Ingenieurbüro für Elektrotechnik
Dipl.-Ing. Jürgen Eggeling

Beispielprojekte

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LN2-Controller

LN2-Controller von vorne

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Der LN2-Controller ist ein modernes High-Tech-Gerät für die Füllstandshöhenregelung von flüssigem Stickstoff in biologischen Lagertanks. Parallel zur Anzeige der aktuellen Füllhöhe wird auch die Lagertemperatur angezeigt. Das Gerät ermittelt die aktuelle Füllhöhe wahlweise über die Messung des Bodendrucks oder über einen Halbleitersensor. Bei Unterschreiten eines Minimal-Levels wird ein Magnetventil geöffnet; beim Erreichen des Maximal-Levels wird das Ventil wieder geschlossen. Zur Temperaturmessung wird ein Präzisions-Widerstandsfühler eingesetzt. Alle Schalt- und Alarmpunkte sind über eine PC-Schnittstelle frei parametrisierbar. Bei Über- bzw. Unterschreiten eines Grenzwertes löst das Gerät einen Alarm aus. Alle Meßwerte und Alarmmeldungen werden im Klartext auf einem beleuchteten LC-Display angezeigt. Der LN2-Controller verwendet einen modernen Microcontroller der Firma Philips mit ISP-Flash-Technologie.

Der LN2-Controller wird auch in einer Sonderausführung als Meßumformer beim Produkt PC-Regler 2000 eingesetzt.

PC-Regler 2000

PC-Regleranlage in St. Radboud / Nijmegen

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Der PC-Regler ist kein einzelnes Gerät, sondern eine komplexe Anlage zur Regelung und Visualisierung einer Lagereinrichtung für biologische Proben.

Einfache Lösungen, bei denen die Füllhöhe der einzelnen Lagerbehälter mit jeweils einem unabhängigen Regler gesteuert wird, haben etliche Nachteile. Sie sind weder zentral administrierbar, sie leisten keine Anlagendokumentation und sie lassen sich üblicherweise nicht größere Konzepte (Lüftung, Entgasungssteuerung, O2-Alarme) etc. einbinden.

Beim System PC-Regler 2000 erfolgt die komplette Regelung über einen normalen PC, welcher unter Windows 2000 läuft. Dieser PC hat folgende Aufgaben:

  • Visualisierung des Anlagenstatus vor Ort oder auf beliebigen anderen PC's des Netzwerkes.
  • Konfiguration der Anlage vor Ort oder über das Netzwerk.
  • Fernadministration über Telefonleitung möglich
  • Synchronisation der Füllzyklen zwecks Minimierung von Einkühlverlusten
  • Ausdruck von Protokollen zur lückenlosen Anlagendokumentation
  • Zusätzliche Anzeige der Füllhöhe und Temperatur an jedem einzelnen Behälter
  • Tägliche Berichte über den Anlagenstatus mit Temperatur- und Pegelhistorie
  • Alarmberichte mit Anlagenstatus und Temperatur- und Pegelhistorie
  • Versand der Berichte per email an die Administratoren und/oder den Service per Netzwerk
  • Einbindung externer Anlagen (Lüftung, Sauerstoffüberwachung, Füllstoptaster, Entgasungseinrichtungen, Alarmeinheiten mit Hupe und Blitzlicht) möglich
  • Software in deutscher, englischer und niederländischer Sprache

Die verwendeten LN2-Controller gehen bei Ausfall des PCs oder des Netzwerkes in einen autarken Regelmodus und gewährleisten so die Anlagensicherheit.

AMP-II

Bestückte CPU-Karte

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Der AMP-II ist ein autarkes Meß- und Regelsystem für die Werkstoffprüfung in 19 Zoll Technologie. Das Basisgerät besteht aus einer Backplane; einem leistungsfähigen Schaltnetzteil, einer CPU- und einer AD/DA-Karte. Alle Komponenten inclusive der Firmware wurden von uns entwickelt. Die CPU-Karte (siehe Bild) benutzt einen leistungsfähigen Controller der Firma Dallas und bietet ISP-Funktionalität.

Einige Leistungsdaten des Systems:

  • Vier vollkommen parallel aufgebaute analoge Eingänge mit 24 Bit Auflösung
  • Ein Analog-Ausgang zur Maschinenregelung mit 16 Bit Auflösung
  • Vollkommene galvanische Trennung von digitalen und analogen Schaltkreisen
  • 16 digitale Eingänge und 8 digitale Ausgänge.
  • Zwei Leistungsrelais für die Maschinensteuerung
  • Ein Eingang für inkrementale Weggeber

Das Anwenderinterface wird durch eine Windows-Software auf einem Personal Computer realisiert. Diese Software parametrisiert den AMP-II, startet die Meß- und Regelfunktionen und wertet die Ergebnisse aus. Die Windows-Software wurde von unserem Kunden erstellt.

Durch die autarke Betriebsweise wird die Echtzeitfähigkeit des Gesamtsystems garantiert.

Der AMP-II wird seit mehreren Jahren in Kleinserie von uns gefertigt.

Meßwerterfassung für inkrementale Weggeber

Ansicht von vorne

Blick in das offene Gerät

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Dieses kleine Gerät stellt das Meßinterface für eine Windows-basierte Meßsoftware dar. Der eingesetzte Microcontroller entlastet den PC von zeitkritischen Meßaufgaben und stellt so die Echtzeitfähigkeit sicher. Das Gerät verfügt über zwei Eingänge für inkrementale Weggeber. Durch zwei Bestückungsvarianten können Weggeber mit digitalen Ausgängen oder mit Stromausgängen eingesetzt werden.

Eine neue Leiterplattenrevision bietet auch ISP-Funktionalität. Dies bedeutet, dass eine neue Firmware ohne Austausch von Komponenten über die serielle Schnittstelle in das System geladen werden kann.

Von uns stammt das Schaltungsdesign; das Leiterplattendesign, sowie die Firmware für das Gerät.

Unser Kunde erstellt die Windows- Anwendungssoftware für den PC.

Das Gerät wird seit mehrern Jahren in Kleinserien von uns gefertigt.

Interface für medizinisches Katheterprojekt

Bestückte Recheneinheit

Bestückte 80535-Einheit

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Für ein Formschungsprojekt im Bereich der Kathetertechnologie entwickelten wir ein Interface zur Aufbereitung und zur Anzeige der Daten. Da der Katheterchip für den Einsatz in der menschlichen Blutbahn designed ist, waren umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen zu implementieren.

Das komplette System verfügt über drei Prozessoren:

Ein PIC-Microcontroller (ohne Bild) steuert das Schaltnetzteil, die Ladeschaltung und die Akkumulatoren.

Eine Verarbeitungseinheit mit Siemens 80535 Prozessor (unteres Bild) bereitet die Rohdaten des Katheterchips in Echtzeit auf und steuert alle Hardwarekomponenten, die Kontakt zur Patientenseite haben. Diese Einheit ist über eine 5000V Barriere von den restlichen Komponenten getrennt.

Eine Recheneinheit mit einem 32-Bit Controller von Motorola (oberes Bild) übernimmt folgende Funktionen:

  • Errechnung der Patientenwerte aus den vorberechneten Katheterdaten
  • Visualisierung auf graphischem LC-Display
  • Ansteuerung einen Protokolldruckers
  • galvanisch entkoppelte Schnittstelle zu einem PC
  • Ausgang für handelsübliche Monitore
  • Anwendungsinterface

Die Software der 80535-Einheit wurde in Assembler; die der restlichen Komponenten in ANSI-C geschrieben.

Rockwell Handgerät

Wir entwickeln zu Zeit ein Handheld-Gerät für die Härtebestimmung.

Die Ausstattungsmerkmale sind:

  • Zwei inkrementelle Weggeber anschließbar
  • Zwei Meßschieber mit serieller Schnittstelle anschließbar
  • Ausgänge für die Protokollierung über einen PC und/oder Drucker
  • Moderne Benutzeroberfläche mit vollgrafischen LC-Display
  • Eingabe der Daten über eine robuste alphanumerische Tastatur
  • Trotz hoher Funktionalität kompaktes Design

Das Gerät basiert auf einem M16C Controller in SMD-Ausführung. Die Software wird in ANSI-C erstellt. Die Hardwareentwicklung ist abgeschlossen, Prototypen werden getestet und die Software wird zur Zeit gerade codiert.

Photo der handgefertigte Musterplatine:

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