Hardwareentwicklung analoge/digitale Signalelektronik (Neuentwicklung und Pflege)

5/2017 – 9/2017

Produktpflege mit Neukonzeption (inkl. Cost-down) der Steuerungstechnik; Neuentwicklung von Steuerungsbaugruppen; enge interdisziplinäre Zusammenarbeit in einem interkontinentalen Team (Kommunikation und Dokumentation: Englisch).

Altium Designer

4/2017 – 4/2017

Produktpflege mit Neukonzeption (inkl. Cost-down) der Steuerungstechnik; Weiterentwicklung eines Prototypen zur Serienreife, inkl. Entwicklung einer neuartigen Beleuchtungsoptik (Technische Optik); enge interdisziplinäre Zusammenarbeit in einem interkontinentalen Team (Kommunikation und Dokumentation: Englisch).

Altium Designer

6/2016 – 1/2017

- Hardwareanalysen für Functional Safety (Funktionale Sicherheit).
- Erarbeitung und Einführung eines neuen Verfahrens zur Wirkleistungsmessung.
- Konzeptentwicklung zur kostengünstigen Umstellung von analoger auf digitale Signalverarbeitung (DSP).

Picmicro, Optoelektronik, Analogelektronik, Digitale Elektronik, Signalverarbeitung, Messtechnik, Altium Designer

4/2016 – 5/2016

Produktpflege: Ermitteln von Second Sources, Prüfung der Kompatibilität und Aufwandsabschätzung für die Integration in den Bestand.

Elektronik, Digitale Elektronik, Elektromagnetische Verträglichkeit

7/2015 – 2/2016

Bereich: Hardwareentwicklung (Signaleelektronik der industriellen Antriebstechnik)
Projekt: Neuentwicklung bzw. Änderung von elektronischen Baugruppen

Verbesserung der EMV von komplexen Baugruppen durch Schaltungsänderungen und Relayout. Besondere Berücksichtigung der Signalintegrität (z.B. Übergang auf impedanzkontrolliertes Design sowie Reduktion von Wellenreflexionen und Übersprechen). Layoutseitige Optimierung von Schaltreglern hinsichtlich EMV. Einhaltung des vorgegebenen Kostenrahmens.

Fehleranalyse von Feldrückläufern, auch Aufdeckung komplexer Wechselwirkungseffekte sowie Ableitung und Umsetzung von Gegenmaßnahmen.

Bearbeitung von PCN- bzw. EOL-Mitteilungen der Bauelementehersteller (Obsoleszenzmanagement). Daraus folgende Änderung und, falls erforderlich, Neuentwicklung von elektronischen Baugruppen. Begleitung bis zur Serienfertigung.

Eigenverantwortliche Zusammenarbeit mit Bereich Funktionale Sicherheit und allen anderen Bereichen, die in die Arbeiten bis zur Serienfreigabe involviert sind.

Schaltplanerstellung mit Cadence Allegro. Begleitung von Relayouts, einschließlich Komplettrelayouts von impedanzkontrollierten Multilayer-Leiterplatten.

Hardware-Design, Analogelektronik, Digitale Elektronik, Elektromagnetische Verträglichkeit, Elektronik, Picmicro, Antriebstechnik

7/2014 – 6/2015

Verbesserung der EMV von komplexen Baugruppen durch Schaltungsänderungen und Relayout. Besondere Berücksichtigung der Signalintegrität (z.B. Übergang auf impedanzkontrolliertes Design sowie Reduktion von Wellenreflexionen und Übersprechen). Layoutseitige Optimierung von Schaltreglern hinsichtlich EMV. Einhaltung des vorgegebenen Kostenrahmens.

Redesign bzw. Relayout von elektronischen Baugruppen auf Grund anhängiger PCN/EOL. Insbesondere auch Anpassung von Baugruppen mit DDRx-RAM.

Insbesondere selbständige Bearbeitung von hochkomplexen Sachverhalten, einschließlich Fehleranalyse und Fehlerbeseitigung.

Hardware-Design, Analogelektronik, Digitale Elektronik, Elektromagnetische Verträglichkeit, Elektronik, Picmicro, Antriebstechnik

6/2013 – 6/2014

Projekt: Neuentwicklung bzw. Änderung von elektronischen Baugruppen (Hardware)

Bearbeitung von PCN- bzw. EOL-Mitteilungen der Bauelementehersteller. Daraus ableitend Änderung und, falls erforderlich, konzeptionelle Neuentwicklung von elektronischen Baugruppen im Bereich der analogen Signalelektronik sowie der Stromversorgung. Anwendung der Baugruppen im Bereich der industriellen Steuerungs- und Regeltechnik, auch die Funktionale Sicherheit tangierend. Begleitung bis zur Serienfertigung. Aufdeckung und Analyse von komplexen Wechselwirkungseffekten sowie Ableitung und Umsetzung von Gegenmaßnahmen. Ausführung von komplexen Simulationen mit PSPICE. Schaltplanerstellung mit Cadence Allegro.

Hardware-Design, Analogelektronik, Digitale Elektronik, Elektromagnetische Verträglichkeit, Elektronik, Picmicro, Antriebstechnik

1/2013 – 5/2013

Projekt: Neuentwicklung einer elektronischen Baugruppe

Neuentwicklung einer analogen Baugruppe zur Strombegrenzung für STO (tangiert die Funktionale Sicherheit im Industriebereich). Beherrschung komplexer Anforderungen hinsichtlich des I/O-Verhaltens. Entwicklung neuer Konzepte zur Verkürzung der Reaktionszeiten sowie deren Umsetzung. Vorbereitung und Durchführung von realitätsnahen PSPICE-Simulationen für die komplette Baugruppenfunktionalität bereits in der Konzeptphase. Schaltplanerstellung mit Cadence Allegro.

Hardware-Design, Picmicro, Elektronik, Analogelektronik, Digitale Elektronik, Elektromagnetische Verträglichkeit, Antriebstechnik

5/2012 – 8/2012

Durchführung einer Machbarkeitsstudie zur optischen Sensorik

Inhalt: Konzeptioneller Neuentwurf einer optischen Sensoreinrichtung für die Serienproduktion (5000 Stück pro Jahr). Erstellen eines Komplettkonzeptes inkl. Beleuchtung, Empfangssensorik, Optik, Mechanik, Hard- und Software. Sehr starke Restriktionen bezüglich der Stückkosten, großer Variantenreichtum des Endprodukts und sehr vielfältige Umwelteinflüsse. Inkl. Beratung des Kunden.

Elektrotechnik, Picmicro, Optoelektronik, Elektronik, Signalverarbeitung

7/2011 – 5/2012

Projekt: Hochauflösende und schnelle Erfassung von optischen Effekten auf Halbleiterscheiben

Erhöhung des Scheibendurchsatzes um den Faktor 1,6 für die bereits in den beiden Vorprojekten gelieferten Maschinen. Die Geschwindigkeitserhöhung wurde durch die Optimierung der Betriebsparameter sowie durch Optimierung des FPGA-Designs erreicht. Die Änderungen am FPGA-Design wurde durch den Partner im Hause durchgeführt.

Hardware-Design, Picmicro, Optoelektronik, Elektronik, Analogelektronik, Beleuchtungstechnik / Lichttechnik, Digitale Elektronik, Elektromagnetische Verträglichkeit, Altium Designer

9/2010 – 3/2011

Hochauflösende und schnelle Erfassung von optischen Effekten auf Halbleiterscheiben

Bau eines Zweitgeräts zum Projektzeitraum 07/2006 - 08/2010 mit Durchführung einer Schaltungs- und Layout-Revision der Hardware.

Hardware-Design, Picmicro, Optoelektronik, Elektronik, Analogelektronik, Beleuchtungstechnik / Lichttechnik, Digitale Elektronik, Elektromagnetische Verträglichkeit, Altium Designer

7/2006 – 8/2010

Projekt: Hochauflösende und schnelle Erfassung von optischen Effekten auf Halbleiterscheiben

Teil 1: 07/2006 - 02/2007
Entwurf des Gerätekonzepts einschliesslich Mechanik, Optik, Hard- und Software an Hand des Lastenhefts, Vorstellung des Konzepts beim Kunden, Angebotserstellung und Angebotsverhandlung.

Teil 2: 03/2007-02/2008
Hardwareentwicklung (Entwurf, Erstellung Schematic, PCB Layout (6 Lagen impedanzkontrolliertes Multilayer, Strukturbreiten/Abstände bis 100 µm) mit Entflechtung, Spice-Simulation, Signalintegritätsanalyse und Ausgabe von Fertigungsdaten:

Teil 2.1: Hardwareentwicklung Baugruppe Kernel
Mit Xilinx-FPGA Spartan 3A (BGA-Gehäuse, 488 Pins), DDR2-RAM, SPI-Flash, Layout einer Vielzahl von Leitungen zu anderen Baugruppen, häufig ausgeführt mit Eignung für LVDS.

Teil 2.2: Hardwareentwicklung Baugruppe Kernel-Stromversorgung
Zur Bereitstellung der verschiedenen Stromversorgungen für die Kernel-Baugruppe: 0,9 V, 1,2 V, 1,8 V, 3,3 V. Die Stromversorgungen wurden teilweise mehrfach ausgeführt, um den verschiedenen Qualitätsanforderungen zu entsprechen.

Teil 2.3: Hardwareentwicklung Baugruppe CCD-Zeile
Mit Bereitstellung der verschiedenen internen Stromversorgungen, analoge Signalkonditionierung, differentielles Treiben des Analogsignals über verdrillte Leitungen, Taktkonditionierung bis 2x 20 MHz.

Teil 2.4: Hardwareentwicklung Baugruppe ADC
Für den Anschluss von zwei CCD-Baugruppen über verdrilltes Flachbandkabel mit Vierkanal-Analog-Digitalwandler 12 bit, max. 65 MHz, schaltbar 12 bit, 10 bit, 8 bit. Serielle LVDS-Übertragung der Wandlungsergebnisse zur Kernel-Baugruppe.

Teil 2.5: Hardwareentwicklung Baugruppe Peripherie
Zur Realisierung der Industrieschnittstellen (alle galvanisch getrennt): 1x Ethernet 10/100 Mbps, 1x RS422/485 (max. 10 Mbps), 8 x 24 V-Eingang mit Eingangsüberwachung, 8x 24 V-Ausgang mit Ausgangsüberwachung (Stromfluss und Leitungsbruchdetektion), 4x schnelle Eingänge 24 V, 8x schnelle Ausgänge 24 V, Bereitstellung der Stromversorgungen 5V, 3,3 V +/-12V (aus 24V per DC/DC-Wandler).

Teil 2.6: Hardwareentwicklung Baugruppe Leistungstreiber
Zum Betrieb von drei Achsen und drei Beleuchtungen: 3x Schrittmotorsteuerung (bis 3 A), 3 x Erfassung Absolutmesssystem per SSI-Schnittstelle, 3x Beleuchtung (LED bzw. Halogen) jeweils bis 24 V / 4,2 A. Die Ansteuerung der Achsen und Beleuchtungen erfolgt digital. Die dazugehörigen Konstantstromsteuerungen werden über 10-bit Digital-Analogwandler gestellt. Die Beleuchtungssteuerung erfolgt also analog, nicht über PWM. Zusätzlich: Bereitstellung der erforderlichen Stromversorgungen, z.B. negative Referenzspannungen für die DACs.

Teil 3: 03/2008 - 06/2008
Beauftragung und Überwachung der Fertigung der elektronischen Baugruppen

Teil 4: 03/2008 - 10/2008
Durchführung der Gerätekonstruktion unter Einbeziehung von: XY-Kreuztisch mit Schrittmotoren mit Absolutmesssystemen und selektiver Vierquadranten-Vakuumansaugung des Messtisches, Z-Achse mit Schrittmotor und Absolutmesssystem zur Fokussierung der telezentrischen Objektive, Objektivschnellwechsler in Schlittenausführung, Tubuskonstruktion mit zwei kaskadierten Teilerspiegeln für CCD-Zeilenkamera, CCD-Matrixkamera, Through The Lens (TTL) Autofokus. Konstruktion LED-Lampenhaus für TTL-Autofokus, Konstruktion Beleuchtung mit LED und Lichtleitfaser, Konstruktion Beleuchtung Halogen-12V/50W inkl. motorisierter Kühlung. Die Strahlengänge für den Tubus wurden mit OSLO teilweise simuliert. Erstellung von Fertigungsunterlagen.

Teil 5: 07/2008 - 03/2009
Hardware - Erstinbetriebnahme der Baugruppen mit Überprüfung der jeweiligen Baugruppenfunktionen und Abstimmung mit dem FPGA-Designer

Teil 6: 01/2009 - 03/2009
Beauftragung und Begleitung der mechanischen Fertigung inkl. Oberflächenbehandlung

Teil 7: 04/2009 - 06/2010
Endmontage des Geräts einschließlich Chassis, Beplankung und Verkablung und aller anderen Komponenten. Erstinbetriebnahme des Geräts und Optimierung im Zusammenwirken mit der Software, Durchführung von Leistungstests.

Teil 8: 08/2010
Lieferung an den Kunden und Inbetriebnahme

Teil 9: 10/2010
Abnahme nach erfolgreichem Probebetrieb


Anmerkungen: FPGA-Design und C-Programmierung wurden durch Partner im Haus ausgeführt.

Hardware-Design, Picmicro, Optoelektronik, Elektronik, Analogelektronik, Beleuchtungstechnik / Lichttechnik, Digitale Elektronik, Altium Designer, Projektleitung / Teamleitung

10/2000 – 5/2001

Projekt: Hochauflösende und schnelle Erfassung von optischen Effekten auf Halbleiterscheiben

Entwicklung und Lieferung eines kompletten Geräts nach den Kundenanforderungen, inklusive Hardware, Mechanikkonstruktion und Optik.

Embedded Entwicklung / hardwarenahe Entwicklung, Hardware-Design, Picmicro, Optoelektronik, Elektronik, Analogelektronik, Digitale Elektronik, Elektromagnetische Verträglichkeit, Elektronische Schaltungstechnik, Altium Designer, Projektmanagement

2/1999 – 10/1999

Projekt: Hochauflösende und schnelle Erfassung von optischen Effekten auf Halbleiterscheiben

Entwicklung und Lieferung eines kompletten Geräts nach den Kundenanforderungen

Elektronik

9/1992 – 12/2019

Entwicklung, Konstruktion und Lieferung von kompletten Ausrüstungen zur optischen Qualitätskontrolle (industrielle Echtzeit-Bildverarbeitung) nach Kundenwunsch. Die Geräte basieren auf selbstenwickelter Hardware mit Xilinx-FPGAs. Daneben werden folgende Leistungen für andere Unternehmen angeboten:

- Entwicklung von elektronischen Baugruppen für den Betrieb von Xilinx-FPGA in Embedded-Anwendungen.
- Optikentwicklung und -konstruktion mit OSLO für technische Anwendungen
- Konstruktion von Optischen Geräten
- Entwicklung von Optosensorik (Machbarkeitsstudien, Entwicklung, Funktionsmuster, Einzelstücke und Kleinserie)

Beispielhafte Projekte können der Projekthistorie entnommen werden.

Hardware-Design, Picmicro, Optoelektronik, Elektronik, Analogelektronik, Digitale Elektronik, Elektromagnetische Verträglichkeit, Elektronische Schaltungstechnik, Messtechnik, Altium Designer, Projektmanagement

5/1987 – 12/1991

Entwicklung eines Meßgerätes zur berührungslosen optischen Überwachung von sehr dünnen Drähten in Echtzeit. Das Gerät basierte auf Laserbeugung. Ich war hier für den gesamten optischen Teil verantwortlich.

3/1982 – 4/1987

Technologieentwicklung und Fertigung von Masken für die Photolithographie.

Mikroelektronik, Elektronik