EFM32-Mikrocontroller-Design-Wettbewerb
Pfiffige Anwendungen auf der embedded world prämiert
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Die Preisträger und ihre Entwicklungen
Platz 3: Mobil Musik-Player mit Energy-Harvesting
Marcel Schuck hat einen batterielosen Musik-Player entwickelt, der die Betriebsenergie aus einem Bewegungs-Energy-Harvester gewinnt. Der Mikrocontroller EFM32 steuert die Applikation und decodiert die auf einer SD-Card gespeicherten Audiodaten. Die decodierten Audiosequenzen gelangen anschließend über einen D/A-Umsetzer zu einem Audioverstärker, der eine Kopfhörerbuchse ansteuert. Die Bedienung erfolgt über einen Touch-Slider. Der mobile Musik-Player ist extrem energiesparend ausgelegt.
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Platz 2: Zero-Power-Klingeltrafo mit RFID-Türöffnerfunktion
Martin Glunz ärgerte sich über die Energieverschwendung seines Klingeltrafos im häuslichen Schaltschrank und ersann eine Schaltung, die den Klingeltrafo im Ruhezustand vom Netz trennt. Typische Klingeltrafos in Haushalten verbrauchen pro Jahr bis zu 26 kWh. Mit einer pfiffigen Steuerung lässt sich die Energieaufnahme auf weniger als 1 kWh pro Jahr. reduzieren. Als zusätzliche Funktion kann der Mikrocontroller den Zugang per RFID steuern. Per AC-Schalter wird der Klingeltrafo nur dann mit 230 V versorgt, wenn die Klingel arbeiten soll oder der Pufferkondensator für den Stand-by-Betrieb geladen werden soll. Im Stand-by-Betrieb tastet ein kapazitiver Näherungssensor im 100-ms-Raster ab, ob jemand an das RFID-Lesegerät kommt oder klingeln will. Bei Bedarf wird der Klingeltrafo zugeschaltet und der RFID-Leser eingeschaltet und gegebenenfalls die Klingel oder der Türöffner betätigt. Die komplexe Applikation reduziert in pfiffiger Weise die Energieaufnahme des Klingeltrafos in Haushalten und könnte durchaus in der Breite sinnvoll eingesetzt werden.
Platz 1: Entwicklung eines Kopf-Joysticks zur Steuerung elektronischer Rollstühle
Christoph Budelmann hat einen im Nacken oder am Kopf des Patienten befestigten funkgestützten Sensor entwickelt, der die Kopfbewegungen erfasst und diese Signale in Steuerungskommandos für den Rollstuhlantrieb umsetzt. Die Steuerungssignale werden vom Sensor über eine Bluetooth-Funkstrecke zum Rollstuhl übertragen. So lässt sich ein Rollstuhl mit intuitiven Kopfbewegungen navigieren. Der Kopf-Joystick enthält einen Li-Polymer-Akku, der sich mit einem USB-Ladegerät aufladen lässt und genügend Energie für einen Tag bereitstellt. Der eingebaute Inertialsensor umfasst einen Magnetkompass- sowie einen Drehraten- und einen Beschleunigungssensor. Die komplexe Applikation wurde in Kooperation mit dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz entwickelt und ergänzt den im Rahmen eines Forschungsprojekts entwickelten Fahrassistenten für Elektro-Rollstühle um eine Kopfsteuerung.
Nachwuchspreis: Teilautonom fahrendes Modell-Auto mit Solarzellen
Die fünf Schüler des Münchner Luise-Schröder-Gymnasiums David Busse, Oliver Fröhling, Sebastian Stolz, Lukas Thiele und Paul Thiele haben ein Modellauto gebaut, das dank umfangreicher Sensorik teilautonom Hindernisse umfahren kann und einen erheblichen Anteil der Energie aus Solarzellen gewinnt. Die Energie wird in einer Pufferbatterie gespeichert, die sich auch extern aufladen lässt. Gesteuert wird das Modell-Auto im Maßstab 1:10 durch den Mikrocontroller EFM32, der die Sensorsignale auswertet und daraus die Steuersignale für den Antrieb berechnet. Als nächster Schritt ist die Implementierung einer Fernsteuerung er Bluetooth geplant. Die Applikation befindet sich noch im Anfangsstadium und soll sukzessive um weitere Funktionen erweitert werden.
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