-PDU

an den Server. Eine Notification-

PDU wird vom Server zum Client

geschickt und erfordert keine Antwort.

Die genannten PDU-Typen

ermöglichen den Austausch von

Informationen und Steuerungsbefehlen

zwischen Client und Server

in der ATT-Schicht des BLE-Protokollstapels.

ATT-PDU-Paket

Ein ATT-PDU-Paket gliedert sich

in einen Opcode (Operation code),

Attributparameter und eine Authentisierungs-Signatur

(Bild 9). Das

Opcode-Feld gibt die Methode bzw.

den Typ der PDU (z. B. Request oder

Response) an. Enthalten sind ferner

ein Command Flag, das angibt,

ob es sich bei der PDU um einen

Befehl handelt, sowie ein Authentication

Signature Flag, das die Verwendung

der Authentisierungs-

Signatur des Pakets kennzeichnet.

Bild 10: Paketformat der BLE-Schichten


Bild 10 gibt das Paketformat der

Schichten in der Architektur des

BLE-Protokollstapels wieder und

bietet einen ersten Einblick in die

Strukturierung der Daten.

GATT

Die nächsthöhere Ebene im

Host trägt die Bezeichnung GATT

und definiert, wie Daten oder Attribute

formatiert, verpackt und zwischen

vernetzten Geräten ausgetauscht

werden. Bei den GATT-Prozeduren

handelt es sich um Attribute

Discovery, Read, Write, Notification

und Indication. Damit wird

ein standardisiertes Gerüst für das

Datenmanagement in einem BLE-

Gerät geschaffen.

In einem BLE-Gerät kann es mehrere

GATT-Profile geben (Bild 11).

In den Bluetooth-Spezifikationen

sind Standardprofile definiert, um

die Interoperabilität zwischen BLE-

Geräten unterschiedlicher Hersteller

Bild 9: ATT-PDU-Paketformat

zu gewährleisten, jedoch können

gemäß den spezifischen Anforderungen

einer Applikation auch individuelle

Profile implementiert werden.

Aus diesem Grund ist es essenziell,

die Struktur eines GATT-Profils zu

verstehen.

GATT-Profil

Ein GATT-Profil setzt sich aus

Diensten (Services) zusammen,

und ein Service ist wiederum eine

Gruppierung verwandter Attribute,

die im ATT-Protokoll definiert sind.

In GATT wird für ein Attribut oftmals

der Begriff „Characteristic“ verwendet,

allerdings kann eine Characteristic

einen Deskriptor enthalten,

bei dem es sich seinerseits um ein

Attribut handelt. Characteristics dienen

als Container für Benutzerdaten,

während Deskriptoren Beschreibungen

oder Zusatzinformationen

über die Benutzerdaten enthalten.

Ähnlich wie bei ATT gibt es auch

in GATT zwei Rollen, nämlich GATT-

Clients und GATT-Server. Ein GATT-

Client ist ein Gerät, das auf die in

einem entfernten GATT-Server verfügbaren

Daten zugreift. Ein GATT-

Server wiederum ermöglicht einem

entfernten GATT-Client den Zugriff

auf Daten. Welche Rolle ein Gerät

in GATT jeweils einnimmt, hängt

somit von der Richtung des Datenzugriffs

ab.

GAP

GAP als oberste Ebene des

Hosts legt fest, wie BLE-Geräte

aufeinander zugreifen und miteinander

kommunizieren. Sie umfasst

Betriebsarten sowie generische

Prozeduren für das Entdecken von

Geräten, den Verbindungsaufbau

und die Sicherheit. GAP muss in

allen Geräten, die die Bluetooth-

Technik unterstützen, zwingend

implementiert werden, da es das

Grundgerüst für die Kontrolle eines

BLE-Geräts bereitstellt.

Abhängig von seiner Aktivität

werden einem BLE-Gerät in GAP

verschiedene Rollen zugewiesen.

Wird keine Verbindung benötigt,

kann ein BLE-Gerät als Broadcaster

oder Observer fungieren.

Ein Broadcaster gibt seine Präsenz

in der Umgebung bekannt

und nutzt vorwiegend die Advertiser-Rolle

der Verbindungsschicht

(Link Layer), um seine Advertisements

abzusenden. Ein Observer

ist das Gegenstück zu einem

Broadcaster und horcht auf Advertisements

anderer Geräte in der

Nähe. Hierfür nutzt er die Scanner-Rolle

der Verbindungsschicht.

Praktische Beispiele von Broadcastern

sind BLE-Beacons, während

es sich bei Observern beispielsweise

um BLE Hubs handelt,

die Daten sammeln (Bild 12).

Kann eine Verbindung aufgebaut

werden, hält GATT zwei weitere

Rollen für ein BLE-Gerät bereit:

Peripherie und Zentrale. Ähnlich

wie ein Broadcaster gibt ein Peripheriegerät

seine Präsenz bekannt

und wartet auf das Eintreffen einer

Verbindungs-Anforderung einer

entfernten Zentrale. Das Zentralgerät

wiederum fungiert als Observer,

horcht auf Advertisements von

Peripherieeinheiten und sendet

Verbindungs-Anforderungen an

die gewünschte Peripherie. Wie

bereits erwähnt, sind Smartwatches,

Fitnesstracker und Home-

Automation-Sensoren Beispiele

für Peripheriegeräte, während es

73

Design

Bild 13: Zentrale/Peripherie und Broadcaster/Observer

Bild 11: Beispiel einer GATT-Profilstruktur

Bild 12: Ein Broadcaster sendet Advertising-Pakete an einen Observer

sich bei Zentralgeräten unter anderem

um Smartphones, Tablets und

Laptops handelt (Bild 13).

In seiner Eigenschaft als Profil

umfasst GAP einen vom GATT-Server

gehosteten Service – ganz wie

es die Bluetooth-Spezifikation vorschreibt.

Der GAP-Service umfasst

verschiedene Characteristics (Eigenschaften),

aus denen essenzielle

Informationen über das jeweilige

Gerät hervorgehen. Bei diesen Characteristics

handelt es sich um den

Namen und das Erscheinungsbild

des Geräts, die bevorzugten Verbindungsparameter

des Peripheriegeräts,

die zentralseitige Adressauflösung

und die auflösbare private

Adresse.

Controller (Steuerung)

Der Controller besteht aus zwei

Schichten, nämlich der Verbindungsschicht

(Link Layer) und der

Bit-Übertragungsschicht (Physical

Layer). Letztere bildet die unterste

Schicht des BLE-Protokollstapels

und ist für das eigentliche Senden

Bild 14: Die Kanäle von BLE

und Empfangen der Funksignale

zuständig. Sie nutzt das ISM-Band

(2,4 GHz) und verwendet die GFSK-

Modulation (Gaussian Frequency

Shift Keying), die durch Umtasten

der Trägersignal-Frequenz eine

besonders effiziente Datenübertragung

ermöglicht.

In einem Abstand von jeweils

2 MHz sind die 40 Kanäle der Bit-

Übertragungsschicht angeordnet:

• Drei Advertising-Kanäle werden

zum Ausstrahlen kurzer Datenpakete

verwendet, mit denen der

Advertiser seine Präsenz und

seine verfügbaren Services oder

Informationen bekanntgibt.

• Die verbleibenden 37 Datenkanäle

werden benutzt, sobald eine

Verbindung zwischen Zentral- und

Peripherieeinheit aufgebaut ist.

Bluetooth 5 Core Specification

Bis zur Einführung der Bluetooth 5

Core Specification waren tatsächlich

nur drei Kanäle für BLE-Advertisements

reserviert. Mit der Einführung

der Extended Advertisements

jedoch werden die übrigen

37 Kanäle als Hilfs-Advertisingkanäle

genutzt, womit neue Features

von Bluetooth 5 erschlossen werden.

Dazu zählt die Fähigkeit zur

Verwendung anderer Codierverfahren

für die physischen Kanäle

(PHYs) (Bild 14).

Seit der Einführung von Bluetooth

5 unterstützt BLE verschiedene

PHYs, die drei Modulationsverfahren

und vier Datenraten

bereithalten (Tabelle 2). Der

Default-PHY mit der Bezeichnung

LE 1M arbeitet mit einem Modulationsschema

von 1 Megasymbol/s


PHY

LE 1M

LE 2M

Modu-

lations-

Schema

1 Msym/s

Modulation

Pairing

Request

Codierschema

Zugriffs-

Header

Payload

Datenrate

Uncodiert Uncodiert 1 MBit/s

Uncodiert Uncodiert 2 MBit/s

LE Coded Pairing S = 8 S = 8 125 kBit/s

Response S = 8 S = 2 500 kBit/s

Tabelle 2: Die verschiedenen PHYs in BLE

Design

Pakete mit dem Initiieren einer

Verbindung.

• Der Connected-Status liegt vor,

wenn die Verbindungsschicht

mit der Verbindungsschicht

eines anderen BLE-Geräts verbunden

ist.

Bild 15: Übergänge zwischen den Betriebszuständen der Verbindungsschicht

Bild 16: BLE-Paket für einen Uncoded PHY

(Msym/s) und kommt damit auf

eine Datenrate von 1 Megabit pro

Sekunde (MBit/s). Die Funkreichweite

beträgt hierbei 100 Meter. Als

weitere PHY-Option gibt es LE 2M

mit einem Modulationsschema von

2 Msym/s und einer auf 2 MBit/s

verdoppelten Datenrate. Die dritte

PHY-Option mit der Bezeichnung

LE Coded bietet die Wahlmöglichkeit

zwischen zwei Datenraten von

125 Kilobit/s und 500 kBit/s. Ähnlich

wie LE 1M nutzt auch LE Coded ein

Modulationsschema von 1 Msym/s,

allerdings mit dem wichtigen Unterschied,

dass Codierschemata hinzugefügt

werden. Zum Erreichen

einer Datenrate von 125 kBit/s

wird jedes Bit mit acht Symbolen

codiert, während es bei 500 kBit/s

zwei Symbole pro Bit sind. Mit diesem

Codierschema kann der LE

Coded PHY für Anwendungen mit

großen Übertragungsdistanzen verwendet

werden, die im freien Raum

bis zu 1.000 Meter betragen können

(Tabelle 2).

Gleich oberhalb der Bit-Übertragungsschicht

befindet sich die Verbindungsschicht.

Diese ist für das

Scannen und das Advertising sowie

für den Aufbau und das Halten von

Verbindungen zwischen Geräten

zuständig. Die Verbindungsschicht

koordiniert ferner die Frequenzauswahl

für die Datenübertragung,

wobei zum Verringern von Störbeeinflussungen

das Frequency-

Hopping-Spread-Spectrum-Verfahren

angewandt wird. Die Verbindungsschicht

kann unterschiedliche

Betriebszustände einnehmen:

Standby, Advertising, Scanning,

Initiating und Connected (Bild 15).

Unterschiedliche

Betriebszustände

• Werden über die Verbindungsschicht

keine Pakete gesendet

oder empfangen, befindet sie

sich im Standby-Status.

• Im Advertising-Status sendet die

als Advertiser fungierende Verbindungsschicht

Advertising-Pakete

ab und prüft, ob andere Geräte

weitere Informationen anfordern.

• Im Scanning-Status horcht die

Verbindungsschicht in der Funktion

des Scanners auf Signale

von etwaigen Advertisern und

kann von diesen weitere Informationen

anfordern.

• In der Initiating-Betriebsart fungiert

die Verbindungsschicht als

Initiator, horcht auf Pakete vom

Advertiser und reagiert auf diese

Ereignisse

Neben den verschiedenen

Betriebszuständen definiert die

Verbindungsschicht auch Ereignisse

(Events), nämlich Advertising

Events und Connection Events.

Während es bei Advertising Events

um das Aussenden von Paketen

auf den Advertising-Kanälen geht,

spielt bei Connection Events das

Absenden von Paketen über die

Datenkanäle im Connected-Status

eine Rolle.

Die Verbindungsschicht legt

zusätzlich das Format des BLE-

Pakets fest, das von der Bit-Übertragungsschicht

gesendet wird.

Beim Paketformat ist zwischen

zwei Typen (für Coded PHY bzw.

Uncoded PHY) zu unterscheiden.

BLE-Paket

für einen Uncoded PHY

Ein BLE-Paket für Uncoded PHY

(Bild 16) beginnt mit einer Präambel,

gefolgt von einer Zugriffsadresse,

einer PDU und einem CRC-Code

(Cyclic Redundancy Check). Ein

BLE-Paket für Coded PHY (Bild 17)

startet ebenfalls mit einer Präambel,

an die sich der FEC-Block 1

(Forward Error Correction) und der

FEC-Block 2 anschließen.

• Die Präambel besteht aus einer

zur Frequenzsynchronisation dienenden

Abfolge abwechselnder 1-

und 0-Werte. Ihre Länge beträgt

1 Byte für LE 1M bzw. 2 Bytes

für LE 2M.

Bild 17: BLE-Paket für einen Coded PHY


75

Design

Bild 18: Aufbau einer Advertising Physical Channel PDU

• SN (Sequence Number) identifiziert

das aktuelle Paket.

• CP (CTEInfo Present) kennzeichnet

die Existenz eines zusätzlichen

CTEInfo-Felds.

• Das Feld „Length“ gibt den

Umfang der Payload (in Bytes) an.

• CTEInfo beschreibt Typ und

Länge der CTE.

Bild 19: Header einer Advertising Physical Channel PDU

Bild 20: Aufbau einer Data Physical Channel PDU

Bild 21: Header einer Data Physical Channel PDU

• Die Zugriffsadresse wird von

Geräten, die sich auf den physischen

Kanal abgestimmt haben,

als Korrelationscode benutzt und

hat eine Länge von 4 Bytes. Bei

physischen Advertising-Kanälen

hat die Zugriffsadresse den

festen Wert 0x8E89BED6.

• Die PDU enthält die Nutzdaten

aus den höheren Schichten des

BLE-Protokollstapels. Es kann

sich um eine Advertising PDU

oder eine Data PDU handeln, die

wichtige Informationen aus Sensoren

oder anderen Geräten enthält,

die für die Kommunikation

erforderlich sind. Weitere Informationen

werden im nächsten

Abschnitt behandelt.

• Der CRC-Code dient zur Fehlerprüfung.

• Die Constant Tone Extension

(CTE) besteht aus einer konstant

modulierten Abfolge von

nicht mit weißem Rauschen versehenen

1-Werten und ist in der

Regel optional. Wichtig ist die

CTE für das als Richtungsermittlung

(Direction Finding) bezeichnete

BLE-Feature.

• Der FEC-Block 1 enthält die

Zugriffsadresse, den Coding Indicator

(CI) und den Block Terminator

(TERM1). Der CI gibt das im

FEC-Block 2 verwendete Codierschema

an, während es sich bei

TERM1 um einen 3 Bits umfassenden

Block Terminator handelt.

• Der FEC-Block 2 besteht aus

den Elementen PDU, CRC und

TERM2, die gemäß der Angabe

im CI-Feld des FEC-Blocks 1

codiert sind.

Bei der sowohl in codierten wie

in uncodierten PHYs verwendeten

PDU der BLE-Pakete ist zwischen

zwei Typen zu unterscheiden,

nämlich Advertising Channel

PDUs und Data Channel PDUs (Bilder

18 bis 21).

Die in Bild 18 gezeigte Advertising

Channel PDU wird für Advertising-Ereignisse

verwendet. Sie

besteht aus einem Header (2 Bytes)

und der bis zu 255 Bytes umfassenden

Payload. Der Header (Bild 19)

enthält Felder für den PDU-Typ,

ein RFU-Bit (Reserved for Future

Use), ChSel, TxAdd, RxAdd und

die Länge (Length). Die Werte der

ChSel-, TxAdd- und RxAdd-Bits

richten sich nach dem PDU-Typ,

während das Length-Feld den

Umfang der Payload (in Bytes)

angibt.

Die in Bild 20 dargestellte Data

Channel PDU wird von den Verbindungs-Ereignissen

verwendet.

Sie besteht aus einem Header

von 2 oder 3 Bytes, der Payload

und einem Message Integrity

Check (MIC), der in verschlüsselten

Verbindungen zum Einsatz kommt.

Data Channel PDU Header

Ein Data Channel PDU Header

(Bild 21) besteht aus den Feldern

LLID, NESN, SN, MD, CP, Length

und CTEInfo.

• Das LLID-Feld gibt den Typ der

Link Layer Data PDU an.

• Das Feld NESN (Next Expected

Sequence) gibt an, welches Paket

der Gegenstelle als nächstes

erwartet wird.

Das Host Controller

Interface (HCI)

Das HCI fungiert als Mittler zwischen

Host und Controller. Hierfür

stellt es einen standardisierten Satz

an Befehlen und Ereignissen bereit,

die die Kommunikation zwischen

diesen beiden Ebenen ermöglichen.

Das HCI unterstützt mehrere

Arten von Transportschichten, nämlich

UART, USB, Secure Digital (SD)

und Three-Wire UART. Jede Art von

Transportschicht hat ihre eigenen

Spezifikationen und Anforderungen,

jedoch stellt die folgende Übersicht

die UART-Transportschicht in den

Mittelpunkt.

Version 5.2 der

Bluetooth-Spezifikationen

Gemäß Version 5.2 der Bluetooth-

Spezifikationen unterstützt die

UART-Transportschicht fünf Pakettypen,

nämlich Command, Event,

Asynchronous Connection-Less

(ACL) Data, Synchronous (SCO)

Data und Isochronous (ISO) Data.

• Command-Pakete werden vom

Host verwendet, um Befehle an

den Controller zu senden. Diese

Befehle weisen den Controller an,

bestimmte Aktionen oder Konfigurationen

auszuführen.

• Mit Event-Paketen benachrichtigt

der Controller den Host über aufgetretene

Ereignisse, zu denen

Änderungen des Verbindungsstatus,

der Empfang von Daten

oder andere relevante Informationen

gehören.

• ACL-Datenpakete werden zum

Austausch von Daten zwischen

Host und Controller benutzt. Sie

ermöglichen die Übertragung

asynchroner Daten (z. B. Informationen

von Sensoren oder

Benutzereingaben).

• SCO-Datenpakete dienen zum

Austausch synchroner Daten


Design

zwischen Host und Controller.

Es ist jedoch wichtig zu wissen,

dass SCO-Datenpakete in BLE

nicht unterstützt werden, sondern

hauptsächlich in Bluetooth

Classic zur Sprach- und Audioübertragung

dienen.

• Das ISO-Datenpaket ist der neu

hinzugefügte Pakettyp, der die

Nutzung von BLE für den Transfer

zeitgebundener Daten zwischen

Geräten gestattet. Isochrone

Datenpakete sind für

Anwendungen vorgesehen, die

ein präzises Timing erfordern

(z. B. Audio Streaming oder Echtzeitsteuerung).

Wofür ist BLE wichtig?

Das Verständnis der BLE-Technik

und ihrer Bedeutung ist aufgrund

der großen Verbreitung dieser Technik

bedeutsam für die unterschiedlichsten

Anwendungen vom Consumer-Sektor

bis zu industriellen Applikationen.

BLE wird außerdem fortlaufend

weiterentwickelt und bietet

unbegrenzte Möglichkeiten zum Entwickeln

von Applikationen.

Anwendungsfälle

BLE ist in zahlreichen Branchen

sehr verbreitet und beeinflusst unser

tägliches Leben auf die unterschiedlichste,

wenn auch oftmals unbemerkte

Weise (Bild 22).

Medizin

Eine entscheidende Rolle spielt

BLE im Bereich der Medizin, denn

hier ermöglicht diese Technik die

Verwendung von Geräten wie etwa

Blutzucker-Messgeräten, Blutdruckmonitoren

und sogar Implantaten

wie zum Beispiel Schrittmachern,

die nach sehr geringer Leistungsaufnahme

verlangen. Geräte

dieser Art können Daten erfassen

und in Echtzeitreports ausgeben

– sei es für die Patienten

selbst oder für das medizinische

Personal. Auch für das Tracking

von Patienten (mit Angabe von

Stockwerk und Zimmernummer)

sowie zum Übertragen von Informationen

an das Klinikpersonal

wird BLE genutzt.

BLE für Tracker

BLE kommt in modernen Trackern

oder Smart Tags zum Einsatz, die

beispielsweise an Koffern, Schlüsselbunden

oder sogar Haustieren


Bild 22: Bluetooth-Anwendungen

angebracht werden können, um

diese auffinden zu können. Derartige

Tags sind sehr klein und energieeffizient

konstruiert, sodass es

hier auf die Stromspar-Fähigkeiten

von BLE ankommt. Auch in

der Industrie wird die BLE-Technik

verwendet und wird zum Überwachen

von Lagerorten, im Einzelhandel

oder für die Indoor-Navigation

eingesetzt.

BLE in Wearables

Wearables verlangen nach kleinen

Abmessungen und langer Batterielebensdauer,

sodass BLE auch

hier die passende Technik ist. Produkte

wie etwa Smartwatches, Fitnessbänder

und smarte Brillen nutzen

BLE, wenn es auf drahtlose Konnektivität

im Verbund mit geringem

Stromverbrauch ankommt.

BLE für das Audio-Streaming

Auch in Audio-Streaming-Anwendungen

spielt BLE eine entscheidende

Rolle, denn durch die Einführung

von LE Audio erlaubt BLE

ein latenzarmes Audio-Streaming

mit einer Verbesserung der wahrgenommenen

Klangqualität.

BLE im

Home-Automation-Sektor

Im Bereich Home Automation

stellt BLE eine grundlegende

Technik zur Realisierung von

Smart-Home-Installationen dar. Das

IoT wird in diesem Bereich intensiv

genutzt, und BLE ermöglicht die

nahtlose Konnektivität zwischen

verschiedenen smarten Geräten.

Zusammenfassung

Im BLE-Protokollstapel durchlaufen

die Applikationsdaten verschiedene

Schichten, bevor sie die entsprechende

Anwendung auf einem

anderen Gerät erreichen, das über

seinen eigenen BLE-Protokollstapel

verfügt. Der Ablauf ist wie folgt:

1. Anwendungsschicht: Die

Anwendung wählt das Attribut,

das die zu sendenden Daten

enthält.

2. ATT-Schicht: Auf der ATT-

Schicht wird ein Paket erzeugt,

das die zum gewählten Attribut

des entfernten Geräts gehörenden

Informationen enthält.

3. L2CAP-Schicht: Das Paket aus

der ATT-Schicht durchläuft die

L2CAP-Schicht, die sich nötigenfalls

um die Datenfragmentierung

und -defragmentierung

kümmert. Jedes L2CAP-Paket

wird außerdem mit einem L2CAP-

Header versehen.

4. Verbindungsschicht: Das

L2CAP-Paket wird an die Verbindungsschicht

(Link Layer) übergeben,

die es wiederum für die

drahtlose Übertragung an die Bit-

Übertragungsschicht weiterreicht.

Die Verbindungsschicht versieht

das Paket, das in seiner Gesamtheit

als PDU bezeichnet wird, mit

einem weiteren Header.

5. Bit-Übertragungsschicht: Vor

dem eigentlichen Senden fügt die

Bit-Übertragungsschicht (Physical

Layer) der PDU die notwendige

Präambel, die Zugriffsadresse

und einen CRC-Code

hinzu. Anschließend erfolgt die

drahtlose Übertragung.

Das empfangsseitige BLE-Gerät

empfängt das Paket und führt die

beschriebenen Vorgänge in umgekehrter

Reihenfolge aus, um die

Daten zu extrahieren.

Literaturnachweis

1. 2023 Bluetooth Market Update.

Bluetooth, 2023.

2. Bluetooth Technology

Overview. Bluetooth.

3. „Meet DARWIN: A New Breed

of Low Power IoT MCUs.”

Analog Devices, Inc., Oktober

2022.

4. Bhargava, Madhur. IoT Projects

with Bluetooth Low Energy.

Packt Publishing, Limited, 2017.

5. „Bluetooth Core Specification

Version 5.2 Feature Overview.”

Bluetooth.

6. Core Specification 5.4.

Bluetooth.

7. Gupta, Naresh. Inside

Bluetooth Low Energy. Artech

House, 2013.

8. Stack Architecture. Zephyr

Project. ◄

77

Antriebe

Linearmotoren in der Medizintechnik, Teil 2

Im ersten Teil wurde die Gruppe 1

der Linearmotoren beschrieben:

Magnetisch. Es handelt sich um

Produkte, bei denen die Antriebskraft

magnetisch auf jeden Läufer

ausgeübt wird, einschließlich linearer

Servomotoren, zylindrischer/

rohrförmiger Linearmotoren.

Der erste Teil kann unter https://

www.beam-verlag.de/fachartikelmedizin-technik/antriebe/

meditronic-journal

5-2024 FA VIII.pdf gelesen

oder heruntergeladen werden.

Im zweiten Teil werden die

Gruppe 2: Mechanisch und die

Gruppe 3 Kombination aus magnetisch

und mechanisch behandelt.

Gruppe 2: Mechanisch: Produkte,

bei denen die Antriebskraft

über eine mechanische Schnittstelle

(Leitspindel oder Kugelgewindetrieb)

übertragen wird.

Gruppe 3: Kombination aus

magnetisch und mechanisch:

Eine Kombination aus einem rotierenden

Motor mit einer integrierten

Linearschnecke

Gruppe 2: Mechanisch

Zur Gruppe 2 gehören die Gewindetriebe.

Was ist ein Gewindetrieb?

Ein Gewindetrieb ist ein mechanisches

System, das rotierende

Bewegung in lineare Bewegung oder

umgekehrt umwandelt. Es besteht in

der Regel aus einer Gewindespindel

und einer Mutter, wobei die Mutter

auf der Spindel sitzt. Es gibt zwei

Möglichkeiten der Bewegung: entweder

dreht sich die Gewindespindel

und bewegt die Mutter oder die Mutter

rotiert und bewegt die Spindel.

Die Mutter kann aus Metall oder

Kunststoff bestehen.

Es gibt unterschiedliche Arten von

Gewindetrieben. Sie werden nach

der Bauform eingeteilt:

• Trapezgewindetriebe

• Kugelgewindetriebe

• Rollengewindetriebe

• Planetengewindetriebe/

Planetenrollengewindetrieb

Trapezgewindetriebe

Kugelgewindetriebe

Kugelgewindetriebe oder Kugelumlaufspindeln

(Bild 1) gehören zur

Gruppe der Antriebe bei denen die

Kraft mechanisch übertragen wird.

Sie setzen eine Drehbewegung in

eine Längsbewegung um. Sie bestehen

aus einer Kugelgewindespindel,

einer Kugelgewindemutter, in

der die Kugeln integriert sind und

einer Kugelrückführung. Zwischen

der Spindel und der Mutter rollen

die Kugeln über ein Kugelrückführsystem

in einer sogenannten Endlosschleife

und sorgen so für einen

reibungslosen Bewegungsablauf.

Dies reduziert die Wärmeentwicklung

und somit die Verluste und ermöglicht

einen höheren Wirkungsgrad.

Außerdem sinkt der Energieverbrauch

und der Verschleiß

ist geringer.

Zudem wirkt sich auch die Spindelsteigung

auf die Genauigkeit

aus: Je kleiner die Steigung, desto

besser die theoretisch erreichbare

Auflösung und damit die Präzision.

Üblicherweise betragen die

Steigungen von Miniatur-Kugelgewindetrieben

1 mm bis 2 mm. Die

Funktion wird im Video „Kugelumlaufspindel“

gezeigt:

https://www.youtube.com/

watch?v=1U8RU6VUrJU

Rollengewindetriebe

Bei Rollengewindetrieben ist die

Gewindemutter mit Rollen versehen,

die umlaufende Rillen aufweisen.

Die Last wird von der Gewindespindel

auf die Rollen und von

dort auf die Mutter übertragen.

Die Rollen bewegen sich schneller

als die Mutter in axialer Richtung.

Deshalb ist eine Rollenrückführung

notwendig.

Planetengewindetriebe/

Planetenrollengewindetrieb

Der Planetengewindetrieb wird

auch als Planetenrollengewindetrieb

bezeichnet. Hier werden Rollen

als Wälzkörper eingesetzt, die

auch als Planeten bezeichnet werden.

Die Rollen haben ein Gewinde,

das in die Spindel und Mutter eingreift.

Sie bewegen sich mit der

gleichen Geschwindigkeit wie die

Mutter. Deshalb muss kein Rückführmechanismus

installiert werden.

Planetengewindetriebe haben

eine hohe Tragkraft, weil sie sehr

viel Kontaktpunkte haben. Diese

sorgen allerdings auch für mehr

Verluste, was wiederum den Wirkungsgrad

reduziert.

Als Fazit kann man zusammenfassen,

dass Kugelgewindetriebe

weniger Motordrehmoment benötigen

als Gewindespindeln, so dass

diese Motoren kleiner gebaut werden

können (Tabelle 1).

Anwendungsbereiche

• Trapezgewindetriebe sind preisgünstige

Lösungen. Sie eignen

sich für Werkzeugmaschinen,

Positioniersysteme und Hubmechanismen.

• Kugelgewindetriebe eignen sich

für Einsatzbereiche, bei denen

bei geringen bis mittleren Kräften

eine hohe Präzision gefordert

ist, wie beispielsweise in Werkzeugmaschinen.

• Rollengewindetriebe und

Planetengewindetriebe werden

eingesetzt, wenn große Robustheit

und hohe Tragkraft gefordert

werden. Sie dienen als Ersatz

für Hydraulik- oder Pneumatiklösungen.

Autor:

R. B. de Vries

Geschäftsführer Dynetics GmbH

Website: www.dynetics.eu

Der Trapezgewindetrieb ist die

einfachste Bauform. Hier gleitet die

Mutter direkt auf dem trapezförmigen

Gewinde. Er hat keine Kugeln. Das

macht die Konstruktion sehr robust.

Allerdings sorgt die Gleitreibung für

hohe Verluste, was zu einem niedrigen

Wirkungsgrad führt.

Bild 1: Kugelgewindetriebe


Antriebe

Trapezgewindetrieb Kugelgewindetrieb Planetenrollengewindetrieb

Spindel gerollt gerollte/geschliffen geschliffen

Selbsthemmung ja nein nein

Robustheit sehr hoch hoch sehr hoch

Stoßempfindlichkeit sehr gering mittel sehr gering

Geschwindigkeitsbereich mittel hoch sehr hoch

Tragfähigkeit hoch mittel sehr hoch

Verschleiß ja nein nein

Positionier genauigkeit abhängig von Betriebsdauer nahezug leichbleibend nahezu gleichbleibend

Wirkungsgrad niedrig sehr hoch hoch

Lebensdauer mittel hoch sehr hoch

Zuverlässigkeit mittel hoch sehr hoch

Tabelle 1: Vergleich der verschiedenen Gewindetriebe

Genauigkeitsklassen

Kugelgewindetriebe werden in

verschiedenen Genauigkeitsklassen

angeboten, wobei JIS-Normen

auf den ISO-Normen basieren

- JIS steht für Japanese Industrial

Standard. Die Standardisierung

der Lagertoleranzen erfolgt durch

die Einteilung der Lager in 6 Klassen.

C5 bedeutet hohe Präzision,

C7 ist Standard. Kugelumlaufspindeln

mit C5 werden geschliffen, während

C7 oder C10 durch Walzverfahren

erreicht wird.

Rollengewindetriebe mit geformter

Nut werden mit Walzwerkzeugen im

Walzverfahren in die Genauigkeitsklasse

C7 bis C10 gebracht. Sind

keine Walzwerkzeuge vorhanden,

ist auch möglich, C7, C10 durch

Schleifen zu erreichen.

Kugelgewindetriebe

in der Medizintechnik

Kugelgewindetriebe haben viele

Eigenschaften, die in der Medizintechnik

wichtig sind: Spindeln und

Mutter bestehen aus korrosionsbeständigen

Materialien und haben

Keramikkugeln

Weitere Merkmale:

• Amagnetische Ausführung

• Hoher Wirkungsgrad

• Große Laufruhe

• Hohe Positioniergenauigkeit

• Geringes Gewicht

• Hohe Belastbarkeit


• Sind robust und langlebig

• Sorgen für reibungslose und

sichere Prozesse

• Sind kompakter als

Gewindespindeln, weil sie

weniger Motordrehmoment

benötigen.

Einsatzbereiche:

Sie können beispielsweise in

• Beatmungsgeräten,

• Dosiereinheiten,

• Pumpen,

• zur Blendeneinstelung beim

CT und

• Positionierung (OP-Tische,

Liegen etc)

• Verpackungsanlagen

• eingesetzt werden.

Bild 2 zeigt unterschiedliche Varianten

an Linear-Gewindespindeln.

Gruppe 3: Kombination aus

magnetisch und mechanisch

Zu dieser Gruppe gehören u. a.

die Aktuatoren und die Schrittmotoren.

Akuatoren

Ein Aktuator besteht aus einem

Motor und einer Spindel, Gewindespindel,

Achse oder Hohlwelle.

Er transformiert eine rotatorische

Bewegung in eine lineare Bewegung.

Bei dem Motor kann es sich

auch um einen Schrittmotor handeln.

Schrittmotoren

Bei einem Schrittmotor werden

elektrische Impulse direkt in mechanische

Bewegungsschritte umgesetzt.

Gesteuert wird er meist von

Bild 2: Unterschiedliche Varianten an Linear-Gewindespindeln

einem Mikroprozessor. Die Welle

dreht sich immer pro Impuls um

einen Schritt weiter. Dies bedeutet,

dass die Rotation des Motors

in direkter Beziehung zu den angelegten

Impulsen steht. Die Abfolge

der Impulse bestimmt die Drehrichtung,

und die Frequenz die Drehzahl

der Motorwelle. Die Spulenwicklungen

sind als bipolare und unipolare

Varianten verfügbar. Bipolare

Schrittmotoren erzeugen in der

Regel ein höheres Drehmoment,

unipolare Schrittmotoren sind allerdings

effizienter. Bild 3 zeigt einen

eingehausten Schrittmotor.

Man unterscheidet drei Arten von

Schrittmotoren:

• Reluktanz-Schrittmotor

• Permanentmagnet-

Schrittmotor (PM)

• Hybridschrittmotor

Bild 3: Eingehauster Schrittmotor

79

Antriebe

Bild 4: Tin-Can-Schrittmotor

Alle Schrittmotoren funktionieren

im Prinzip gleich, aber sie unterscheiden

sich in der Arbeitsweise

und der Leistung.

Reluktanz-Schrittmotor

Der Reluktanzschrittmotor wird

nach der Reluktanzkraft (Reluktanz

= magnetischer Widerstand)

benannt, die das Drehmoment

erzeugt. Der Rotor besteht aus

einem gezahnten Weicheisenkern.

Er hat weder einen Permanentmagneten

noch Schleifringe oder Bürsten

oder elektrische Wicklungen

am Rotor. Wird ein Strom angelegt,

fließt der Magnetische Fluss

durch den Weicheisenkern des

Rotors. Dadurch wird der Rotor vom

nächstliegenden Zahn aufgrund der

Verringerung des magnetischen

Widerstands angezogen und führt

so eine Drehbewegung aus. Beim

Abschalten des Stroms erlischt das

Magnetfeld.

Permanentmagnet-

Schrittmotor (PM)

Bei einem Permanentmagnet-

Schrittmotor besteht der Rotor aus

einem Dauermagneten und der

Stator aus Weicheisen. Der Stator

Bild 6: Blick in einen geöffneten

Hybridschrittmotor

erzeugt ein gepulstes elektrisches

Feld, das die Drehung des magnetischen

Rotorkerns bewirkt. Weil dieser

Motortyp anstelle eines gewickelten

Rotors einen Permanentmagneten

verwendet, ist ein einfaches

und kompaktes Design mit hohem

Drehmoment und einer präzisen

Bewegungssteuerung möglich. Die

Schrittmotoren zeichnen sich durch

eine geringe Geräuschentwicklung

aus und sind deshalb besonders für

Medizingeräte geeignet.

Hybridschrittmotor

Der Hybridschrittmotor ist eine

Mischung aus Reluktanz- und Permanentschrittmotor

und vereint die

positiven Eigenschaften beider Varianten.

Es ist heute der am meisten

eingesetzte Motortyp, weil er sehr

kompakt ist, aber eine hohe mechanische

Leistung bei kleinen Schrittwinkeln

hat. Der Rotor besteht aus

einem Permanentmagneten, der von

zwei weichmagnetischen gezahnten

Polschuhen umgeben ist. Die Polschuhe

sind gegeneinander um eine

halbe Zahnbreite versetzt. Der Statur

ist mit Motorwicklungen versehen.

Hybridschrittmotoren haben

ein höheres Drehmoment bei kleinerem

Schrittwinkel und bessere

dynamische Eigenschaften.

Lineare

Schrittmotor-Aktuatoren

sind eine Kombination aus Gewindetrieb

mit einem Schrittmotor, wobei

der Schrittmotor ein Permanentmagnet

oder Hybridmotor sein kann.

Ein Linearaktuator mit Schrittmotor

besteht aus dem Rotor, dem Stator,

dem Schrittwinkelgeber und der

Steuerungselektronik. Er setzt die

Drehbewegung des Motors in eine

lineare Bewegung um. Im Inneren

des Rotors befindet sich eine Präzisionsmutter

mit Gewinde anstelle

einer Welle. Die Welle wird durch

eine Gewindespindel ersetzt. Die

lineare Bewegung wird durch das

Ineinandergreifen von Mutter und

Gewindespindel erreicht.

Hier dreht sich entweder die

Mutter um das Gewinde oder das

Gewinde/ die Spindel bewegt sich.

In diesem Zusammenhang wird auch

der Begriff “unverlierbar” verwendet.

Dies bedeutet, dass die Mutter

direkt in den Motor integriert

ist. Diese Konstruktion wandelt die

Drehbewegung in eine lineare oder

Druck/Zieh-Bewegung (Push/Pull)

Bild 5: Lineare Aktuatoren im Einsatz bei Rührern und Spritzen

um. Linearantriebe können für viele

unterschiedliche Bewegungen eingesetzt

werden: Ziehen, Schieben,

Kippen und Heben. Sie sind die

bevorzugte Lösung, wenn es um

einfache Bewegungsprofile mit einer

präzisen und reibungslosen Bewegungssteuerung

geht. Der Schrittwinkelgeber

ermöglicht dabei eine

exakte Positionsbestimmung. Der

Stromfluss in den Spulen des Stators

wird durch die Steuerelektronik

kontrolliert. Dadurch können Drehrichtung

und Schrittfolge gesteuert

werden. Lineare Schrittmotoren können

auch die Änderung der steuernden

Energie (in einer weiteren

Phase) nutzen, um präzise Schritte

auszuführen.

Bild 7: Lineare Hybridschrittmotoren

Kein Verschleiß

Lineare Schrittmotoren sind steife

und zuverlässige Linearaktuatoren,

die eine gleichmäßige Bewegung

erzeugen. Der Vorteil ist, dass sie

keinem Verschleiß unterliegen. Auch

das abrupte Stoppen der Bewegung

kann ihnen nichts anhaben.

Die Bewegungen linearer Schrittmotoren

zeichnen sich durch eine

hohe Auflösung und Wiederholgenauigkeit

aus, unabhängig, ob sie

mit einem offenen oder geschlossenen

Regelkreis betrieben werden.

Durch den Schritt-für-Schritt-

Antrieb können sehr exakte Bewegungen

ausgeführt werden. Schrittmotoren

werden aufgrund ihrer präzisen

Positionierfähigkeiten und ihres

guten Haltemoments häufig in Linearbewegungsanwendungen

eingesetzt.

Einsatzbereiche

Linearaktuatoren mit Schrittmotor

kommen insbesondere in der

Medizintechnik, Laborautomation,

optischen Technologie und Halbleiterfertigung

zum Einsatz. Sie

gewährleisten beispielsweise wiederholgenaue

Kleinstbewegungen

in Pipettiergeräten, unterstützen

Geräte in der Augenheilkunde oder

sorgen für präzise Dosierung in Infusionspumpen.

Arten von


Es handelt sich hier um Permanentmagnet-Schrittmotoren.

Man

unterscheidet Tin-Can-Schrittmotorund

hybride Schrittmotor-basierte

Aktuatoren.


Antriebe

Bild 8: Genauigkeit der unterschiedlichen Hybridmotoren

Bild 9: Hybride lineare Schrittmotoren mit eingebauten

Kugelgewindetrieben

Tin-Can-Schrittmotorbasierte

Aktuatoren

Der Tin-Can-Schrittmotor, auch

Can-Stack-Motor genannt, ist ein

Linear-Schrittmotor-Aktuator. Er

besteht auch aus Stator und Rotor,

wobei der Rotor aus zwei Rotorschalen

und einem Permanentmagneten

besteht. Bei einem 2-Phasen-Motor

besteht der Stator aus acht Magnetpolen

mit kleinen Zähnen.

Tin-Can-Schrittmotoren (Bild 4)

sind kompakt und leicht steuerbar.

Sie sind einfach aufgebaut und bestehen

aus Rotornabe mit Gewinde und

Leitspindel. Es gibt auch unverlierbare

Varianten. Kugellager stützen

die reibungsarme Spindel und sorgen

für eine lange Lebensdauer.

Diese Linearmotoren bieten einen

hohen Wirkungsgrad und eine hohe

Schubkraft. Sie sind mit drei unterschiedlichen

Steigungen der Gewindespindel

sowie mit einer bipolaren

oder unipolaren Wicklung erhältlich.

Bild 10: Schnitt durch einen linearen Schrittmotor


Vorteile

Tin-Can-Schrittmotoren haben

viele Vorteile gegenüber anderen

Arten von Schrittmotoren. Sie bieten

ein ausgezeichnetes Preis-Leistungsverhältnis

und können in vielen

Anwendungen als trägheitsarme,

hochauflösende und kostengünstige

Alternative zu Hybridschrittmotoren

eingesetzt werden.

Einsatzbereiche

Die linearen Aktuatoren sind sehr

kompakt und preiswert. Sie eignen

sich hervorragend für Anwendungen

wie 3-Wege-Ventile in Heizungs- und

Klimaanlagen, für die Linsenpositionierung

einer Kamera, dem Steuern

physikalischer Prozesse in medizinischen

Analysegeräten oder für

die Heparindosierung einer Heparinpumpe

oder zur Insulindosierung

in einer implantierten Insulinpumpe.

Bild 5 zeigt lineare Aktuatoren im

Einsatz bei Rührern und Spritzen.

Videos

Video zur Anwendung der Linearschrittmotoren

bei Rührern und

Spritzen : https://www.nipponpulse.

com/videos/rotary-stepper-stirrerand-syringe-applications/

Video zur Anwendung der Linearschrittmotoren

bei Spritzen:

https://www.nipponpulse.com/

videos/stepper-motor-syringeapplication/

Auf hybriden Schrittmotoren

basierende Aktuatoren

Hybrid-Schrittmotoren kombinieren

die Eigenschaften eines Schrittmotors

mit variabler Reluktanz und

eines Permanentmagnet-Schrittmotors.

Die Welle des Schrittmotors

dreht sich in diskreten Schritten,

wenn elektrische Impulse

angelegt werden. Bild 6 gibt Einblick

in einen geöffneten Hybridschrittmotor.

Hybrid-Schrittmotoren (Bild 7)

zeichnen sich durch ein hervorragendes

Ansprechverhalten aus und

verfügen über eine integrierte Leitspindel

oder einen Kugelgewindetrieb

zur Umwandlung von Drehbewegungen

in lineare Bewegungen

mit hoher Genauigkeit (Bild 8).

Verfügbare Varianten

Es sind unterschiedliche Bauformen

und Technologien verfügbar:

• 2-, 3- oder 5-phasig

• Unipolar oder bipolar

• Unterschiedliche Kräfte

• Unterschiedliche Genauigkeiten

• Unterschiedliche Wellendurchmesser

• Korrosionsbeständige Wellen aus

Edelstahl SUS304 oder SUS303

• Unterschiedliche Materialen für

die Mutter

• spielfrei

Bild 9 zeigt verschiedene hybride

lineare Schrittmotoren mit eingebauten

Kugelgewindetrieben. Bild

10 zeigt einen Schnitt durch einen

linearen Schrittmotor.

Verdrehsicherung

bei Spindelantrieben

Eine lineare Bewegung kann nur

erzeugt werden, wenn sich entweder

die Mutter oder die Spindel dreht.

Also muss ein Teil am Drehen gehindert

werden. Dies kann mit einer

integrierten Kugelkeilmutter (Bild 12)

realisiert werden. In diesem Fall ist

keine Verdrehsicherung außerhalb

des Aktuators notwendig. Diese einzigartige

Kugelverzahnung ermöglicht

ein kompaktes und schlankes

Gehäuse durch die Verwendung

der Kugelverzahnungsmutter als

Verdrehsicherung.

Eine weitere Lösung ist die Verdrehsicherung

der Spindel außerhalb

des Motors. Außerdem kann

die Verdrehung der Spindel durch

eine Verdrehsicherung mit Nut und

Feder realisiert werden.

Video Linearer Hybridmotor in

der Pipettieranwendung

https://www.nipponpulse.com/

videos/linear-hybrid-stepper-in-apipetting-dispensing-application/

81

Antriebe

Bild 11: Vollautomatisches Pipettiersystem

Miniatur-Linear-


Um automatische hochpräzise

Linearbewegungen zu realisieren,

stehen auch Miniatur-Aktuatoren

ohne Kupplung zur Verfügung.

Ohne Kopplungen zwischen

Motor und Last reduzieren sich die

Gesamtlänge und die Bewegungsverluste.

Diese intelligenten Aktuatoren

bewegen sich sehr leicht,

drehmomentgesteuert und bieten

Closed-Loop-Funktionen.

Der Präzisions-Kugelgewindetrieb

ist direkt auf dem Hybrid-Schrittmotor

montiert. Die Baugröße reicht

von NEMA 8 bis 17. Der Schrittmotor

kann einen Hub von 30 mm bis

200 mm ausführen und ist mit einer

maximalen Geschwindigkeit bis zu

100 mm/sec erhältlich. Die vibrationsarmen

Aktuatoren eignen sich

für Positionieranwendungen, bei

denen es auf eine sehr hohe Präzision

ankommt.

Linearaktoren sind in drei

Varienten verfügbar:

• Linearaktoren mit Spindel und

externer Mutter

• Linearaktoren bei denen die Spindel

durch den Motor läuft

• Linearmotoren mit Verdrehverschluss

(Bild 13), wobei die Spindel

über Führungen am Verdrehen

wird verhindert.

Drei Funktionen

in einem Gehäuse

In der Praxis werden oft mehrere

Antriebe in einem Gehäuse kombiniert,

um alle benötigten Bewegungsrichtungen

abzudecken. Dies

möchten wir am Beispiel eines

kompakten elektrischen Greifers

erklären.

Die Aktuatoren sind mit einer integrierten

Miniatur-Kugelumlaufspindel

mit Kugelverzahnung ausgestattet.

Der Greifer greift ein Röhrchen

und positioniert es vor einem

Scanner. Hier wird es gedreht, um

den Barcode einzulesen (Drehbewegung

(teta)).

Anschließend wird das Röhrchen

in einen Halter gesetzt. Jetzt wird

die Verschlusskappe durch Drehen

gelöst (Drehbewegung (teta)).

Dann wird in der Hohlwelle mittels

eines Schlauches und eines externen

Kompressors ein Vakuum

erzeugt (V), um den Verschluss

abzunehmen. Dann wird der Inhalt

durch Kippbewegungen und Hochund

Runterfahren des Röhrchens

gemischt (lineare Bewegung (Z))

und das Röhrchen wieder in die

Halterung gebracht.

Um diese Abläufe zu realisieren,

benötigt man intelligente Aktuatoren

mit hochpräziser Steuerung

für die Positionierung und Vibrationsfreiheit

Außerdem darf der

Motor keine Schritte verlieren.

Das Aktuator system besteht aus

zwei Hohlwellen-Schrittmotoren

und einer Kugelumlaufspindel,

die eine lineare (Z) und rotierende

(teta) Bewegung ermöglichen. Bei

diesen Aktuatoren sind ein Encoder

und ein Speicherchip am Ende

des Motors verbaut.

Im Aktuator verarbeiten die Keilwellen

des Kugelgewindetriebs eine

gemischte lineare (Z) und rotierende

(teta) Funktion auf nur einer

Achse. Zudem ist durch eine Hohlwelle

auch Luftabsorption oder

eine Vakuumfunktion möglich. Das

Ergebnis ist eine kompakte Bauweise

mit geringem Gewicht. Die

mechanischen Komponenten müssen

nicht einzeln verbaut werden.

Verfügbar sind die Versionen als

Direktantrieb, Hybridantrieb und

Riemenantrieb.

Als Anwendungsbeispiel eines

Riemenantriebs Z-teta-Aktuators

wird ein Elektrischer Pipettengreifer

gezeigt (Bild 14).

Video:

Rohrfördervorrichtung:

https://www.youtube.com/

watch?v=jgx3AoxZ1Lo

Wafer-Transfer-Demo-Einheit:

https://youtu.be/Pn2hfroy72k) ◄

Bild 12: Linearantrieb mit Keilkugelmutter

Bild 13:Linearer Schrittmotor mit Verdrehsicherung

Bild 14: Elektrischer Pipettengreifer


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