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Hardware / Embedded Engineering

Embedded Engineering

Embedded-Systementwicklung für Produkte, die in der echten Welt funktionieren müssen — kein Proof of Concept, der nur auf dem Labortisch läuft. Das ist das Gesamtsystem-Projekt: Platine und die Software darauf, zusammen gedacht. Nur eine Hälfte nötig? Siehe PCB-Design oder Firmware & Embedded-Software.

Den Signalpfad zeichnet jeder. Die Zeile darunter ist die, an der es meistens scheitert.

Der Signalpfad

SENSOR

was gemessen wird und was er braucht, um richtig zu messen

FRONTEND

analoge Aufbereitung oder die digitale Schnittstelle, die der Baustein wirklich spricht

ERFASSUNG

Abtasten und Puffern, ohne unter Last Daten zu verlieren

CONTROLLER

der Teil, der die Arbeit in der verfügbaren Zeit schaffen muss

AUSGANG

was das Gerät verlässt und wie oft

Und alles, was darüber entscheidet, ob es funktioniert

ENERGIE

Spannungen, Reihenfolge, Rauschen und wie das Budget wirklich aussieht

TAKT

eine Zeitbasis, verteilt an alles, was sie braucht

MECHANIK

wo Teile sitzen, was sie sehen und woran sie geschraubt sind

PRÜFZUGANG

die Punkte, an die Sie um drei Uhr nachts messen wollen

Ein Blockschaltbild mit nur der oberen Zeile ist ein Wunsch. Der meiste Entwicklungsaufwand steckt in der unteren — und die vier Punkte dort sind genau die, an die ein reines Software-Team keinen Anlass hat zu denken.
Eine bestückte Erfassungsplatine in der Pinzette, der Controller in der Mitte, Steckerreihen an zwei Kanten und der Name des Entwicklers im Bestückungsdruck
Die ErfassungsplatineESP32-P4, acht synchronisierte Kanäle, Feinpitch-Bestückung bis 0,35 mm — hier bestückt und verlötet.
Ein geöffnetes Knoten-Basisgehäuse auf einer ESD-Matte mit Hauptplatine und kleiner Trägerplatine darin, daneben ein Multimeter
Im Gehäuse eingepasstElektronik und Mechanik gegeneinander entwickelt statt nacheinander.

Unsere eigene Sensorplattform wurde hier entworfen, gebaut und in Betrieb genommen — vom leeren Schaltplan bis zu einem Gerät, das gegen eine eingemessene Referenz vermessen wurde: eigene Platinen, ein ESP32-P4-Controller, acht synchronisierte Kanäle und Echtzeit-Firmware, die die Arbeit auf dem Knoten erledigt. Drei Platinenentwürfe, jeder mit mindestens einer Revision, die der Labortisch ausgelöst hat.

Gesamtsystem-Projekte gibt es, weil die schwierigen Fragen zwischen den Disziplinen liegen. Ob ein Kanal sauber ist, hängt teils am Layout und teils an der Firmware. Ob der Akku hält, teils an der Bauteilwahl und teils am Tastverhältnis. Ob der Sensor richtig misst, teils am Frontend und teils daran, wohin das Gehäuse ihn setzt. Mit einem Team auf beiden Seiten werden diese Fragen einmal beantwortet, statt zweimal diskutiert und dann spät entdeckt.

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Ein Prototyp ist kein Meilenstein. Er ist das, was Ihnen sagt, was der Entwurf falsch gemacht hat.

Prototypenentwurf und Iteration

Ein erster Aufbau, der existiert, um vermessen zu werden, und danach die Revision, um die die Messungen gebeten haben. Platinen, die nie überarbeitet wurden, wurden meist nie richtig getestet.

Beschaffung und Bestückung

Stückliste beschafft und Platinen hier in Prototypenstückzahl bestückt, was die Schleife zwischen Entscheidung und physischer Platine kurz hält. Wir sind kein Auftragsfertiger: Für die Serie bereiten wir die Unterlagen auf und arbeiten mit Ihrem.

Inbetriebnahme und Hardware-Debugging

Einschalten, jede Baugruppe nachweisen, dann messen. Wo die Platine falsch ist, findet es sich auf dem Labortisch statt im Feld, und die Korrektur landet in der nächsten Revision.

Pre-Compliance für CE, FCC und EMV

Physische Produkte unterliegen Anforderungen, an die reine Softwareprojekte nie denken müssen. Wir konstruieren mit Blick darauf und bereiten die Prüfung vor; die formale Prüfung führen akkreditierte Dritte durch, denn wir sind kein Prüflabor.

Gehäuse und mechanische Teile entstehen an derselben Stelle gegen die Platinen — statt nachträglich um einen fertigen Entwurf gezeichnet. Zur 3D-CAD-Konstruktion →

Architektur

Was wo läuft, auf welchem Baustein, unter welchen Randbedingungen. Geklärt vor dem Layout, weil es das Layout bestimmt.

Bauteilauswahl

Controller, Sensor und Versorgung ebenso nach Verfügbarkeit und Lebenszyklus gewählt wie nach Datenblatt. Ein perfektes Bauteil, das man nicht kaufen kann, ist kein Bauteil.

Energie und Thermik

Spannungen, Einschaltreihenfolge, Ruhestrom und wohin die Wärme geht — ausgelegt auf das Tastverhältnis, das das Gerät wirklich sieht.

Schnittstellen

Die Busse zwischen den Bausteinen und das, was das Gerät verlässt — drahtgebunden, drahtlos oder bewusst gar nicht.

Inbetriebnahme und Validierung

Jede Baugruppe nachgewiesen und dann vermessen. Befunde festgehalten, auch die, die eine weitere Revision bedeuten.

Übergabe

Schaltpläne, Layout, Firmware und die Notizen, die erklären, warum es so ist, wie es ist. Der Entwurf gehört Ihnen.

Ein Gerät zu entwerfen?

Bringen Sie die Anforderung und die Randbedingungen — was es messen oder tun muss, mit welcher Energie, in welcher Umgebung. Sie bekommen eine ehrliche Einschätzung zum Vorgehen und dazu, was sich als der schwierige Teil herausstellen wird.

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