Portfolio: Wearable-Tracking-Lösungen

Verbesserung eines tragbaren Atem- und Meditationscoachs

Dieses Projekt konzentriert sich auf die Firmware-Entwicklung für ein tragbares Gerät zur Atem- und Meditationsunterstützung, das Vitalparameter überwacht und aufzeichnet. Das Gerät wird vom nRF52832-Mikrocontroller betrieben und die Firmware verwendet das Zephyr-Betriebssystem.

Firmware-Entwicklung:

  • Entwicklung der EKG-Signalverarbeitung mit Kalman-Filter
  • Implementierung verbesserter Wake-up-Methoden für das Gerät
  • Integration kontinuierlicher Überwachungsfunktionen zur Echtzeit-Datenerfassung

Anwendungen:

  • Gesundheits- und Wellness-Monitoring
  • Meditations- und Atemübungen

Eingesetzte Technologien:

  • nRF52832-Mikrocontroller
  • Zephyr OS
  • C-Programmierung

Sichere und vernetzte Smart-Tasche

Dieses Projekt umfasste die Entwicklung einer sicheren Smart-Tasche mit biometrischer Authentifizierung, BLE- und LTE-Konnektivität, GNSS-Echtzeitverfolgung und einem gesteuerten Verriegelungsmechanismus. Ziel war es, komplexe Sicherheits- und Konnektivitätsanforderungen zu erfüllen und gleichzeitig ein kosteneffizientes Design zu gewährleisten.

Hardware-Entwicklung:

  • Entwicklung einer kundenspezifischen Leiterplatte mit dem Dual-Core-Nordic nRF53-MCU für BLE-Kommunikation und Verarbeitung
  • Integration des Quectel Cat 1 bis LTE-Moduls mit GNSS und 1NCE eSIM für Echtzeit-Ortung und Kommunikation
  • Integration eines Fingerabdrucksensors, motorbetriebenen Schlosses, LED-Indikatoren und Vibrationsmotors als Teil des Hardwaresystems

Firmware-Entwicklung:

  • Entwicklung einer Zephyr-RTOS-basierten Architektur mit priorisierten Threads und Message Queues für Fingerabdruck, BLE, LTE und Schlosssteuerung
  • Entwicklung kundenspezifischer UART-Treiber für Fingerabdrucksensor, GNSS und LTE
  • Implementierung eines sicheren DFU-Mechanismus über USB mit Bootloader-Signaturprüfung für Firmware-Updates
  • Integration von Coredump zur Absturzdiagnose und Fehleranalyse

Anwendungen:

  • Intelligente Konsumprodukte
  • Diebstahlschutzsysteme
  • Fashion-Tech und Personalisierung

Eingesetzte Technologien:

  • MCU: Nordic nRF5340 (ARM Cortex-M33 Dual-Core)
  • Firmware: Zephyr RTOS, C
  • Kommunikation: BLE, LTE, GNSS
  • Peripherie: Fingerabdrucksensor, Motortreiber, LED-Treiber, Vibrationsmotor
  • Funktionen: DFU, Coredump
Secure and Connected Smart Bag

Intelligentes Katzenhalsband

Das Cat Collar ist ein modernes Gerät zur Positionsverfolgung von Katzen und zur Unterstützung beim Training durch Ultraschall-Signale. Es dient sowohl der Sicherheit, indem es die Position der Katze überwacht, als auch dem Training, indem es sie mithilfe von Schallreizen daran hindert, Gefahrenbereiche zu betreten.

Hardware-Entwicklung:

  • Hardware- und PCB-Design
  • Flex-PCB-Design

Firmware-Entwicklung:

  • Einsatz des ME310-Moduls zur GPS-Ortung und Aktualisierung der Position auf dem Portal
  • NB-IoT-Konnektivität über das ME310-Modul und eine SIM-Karte zur Kommunikation
  • Integration eines Buzzers zur Positionsanzeige im Verlustfall, ausgelöst über das Portal
  • Ultraschall-Buzzer zur Erzeugung von Frequenzen basierend auf Abstand zu definierten Gefahrenzonen, mit variierenden Frequenzen je nach Nähe
  • Datenlogging-Mechanismus zur Sammlung und Analyse von Positions- und Ultraschallfrequenzdaten zur Bewertung des Verhaltens der Katze auf die Reize

Anwendungen:

  • IoT
  • Pet-Tech-Markt

Eingesetzte Technologien:

  • MCU: ATSAMD21
  • GPS- und IoT-Modul: ME310
  • Verbindung: NB-IoT
  • SD-Karte für Datenlogging

TRACKTICS Tracker

Der TRACKTICS Tracker ist ein tragbares Gerät für Fußballspieler und bietet umfassendes Tracking sowie Leistungsanalysen. Dieses Gerät erfasst detaillierte Leistungsdaten, um Athleten bei der Optimierung ihres Trainings und Spiels zu unterstützen. Das Projekt umfasste die Entwicklung sowohl der Hardware als auch der Firmware.

Hardware-Entwicklung:

  • Entwicklung und Design von PCB-Layout und Schaltplan
  • Implementierung des Antennendesigns für drahtlose Kommunikation
  • Entwicklung einer USB-2.0-Schnittstelle für Datenübertragung und Gerätekonnektivität

Firmware-Entwicklung:

  • Entwicklung der Firmware mit STM32-Mikrocontrollern
  • Implementierung eines Echtzeitbetriebssystems (FreeRTOS) für effizientes Aufgabenmanagement

Anwendungen:

  • Optimierung des Athletentrainings
  • Echtzeit-Tracking
  • Gesundheits- und Fitnessüberwachung

Eingesetzte Technologien:

  • STM32
  • Entwicklungsumgebung: Eclipse
  • ST-Link Debugger
  • FreeRTOS
  • WLAN, Bluetooth, GPS
  • USB 2.0
RED Cybersecurity Compliance for STM32-Based IoT Device with WiFi Module for a German Manufacturer

Intelligentes Hundehalsband – Gesundheits- und Ortungsüberwachungssystem

Ein Pet-Wearable der nächsten Generation, das Tierhaltern rund um die Uhr Gesundheitsinformationen und Echtzeit-Ortung bietet. Es ermöglicht bessere Prävention, mehr Sicherheit und eine stärkere Bindung zwischen Mensch und Tier durch moderne Technologie. Dieses kompakte, robuste Halsband integriert fortschrittliche Biosensorik und IoT-Konnektivität für kontinuierliche Überwachung und Berichterstattung.

Hauptfunktionen:

  • Gesundheitsüberwachung: Erfassung von Herz- und Atemfrequenz über Piezosensoren und Mikrofone sowie Aktivitätsklassifikation mittels IMU-Daten
  • Ortung: Integriertes GNSS für Echtzeit-Positionierung, Mobilfunk für Cloud-Integration und BLE zum lokalen Abgleich
  • Biosensing-Innovation: Duale Messmethodik aus mechanischer (Piezo) und akustischer (Mikrofon) Erfassung für höhere Genauigkeit bei Vitalparametern

Hardware-Entwicklung

  • Hardware- und starres PCB-Design für kompaktes Wearable-Format
  • Energiemanagement-Architektur für kleine Akku-Kapazitäten mit effizienter Leistungsregelung
  • Multi-Radio-RF-Design für gleichzeitigen Betrieb von Mobilfunk / GNSS / BLE mit stabiler Antennenleistung

Firmware-Entwicklung:

  • RTOS-Architektur: Modulares Design mit FreeRTOS für Multitasking
  • Treiber & Kommunikation: UART-, SPI- und I²C-Schnittstellen für Sensoren und Funkmodule
  • Sensorverarbeitung: GPS-Parsing, IMU-Datenerfassung mit Filterung und Aktivitätsklassifikation
  • Biosensing-Algorithmen: Herz- und Atemfrequenzableitung aus Piezo- und Mikrofonsignalen
  • Konnektivität: BLE-Pairing und Datensynchronisation; sichere Cloud-API-Integration für Gesundheits- und Positionsdaten
  • Zuverlässigkeit & Updates: Firmware-Over-The-Air (FOTA), ereignisbasierte Gesundheitsmeldungen, Watchdog-Timer und Fail-Safe-Logging

Energieoptimierung:

  • Deep-Sleep-Modi und gezieltes Abschalten von Peripherie zur Verlängerung der Akkulaufzeit

Anwendungen:

  • IoT-basiertes Gesundheitsmonitoring für Haustiere
  • Pet-Tech- und Smart-Pet-Geräte-Markt

Eingesetzte Technologien:

  • MCU: ESP32 (WiFi + Bluetooth), Silabs EFR32xG21
  • GPS- & IoT-Modul: SIMCOM A7682S (CAT-M1 für energieeffiziente Weitverkehrs-Konnektivität)
  • Flash-Speicher: BY25Q16AWTIG
  • IMU-Sensor: ICM-42670-P
  • Zusätzliche Sensoren: Piezoelektrische / Dual-Mikrofonsensoren für Aktivitäts- und Vitaldaten

Intelligente beheizbare Unterwäsche – Wearable zur Menstruationsschmerzlinderung

Dieses tragbare Gerät wurde entwickelt, um Frauen während des Menstruationszyklus gezielte Wärme zur Linderung von Schmerzen zu bieten. In die Unterwäsche integriert, liefert das System gesteuerte Wärme in drei Stufen (Niedrig, Mittel, Hoch), um Krämpfe und Unwohlsein zu reduzieren. Das Design konzentriert sich auf sichere, effiziente und benutzeranpassbare Erwärmung durch integrierte Elektronik und SoftPWM-basierte Steuerung.

Hauptfunktionen:

  • Mehrstufige Heizsteuerung (Niedrig / Mittel / Hoch)
  • SoftPWM für sanfte Temperaturübergänge
  • Akkubetrieben mit USB-C-PD (Powerbank-Unterstützung)
  • Echtzeit-Temperaturrückmeldung und -protokollierung
  • Nahtlose Integration in Kleidung für Komfort und Sicherheit

Anwendungen:

  • Frauengesundheit und Wellness-Technologie
  • Intelligente Wearables zur Schmerzlinderung

Eingesetzte Technologien:

  • MCU: Nordic nRF52833 (BLE + ARM Cortex-M4F)
  • RTOS-Architektur auf FreeRTOS-Basis
  • Power-Management-IC: Texas Instruments TPS65987
  • ADC: ADS1440 zur Temperaturmessung
  • Heizsteuerung: SoftPWM für mehrstufige Wärmeleistung
  • Stromversorgung: Externe Powerbank (USB-C)
  • Datenlogging: Ereignis- und Temperaturprotokolle

Firmware-Entwicklung:

  • Echtzeit-Task-Management mit FreeRTOS (Heizsteuerung, BLE-Kommunikation, Logging)
  • BLE-Service zur Benutzerinteraktion (App-gesteuerte Temperaturstufen)
  • SoftPWM-Implementierung für effiziente und sichere Erwärmung
  • Temperatur-Feedback-Loop über ADS1440-ADC
  • USB-C-PD-Aushandlung und Energieverwaltung über TPS65987
  • Persistente Protokollierung von Nutzungs- und Temperaturverläufen
  • Sicherheitsfunktionen: Überhitzungsschutz, automatische Abschaltung per Timeout
  • Energiesparmodi für verlängerte Laufzeit mit Powerbank
  • Modulare Firmware für zukünftige Erweiterungen

Subscribe Our Newsletter