Bosch entwickelt internetfähige MEMS-Sensoren

Bosch entwickelt an internetfähigen MEMS-Sensoren, die via Wi-Fi oder Bluetooth eine Verbindung aufbauen können.

Ingenieure schaffen hierbei in den Sensoren extrem kleine Strukturen aus Silizium und verschieben sich bei Bewegung des Gehäuses um nur ein Bruchteil eines Tausendstelmillimeters. Die elektrischen Eigenschaften ändern sich dabei, lassen sich messen und in einen Datenstrom umwandeln.

Teilweise messen die Komponenten nur 4 Mikrometer. Das ist rund 17 Mal kleiner als ein menschliches Haar. Weil die mikromechanische Sensorik nur schwache elektrische Signale hervorbringt, haben die Entwickler im Bauelemente-Gehäuse neben dem Sensor – oder teilweise sogar direkt auf demselben Chip noch eine Elektronik integriert. Sie verarbeitet die kleinen Signale, verstärkt und wandelt sie in digitale Daten.

MEMS-Sensoren (Micro Electro Mechanical Systems)können so Steuergeräte direkt mit Messwerten versorgen. Bald werden die feinen Fühler noch viel mehr können: dann stecken sie in der Kleidung und zählen den Herzschlag, dienen als mobile Wetterstationen, die den CO2-Gehalt der Luft messen, und registrieren die typische Bewegung, wenn Nutzer das Handy in die Hosentasche stecken – um dann das Display abzuschalten.

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Bei den Verbindungsvarianten kann auf Wi-Fi oder Bluetooth gesetzt werden. Je nach Anwendungsfall können die Sensoren dann individuell ausgestattet werden. Die MEMS-Sensoren könnten so die Lage des Handys messen.

Bosch wendet große Mühe auf, um MEMS-Sensoren so klein wie möglich zu bauen. Um diesen Vorteil nicht an anderer Stelle wieder aufzuheben, brauchen internetfähige Sensoren einen möglichst niedrigen Stromverbrauch. Weil die Sensoren selbst nur wenig Energie benötigen, kommen sie auch mit sehr kleinen Batterien aus. Für das Übertragen der Daten via Funk ist eine größere Leistung nötig. Trickreiche Mechanismen sorgen aber dafür, dass Daten nur dann gesendet werden, wenn es unbedingt nötig ist. Zudem macht die Technik Fortschritte, sodass neue Batterien über Monate und Jahre halten.

Um dem Ziel eines auf Dauer wartungsfreien Funksensors näher zu kommen, konzentrieren sich Ingenieure zudem auf das sogenannte Energy Harvesting, das Ernten von Energie aus der Umgebung. Dazu kommen mehrere Verfahren infrage: Antennen können Energie aus im Raum vorhandenen Funkwellen ziehen. Auch Schall liefert in Strom wandelbare Energie, ebenso Vibrationen, Druck, Stöße oder Wärme. Die gewonnen Energiebeträge sind jeweils winzig, in der Summe können sie aber für viele Anwendungen ausreichen.

Bosch entwickelt internetfähige MEMS-Sensoren
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