SEI-Tagung-2025 Studiengruppe..Elektronische..Instrumentierung

24 Mar 2025, 00:00 → 26 Mar 2025, 20:30 Europe/Berlin

HZDR -- Gebaeude 114, Konferenzebene, Raum 201+202

Mandy Dathe (HZDR), Peter Goettlicher (DESY), Peter Kaever (HZDR)

	SEI-Tagung 2025		Version: 20-Januar 2025
	Jährliche Tagung der Studiengruppe
	ELEKTRONISCHE
	INSTRUMENTIERUNG
	der Helmholtz-Zentren
	24.-26. März  2025 am HZDR - Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf
	Bautzner Landstraße 400 01328 Dresden

 

Ziel der Tagung ist:

	Vernetzen, Präsentieren, Diskutieren, von einander Lernen, gemeinsam Arbeiten
	für Menschen, die an
	Elektronik,     Datennahme   oder   Prozesssteuerung
	arbeiten.

Die Tagung ist von den Helmholtz-Zentren organisiert.
Sie ist offen für andere, sowohl zum Zuhören als auch zum Vortragen.

Präsenz-Modus mit der Option Remote

- Es wird eine Technik zur Teilnahme per Video-Zuschaltung ermöglicht (e.g. ZOOM).
- Vortragen, Zuhören und Diskutieren bei den Vorträgen wird in beiden Modi möglich sein.
- Diskutieren und Besichtigen der Anlagen vor Ort wird nur den Angereisten möglich sein.
- Detaildiskussionen in den Pausen werden nicht automatisch per Video unterstützt.

WWW-Seite der Tagung:
https://indico.desy.de/event/SEI_2025
Hierüber ist die Anmeldung zur Teilnahme, zum Vortragen und Gerätevorstellung möglich.

Anmeldung:

Bitte auch anmelden, wenn man nur ONLINE teilnehmen will.
Anmeldung als Teilnehmer/in	bitte bis 4.März 2025
Anmeldung Vortrag/Gerätevorstellung	bitte bis 25.Februar 2025

Jährliches Treffen:
Einmal jährlich treffen sich
Entwickler für Elektronik, Datennahme und Prozesssteuerung
an den Helmholtz-Zentren und an anderen Institutionen mit Nähe zur Forschung.
Das Ziel ist der Austausch über ihre Aktivitäten durch Vorträge, Präsentationen und Diskussion.
Das Wissen über die Aktitivitäten der anderen und persönliche Kontakte fördern die Zusammenarbeit.
Siehe auch die Homepage der SEI.

Die Zielgruppe
sind Wissenschaftler/innen, Ingenieur/e/innen und Techniker/innen.
Es sind einmalig Teilnehmende ebenso willkommen wie regelmäßig Teilnehmende.
Die Tagung ist organisiert von den Helmholtz-Zentren. Sie ist offen für alle an der Elektronik Interessierten - auch nicht Mitarbeitende an den Helmholtz-Zentren.

Thematik:
Es soll ein breites Spektrum zu Elektronik, Datennahme und Prozesssteuerung abgedeckt werden
Themen können sein:
- Konzeptentwicklungen und Algorithmen
- Schaltungsumsetzungen,
- ASIC - Entwicklungen;
- Programmierbare Logic
- Hard- und Softwarewerkzeuge,
- Programmierungen und
- Techniken der Praxis.

Vorträge und Gerätevorstellung
An allen Tagen werden Vorträge der Teilnehmenden stattfinden und am Dienstagvormittag ist Zeit und Raum für Kontakt zu Firmen bei einer mehrstündigen Vorstellung forschungsrelevanter Produkte.

Zeitlicher Rahmen:
Die inhaltliche Gestaltung wird von	Montag    24. März ca. 13:00
bis	Mittwoch 26. März ca. 14:00
erfolgen.

Der Link für die ONLINE Teilnahme wird den Angemeldeten später noch genannt.

 

 

Arbeitstreffen
Im Anschluss wird noch ein Arbeitstreffen zu PCB-Design geplant.
Als Arbeitstreffen soll es der OFFENEN Diskussion dienen, ohne dass Einzelheiten dokumentiert werden.

Thema:	PCB-Design
Unsere Idee, was angesprochen werden könnte:
	- Verwendete Tools und Erfahrung - Bibliotheken fuer Bauteile - Design-Regeln und Vermittlung - Interaktion der Entwicklung mit der Fertigung ---- Bauteillagerung, Stückzahlen, SMD-Prozess und Pasten, THT Prozesse une Lote - Prüfmethode und Geräte (optisch, Verbindung, Funktion) - Interaktion mit anderen Gewerken, e.g. Kühlung, Mechanik - Interaktion mit anderen Forschungseinrichtungen und Firmen ---- Erfahrung mit externer Bestückung und Qualitätskontrolle. - Dokumentation und Archivierung - Aspekte, die Sie einbringen wollen.
Zeitrahmen:	Mittwoch nach der Tagung/Mittagessen ca. 14:00 - 17:00
Organisation:
	Peter Kaever (HZDR), peter.kaever@hzdr.de
	Matthias Balzer (KIT), Matthias.Balzer@kit.edu, Tel. 0721 608 25696 und
	Peter Göttlicher (DESY), peter.goettlicher@desy.de , Tel. 040 8998 3226,

Gerne auch Fragen an uns im Vorfeld, bitte im Betreff immer auch "SEI" eintragen.

Es sollte vorgestellt werden, was in welchen Zentrum / Institut eingesetzt wird.
Kleine, kurze Statements sollten den Status und das Vorgehen an den Zentren beschreiben. Es sollten positive Erfahrungen aber auch Probleme aufgegriffen werden - siehe auch Statement zur "offenen Diskussion". Es soll viel Raum zu Gespräch bleiben.

Das Arbeitstreffen lebt von den Beiträgen und der Offenheit der Teilnehmer. Damit hier offen diskutiert werden kann, und nicht alles perfekt ausgereift präsentiert werden muss, werden die Vorträge nicht veröffentlicht, sondern nur als zusammenfassender Bericht den Proceedings der SEI-Tagung angehägt.
Es wäre aber auch schön zu dieser Thematik schon während der SEI-Tagung ausführlichere Vorträge zu hören, da vielleicht Mitarbeiter/innen, die an diesen Themen arbeiten, speziell diesmal anreisen.

Weitere Informationen

	Informationen des Gastgebers,	WWW-Seiten des HZDR
	der gastgebenden Zentralabteilung	WWW-Seiten der Forschungstechnik
	Homepage der SEI-Studiengruppe	SEI-Studiengruppe

Wenn Sie mehr zum Inhalt der Tagungsserie wissen wollen, empfehle ich einen Blick in die Proceedings der letzten Tagungen. Hier finden Sie die ONLINE-Version: https://sei.desy.de/sites2009/site_sei/content/e108213/e301743/SEI_2019_Color.pdf

Kontakt:
Inhaltliche Organisation: Dr. Peter Göttlicher

DESY Deutsches Elektronen-Synchrotron
Notkestraße 85
22607 Hamburg
Tel: 040/89983226

     E-Mail: peter.goettlicher@desy.de , bitte mit dem Stichwort SEI im Betreff

Lokale Organisation: P.Kaever, M. Dathe der Zentralabteilung Forschungstechnik des HZDR

HZDR - Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf
Bautzner Landstraße 400
01328 Dresden
Tel: 0351 260 3109 (M.Dathe)

     E-Mail: m.dathe@hzdr.de , bitte mit dem Stichwort SEI im Betreff

Anleitung_zum_Vortrag_Hochladen.pdf

Book_af_Abstract.pdf

Dresden_fahrplan_morgens.pdf

Hotel_Vorschlagsliste_DD.pdf

HZDR_Campusplan_indicated.pdf

WLAN_Code.png

Zeitablauf.pdf

Monday 24 March

12:00 → 13:00 Kaffee/Tee - Mo 1

13:00 → 13:10 Eroeffnung

13:00 Eroeffnung

Speakers: Peter Goettlicher (FE (FEB Analog Electronik)), Peter Kaever (HZDR)

Eroeffnung.pptx

13:10 → 14:30 Detektoren und deren Systeme - 1

13:10 Development of a Flow Characterization Sensor for Two-Dimensional Fluid Flows

The design process of a fluid flow sensor from the basic idea to the current state of development is presented. The talk covers initial motivation, physical principles, testing and qualification of transducer modules, mechanical construction of the sensor as a whole and the proposed calibration method for the completed sensor modules.

Speakers: Gerald Wedel (HZDR FWFE), Thomas Wiesner (HZDR FWFE)

presentation-proceedings.pdf

14:00 High countrate and resolution large area neutron detector

Entwicklung eines Neutronrdetektors mit delay line readout und B4C Konverter.

Speaker: Joerg Burmester (Helmholtz-Zentrum Hereon)

SEI2025_JB.pptx

14:30 → 15:15 HZDR

14:30 HZDR -- Helmholtz-Zentrum

Speaker: Dr Diana Stiller (HZDR)

04_2025_03_24_HZDR_Kurzvorstellung_de_Imagefilm_NSt.pptx

15:15 → 15:45 Kaffee/Tee Mo-2

15:45 → 16:10 Detektoren und deren Systeme - 2

15:45 Renundantes und fernsteuerbares Stromversorgungskonzept für Geräte und Systeme

In komplexen elektronischen Systemen wie einem LLRF-System für Teilchenbeschleuniger sind die Stromversorgungen einer der Hauptschwachpunkte in Bezug auf die Zuverlässigkeit.
Aufgrund der hohen Anzahl von Modulen, die aufgebaut werden müssen ist es sinnvoll, eine universelle Steuerung zu entwickeln und in nahezu allen Einheiten wiederzuverwenden. Um Ausfallzeiten zu reduzieren, ist es vorteilhaft, Netzteile redundant auszulegen. Gleichzeitig soll der Aufwand jedoch möglichst gering bleiben und eine hohe Wartungsfreundlichkeit gegeben sein.

Gefordert ist eine lokale und zentrale Steuerung sowie eine mehrkanalige Überwachung aller wesentlichen Spannungen und Ströme innerhalb der Module sowie ein Fehlerschutz während des Betriebes. Die detaillierte Überwachung und Darstellung der Parameter insbesondere per Fernzugriff erleichtert die Wartung, die Beobachtung langzeitveränderlicher Sensorwerte und die Fehlersuche bei eventuellen Problemen und gibt zusätzliche Möglichkeiten beim Konfigurieren des Systems.
Ein universelles FPGA-basiertes programmierbares GPIO/ADC/DAC Modul gibt zusätzliche Möglichkeiten der applikationsspezifischen Steuerung, Diagnose und Fernüberwachung.

Das Team bei DESY MSK hat ein solches Konzept entwickelt und betreibt es seit Jahren erfolgreich im European XFEL und anderen Beschleunigern am DESY.
Der Vortrag gibt einen Überblick über das dafür entwickelte Konzept, die Module "FRED" und "TMCB" und gibt die bisherigen Erfahrungen kurz wieder.

Speaker: Bartlomiej Szczepanski (MSK (Strahlkontrollen))

SEI2025.pdf

16:10 → 17:50 Hardware Nahes: Schaltungen, Bauteile, Konzepte

16:10 Entwicklung rauscharmer Messelektronik zur hochempfindlichen Signalerfassung

Speaker: Taro Breuer (Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH)

SEI2025_Vortrag_Breuer.pdf

16:35 Symmetrische Motoranschlussleitungen

--- Betrachtung zu Störeinkopplungen und zur elektrischen Sicherheit von Anschlusskabeln mit Drillingsschutzleitern ---

Elektromotoren werden häufig über ihre Versorgungsströme gesteuert.
Das Steuern der Motorströme und damit der zugeführten Leistung verändert deren mechanisches Verhalten.
Jedoch werden diurch das Verändern der Motorströme auch Störströme erzeugt, die sich nicht vollständig vermeiden lassen.

Um die Störwirkung zu mindern, werden Anschlusskabel so gestaltet, dass Störströme weniger auf angeschlossene Systeme einwirken:
Hersteller bieten Motoranschlusskabel an, bei denen eine dreigeteilte Anordnung der Schutzleiter die Symmetrie der Kabel verbessern.
Im Vortrag werden Erkenntnisse über die Feldverteilung in diesen Kabeln vorgestellt, verursacht durch Nutz- wie auch durch Störströme.
Hieraus werden mögliche Wirkungen abgeleitet.

Im Vortrag wird auch der Einfluss der Teilung des Schutzleiters auf die elektrische Sicherheit betrachtet.
Angaben der Anbieter hierzu werden untersucht.

Speaker: Wolfram Sorge (HZDR)

2025_03_24_WSo_SEI2025.pdf

17:00 FAVIPS – Frequency and Amplitude Variable Iltis Power Supply

An der kompakten AMS-Anlage HAMSTER (Helmholtz Accelerator Mass Spectrometer Tracing Environmental Radionuclides) ist in einem Ionenkühler namens ILTIS (Ion Linear Trap for Isobar Suppression) ein RFQ integriert. Die für den RFQ nötige HF-Spannung ist vorzugsweise mit einem resonanten System zu erzeugen.
Die Eigenkapazität des RFQ liegt parallel mit einer variablen Induktivität, um die Resonanzfrequenz einstellen zu können.
FWF stellt eine Variante vor, die statt einer Spannungs- eine quasi-Stromeinspeisung in den Resonanzkreis nutzt. Gleichzeitig ermöglicht ein motorisiertes Variometer eine stufenlose ferngesteuerte Resonanzfrequenzeinstellung.
Eine geeignete Methode zur Messung der HF-Amplitude am Schwingkreis wird beschrieben.

Speaker: Timo Kirschke (HZDR)

20250325_SuperSIMS_FAVIPS_Praesentation_Kirschke_05.pdf

17:25 Low-Cost, High-Precision Temperature Monitoring Electronics for Harsh Environments

For numerous scientific applications, highly precise temperature measurement in the millikelvin (mK) range is essential, particularly under challenging environmental conditions. Measurement systems must provide stable and reproducible results over a wide temperature range while operating reliably under low atmospheric pressure, down to vacuum conditions.

A relevant application example is the GLORIA Lite instrument, a compact remote sensing system designed to measure infrared radiation in the Earth's atmosphere and analyze trace gas concentrations. This instrument is deployed on a stratospheric balloon at altitudes of up to 40 km. For accurate calibration of the onboard spectrometer during measurements, a blackbody radiator is integrated, requiring highly precise temperature sensing.

This work presents a low-noise and temperature-drift compensated measurement electronics system based on PT100 platinum temperature sensors in a four-wire measurement configuration. The goal is to achieve an absolute measurement accuracy of ±50 mK and a relative accuracy of ±10 mK over a temperature range from -40 °C to +60 °C. The PT100 sensors are calibrated according to the ITS-90 temperature scale.

We present initial results of the circuit design and the necessary calibration procedures to determine and compensate for internal and external influencing factors. In particular, aspects such as offset compensation, temperature drift of the electronics, and the characterization of sensor coefficients are investigated.

Speaker: Denis Froehlich (FZJ-ITE)

Denis_Fröhlich_Low_Cost_Temp_Readout - Final.pptx

HZDR_alone.png

17:50 → 18:00 Organisatorisches

17:50 Organisatorisches

Speakers: Peter Goettlicher (FE (FEB Analog Electronik)), Peter Kaever (HZDR)

HZDR_Präsentation Orga.pptx

Organisation.pptx

18:30 → 21:00 Abendessen -- Montag

18:30 Gemeinsames Abendessen, Brauhaus am Waldschloesschen, https://waldschloesschen-brauhaus.de

Tuesday 25 March

09:00 → 09:30 Messgeraete

09:00 The first RF-Isolated Current Probe in the History of Oscilloscopes

Presentation flow:
- Introduction to Tektronix
- Theory of probes/formulas
- TICP technology and features

Speaker: Hamed Hafiz (Tektronix)

09:30 → 10:00 Kontrollen - 1: Kontrollen 1

TcZookeeper_Introduction.pptx

09:30 An Introduction to the EuXFEL PLC TcZookeeper Ecosystem

This talk will provide an overview of the TcZookeeper Ecosystem which is currently being developed at the EuXFEL. It will touch on the core concepts of the PLC Framework as well as related tools and services, with a focus on architectural design, PLC configuration, hardware integration and the associated challenges.

Speaker: Tobias Freyermuth (Eur.XFEL (European XFEL))

TcZookeeper_Introduction.pptx

10:00 → 13:00 Vorfuehrungen

10:00 CAEN

Speaker: Sergio Mauro (CAEN GmbH)

10:01 Kniel: Digital programmierbarer Linearregler und anderes

Speaker: Roland Brunner (Kniel System-Electronic GmbH)

10:02 Kontron/Hartmann/WIENER und ISEG -- Nieder- und Hochspannung fuer Messanlagen.

Speakers: Mr Joachim Schmidle (Kontron HARTMANN-WIENER GmbH), Mr Michael Wilde (iseg Spezialelektronik GmbH)

10:03 Telemeter -- Vorstellung Oszilloskop

Ein Oszilloskop ist ein elektronisches Messinstrument, das verwendet wird, um elektrische Signale graphisch darzustellen. Es zeigt die Spannung eines Signals über die Zeit an, was hilft, die Form und die Eigenschaften des Signals zu analysieren. Die Anwendungsmöglichkeiten eines Oszilloskops sind vielfältig und reichen von einfachen Tests bis hin zu komplexen Messungen in Forschung und Entwicklung.

Hier sind einige der häufigsten Anwendungen:

1. Signalverlauf beobachten

Oszilloskope sind besonders nützlich, um den zeitlichen Verlauf von elektrischen Signalen zu visualisieren. Diese Funktion hilft, die Wellenform eines Signals zu analysieren, z. B. die Amplitude, Frequenz und das Verhalten über einen bestimmten Zeitraum.

1. Fehlerdiagnose in Schaltkreisen

Ein Oszilloskop hilft, Probleme in elektronischen Schaltungen zu erkennen. Man kann es verwenden, um Spannungsabfälle oder ungewöhnliche Signalspitzen zu beobachten, die auf Fehlfunktionen hinweisen können.

1. Messung von Signalparametern

Mit einem Oszilloskop können wichtige Parameter von Signalen wie Amplitude, Frequenz, Periodendauer, Anstiegs- und Abfallzeit sowie Phasenverschiebung gemessen werden. Diese Informationen sind entscheidend, um die Leistung von elektronischen Geräten zu überprüfen.

1. Frequenzanalyse

Oszilloskope können zur Frequenzanalyse von Signalen verwendet werden. Sie helfen bei der Bestimmung von Sinus-, Rechteck- oder Dreieckwellen und zeigen die Frequenz und die harmonischen Verzerrungen eines Signals an.

1. Protokollanalyse (z. B. bei digitalen Systemen)

Die Möglichkeit, digitale Kommunikationsprotokolle wie I2C, SPI, CAN und viele andere zu analysieren. Sie ermöglichen eine detaillierte Analyse von digitalen Signalen und deren Timing, was besonders in der Entwicklung von Mikrocontrollern und eingebetteten Systemen wichtig ist.

1. Störungserkennung

In komplexeren Systemen, in denen Interferenzen oder Signalverzerrungen auftreten können, hilft das Oszilloskop, diese Probleme zu erkennen und zu isolieren, damit die Ursachen gefunden und behoben werden können.

1. Forschung und Entwicklung

In der Forschung und Entwicklung, insbesondere in der Elektronik- und Kommunikationsbranche, wird das Oszilloskop verwendet, um Prototypen zu testen, neue Schaltungen zu entwickeln und die Auswirkungen von Änderungen an Schaltungskomponenten auf das Signal zu untersuchen.

1. Überprüfung von DC- und AC-Signalen

Oszilloskope sind auch in der Lage, sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstromsignale zu messen. Sie können verwendet werden, um die Stabilität von DC-Quellen zu überprüfen oder AC-Signale in Audio-, Video- und Hochfrequenzanwendungen zu analysieren.

1. Messung von Impulsantworten

Oszilloskope können auch verwendet werden, um die Impulsantwort von Filtern und Verstärkern zu untersuchen, indem sie den Verlauf von Signalen aufzeigen, die durch diese Komponenten laufen.

Speaker: Kathleen Baum (Telemeter Electronic GmbH)

10:05 Tektronix: Messgeraete

• Details: Oscilloscope (MSO68B), TICP, TIVP, AWG70000K, DMM + SMU, EA PSU, and "4200A" if Artjom is available
• (MSO6B+AWG70K for Quantum & 4200A for Microelectronics)

Speaker: Salar Sedehi (Tektronix)

10:10 → 13:00 Kaffee/Tee Di.

12:00 → 13:20 Mittagessen Di

13:20 → 14:10 Kontrollen - 2

13:20 Kontrollsystem für HAMSTER

Am HZDR wird mit HAMSTER (Helmholtz Accelerator Mass Spectrometer Tracing Environmental Radionuclides) eine neues Massenspektrometer aufgebaut, dessen Hauptkomponente ein Pelletron-Tandembeschleuniger mit einer maximalen Terminalspannung von 1 MV ist. Die Anlage bietet zwei verschiedene Niederenergie-Injektionsstrahlführungen, wobei an einer die zweite Generation eines laserbasierten Isobaren-Suppressors entwickelt wird. Ziel des übergeordneten Kontrollsystems ist die einheitliche Bedienung, Automatisierung und Archivierung von Messungen. Dieses Kontrollsystem verwendet EPICS zur Anbindung des Beschleunigers, weiteren Kaufgeräten und Eigenentwicklungen als auch eine Reihe von Tools aus der EPICS Community. Eine Besonderheit ist das Deployment aller IOCs und Tools in Docker-Containern. Der Vortrag beschreibt deren Funktionsweise und die Vor- und Nachteile dieses Ansatzes auch hinsichtlich der Wiederverwendbarkeit an anderen Anlagen.

Speaker: Markus Meyer (HZDR)

2025_sei_hamster-kontrollsystem.pdf

2025_sei_hamster-kontrollsystem.pptx

13:45 Erstellung einer wiederverwendbaren Messinfrastruktur an der HAMSTER-Forschungsanlage

Die moderne Forschungslandschaft stellt hohe Anforderungen an Messsysteme – sie müssen präzise, flexibel und weitgehend automatisiert arbeiten, um komplexe Versuchsreihen effizient zu unterstützen. In der Forschungsanlage HAMSTER (Helmholtz Accelerator Mass Spectrometer Tracing Environmental Radionuclides) wird das etablierte EPICS-Kontrollsystem als einheitliche Schnittstelle zur Hardware eingesetzt, was eine verlässliche Basis für die Umsetzung höherer Automatisierungsmaßnahmen bildet.
Das Projekt ROCK-IT (Remote, Operando Controlled, Knowledge-driven, and IT-based) soll eine Softwarelösung schaffen, die den Messbetrieb einer Anlage mit einem hohen Automatisierungsgrad ermöglicht. Neben der Integration moderner Technologien wie Containerisierung, bestehenden Anwendungen und Services aus dem Bluesky-Ökosystem sowie Continuous Integration Pipelines wurde auch eine benutzerfreundliche Web-Oberfläche realisiert, um die Bedienprozesse zu vereinfachen. Durch die systematische Verknüpfung von Hardware, Software und IT-Methoden soll das System zudem flexibel an zukünftige Anforderungen angepasst werden.

Speaker: Mr Jonas Gorgis (HZDR)

Vortrag_SEI_Gorgis.pdf

14:10 → 14:35 Software - 1

SEI_Challenges_Carsten_Emde_OSADL.pdf

SEI_Herausforderungen_Carsten_Emde_OSADL.pdf

14:10 Challenges of Open Source licensing in the spin-off of scientific software / Herausforderungen der Open Source-Lizenzierung beim Spin-off wissenschaftlicher Software

Der große Vorteil von Open Source-Software besteht darin, dass dem Nutzer uneingeschränkte Rechte zur Nutzung, Änderung, Vervielfältigung und Verbreitung der Software, sowohl unverändert als auch verändert, eingeräumt werden. Dies gilt nicht nur für natürliche, sondern auch für juristische Personen. Daher eignet sich Open Source-Software ideal für den Einsatz in der universitären Forschung und Lehre. Während für die Nutzung der Software keine Pflichten erfüllt werden müssen, gilt dies nicht für die Vervielfältigung und Verbreitung. So sind bei fast allen Open Source-Lizenzen umfangreiche Informationspflichten und bei einigen Open Source-Lizenzen sogar sehr umfangreiche Offenlegungs- und Lizenzierungspflichten zu erfüllen. Diese Anforderungen werden manchmal erst erkannt, wenn es zu spät ist – zum Beispiel, wenn an einer Universität entwickelte Software in einem Spin-off kommerziell genutzt werden soll. Dieser Vortrag gibt Empfehlungen, wie Lizenzanforderungen von Open Source-Software erfüllt werden können und wie ungeeignete Open Source-Software erkannt werden kann, bevor es zu spät ist.

The great advantage of Open Source software is that the user is granted unrestricted rights to use, modify, copy and distribute the software, both unchanged and even modified. This applies not only to natural persons but also to legal entities. Therefore, Open Source software is ideally suited for use in university research and teaching. While no obligations need to be fulfilled for using the software, this does not apply to copying and distribution. Thus, for almost all Open Source licenses, extensive information obligations and for some Open Source licenses even very extensive disclosure and licensing obligations must be fulfilled. These requirements are sometimes only recognized when it is too late – for example, when software developed at a university is to be used commercially in a spin-off. This lecture provides recommendations on how to meet the licensing requirements of Open Source software and how unsuitable Open Source software can be recognized before it is too late.

Speaker: Carsten Emde (Open Source Automation Development Lab (OSADL) eG)

SEI_Challenges_Carsten_Emde_OSADL.pdf

SEI_Herausforderungen_Carsten_Emde_OSADL.pdf

14:40 → 14:55 Fototermin

15:00 → 17:30 Fuehrungen

Diverse Anlagen auf dem HZDR-Gelaende.

19:00 → 21:00 Abendessen -- Dienstag: Gemeinsames Abendessen, Watzke am goldenen Reiter -- https://watzke.de/watzke-am-goldenen-reiter/

Wednesday 26 March

09:00 → 11:00 FPGA und DAQ

09:00 Fault-tolerant modular sensor electronics to perform long-term measurements with small satellite remote sensing instruments

Single-event effects caused by ionizing radiation pose significant challenges for satellites, potentially leading to mission failures. In the case of COTS-based nanosatellites, extensive effort must be invested in mitigation strategies and redundancy concepts. As imaging instruments increasingly target longer mission durations for remote sensing applications—such as monitoring long-term climate processes—reliable system designs become essential.

Highly integrated System-on-Module (SoM) architectures enable high processing performance for imaging applications while maintaining low resource requirements in terms of power and mass. These architectures offer key advantages, including flexibility,(re)programmability, modularity, and module reuse. To achieve a fault-tolerant design, we modeled the radiation environment, assessing hazards at the module level to mitigate risks to an acceptable level through appropriate countermeasures. This approach results in an electronics design that integrates both hardware and software redundancies, combined with reconfiguration strategies, to ensure system availability and reliability for mission durations exceeding three years in Low-Earth Orbit (LEO).

In this contribution, we present a dual-imager electronics system based on the SRAM-based Xilinx Zynq-7000 architecture. This system supports a wide range of imaging sensors in the visible and near-infrared spectral ranges and is a key component of a limb-sounding spatial heterodyne interferometer designed to measure atmospheric temperatures. The instrument is scheduled to fly on the Atmospheric Coupling and Dynamics Explorer (ARCADE) mission as part of the International Satellite Program in Research and Education (INSPIRE) satellite series.

Speaker: Mr Tom Neubert (FZJ)

20250326_fault_tolerant_modular_sensor_electronics.pptx

09:30 Serenity-S1 ATCA Processing Card

The Serenity-S1 ATCA processing card is a key component in the CMS Phase-2 Upgrade, designed for high-speed data acquisition and processing. It features 124 high-speed serial links operating at 25 Gb/s, a powerful VU13P FPGA for data processing, and a versatile clock tree supporting multiple clocking options.

Initial hardware tests confirm the integrity of power supplies and signal integrity through eye diagram analysis. The software stack is built for a System-on-Chip running the Alma 9 Linux operating system. On top of that, the Serenity Management Shell (SMASH) provides essential control functions, including power supply management, clock configuration, FPGA programming, and real-time board monitoring.

Although the Serenity-S1 was developed for large-scale deployment, it is also well-suited as a standalone data acquisition (DAQ) unit for a variety of systems.

Speaker: Torben Mehner

Serenity-S1 ATCA Processing Card.pdf

10:00 Factory Acceptance Test for the Serenity-S1

In the context of the CMS phase-2 upgrade, we have contributed in the Serenity collaboration to develop Serenity-S1, a versatile FPGA processing card based on Advanced Telecommunications Computing Architecture (ATCA) technology. The board has been well received and is used by many sub-detector systems for the backend data processing. This leads to the planned production of 721 Serenity-S1 boards over the next two years.

For this, an efficient and reliable Factory Acceptance Test (FAT) process is required that reduces the commissioning time that has initially taken us weeks and requires detailed expert knowledge. The goal is to commission the boards in as little as 10 minutes to allow the assembly company to perform it as an end-of-line test after the assembly. To achieve this, we minimize manual intervention, limiting it to the beginning and end of the process while maximizing automated testing coverage.

Our approach leverages Python APIs from our main board management software tools (SMASH and EMP), integrating them into Pytest environments to structure comprehensive test runs. A Jupyter notebook provides a graphical user interface (GUI), acting as a central control point for the test stand and equipment by providing an intuitive way to monitor and control the testing process.

The FAT implementation for Serenity-S1 demonstrates how automation significantly accelerates testing while maintaining quality standards. Initial results from the extended pilot production indicate a substantial reduction in commissioning time, paving the way for scalable, efficient production.

This talk will detail the implementation of the FAT for the Serenity-S1 and present the results achieved thus far.

Speaker: Hendrik Krause (Karlsruhe Institute of Technology)

Factory Acceptance Test for the Serenity-S1.pdf

10:30 Implementierung eines skalierbaren Radar-Systems mit verteilter Datenerfassung auf Basis Xilinx RFSoC ZU25DR

Für die Entwicklung eines tomografischen Bodenradar-Systems mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung müssen mehrere Hundert Antennen gleichzeitig angesteuert werden.

Zur besseren Wartbarkeit und flexibleren Weiterentwicklung wird ein skalierbares System angestrebt bei Einhaltung der erforderten Taktgenauigkeit von 25ps und einer gesamt Messzeit von unter 10 s bei einem Aufbau mit 2496 Antennen und 1.3 Millionen Einzelmessungen. Der dafür benötigte Modularisierungsgrad ist so zu wählen, dass sowohl die Taktsynchronisierung als auch die Datenübertragung sichergestellt werden kann.

Der hier vorgestellte Systemansatz wurde auf Basis vom synchronisierbaren Clock-Generator HMC7044 aufgebaut, der einen festen Phasenbezug über alleTaktleitungen ermöglicht. Zusätzlich wurde eine auf Ethernet basierte Kommunikation mittels MQTT zur Steuerung und Überwachung des Systems und zumTransport der Messdaten implementiert.

Die für die Anwendung benötigten Signalerzeugung und Erfassung mit Bandbreiten im Bereich von 1 GHz wurden mittels der integrierten DACs und ADCs des Xilinx RFSoCs ZU25DR umgesetzt, welcher neben dem FPGA über Multicore-Prozessoren verfügt. Innerhalb des RFSoC wurden alle zeitkritischen Steuerungsvorgänge und bandbreitenintensiven Signalverarbeitungsschritte mit dezidierten IP-Komponenten in der Logik implementiert. Der RFSoC wird durch einen Spartan7 FPGA und Zynq7000 SoCs bei der Steuerung des Systems unterstützt. Alle restlichen Funktionen wurden in einer verteilten Software Architektur abgebildet.

Die ersten Messergebnisse zeigen, dass das System zuverlässig nach jedem Start die gleichen, hardwareabhängigen, Phasen einstellt.

Speaker: Mathias Bachner (FZJ)

handout.pdf

smuct_sei_2025.pdf

11:00 → 11:30 Kaffee/Tee: Mi-1

11:30 → 12:30 Baugruppen: ECAD bis Quality-Control

11:30 KiCad ist erwachsen und produktionstauglich

Häufig wird aufgeführt das KiCad nicht für den professionellen Einsatz geeignet ist. Das stimmt aber schon länger nicht mehr. Schon in Version5 wurden damit komplexe Designs erstellt. Spätestens seit Version8 sind alle Features vorhanden die man als Entwickler braucht um ohne Schmerzen elaborierte Platinen zu designen.

Ich werde ein paar ambitionierte Projekte die mit KiCad umgesetzt wurden zeigen und die neuen Features von Version9 vorstellen. Dann gibt es noch einen kurzen Einblick in das ganze Ökosystem um KiCad herum: Plugins, Generatoren, CI-Pipelines und mehr.

Gründe für den Wechsel auf KiCad gibt es viele. Platinendesign Software ist eher teuer[1] und vor allem nicht offen. Schnell ist man in der Vendor-Lock-In-Falle und dem Hersteller auf ausgeliefert.
Auch Archivierbarkeit, Versionskontroller und Accessibility sind mit KiCad deutlich besser als mit kommerziellen Tools

[1] siehe Altium Abo-Umstellung 2024

Speaker: Carsten Presser (RWTH Aachen)

20250325_SEI-Tagung-KiCad.pdf

12:00 Elektronik-Fertigung

Speaker: Julia Mueller (ZE (Servicezentrum Elektronik))

SEI2025.pptx

12:30 → 12:40 Abschluss

12:30 Abschluss

Speaker: Peter Goettlicher (FE (FEB Analog Electronik))

13:00 → 14:00 Mittagessen Mi

14:00 → 17:00 Arbeitstreffen: PCB-Design

15:30 → 16:00 Kaffee/Tee Mi-2