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Visualisierungssoftware Gebäuteautomatisierung

"Software zur Visualisierung und Automatisierung intelligenter Gebäude und Maschinen - SCADA" - Entwicklung diverser Module/Komponenten entsprechend Spezifikation

  • Allgemein
    • Alarmmanager nach DIN 19235
    • Lichtszenen und Colorshow
    • Kinect/Kinect2 Gestensteuerung
    • PID Regler (konfigurierbar, LUA Implementierung)
    • Raumtemperatursteuerung (mit Away-Mode, Heiz-Kühlmodus, LUA Implementierung)
    • Automatische Beschattung - Höhenverstellung und Lamellennachführung (cut-off / sun-tracking) - LUA Implementierung
  • IoT
  • Industrie
    • BACnet IP (Server/Client)
    • OPC (DA/DA-XML/UA)-Client
    • Modbus Master/Slave (RTU/TCP/UDP)
    • ABB-CMS / ABB-M2M / ABB M4M Strom- und Energiedatenerfassung
    • CAN-Bus (IXXAT Gateways)
    • CIM IEC 61968-9 (Control & Metring) Building Server Integration
    • ESPA 4.4.4 (Master+Slave) - serielle Personenruf-Schnittstelle
    • ESPA-X - XML basierte  Personenruf-Schnittstelle über TCP/IP (Host Funktionalität)
    • SPS (Siemens Logo) Controller Anbindung (Modbus Interface)
    • SPS (WAGO-PFC) Controller Anbindung (Import aus CODESYS)
    • Profibus-S7 mittels IBHsoftec IBH Link S7++ Adapter
    • C-Bus
    • Oracle/Micros Fidelio Hotel-Buchungsmanagement
    • DALI (Testmanager für Notbeleuchtungen)
    • DMX (IP) Lichtsteuerung
    • Honeywell MB-Secure: Alarmanlagen
  • Zugangskontrollsysteme
  • Visualisierung
    • e!Sankey Diagramerstellung
    • Gnuplot Diagramerstellung
  • Ablaufsteuerungen
    • Energieplaner (zeitliche Planung von Verbrauchern in Abhängigkeit vom (variablen) Strompreis und (zyklsich aktialisierter) Ertragsvorschau der PV-Anlage
    • LUA Script Integration
    • Kalender zur terminbasierten Steuerung
    • Wecker
    • Anwesenheitssimulation (mit Recording)
    • HCL (Human Centric Light / Melanopisches Licht) Ablauf-Steuerung
    • Verbundsteuerung zur Lastverteilung
  • Weiße Ware
  • Informationen und Datenquellen
    • Astro-Timer (Sonnenstand und Auf/Untergang)
    • Wettervorschau (openweathermap.org)
    • Solarenergie Vorschau (SolarForecast) mit  automatischer Verbraucherplanung
    • Min/Max/Average Anzeige für verschiedene Zeiträume
    • SolarForecast
  • Netwerk und Kommunikation
    • SNMP Trap-Agent; MIB-Agent; Manager
    • Frei konfigurierbare Kommunikations-Komponente (TCP/UDP/HTTP)
    • Generische UPNP Komponente
    • IRTrans
    • Updater (FTP)
    • Folder-Sync (FTP/FTPS/SFTP)
    • SSH Remote Terminal
    • Mailer (Versand/Empfang)
    • Dynamischer Json/XML Parser
    • Allgemeine Serielle Komponente (COM-Port und Global-Cache) inkl Antwort-Filterung
    • GlobalCache (IR Sender und Serielle Schnittstelle über Ethernet)
    • Verbindungsmonitor (Ping, TCP, HTTP)
    • Push-Notification Sender (Prowl/Pushover/Sikom redOne/Eisbär Portal)
    • GSM - SMS Anbindung (Senden und Lesen mittels GSM/UMTS USB-Sticks)
  • eMobility
    • Tesla API-Interface
    • OCPP Backend mit Proxy-Funktionalität
    • OCPP Client (frei verknüpfbare Datenpunkte und direkte Modbus Slave Integration)
    • EVCS KEBA - KeContact eMobil Ladestation
    • DLM (Dynamisches Lade-Management) zur Ansteuerung von Ladestationen entsprechend des aktuell verfügbaren Stromes (Flexible Strukturierung mit Unterverteilungen)
    • Überschussladen (LUA Implementierung mit Ansteuerung des DLM)
  • Audio/Video
  • Smart Home Systeme

Produktpflege Mikroperfusionspumpe

"Produktpflege einer Mikroperfusionspumpe zur minimalinvasiven Medikamentenverabreichung in klinischen Tests"

  • Neuentwicklung der Hardware (Batterie- und Netzteilbetrieb, PCB-Mounted LCD, USB)
  • Anpassung der FW und Erweiterung um neue Funktionen und ein neues UI
  • Ansteuerung des neuen LCD (Electronic Assembly DOGM132-5)

Mikropumpensystem zur dosierten Medikamentenverabreichung

"Entwicklung einer batteriebetriebenen Mikroperfusionspumpe zur minimalinvasiven Medikamentenverabreichung in klinischen Tests"

  • Entwicklung der Firmware (nach EN 62304) in C (ATxmega128A1)  zur Pumpenregelung (2 unabhängige DC-Motoren), Nutzerinteraktion (grafisches Display mit S1D15E06 Controller) und Tasklogging
  • Entwicklung eines Bootloaders und Update-Tools zum Firmwareupdate im Feld über USB

Positioniersystem für Strahltests

"System zur Positionierung von Elektronik in Strahltests"

Bluetooth LE /Smartcard Token

"Entwicklung einer prototypischen Demo-GUI (C++/C#) zur Ansteuerung eines Bluetooth LE und USB Smartcard Devices unter Windows 7"

  • USB-Kommunikation mit der Smartcard mittels Microsoft CCID API
  • Kommunikation mit dem Bluetooth 4.0 (LE) BlueGiga BLED112 Dongle mittels Wrapper für die C++ Hersteller-API

Android Video-Player

"Entwicklung eines prototypischen Demonstrators für Android-Devices zur Videowiedergabe mit benutzer-spezifischen Overlay-Informationen"

  • Wiedergabe von Videos aus verschiedenen Quellen (lokal, Web-Streaming, VDR-Stream)
  • Anzeige von EPG Daten zum Live-TV (SVDRP)
  • konfigurierbarer und steuerbarer Overlay (benutzerspezifische Inhalte)
  • Fernsteuerbar mittels Remote App

Logging-Server

"Programmierung eines Logging-Servers für drahtlose Sensoren zur Energie-Verbrauchsüberwachung"

  • Multiclient-Loggingserver für funkbasierte (433MHz) Sensoren über proprietäre WLAN-Gateways (XML basiertes Protokoll)
  • Speichern der Daten in einer MySQL Datenbank
  • Implementierung in JAVA für eine embedded ARM Plattform (TS4700)

Terminbasierte Höhenraumsteuerung

Entwicklung eines terminbasierten Terminals (Touch-Display) zur Ansteuerung von Höhengeneratoren um mittels Sauerstoffverknappung Höhe zu simulieren"

  • Entwicklung der Firmware in C (ATmega640) zur Ablaufsteuerung, Höhenregelung und Nutzerinteraktion (grafisches Touch-Display)
  • Entwicklung einer Service-Software in C# zur Konfiguration des Systems, zum Auslesen des Log und zur grafischen Anzeige der redundanten O2/CO2 Sensorwerte

Automatisierter Probenvorbereiter

"Entwicklung von Funktionsmustern für die Vorbereitung von Untersuchungsproben"

  • Erweiterung der CANnode-Firmware (RS485 Tunnel)
  • Entwicklung der Anwendersoftware in C# zur datenbankbasierten Protokollerstellung und automatischen Protokollabarbeitung
  • Parallele Ansteuerung mehrerer CANnodes zum Betrieb eines 2-Achs-Vortexmoduls und eines 4-Achs Rehydriermoduls

Kompakte Peristaltikpumpe

"Entwicklung einer kompakten Peristaltikpumpe"

  • Entwicklung der FW in C (ATxmega32A4) zur manuellen (Speed/ Direction), halbautomatischen (Remotesteuerung über USB) und automatischen (Pump-Pause-Mode) Steuerung

Lungenbeatmungssystem

"Entwicklung eines Ventilationsgerätes für Tierlungen mit frei definierbaren Atemzyklen"

  • Erweiterung der CANnode-Firmware (synchronisierter CAN-Buffer für den Interpolated Mode des CANopen DS402 Profils)
  • Entwicklung des Software-Moduls in C# zur Ansteuerung eines CANopen (DS402 Profil) kompatiblen Synchronmotorreglers

System zur Analyse der Druckqualität von 2D-Barcodes

"Entwicklung eines Systems zur Bildaufnahme und Auswertung zur Beurteilung der Druckqualität von 2D Barcodes"

  • Entwicklung der FW in C (PIC18F2585) zur Steuerung der Beleuchtungshardware
  • Entwicklung von SW-Modulen zur Konfiguration einer GigE Kamera und der Beleuchtungshardware
  • Unterstützung der SW-Entwicklung zur Bildanalyse in C++ und Entwicklung der GUI in C#

Lungenphantom V2

"Entwicklung der elektronischen Elemente eines Beatmungssystems für wissenschafftliche Untersuchungen"

  • Auswahl der elektronischen Bauteile
  • Auslegeung und Konfiguration eines Schrittmotorsystems (FESTO)
  • Implementierung der Ansteuerung (Modbus) des FESTO Controllers mittels Rasperry
  • Implementierung des UI (Text-Display, Buttonsteuerung) zur Auswahl der Parameter für die Atemkurve
  • Erstellung einer PC-GUI zur Remotesteuerung und Kontrolle

Solar Decathlon 2022

"Unterstützung des Teams Local+ aus Aachen bei der Teilnahme am SD22 - Implementierung einer smarten Energiesteuerung"

  • Implementierung diverser Steuerungen mithilfe der SCADA Visualisierungssoftware "Eisbaer SCADA" mithilfe integrierter Funktionen und LUA Scripten
  • Import von dynamischen Strompreislisten inkl. Berechnung von Perioden günstigster/teuerster Preise (sofort oder ab Tageswechsel)
  • Planung von Terminen für verschiedene Verbraucher abhängig vom Strompreis (anhand einer Strompreisliste mit vershciedenen Preisen über den Tag) und der vorraussichtlichen Solarenergie
  • Warmwasseraufbereitung: Regelung der Wärmepumpe für verschiedene Temperaturen (1h geringster Kosten -> Aufheizen auf eine erhöhte Temperatur)
  • Kaltwasservorbereitung: Falls der voraussichtliche Kühlbedarf des Fogletages einen Schwellwert überschreitet, wird über Nacht ein Kaltwassertank gefüllt, sofern die PVT Temperatur dies zulässt
  • Kühlung: Regelung der Vorlauftemperatur zur Kühlung der Räume, sofern dies Erforderlich ist (PI-Regler)
  • PVT-Puffer: Sofern möglich, wird eine Zone des Wasserspeichers zur Pufferung von warmen PVT Wasser verwendet
  • Washmaschine/Spülmaschine: Nach Vorbereitung kann ein spätestmöglicher Startzeitpunkt vorgegeben werden - die Maschinen werden dann automatisch so gestartet, um möglichst wenig Kosten zu verursachen (Einbeziehen von Preis und PV-Vorschau)
  • Ventilation: Preisabhängige Steuerung eines Ventilators zur Reduktion von CO2
  • Kühlschrank: Preisabhängige Ansteuerung der Solltemperaturen von Kühlschrank und Gefrierschrank
  • Bike-Charger: Deaktivierung des Fahrrad-Chargers im teuersten Zeitraum des Tages
  • Visualisierung: Technische Visualisierung der diversen Logiken
  • Simulation: Simuilation der diversen Messwerte zum Testen der Logiken vor Aufbau

Veröffentlichungen

Siehe Lebenslauf

DPR-FPGAs

"Workflow und Toolset für dynamische partielle Rekonfiguration von Xilinx-FPGAs"

  • Entwicklung eines Workwflows zur Erweiterung des XILINX DPR-Flows, um Module unabhängig vom Context (umgebendes statisches System) implementieren zu können (teilweise inspiriert durch die großartige Arbeit des Teams hinter GoAhead)
  • Entwicklung der benötigten Tools in Java (teilweise unter Verwendung des rapidSmith Frameworks) und C++
  • Poster

Diplomarbeit

Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik an der TU-Dresden: "Untersuchung numerischer Optimierungsalgorithmen, um mittels Lösung des inversen Streuproblems die Charakterisierung eines Kometenkerns in einem quasitomographischen Verfahren zu ermöglichen"

  • Implementierung der FDTD (Finite Difference Time Domain) für ein Kometenmodel in FORTRAN
  • Implementierung verschiedener nummerischer Optimierungsalgorithmen in MATLAB
  • Untersuchung der Rekonstruktionsperformance der Algorithmen

Diplomarbeit

Fachbereich Informationstechnik der FH-Jena: "Untersuchungen zur Implementierung von USB 2.0 in bestehende Mikrocontrollerbaugruppen"

  • Entwurf und Fertigung eines Erweiterungsboards, zur Erweiterung des in Praktika verwendeten EVAL Boards Phytec kitCON-C167 um einen PS2-Tastaturcontroller, 4-Zeilen LCD und USB-PC-Anschluss
  • Implementierung einer FW-Bibliothek (C) zur Steuerung der neuen HW und zur Kommunikation mit dem PC mittels der diversen USB-Übertragungsarten
  • Entwurf einer SW-Bibliothek (C++) für PC und einer Testaplikation zur Verifikation von Board und Bibliotheken

Maschinenüberwachung

"Entwicklung eines Vibrationssensors zur Maschinenüberwachung"

  • Messdatenerfassung und Auswertung auf einem ST-Microcontroller
  • Ermittlung der Vibrationsfrequenzen und Ableitung von KEnngrößen sowie Überwachung der Veränderung dieser Größen
  • Einordnung in 4 Bereiche nach ISO 10816
  • Senden von Warnungen/Fehlerzuständen mittels LoRa

Schmelzkurvenanalyse zur Mutationsklassifikation

"Entwicklung von Analysemodulen zur Klassifikation von Gen-Material mittel diverser Machine Learning Verfahren"

  • Evaluierung verschiedener ML-Verfahren und Featureset-Extrahierungen
  • Implementierung eines generischen Trainingssystems zur automatisierten, parallelen Druchführung mehrerer Trainings inkl. eines Postprozessings zur Optimierung der Erkennungsraten
  • Implementierung von Modulen zur Integration in übergeordente SW
  • Visualisierung der Ähnlichkeit von Schmelzkurven einer Klasse
  • Atomatisierte Filterung auffälliger Samples (hohe Abweichung zu anderen Samples der Klasse)

Schmelzkurvenanalyse SARS-CoV-2 (LAMP Assay)

"Machbarkeitsnachweis der SARS-CoV-2 Diagnose anhand der Schmelzkurve fluoreszenzierender LAMP-Assays zur Erhöhung der Detektions-Sensitivität"

  • Evaluierung verschiedener ML-Verfahren und Featureset-Extrahierungen
  • Implementierung eines Prototypen mittels Matlab
  • Untersuchung im Rahmen eines Forschungsprojektes der Universität Heidelberg (Publikation)

Quantitative RealTime-PCR Analyse

"Entwicklung von Auswertealgorithmen für quantitative RealTime PCR"

  • Implementierung von Standardverfahren zur Auswertung
  • Entwicklung dedizierter Algorithmen zur Amplifikationserkennung
  • Implementierung machineller Lernverfahren zur Amplifikationserkennung
  • Entwicklung von erweiterten Auswertealgorithmen

Auswertung von Tumorsphäroiden

"Entwicklung eines Analysealgorithmus für Spheroid-Aufnahmen"

  • Erkennung und quantitative Erfassung von Spheroid-Mikroskopbildern
  • Auswertestatistik des Wachstumsverhaltens über die Kombination der Ergebnisse mehrerer Bilder
  • UI zur Experimentverwaltung und Auswertung
  • Wissenschaftliche Veröffentlichungen [1], [2]

Visualisierung von AAV Viren-Experimenten

"Web-basierte Visualisierung von AAV Forschungs-Ergebnissen"

  • Einrichtung des Webservers (LIMP)
  • Design der Datenbankstruktur in MySQL
  • Import von JSON sowie Gerätefiles (FACS) in die Datenbank
  • dynamische Abfrage und Visualisierung der Ergebnisse mittels HTML, PHP und JavaScript
  • Wissenschaftliche Veröffentlichung

Anbindung einer industriellen Härteanlage an ein MES

"Anbindung einer industriellen Steuerung an ein übergeordnetes MES (Manufacturing Execution System)"

  • Auswahl und Integration der Datenschnittstelle (OPC-Server) zur SPS
  • Integration des OPC-Clients
  • Integration der MES-API
  • Ablaufsteuertung
  • Anzeige von Live-Daten und Statistiken

Smartphone App zur Statusanzeige von Laborgeräten (BLE)

"Hybride Smartphone-App zur Anzeige von Statusinformationen von Laborgeräten"

  • Datenübertragung mittels Bluetooth LE (Advertising-Daten)
  • Implementierung eines Gerätesimulators
  • Beaufsichtigung der externen App-Entwicklung

Funkbasiertes System zur Rundenzeiterfassung bei Langstreckenrennen

"Entwicklung eines auf ZigBee basierenden Systems zur Erfassung von Rundenzeiten mehrerer Rennwagen von Dörr-Motorsport bei Langstreckenrennen (VLN / 24h)"

  • Entwicklung des Software-Moduls zum Triggern des Stoppsystems
  • Entwicklung und Anbindung (WLAN) einer Software zur Anzeige von Boxeninformationen inkl. Anzeige der simulierten Position der Rennwagen auf der Strecke
  • Entwicklung der FW in C (ATmega128RFA1) für die Sende- und Empfangsmodule (deRFmega)

Volautomatischer Analyseautomat für Blutproben (Immunologie)

"Entwicklung eines vollautomatisierten Probenanalysegerätes für hohen Durchsatz"

  • Entwurf einer flexiblen SW-Architektur zur Ansteuerung der HW (mehrere Motoren, Aktoren und Sensoren) in C/QT
  • Entwicklung der FW für eine speziell entwickelte Lichtschrankenelektronik
  • Koordination externer Zulieferer (FPGA Steuerelektronik für die Aktoren/Sensoren, Bildaufnahme und BV-Vorverarbeitung)

Automatisierbares Dispensiersystem

"Entwicklung eines Zell-Fütterungs-Automaten zur Implementierung in Mikroskopsystemen"

  • Entwicklung der Firmware in C (ATmega640) zur Ablaufsteuerung und Nutzerinteraktion (Text-Display)
  • Entwicklung eines Software-Moduls in C# zur automatisierten Ansteuerung des Systems
  • Erweiterung und Anpassung des Kommunikationsprotokolls und der Ablaufsteuerung zur vollautomatisierbaren Integration in die SW eines Mikroskopherstellers
  • Erweiterung der Steuerung zur Integration einer Peristaltikpumpe

Akkubetriebene Sekret-Absaugpumpe

"Entwicklung der Elektronik zur Steuerung einer akkubetriebenen Sekret-Absaugpumpe"

  • Entwicklung der FW in C (ATxmega32A4)
  • Statusabhängige (Akku/Netz) Ansteuerung und Überwachung des Pumpenmotors
  • Steuerung und Überwachung des Ladevorgangs
  • Überwachung des intelligenten Akkupacks über I2C/SMBus
  • Statusanzeige

Vollautomatisierter Slide-Handler

"Entwicklung eines Prototypen zur Prozessierung von Eindeckgläßern"

  • Erweiterung der CANnode-Firmware (applikationsspezifische Makros)
  • Unterstützung der Software-Entwicklung zur synchronisierten Ansteuerung der CAN-Module

Kamerabasiertes Luftblasenerkennungssystem

"System zur Detektion und Anzeige von Luftblasen in einem Schlauchsystem"

  • Entwicklung der Software-Module zur Bildaufnahme und Anzeige
  • Koordination externer Zulieferer und Integration der Bildverarbeitungs-Algorithmen

Funkbasiertes Messdatenerfassungssystem

"Drahtloses, hochdynamisches System zur Druck- und Temperaturerfassung innerhalb des Arbeitsraumes einer Labormühle"

  • Konzeption und Protokolloptimierung (zur Steigerung des Netto-Datendurchsatzes) der Funkstrecke (ZigBee)
  • Entwicklung der Anwendersoftware zur Verwaltung der Messsysteme und der Experimente sowie zur graphischen Datendarstellung in C#

Universelles CAN-Modul (CANnode)

"Entwicklung eines universell einsetzbaren CAN-Moduls mit der Möglichkeit der teilautomatisierten Ansteuerung von Schrittmotoren"

  • Entwicklung einer universellen Firmware in C (PIC24HJ) zur teilautomatisierten (autom. Rampengenerierung, diverse Fahrbefehle, Shake-Mode) Ansteuerung der Schrittmotoren und weiterer I/Os über Remote-Befehle (CAN basiert)
  • Entwicklung eines Software-Moduls in C# zur einfachen Ansteuerung der CANnode Hardware