Freelancerprofil: Hardwareentwicklung / PCB-Design / Fertigung - Jeannine Schütze in Berlin

Hardwareentwicklung / PCB-Design / Fertigung

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Jeannine Schütze | Berlin
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Kategorie(n): Engineering
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FÄHIGKEITEN, KENNTNISSE UND ERFAHRUNGEN

**Hardware-Entwicklung**
(SCRUM, Kanban-Board, User Stories etc.)

Wir entwickeln für Sie mit den Prinzipien der agilen Hardware-Entwicklung. Unser Ziel ist Lean Product Development.
Wir konzentrieren uns auf:

- Mikrocontroller
- Sensorik
- drahtlose Kommunikation
- Internet of Things #IoT
- wearable tech

**PCB-Design**
(Leiterplatten-Layout, -Entflechtung)

Alle unsere PCB-Designs kommen zu 100% aus Berlin.
Wir erstellen aus Stromlaufplänen Layouts für Ihre Leiterplatten, z.B. mit EDA-Tools:

- Altium Designer
- Zuken CADStar
- Mentor Expedition
- PADS Power PCB
- Cadence OrCAD

REFERENZEN

Sensorik: Entwicklung, Layout, Firmware
Wasserstoffsensor für frühe Branddetektion:

Im Rahmen des Projekts wurde eine batteriebetriebene analoge und digitale Auswerteelektronik für einen Halbleitersensor für Wasserstoff entwickelt. Unsere Aufgabe war die Schaltungsentwicklung, das Leiterplattenlayout sowie die Firmware Programmierung. Größte Herausforderung war die analoge Schaltungsentwicklung unter Berücksichtigung verschiedener parasitärer Effekte am Sensorelement.

Die Detektion von Wasserstoff ist für die Branddetektion eine zukunftsweisende, weil extrem früh anzeigende Methode. Die bisherigen herkömmlichen Brandmeldesysteme (Rauch, Wärme, Licht) weisen den Nachteil auf, dass sie erst reagieren, wenn entweder genug Wärme vorhanden ist, oder sich eine genügende Flammenflackerfrequenz durch eine offene Flamme entwickelt hat oder aber genügend Rauch mit den entsprechenden Partikeln entstanden ist. Die von uns im Rahmen des Projekts entwickelte Elektronik beinhaltet eine Ansteuerung des Sensorheizelements im Millisekundenbereich sowie einen analogen und digitalen Regelkreis, dessen Hauptkomponente ein 16bit Low-Power Mikrocontroller aus der MSP430-Familie von Texas Instruments ist.

Projektpartner:
Humboldt Universität Berlin Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung TLTS GmbH

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High Speed Design: Layout
Hochgeschwindigkeits-Netzwerkkarte "Algo Trader":

Dieses Projekt umfasst die Entwicklung einer sehr komplexen Hardware bestehend aus einem leistungsfähigen FPGA, zwei 10-Gigabit-Ethernet-Schnittstellen und einem Speicherkonzept bestehend aus DDR3-DRAM und QDR2+-SRAM. Anwendungsgebiet dieser extrem schnellen Software- und Hardware-Plattform ist breitbandige Übertragung im Bereich der Bild, Sensor- und Datenverarbeitung, z.B. für Banken. Wir haben bei diesem Projekt das PCB-Design (Leiterplatten-Entflechtung) übernommen.

Projektpartner:
Fraunhofer Heinrich Hertz Institut Swissbit Germany GmbH

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#IoT: Entwicklung, PCB Design, Prototypenbau
Pulsmesser für Verliebte:

Ein verzweifeltes Startup aus Schottland kam zu uns, dass sich nach 3 gescheiterten Design-Versuchen endlich einen funktionierenden Prototypen wünschte als proof of concept. Wir haben ein kleines, prototypisches, batteriebetriebenes Mikrocontrollersystem entwickelt, welches den Puls am Finger optisch detektiert. Zunächst haben wir die Machbarkeit studiert, indem wir uns verschiedene Realisierungsmöglichkeiten für Pulsmessung und Datenübertragung angeschaut haben. Anschließend haben wir für den Prototypen die Schaltung entwickelt sowie eine kleine Leiterplatte entworfen. Die Leiterplatte haben wir dann selbst geätzt und hier bei uns mit Bauteilen bestückt. Hauptkomponente ist ein Controller aus der MSP430-Familie von Texas Instruments, für den wir auch selbst die Firmware programmiert haben.

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Bluetooth: Entwicklung, Layout
Bluetooth für die Boombox:

Ziel dieses Projekts war die Integration eines Bluetooth-Moduls in das bestehende Produkt Berlin Boombox. Aktuell konnten MP3-Player bzw. Mobiltelefone nur per Audiokabel mit dem Gerät verbunden werden. Über das zusätzlich integrierte Bluetooth-Modul ist es mit dem Mobiltelefon möglich, eine schnurlose Verbindung zur Berlin Boombox zum Streamen von Audio-Inhalten herzustellen. Bei unserer Entwicklung konnte die aktuelle Stromversorgung mit 3x AA-Batterien beibehalten werden. Beim Einschalten der Berlin Boombox können sich in der Nähe befindliche Bluetooth-Geräte mit der Berlin Boombox verbinden und Audio-Inhalte schnurlos übertragen.

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Bluetooth: Entwicklung, PCB Design
Digitaler Sensorstift:

In diesem Projekt wurde ein miniaturisiertes batteriebetriebenes Sensorsystem mit Bluetooth 4.0 Kommunikation von uns entwickelt: ein Stift mit viel Elektronik drin. Herausforderung war die Anwendung besonders rauscharmer Low-Power Elektronik in sehr kleinen Gehäusegrößen. Wir haben sowohl die Schaltungsentwicklung als auch das Leiterplattendesign durchgeführt.

Auf Basis der STM32-Mikrocontrollerfamilie wurde ein drahtloses Sensorsystem entwickelt, welches aus einem starren Mainboard sowie aus einem flexiblen Sensorboard besteht. Zur Anwendung kamen zwei 3-Achsen 14-bit Beschleunigungs-, ein 3-Achsen Magnetfeld-, ein Kraftsensor sowie ein 3-Achsen Gyroskop. Auf dem Mainboard wurde neben dem 180MHz STM32 ARM Cortex-M4 Mikrocontroller noch ein Bluetooth 4.0 Modul, ein 64MB SDRAM sowie ein intelligentes Powermanagement zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie eingesetzt. Größte Herausforderung war das Leiterplattendesign, bei dem gestapelte Micro- und buried Vias verwendet wurden. Diese waren u.a. deswegen notwendig, weil der STM32 im 0,4mm Pitch Wafer-Level-Chip-Scale-Package eingesetzt wurde. Da die Elektronik aufgrund des späteren Einbaus in einem Stiftgehäuse äußerst klein entworfen werden musste, waren detaillierte Absprachen mit der Fertigung notwendig.

Projektpartner:
STABILO International GmbH micromountains applications GmbH Fraunhofer Institut für Siliziumtechnologie Science&Motion Sports GmbH

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High Speed Design: Entwicklung, PCB Design
Rückspiegelkamerasystem:

In diesem Projekt wurde ein HD-Videokamerasystem auf Grundlage der Xilinx FPGA-Familie Artix-7 entwickelt. Unsere Aufgabe war die Schaltungsentwicklung sowie das Leiterplattenlayout der drei Boards. Eine große Herausforderung waren die zahlreichen längenausgeglichenen und impedanzkontrollierten High-Speed-Verbindungen sowie das Power-Management.

Mit diesem Projekt wurde ein neuartiges, flexibles und leistungsfähiges digitales Kamerasystem mit hoher Auflösung und minimalem Delay für Straßen- und Schienen-Fahrzeuge entwickelt. Das System besteht aus mehreren kaskadierbaren Kameraboards mit angeschlossenem CMOS-Sensorboard sowie einem Decoder-/Composerboard, an dem ein Monitor via DVI/LVDS angeschlossen wird. Das Übertragungsmedium zwischen den Boards ist eine 100Mbit Ethernetschnittstelle. Als Hauptkomponenten wurden auf dem Kameraboard zwei und auf dem Decoder-/Composerboard drei sehr leistungsstarke FPGAs der Artix-7 Familie sowie mehrere 1Gbit DDR3-SDRAM-Speicher eingesetzt. Als Bildsensor kommt ein ½ inch CMOS Sensor von Aptina mit einer Auflösung von 720p60 zur Anwendung. Das Videosignal wird H.264 kodiert/dekodiert. Weiterhin können bis zu 4 Kamerabilder gleichzeitig auf dem Monitor dargestellt werden. Das Kameraboard besteht aus 8 Lagen mit 444 Bauelementen und 1500 Verbindungen, wobei es 26 differentielle Leitungspaare gibt. Das Decoder-/Composerboard besteht aus 10 Lagen mit 844 Bauelemente und 3500 Verbindungen, wobei es 73 differentielle Leitungspaare gibt. Weiterhin besteht das CMOS-Sensorboard aus 4 Lagen mit 15 Bauelementen und 40 Verbindungen.

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