Elektronikentwicklung

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Was umfasst die Elektronikentwicklung?

Die Elektronikentwicklung bei Projektraum Reger umfasst die Konzeption, Entwicklung und Implementierung elektronischer Schaltungen und Geräte, einschließlich Hardware, Mechatronik, und Embedded Software.

Zu unseren Aufgaben als Dienstleister für Elektronikentwicklung zählen somit auch die Entwicklung von Lösungskonzepten gemäß Pflichten- und Lastenheft, Erstellung von Schaltplänen, Leiterplattendesign mit EMV-Anpassung, sowie die Programmierung von Mikrocontrollern und Linux-Anwendungen.

Wichtige Arbeitsschritte sind die Planung, Entwicklung und Inbetriebnahme von Prototypen, sowie die Durchführung von Messungen und Testreihen für die Serienfertigung.

Durch die Anwendung von Design for Manufacturing (DfM), Design for Testability (DfT) und Design for Cost (DfC) schaffen wir die optimalen Voraussetzungen, um Elektronik-Baugruppen bereits in der Designphase auf Serienqualität auszurichten.

Projektspezifisch entscheiden wir welche Serienprüfungen sinnvoll und wichtig sind. Danach entwickeln wir einen Prüf- und Programmieradapter, damit die Geräte während der Serienproduktion schnell vom Fertiger geprüft werden können. So bekommt unser Kunde in der Regel nur vorgeprüfte Seriengeräte.

Die Einsatzbereiche der durch uns entwickelten Elektronikentwicklung reichen von IoT und Medizintechnik, bis hin zu Verkehrstechnik und vielem mehr — auch potenzialreiche Bereiche wie die Bau- und Landwirtschaft sind für uns interessante Branchen für neue IoT- und Elektroniklösungen.

Tools wie der Altium Designer unterstützen uns bei Projektraum Reger bei der Planung und Visualisierung. Elemente wie 3D-Integration, Klimatests, Prüftechnikentwicklung und CE-Konformität gewährleisten Produktqualität und Zuverlässigkeit der Elektronikgeräte.

Besonders bei Projektraum Reger: Durch unser Testaufbau-Konzept reduzieren Sie Ihr Risiko bei der Entwicklung von Elektronik

Zusätzlich nutzen wir zur initialen Entwicklung der Elektronik ein agiles, und ressourceneffizientes Entwicklungskonzept mittels Testaufbauten. Bei den Testaufbauten nutzen wir markterhältliche Teile (welche nicht erst enwickelt werden müssen) für eine erste Machbarkeitsstudie, um Fehlentwicklungen und unvorhergesehene Kosten bestmöglich zu vermeiden und einzugrenzen.

Gleichzeitig bekommen Kunden somit schnelles Feedback und halten bereits nach kürzester Zeit einen ersten Testaufbau-Prototypen in der Hand.

Welche Erfahrung hat Projektraum Reger in der Elektronikentwicklung?

Gemeinsam mit unseren Kunden hat die Projektraum Reger GmbH erfolgreich Elektronikbaugruppen für folgende Bereiche entwickelt:

Elektronikentwicklung
Bestückte Leiterplatte
  • IoT
  • Industrie-Sensorik
  • Industrielle Bildverarbeitung
  • Industrie-Automatisierung
  • Medizintechnik
  • Agrartechnik
  • 3D-Kameratechnik und Tracker-Technik
  • Schließsysteme
  • Entsorgungstechnik
  • Haustechnik
  • Verkehrstechnik

Die Kompetenzen und das Fachwissen bei uns im Projektraum Reger basieren vorrangig auf den folgenden Bereichen der Elektronikentwicklung:

  • Hocheffiziente Schaltregler von 1mW bis 30W mit EMV
  • Mikrocontroller (vorwiegend ST und Microchip)
  • Mobile Netze (LORA, Bluetooth, LTE, WLAN, CatM1, GSM, UMTS)
  • RFID 13.56MHz
  • Diverse Bus-Systeme (CAN, I2C, SPI, UART, Ethernet, USB2.0, USB3.0)
  • LED-Beleuchtung (High-Power, RGBW)
  • Komplexe Platinen-Designs (Flex- und Starflex Platinen, Alukern doppellagig, viellagig mit Differential Pairs und impedanzkontrollierten Leitungen)
  • Diverse Speicher wie SDRAM
  • LowEnergie-Geräte mit Deepsleep < 10uA (Batteriebetriebene Geräte)
  • Batterie-Laufzeitsimulation
  • GPS-Geräte
  • Gehäuseentwicklung mit 3D-Druck-Prototypen

Case Studies zur Elektronikentwicklung mit der Projektraum Reger GmbH

Case Study 1: Lora IoT-Sensor für das Bauwesen

Lora Sensor
Lora IoT-Sensor
Hier klicken und Case Study lesen: Lora IoT-Sensor für das Bauwesen

Idee: Im Rahmen einer Bachelorarbeit hat unser Kunde ein Konzept erarbeitet, wie während der Bauphase der Zustand von flüssigkeitsgeführten Druckleitungen überwacht und aufgezeichnet werden kann. So können Probleme frühzeitig erfasst und lokalisiert werden.

Aufgabe: Wir sollten im ersten Schritt die Machbarkeit prüfen und später die Elektronik, inklusive Device-Software, entwickeln. Da es sehr klare Vorgaben an die sehr knappen Abmessungen gab, war ein detailliertes Mechanikkonzept und eine genaue Batterielaufzeitberechnung und Simulation erforderlich.

Lösung: Nachdem wir eine Lösung für das mechanische Konzept gefunden hatten, hat unser Kunde unsere Konstruktionsdaten an eine Fachfirma für Gehäusetechnik gegeben, damit diese die hohen Ansprüche an Dichtigkeit (auch unter hohem Druck), sicherstellen. Im Anschluss haben wir mit der Elektonikentwicklung begonnen und eine hochkomprimierte und hocheffiziente Leiterplatte entwickelt. Bei der Softwareentwicklung stand immer die Energieeffizienz im Vordergrund. Wir mussten auf jedes µA achten, und wo es nur ging, im Sleep-Modus bleiben.

Resultat: Nachdem wir die Inbetriebnahme und Softwareentwicklung abgeschlossen haben, hat unser Kunde ein Testsystem aufgebaut, mit welchem die Realbedingungen simuliert werden können. Später wurde das Gerät in realen Objekten integriert.


Case Study 2: Entwicklung eines kompletten Elektroniksystems zur Prävention von Wasserschäden in Gebäuden

Steuerplatine Leiterplattenentwicklung
Steuerplatine
Bedienplatine Leiterplattenentwicklung
Bedienplatine
Hier klicken und Case Study lesen: Elektroniksystem gegen Wasserschäden

Idee: Ausgangspunkt war ein innovatives Patent des Kunden, das Wasserschäden in Häusern und Gebäuden frühzeitig erkennen und umgehend reagieren kann, um größere Schäden zu verhindern.

Aufgabe: Die Aufgabe umfasste die Entwicklung der gesamten Elektronik für das System, einschließlich zweier Elektronikplatinen. Diese Platinen sollten untypische Wasserentnahmen und Leckagen automatisch erkennen, melden und darauf reagieren.

Lösung: Die Lösung bestand in der Konzeption von Elektronik und Gehäuse, der Entwicklung von zwei Elektronikbaugruppen mit WLAN (inklusive Schaltplan und Layout), dem Prototypenbau, der Betreuung der EMV-Prüfung, der Erstellung eines Testkonzepts, sowie der Organisation der Serienfertigung und der Serienbetreuung.

Resultat: Das Ergebnis sind bereits laufende Pilotprojekte, die kurz vor der Serienproduktion stehen. Mit diesem System wird eine effektive Prävention von Wasserschäden in Gebäuden ermöglicht.


Case Study 3: Optimierung eines IoT-Messsystems zur automatischen Kontrolle von Füllständen

Leiterplatte für IoT-Messsystem.
Leiterplatte für IoT-Messsystem
Hier klicken und Case Study lesen: IoT-Messesystem für Füllstandskontrolle

Idee: Ziel war die Optimierung eines bestehenden IoT-Füllstandmesssystems, um die Leistung und Zuverlässigkeit für die automatische Kontrolle von Füllständen zu verbessern.

Aufgabe: Die Aufgabe bestand darin, das System zusammen mit einem langjährigen Partner zu testen und zu optimieren. Dabei sollten die gewonnenen Erkenntnisse sowohl in die aktuelle Serienproduktion als auch in die Planung einer Nachfolgeversion einfließen.

Lösung: Die Lösungsansätze umfassten die Analyse von Feldproblemen, die Überprüfung und Optimierung der Batterielaufzeit, Marktrecherchen für neue Batteriezellen, die Verbesserung der Ultraschallmessung und die Modifikation der Gehäusekonstruktion.

Resultat: Das Ergebnis sind optimierte IoT-Füllstandmesssysteme, die bereits in verschiedenen Projekten getestet werden.


Case Study 4: Entwicklung einer industriellen 3D-Fräsanlage zur Fertigung von medizinischen Teilen

3D-Fräsanlage.
Hier klicken und Case Study lesen: 3D-Fräsanlage für medizinische Teile

Idee: Die Idee bestand darin, eine industrielle 3D-Fräsanlage für die Fertigung medizinischer Einzelteile zu entwickeln. Diese Entwicklung erfolgte in Zusammenarbeit mit Klement-Engineering unter Einsatz modernster Robotertechnik, einer CAD/CAM-Software und eines selbst programmierten User Interfaces.

Aufgabe: Die Aufgabe war die Konzeption und Realisierung einer vollautomatischen Fräsanlage. Kernstück der Anlage sollte ein Denso VS-060 Roboter mit einem 12-fach Rundtackttisch sein, der bis zu zwölf auftragsspezifische Teile automatisiert fräsen kann.

Lösung: Die Lösung umfasste die Entwicklung eines Elektronikkonzepts mit Schaltplan, die Programmierung des Denso Roboters, die Erstellung eines User Interfaces und einer Schnittstelle zum Roboter in VB.net, den elektrischen Aufbau, die Inbetriebnahme sowie die Implementierung eines Fernwartungszugriffs. Die Steuerung der Anlage erfolgt über einen Industrie-Touch-PC, der für die Auftragsverwaltung und die Übergabe der Fräsdaten an den Roboter zuständig ist.

Resultat: Das Endresultat ist eine seit Oktober 2016 im Einsatz befindliche Fräsanlage, die fünf Tage die Woche jeweils acht Stunden betrieben wird. Die Anlage wurde innerhalb von etwa sechs Monaten von der Idee bis zur Auslieferung umgesetzt. Auch 2024 ist die Maschine noch voll im Einsatz.

Das nachfolgende Video demonstriert das 3D-Fräsen mit dem Denso VS-060:

Bei Klick wird dieses Video von den YouTube Servern geladen. Details siehe Datenschutz.

Case Study 5: Entwicklung einer komplexen Steuerbaugruppe für Niederspannung und umfassenden Blitzschutz

Hauptplatine.
Hauptplatine
Sensorplatine.
Sensorplatine
Hier klicken und Case Study lesen: Steuerbaugruppe für Niederspannung und Blitzschutz

Idee: Ziel war die Entwicklung einer fortschrittlichen Steuerbaugruppe, die in der Lage ist, diverse Sensoren und leistungsstarke Aktoren präzise zu steuern. Einige der benötigten Sensoren wurden im Projektraum Reger entwickelt.

Aufgabe: Die Aufgabe umfasste das Aufsetzen des Elektronikkonzepts und die gesamte Elektronikentwicklung, von der Erstellung des Schaltplans bis zum Layout der Haupt- und Sensorplatinen.

Lösung: Die Lösung beinhaltete den Nachweis der Spannungsfestigkeit durch Hochspannungsprüfung und die Inbetriebnahme der Steuerbaugruppe. Eine Besonderheit des Projekts war die Betriebsspannung von 230 V sowie ein massiver Blitzschutz.

Resultat: Das Ergebnis sind bereits fertige Muster der Steuerbaugruppe, die derzeit intensiv getestet werden. Diese Entwicklung bietet eine innovative Lösung im Bereich der Niederspannungstechnik und des Blitzschutzes.


Wie werden Projekte zur Entwicklung von Elektronikgeräten geplant?

Elektronikentwicklung mit Altium Designer
Schaltplan mit Altium Designer

Der Wunsch nach immer kürzeren Entwicklungsphasen setzt eine detaillierte Planung des Elektronikprojektes voraus. Wir arbeiten mit professionellen Tools wie dem Altium-Designer, Spice-Simulation und Design-Spark. So können wir die Schaltungsentwicklung und den Aufbau Ihres Elektronikprojekts im Detail mit Ihnen ausarbeiten, um später das beste Ergebnis zu erzielen.

Mit dem Altium-Designer sind wir in der Lage, eine Baugruppe und deren Funktion, sowie das finale PCB-Layout originalgetreu in 3D darzustellen. Dank dieser Vorgehensweise, können Probleme, die bei der Entwicklung der Elektronik auftreten könnten, frühzeitig erkannt und migriert werden. Mit Design-Spark erstellen wir detaillierte 3D-Bauformen und Gehäuse, um die Leiterkarte später exakt an die Einbausituation anpassen zu können.

Gemeinsam mit unserem Konstruktionspartner entwickeln wir für Sie komplette Gehäuse- und Mechanikkonstruktionen. Unter Berücksichtigung der verschiedenen Fertigungsverfahren der wird das Gehäuse konstruiert und alle Fertigungsunterlagen erstellt. Die Gehäuse-Prototypen können anschließend schnell und kostengünstig mit hauseigenen FDM 3D-Druckern oder mit Lasersintertechnik bei unseren Partnern gedruckt werden.

Layout Leiterplatte - Leiterplattenentwicklung
Leiterplatten-Layout
3D Integration mit Altium Design
3D-Integration mit Altium Designer

Wie wird die Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit der Elektronikprodukte sichergestellt?

Temperaturprüfungen mit unserem Klimaschrank

Wir prüfen Elektronikbaugruppen im kompletten Temperaturbereich, da wir auch Geräte entwickeln, welche unter starken klimatischen Bedingungen Arbeiten müssen.

Mit unserem hauseigenen Klimaschrank können wir Temperaturkurven von -40°C bis 130°C erzeugen und so Temperaturbedingte Fehler der entwickelten Elektronik frühzeitig erkennen und beheben.

Im Klimaschrank testen wir auch batteriebetriebene Geräte auf Laufzeit und Funktion, da sich Temperaturschwankungen stark auf die Lebensdauer und die maximale Stromentnahme von Batterien auswirken. Hierfür arbeiten wir sogenannte beschleunigte Langzeittests aus, mit welchen sich die reelle Lebensdauer abschätzen lässt.

Gerne führen wir die Klimamessungen von Elektronik auch in Ihrem Auftrag durch. Bei Interesse erstellen wir Ihnen gerne ein Angebot — kontaktieren Sie uns hierfür einfach über das Kontaktformular unten.

Prüfkonzept und Prüftechnik

Indem wir mit Ihnen das passende Prüfkonzept für Ihr Produkt entwickeln, begleiten wir Ihre Elektronik sicher bis in die Serie.

ICT-, Boundary-Scan- und Flying-Probe-Prüfungen reichen bei Industriebaugruppen oftmals nicht aus, um Serienbaugruppen mit gutem Gewissen an Endkunden verkaufen zu können. Deshalb haben wir uns darauf spezialisiert, produktspezifische Funktionsüberprüfungen selbst zu entwickeln.

Um einen effizienten Programmier- und Prüfablauf zu schaffen und mit Ihrem Elektronikprodukt sicher in Serie gehen zu können, setzen wir häufig Nadelbettadapter ein, um die erforderlichen Signale schnell und kontaktschonend abgreifen zu können.

Hier setzen wir auf kostengünstige Mechaniklösungen mit dem 3D-Drucker und setzen für die Prüfung bei uns weitestgehend standartisierte Prüfelekronik ein.

Planung und Umsetzung von Prüftechnik
Planung und Umsetzung von Prüftechnik

CE-Konformität

CE-Konformitätserklärung

Die CE-Konformitätserklärung ist für uns ein wichtiger Bestandteil der Elektronikentwicklung. Hierbei stehen wir unseren Kunden mit all unserer Erfahrung zur Seite, damit alle Anforderungen eingehalten werden.

EMV-Prüfungen

EMV-Prüfungen im Labor führen wir entweder gemeinsam mit Ihnen, oder auch selbstständig durch. Darin inbegriffen sind selbstverständlich auch Problemanalyse und das Ausarbeiten von Lösungen.

Zusammen mit Partnern haben wir Zugriff auf diverses EMV Testequipment, um die Lösungssuche nicht im kostspieligen Prüflaboren durchführen zu müssen. Wir haben Testequipment wie:

  • Hochwertier Spektrumanalyser mit breitband Richtantenne und Nahfeld- Schnüffelsonden
  • Zugang zu einer kleinen kostengünstigen Schrimkammer
  • ESD Pistole bis 15kV
  • LISN für das Messen Leitungsgebundener Störungen

Technische CE-Dokumentation

Die vollständige technische CE-Dokumentation erstellen wir in Zusammenarbeit mit unserem Partner Technische Dokumentation Wörtz.

EMV-Messung

Warum Projektraum Reger als Dienstleister für die Geräteentwicklung?

Seit unserer Gründung im Jahr 2010 stehen wir bei Projektraum Reger für maßgeschneiderte Lösungen und echte Partnerschaft. Bei uns finden Sie nicht nur Expertise in der Elektronikentwicklung, sondern auch eine kreative Herangehensweise, die Ihre Ideen und Projekte vorantreibt.

Unser Ansatz zur Elektronikentwicklung basiert auf enger Zusammenarbeit und tiefem Verständnis für Ihre Bedürfnisse. Wir bieten umfassende Dienstleistungen, von der ersten Idee bis zur finalen Inbetriebnahme Ihrer Elektronikprodukte. Unser Team, unterstützt durch fortschrittliche Tools und Methoden, arbeitet eng mit Ihnen zusammen, um Ihre Projekte schnell, effizient und kosteneffektiv zu realisieren.

Durch unsere agile Vorgehensweise und den Einsatz von Testaufbauten ermöglichen wir es Ihnen, Ihre Elektronikideen schnell zu testen und umzusetzen, um Fehlentwicklungen und unvorhergesehene Kosten zu vermeiden. Wir helfen Ihnen dabei, Ihre Produkte auf den neuesten Stand der Technik zu bringen, wobei wir stets Wert auf Qualität, Zuverlässigkeit und Konformität mit aktuellen Standards legen.

Kurz gesagt, Projektraum Reger ist mehr als nur ein Dienstleister – wir sind Ihr verlässlicher Partner in der Elektronikentwicklung, der Sie auf dem Weg zu Ihren Zielen begleitet.

Kontaktieren Sie uns gerne über das Kontaktformular unterhalb, um zu erfahren, wie wir Ihre Elektronikvision in die Realität umsetzen können.

Sebastian Reger: staatlich geprüfter Elektrotechniker und Geschäftsführer
Geschäftsführer Sebastian Reger bei der Prüfung Anlage.

Weitere Fragen zur Elektronikentwicklung

Was kostet die Elektronikentwicklung?

Es folgt eine beispielhafte Aufschlüsselung von Kosten für ein Elektronikentwicklungsprojekt (nutze Durchschnitt und Preisrahmen, Unterschiede je nach Bereich).

Randbedingungen:
Entwicklung eines IoT-Sensors, batteriebetrieben, Bauteildichte mit 4 Lagen lösbar, vorzertifiziertes Funkmodul, ohne Gehäuse, Nutzen, Machbarkeit und Grundkonzept ist vorab vom Kunden erarbeitet.

Kosten:
- Konzept und Details — ca. 1500€
- Schaltungsentwicklung — ca. 3000€
- Platinen-Layout — ca. 3000€
- Fertigung von 3 Prototypen mit Einmalkosten — ca. 800€
- Inbetriebnahme — ca. 3000€
- Firmware — ca. 5400€
- Überarbeitung zum Serienmuster — ca. 2000€
- Fertigung von 10 Serienmustern mit Einmalkosten — ca. 1000€
- Finale Inbetriebnahme — ca. 1500€
- EMV-Prüfung im Labor, inkl. Betreuung — ca. 6000€
- Optionale Temperaturprüfung — ca. 1500€
- CE-Dokumentation — ca. 3000€

Beispielhaftes Gesamtinvest: Nur 31.700€

Wie lange dauert die Elektronikentwicklung?

Nachfolgend eine beispielhafte Aufschlüsselung der Dauer eines Elektronikentwicklungsprojekts.

- Bis zum Prototypen, ab Projektstart (gemeinsam abgestimmtes Datum — 16 Wochen
- Testphase vom Kunden — Abhängig vom Kunden
- EMV-/Umweltbedingungs-Prüfung (Termin im Labor, mit Optimierungszeit) — ca. 8 bis 12 Wochen
- Überarbeitung — ca. 6 Wochen
- Langzeittests vom Kunden — Abhängig vom Kunden
- Optionale CE-Dokumentation (wird oft vom Kunden selbst gemacht) — ca. 6 Wochen
- Optionale Programmier- und Prüfadapter für Serienfertigung — ca. 10 Wochen

Beispielhafte Entwicklungszeit: Etwa 42 bis 46 Wochen + variable Kunden-Testzeiträume

Welche Vorteile eröffnet die Entwicklung neuer Elektroniklösungen für Ihre Firma?

Vorteile die sich für Ihre Firma durch die Entwicklung einer neuen Elektroniklösung ergeben können sind beispielsweise wie nachfolgend:

1) Innovation und Marktdifferenzierung: Indem wir speziell auf Ihre Anforderungen zugeschnittene Elektroniklösungen entwickeln, helfen wir Ihnen, sich durch Innovation von Ihren Wettbewerbern abzuheben und Ihre Markenidentität zu stärken.
2) Kosteneinsparungen und Effizienzsteigerung: Unsere optimierten Designs bieten nicht nur Kosteneffizienz, sondern verbessern auch die Produktions- und Betriebseffizienz, was zu einer Reduzierung der Gesamtbetriebskosten führt.
3) Schnelle Anpassung an Kundenbedürfnisse und Markttrends: Durch unseren agilen Entwicklungsansatz können Sie schnell auf Marktveränderungen reagieren, neue Technologien integrieren und Ihre Produkte zügig auf den Markt bringen. Mittels Testaufbau reduzieren Sie auch die Zeit und das Risiko einer Entwicklung.
4) Erhöhte Produktqualität und Zuverlässigkeit: Wir legen großen Wert auf strenge Qualitätskontrollen in jeder Entwicklungsphase, was zu hochwertigen, zuverlässigen Produkten führt, die das Vertrauen Ihrer Kunden stärken.
5) Schutz und Stärkung Ihres geistigen Eigentums: Mit unseren individuellen Entwicklungen helfen wir Ihnen, Ihr geistiges Eigentum zu schützen und Ihre Abhängigkeit von Standardlösungen und externen Technologien zu verringern.
6) Flexibilität und Skalierbarkeit für zukünftiges Wachstum: Unsere maßgeschneiderten Elektroniklösungen bieten die notwendige Flexibilität, um sich an veränderte Geschäftsanforderungen anzupassen und bieten Skalierbarkeit für Ihr zukünftiges Wachstum.
7) Nachhaltigkeit: Unsere Entwicklungsexperten helfen Ihnen gerne, energiesparende und hochwertige Produkte zu entwickeln, die den Anforderungen eines umweltbewussten Marktes gerecht werden.

Wir würden uns freuen, Sie und Ihre Idee kennenzulernen!

In einem unverbindlichen Erstgespräch finden wir schneller heraus, wie Ihre Idee realisierbar ist — hinterlassen Sie uns hierfür einfach Ihre Kontaktdaten unterhalb und wir melden uns schnellstmöglich bei Ihnen.

Sebastian Reger

Staatlich geprüfter Techniker Elektrotechnik, Entwicklungsleitungsleiter, Geschäftsführer von Projektraum Reger

Kontakt
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