Moderne Messplattform mit Chip-Down-Lösung für elektrochemische Anwendungen
Die Messgeräte von Zahner-Elektrik sind seit Jahrzehnten als hochpräzise und vielseitige Systeme in der Elektrochemie sowie der Photoelektrochemie etabliert. Sie kommen in unterschiedlichsten Forschungs- und Industrieanwendungen der Elektrochemie wie Energiekonversion, Sensorik und Materialwissenschaften zum Einsatz und erfüllen höchste Anforderungen an Genauigkeit und Zuverlässigkeit.
Herausforderung
Im Rahmen der Weiterentwicklung hat Zahner-Elektrik in Zusammenarbeit mit Trenz Electronic in Hinblick auf die Controller am Messkartensystem eine neue CPU-Plattform für die IM7 Gerätegeneration konzipiert. Das Design ist basierend auf dem ZYNQ und verwendet sowohl Programmierbare Logik, Hardware CPUs sowie dynamisch erzeugte Soft-CPU im FPGA Teil. Ziel war es, eine leistungsfähige Architektur zu schaffen, die mehrkanalige Messungen mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht und gleichzeitig eine Echtzeit-Datenverarbeitung sicherstellt.
Die entwickelte Plattform integriert moderne Schnittstellen und ist optimal auf die Anforderungen zeitgemäßer Messlabore ausgelegt. Sie erlaubt eine effiziente Anbindung an externe Systeme sowie eine flexible Erweiterbarkeit. Der Einsatz der "CPU Karte" ist das Herzstück des modularen Messsystems von Zahner-Elektrik. Die Karte ist für alle Messaufgaben verantwortlich, prozessiert und analysiert die gemessenen Daten und stellt die Schnittstellen zur Verfügung.
Implementierung mit Trenz-Modulen
Als technische Basis diente ein TE0803-Modul, auf dessen Grundlage Trenz Electronic eine kundenspezifische Chip-Down-Lösung entwickelte. Neben der Hardwareentwicklung übernahm Trenz Electronic zudem Aufgaben als EMS- Dienstleister und brachte umfassende Erfahrung in der Fertigung und Systemintegration in das Projekt ein.
Aktuell werden die Systeme zum Beispiel im Bereich der Brennstoff- bzw. Elektrolysezellen verwendet. Hier geht es von Grundlagenforschung über Materialoptimierungen in labortechnischen Größen bis hin zu großtechnischen Tests in Validierung und Analyse. Eine konkrete Anwendung ist beispielhaft ein End-of-Line Test eines Elektrolysestacks nach der Assemblierung. Hier können mit der Impedanzspektroskopie (EIS) detailierte Informationen über die inneren Parameter des gesamten Stacks sowie einzelner Zellen oder Cluster gewonnen werden.
