Auf Diät gesetzt

Stromsparende Sensoren machen das IoT energieeffizienter

Leistungsverstärker in Funkknoten für eine zielgenaue Datenübertragung für 5G. © Copyright:  Fraunhofer IAF
© Fraunhofer IAF

Leistungsverstärker in Funkknoten für eine zielgenaue Datenübertragung für 5G. © Copyright: Fraunhofer IAF

Im Internet der Dinge (IoT) soll die Elektronik so energieeffizient wie möglich arbeiten. Sensoren und ihr Energieverbrauch spielen dabei eine große Rolle. »Towards Zero Power Electronics« lautet daher das Ziel des Fraunhofer-Leitprojekts »ZePoWel«. Zehn Fraunhofer-Institute entwickeln darin gemeinsam extrem sparsame und modulare Hardware, welche die Basis für ein flächendeckendes IoT legen soll. Als Experte auf dem Gebiet der Leistungsverstärker und Transceiver-ICs ist das Fraunhofer IAF in das Projekt eingebunden.

 

Die Zukunft ist vernetzt: Im Internet der Dinge (IoT) kommunizieren Elektronische Geräte und Maschinen miteinander, erledigen komplexe Arbeitsabläufe und bearbeiten Wartungsaufgaben in Eigenregie. Um diese Vision umzusetzen, werden immer mehr Geräte und Maschinen in Netzwerken zusammengeschlossen und an das Internet angebunden. Eine riesige Menge an Schnittstellen, so genannte Knoten, ist notwendig, um die Kommunikation der Geräte untereinander aufzubauen. Das Problem: Diese Knoten verbrauchen Unmengen an Energie. 2013 entsprach der Energiebedarf von allen vernetzen Geräten weltweit gemäß einer Studie der International Energy Agency dem Gesamtbedarf an elektrischer Energie in Deutschland. Innerhalb der nächsten Jahre wird dieser Bedarf voraussichtlich noch weiter steigen.

Sensoren steuern die Knoten und liefern dabei wichtige Daten der einzelnen Geräte des IoT. In Zukunft sollen sie energieeffizienter werden. Mit dem Leitprojekt »ZePoWel« will Fraunhofer diese Ziele angehen: Eine Hardwarelösung, die sowohl ganzheitlich als auch extrem effizient arbeiten kann, wird entwickelt. Zum einen sollen die Knoten selbst deutlich weniger Energie verbrauchen, zum anderen soll die Kommunikation mit anderen Systemen energiesparsamer werden. Am Fraunhofer IAF arbeiten Experten an der Entwicklung von Radio-Transceivern für IoT-Knoten. Dabei stehen sowohl die Technologienentwicklung als auch der Entwurf integrierter Schaltungen und die Integration der Benutzerschnittstellen für Funkverbindungen im Fokus.

In Zukunft sollen die vernetzten Sensoren komplett energieautark arbeiten können. Vorstellbar ist dabei auch ein Modul für viele Anwendungen. Geplant ist in diesem Zusammenhang, die Einzelinnovationen aller beteiligten Institute auf einer gemeinsamen Plattform bereitzustellen und so eine Art »Baukastenprinzip« an kombinierbaren IoT-Anwendungen zu schaffen.