Schwerpunkte

Asset Tracking und Condition Monitoring

IoT-fähige Mulitsensorik ist Trumpf

24. Juni 2020, 12:39 Uhr   |  Nicole Wörner

IoT-fähige Mulitsensorik ist Trumpf
© Comtac

Der TD-1 von Comtac ist ein vielseitig einsetzbarer Tracker mit Multisensorik für LPN, in diesem Fall für LoRaWAN.

Wer über weit verstreute Infrastruktur verfügt oder sensible Güter im Blick behalten will, dem versprechen Lösungen für Asset Tracking und Condition Monitoring gute Möglichkeiten. Ob und wie diese Versprechen eingehalten werden, hängt vom Design der batteriebetriebenen, IoT-fähigen Sensormodule ab.

Sensoren erobern die Welt: In jedem modernen Smartphone steckt eine zweistellige Anzahl. Und auch in Industrie, Logistik, Telekommunikation und Energieversorgung – also überall da, wo Zu- oder Füllstände überwacht werden müssen – ermöglicht die Sensorik neue Dimensionen gerade in mobilen Anwendungen für Asset Tracking und Condition Monitoring. Ausgestattet mit Energiespeichern und mit Sende- und Empfangseinheiten für mobile Datennetze machen Sensoren die Maschinen, Anlagen und Güter aller Art zu Instanzen des Internets der Dinge.

Unternehmen wie die Schweizer Comtac AG haben sich darauf spezialisiert, moderne Sensorkomponenten – oft auf Basis von MEMS-Technologie – mit Kommunikationsmodulen für diverse Funknetzstandards und Stromspeichern zu kombinieren und als vielseitig verwendbare, IoT-fähige Sensorgeräte zu vermarkten. MEMS sind Mikro-Elektronisch-Mechanische-Systeme, also Bauelemente, die Logikelemente und mikromechanische Strukturen in einem Chip vereinen und mechanische sowie elektrische Informationen verarbeiten können. Mit MEMS lassen sich Sensoren realisieren, die nur wenige Millimeter groß sind und eine Vielzahl von Größen, Eigenschaften und Zuständen messen können. Dazu zählen u.a. Drücke und Bewegungen (inklusive Beschleunigung und Erschütterungen), aber auch Licht, Gas, Feuchte, Temperaturen, Schall oder Magnetismus. 

Sensorkomponenten und Gehäuse nach Maß

Je nach Kundenwunsch bzw. geplanter Applikation kombiniert das Schweizer Unternehmen einzelne oder mehrere Sensorkomponenten nicht nur mit Kommunikationsmodulen und Batterien, sondern bei mobilem Einsatz auch mit GPS-Empfangseinheiten. Dabei kommen unterschiedliche Gehäuse zum Einsatz, die für den Outdoor-Einsatz im Regelfall nach IP67 wasser- und staubdicht sind, abhängig von Einsatzzweck und -bedingungen aber auch druck-, hitze- oder säureresistent ausgeführt sein können. Durch ein Lackieren und Vergießen der Baugruppen lässt sich zudem verhindern, dass Feuchte innerhalb der Sendeeinheit die empfindliche Elektronik beeinflusst.

Stromfresser GPS

Aus Sicht von Comtac-Geschäftsführer Stefan Zimmermann stellen die Gehäuse jedoch grundsätzlich die kleinere Herausforderung dar. Deutlich schwieriger gestaltet sich die Energieversorgung der Sensorgeräte im Feld, fernab eines Stromnetzes: »Die MEMS-Sensoren sind sehr energieeffizient, und auch moderne Low-Power-Funknetze machen in dieser Hinsicht ihrem Namen alle Ehre und erlauben es, die Einheiten auch mit kompakten Batterien monate- oder jahrelang stromnetzunabhängig zu betreiben«, so Zimmermann. »Anders sieht die Sache jedoch aus, sobald GPS-Empfänger integriert werden sollen.« Eine GPS-Ortung verbraucht ein Vielfaches mehr an Energie als eine Temperatur- oder Beschleunigungsmessung. Eine GPS-basierte Positionsbestimmung in zu kurzen Intervallen würde die Batterien deshalb schnell leeren, eine zu seltene Bestimmung jedoch dem Sinn des Asset Tracking schlicht zuwiderlaufen. Deshalb setzen die Schweizer auf intelligente Sensorik auch zur Minimierung des Energieverbrauchs: In den Sensor-/Sendeeinheiten sitzen dann neben den Sensoren zur eigentlichen Zustandsmessung auch Lage- und Beschleunigungssensoren, die eine Positionsbestimmung über GPS und einen Versand der Positionsdaten via Low-Power-Netzwerk erst dann auslösen, wenn die zu überwachenden Objekte bewegt werden. 

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