Fertigungsrisiken
bei medizinischen
Wearables reduzieren

MC10 entwickelt Wearable-Elektronik und orthomorphe elektronische Systeme, die sich mit dem menschlichen Körper strecken, biegen und verdrehen können. So etwa BioStampRC, ein am Körper tragbares Sensor-Pflaster, das sich überall platzieren lässt, um Einblicke in physische Probleme wie Muskelerkrankungen zu liefern. Als unkonventionelles Leiterplatten-Designtool entschied sich das Unternehmen für Altium Designer.
Die meisten elektronischen Systeme für das digitale Leben sind flach und unflexibel und für die Verwendung in starren Geräten wie etwa Computern und anderer Elektronik konzipiert, also nicht für ein sich ständig bewegendes und biegendes Objekt – wie den menschlichen Körper. Angesichts der Tatsache, dass dem Markt für intelligente Wearable-Produkte bis zum Jahr 2020 ein Umsatz von 37Mrd. US$ vorhergesagt wird, gibt es mittlerweile zahlreiche Unternehmen, die von der Wearable-Technologie profitieren möchten. Das Design von Technologie in der Art des BioStampRC macht ein adäquates Leiterplatten-Designtool erforderlich, das mit flexiblen Leiterplatten zurechtkommt und mit Leiterplatten umgehen kann, die keine standardmäßigen Umrisse aufweisen. Die für BioStampRC entworfenen Leiterplatten sind klein und dicht bestückt, besitzen viele Ausschnitte und weisen eine unregelmäßige Form mit eigenwilligen Polygonen und sehr präzisen Radien auf. Nicht selten enthält eine Leiterplatte von 3 bis 5cm Größe bis zu 300 individuell gezeichnete Polygone. Ist ein solches Design fertiggestellt, muss es sich problemlos zwischen mehreren Auftragsfertigern teilen lassen, damit ohne Abstriche an der Produktionszeit und -qualität die besten Angebote eingeholt werden können. Das verwendete Werkzeug musste deshalb die Voraussetzungen für ein reibungsloses und präzises Design bieten. Gleichzeitig mussten die Designs durch weitreichende Portierbarkeit und hohe Fertigungssicherheit gekennzeichnet sein, um die Produktionsrisiken zu senken und die Markteinführungszeit zu verkürzen.

Die Lösung

Die Elektronikentwickler bei MC10 hatten Altium Designer bereits bei früheren Arbeitgebern eingesetzt und dort die durchgängige Designumgebung kennengelernt. Sie wussten, dass sie die Applikation nicht verlassen müssen, um die verwendeten Komponenten oder die Dokumentation zu managen. Durch das ‚All-in-one‘-Geschäftsmodells von Altium gestaltete sich auch das Hinzufügen und Pflegen zusätzlicher Lizenzen einfach. Nicht zuletzt bot Altium Designer eine Reihe von Features zur Verringerung der Hürden und Herausforderungen, denen die Entwickler beim Design flexibler Leiterplatten täglich gegenüberstehen. Ein Beispiel für ein solches Feature, das in BioStampRC-Designs sehr geschätzt wurde, ist das Teardrop-Feature. Es gewährleistet hohe Genauigkeit bei der Platzierung und verleiht allen Linien gleichmäßige, flüssige Rundungen. Altium Designer erlaubt das Platzieren von Teardrops wie und wo immer sie auch benötigt werden, um auf diese Weise Fehlausrichtungen, die zu Lasten der Produktionsausbeute gehen könnten, zu vermeiden. Außerdem erleichtert Altium Designer mit seinen verschiedenen Polygon-Tools das Modifizieren und Editieren individueller Polygone. Designer können mit derartigen Werkzeugen viel Zeit sparen, da sie bei etwaigen Fehlern nicht ganz zurückgehen und das Polygon von Neuem zeichnen müssen. Es reicht vielmehr, das bestehende Polygon zu editieren, bis es passt. Ein weiteres Feature, das beim Design flexibler Leiterplatten hilfreich ist, ist das PCB Layer Stack Management. Indem die starren Abschnitte von Leiterplatten durch flexible Sektionen miteinander verbunden werden, lassen sich komplexe Hybrid-PCBs entwickeln, die sich so falten lassen, dass sie in ungewöhnlich geformte Gehäuse passen. Bryan McGrane, leitender Elektronikentwickler bei MC10 und langjähriger Nutzer von Altium Designer, fasst es treffend zusammen: „Vor dem Hintergrund der unorthodoxen flexiblen Leiterplatte unseres Unternehmens, die möglicherweise nicht dem Industriestandard entspricht, erweist es sich oft als schwierig, ein Design so umzusetzen, dass es auf viele Auftragsfertiger portierbar ist und dabei hohe Fertigungssicherheit bietet. Im täglichen Einsatz von Altium Designer konnte ich feststellen, dass diese Software alle notwendigen Funktionen mitbringt, mit denen sich genau das realisieren lässt, was ich für die Auftragsfertiger brauche.“ n

Fertigungsrisiken bei  medizinischen Wearables reduzieren
(Bild: Bild: MC10, Inc.)


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Embedded Plattform

Der europäische Bildverarbeitungsverband EMVA plant erstmals vom 12. bis 13. Oktober zusammen mit der Messe Stuttgart die Ausrichtung der Embedded Vision Europe (EVE) Conference in Stuttgart. Über die Ziele und Inhalte der Veranstaltung sprachen wir mit Gabriele Jansen, Mitglied im ehrenamtlichen Vorstand der EMVA und Geschäftsführerin von Vision Ventures.

Gabriele Jansen: Das Thema Embedded Vision hat ein großes Potenzial für die europäische Industrie: sowohl für die Anbieter von Vision Technologien als auch für die Produktentwickler aus den Kundenbranchen. Die größte Dynamik im Bereich Embedded Vision sehen wir derzeit in Silicon Valley, dort wo die großen Prozessorhersteller ansässig sind. In Europa fehlte bislang noch eine Plattform, die umfassend und kompetent zu den neuen Technologien und teilweise auch neuen Playern der integrierten Bildverarbeitung informiert. Diese Lücke möchten wir mit der neuen Konferenz schließen. Als Verband sehen wir eine unserer vornehmlichen Aufgaben in der Information und Kommunikation relevanter Themen, sowohl in unsere eigene Branche hinein als auch nach außen hin zu den Anwendern. Mit der EVE bieten wir den Anbietern von Produkten und Technologien die Möglichkeit, über aktuelle Entwicklungen und technische Highlights zu informieren und den Anwendern die Chance, sich mit dem sehr hochwertigen Konferenzprogramm einen aktuellen Überblick zu verschaffen. Die begleitende Fachausstellung sowie die Option, sich bereits im Zuge der Registrierung mit anderen Konferenzteilnehmern zu vernetzen und Business Meetings zu vereinbaren, sind eine ideale Plattform um die Konferenzthemen und Geschäftskontakte zu vertiefen.

Jansen: Die EVE informiert über aktuelle Entwicklungen aus allen relevanten Bereichen. Ein Programmpunkt beschäftigt sich mit den Hardware-Plattformen für Embedded Vision: heterogene Systeme bestehend aus CPU, GPU und Mikroprozessoren, FPGAs und dedizierten Vision Prozessoren. Des Weiteren werden neue Möglichkeiten zur Bildakquisition vorgestellt: miniaturisierte Systeme, aber auch 3D-Technologien und Multi-Sensorsysteme. Natürlich liegt ein Schwerpunkt auch auf dem Thema Software. Aktuell ist Deep Learning in aller Munde. Wir beleuchten die Einsatzmöglichkeiten im industriellen Umfeld und vergessen dabei aber auch die bewährten Verfahren nicht. Abgerundet wird das Programm durch Beiträge zum Thema Standardisierung von Schnittstellen und durch erfolgreiche Applikationsbeispiele umgesetzter Produkte.

 

„In Europa fehlte bislang noch eine Plattform, die umfassend und kompetent zu den neuen Technologien und teilweise auch neuen Embedded Vision Playern informiert.“

Gabriele Jansen, EMVA

Jansen: Die Konferenz richtet sich vornehmlich an Produktmanager und Produktentwickler von Embedded Vision Systemen. Das Spektrum der Vorträge ist ausgerichtet auf die kreativen Köpfe, die Innovatoren und Technologieexperten in den Unternehmen, deren Aufgabe und Mission es ist, Produkten das Sehen beizubringen. Teilnehmer aus Management, Vertrieb und Strategieentwicklung gewinnen in komprimierter Form einen Einblick in die vielfältigen Möglichkeiten, welche die integrierte Bildverarbeitung eröffnet. Unsere Konferenzteilnehmer kommen aus einer Vielzahl unterschiedlicher Industrien: Robotik, Agriculture, Automotive, Fabrikautomation, Security/Surveillance, Logistik und Retail, Medical und Healthcare, und viele mehr. Embedded Vision ist eine Schlüsseltechnologie für eine ganze Generation neuer Produkte aus allen Bereichen.

Jansen: Die VISION ist die Weltleitmesse für Bildverarbeitung und findet im Zweijahres-Turnus in Stuttgart statt. Über 450 Aussteller präsentieren dort über drei Tage das ganze Spektrum der Bildverarbeitung, von der Kernkomponente bis zum schlüsselfertigen System. Die EVE hingegen ist eine Fachkonferenz spezifisch zum Thema Embedded Vision, einem Teilgebiet der Bildverarbeitung, das insbesondere in den letzten zwei bis drei Jahren gehörig an Fahrt aufgenommen hat. Neue Entwicklungen, insbesondere im Bereich der Prozessoren und der Software, eröffnen neue Möglichkeiten der Produktentwicklung: visuelle Intelligenz wird integrierter Bestandteil einer weit größeren Anzahl an Produkten, als dies bis gestern noch möglich war. Welche Möglichkeiten es gibt, welche Plattformen zur Verfügung stehen, welche Aufgaben heute wie gelöst werden und wie man sich für die Zukunft rüsten kann – darüber informiert diese neue Konferenz. Begleitend zum Konferenzprogramm gibt es eine Fachausstellung im Table Top Format, bei der sich die Konferenzteilnehmer gleich hands on bei den Anbietern der neuen Technologien informieren können. Damit wird sich die Embedded Vision Europe als jährlich stattfindende Konferenz dauerhaft im Veranstaltungskalender unserer Branche etablieren.

Jansen: Das VISION Team der Messe Stuttgart und die EMVA als Interessenvertreterin der europäischen Bildverarbeitungsindustrie arbeiten schon seit vielen Jahren in verschiedenen Bereichen erfolgreich zusammen. Das Thema Embedded Vision haben wir uns beide auf die Fahnen geschrieben. Die Kompetenz und langjährige Erfahrung europäischer Unternehmen mit der industriellen Applikation von Vision Technologien ist eine exzellente Basis für erfolgreiche Produktentwicklung unter Nutzung neuer Hardware- und Software-Plattformen. Dies möchten wir mit der EVE befördern. Die EMVA ist dabei Veranstalterin und verantwortlich für Konzeption, Inhalt und Organisation der Konferenz, die Messe Stuttgart stellt den Veranstaltungsort mit aller Infrastruktur und trägt mit ihrer Kompetenz aus vielen Jahren Weltleitmesse Bildverarbeitung zur erfolgreichen Bewerbung der Veranstaltung bei.

Interview mit Gabriele Jansen,
Mitglied im ehrenamtlichen Vorstand der EMVA
European Machine Vision Association

& Geschäftsführerin von Vision Ventures
www.embedded-vision-emva.org

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