Forschungsschwerpunkte

Sensornetzwerke

Mikrosensoren mit Hochfrequenzkommunikation werden zur Überwachung von Betriebsbedingungen in sehr unterschiedlichen Anwendungsbereichen genutzt. Sie bieten den Vorteil hoher Flexibilität, geringer Kosten und Verfügbarkeit von Onlinedaten. Der Einsatz neuer Bauelemente gestattet extrem kleine Baugrößen und ermöglicht einen Ultra-Low-Power-Betrieb mit langer Batterielaufzeit oder sogar batterielosem Betrieb mit Powerharvester.

Fraunhofer ENAS konzentriert sich auf die Entwicklung von Sensornetzen für den Einsatz im Hoch- und Mittelspannungsbereich sowie für Smart Farming. Die Energiegewinnung aus dem elektrischen oder magnetischen Streufeld der Stromleitungen ermöglicht einen autarken Betrieb, wenn der Sensor an Freileitungen, Kabeln, Kabelverbindungen oder anderen Geräten befestigt ist. Der Einsatz von Drucktechnologien für die Herstellung von elektrischen Bauteilen, Bauteilträgern und Batterien und der Einsatz kompostierbarer Materialien ermöglichen besonders kostengünstige Sensoren für die Überwachung der Wachstumsbedingungen im Pflanzenbau.

Arbeitsgebiete

  • Entwicklung von Überwachungssystemen für spezielle Anwendungen in der Energietechnik und Smart Farming
  • Analyse der applikationsspezifischen Situation und Entwicklungsplanung
  • Prototypenherstellung und Test
  • Technologietransfer

Equipment  

  • Reinraum für die MEMS-Fertigung
  • Montage- und Testlabor für intelligente Systeme
  • Ausrüstung für Hochstrom- und Hochspannungstests (in Kooperation)
  • HF-Spektrumanalysator (18GHz)
  • Antennen-Testkammer
  • Probestation für HF-und mm-Wellen (thermischer Bereich -60°C...300°C, Kombination mit optischer Bewegungsanalyse, DC, RF, mm-Welle und optischem Probing)
  • Vibrations- und mechanische Schockprüfgeräte
  • LabWindows CVI und LabView für automatisierte Tests

Software-Tools

  • ANSYS
  • Code Composer für Firmware-Entwicklung
  • CST microwave studio
  • LayoutEditor für MEMS Maskendesign
  • Mathematica
  • MatLab
  • PCB-Designwerkzeuge
  • Spice (T-Spice, P-Spice, TI-Spice)

  • Entwicklung von Überwachungssystemen für spezielle Anwendungen
    • Hochspannungs- und Mittelspannungs-Freileitung
    • Betriebsmittel im Hoch- und Mittelspannungsbereich (Klemmen, Schalter)
    • Kabel und Kabelverbinder, Steckverbinder
  • Entwicklung von Algorithmen zur Auswertung von Betriebsdaten und Ableitung von Schlüsselinformationen
    • Eislast
    • Strombelastbarkeit
    • Neigung von Masten
    • Erdschluss
    • Überhitzung von Klemmen, Schaltern und Verbindern
  • Sensoren zum Pflanzenmonitoring und Datengateways
    • Bewässerungsstatus
    • Lichtverhältnisse
    • Temperatur
    • Düngungszustand
  • Einsatz kompostierbarer und inerter Materialien für Sensormodule
  • Analyse applikationsspezifischen Details und Entwicklungsplanung
  • Prototypenherstellung und Test
  • Technologietransfer

 

Technische Details

Autonomes Sensornetzwerk zur Zustandsüberwachung von Freileitungen  ASTROSE