Sensor ohne Strom oder Akku: Energie kommt aus der Umgebung

Am MIT ist ein sich selbst versorgender Sensor entwickelt worden, der sich den benötigten Strom nicht aus einem Kabel oder einer Batterie nimmt, sondern seiner direkten Umgebung entziehen kann.

So ergeben sich völlig neue Möglichkeiten, Sensoren an der am besten geeigneten Stelle zu platzieren. Weder müssen zusätzliche Kabel mit der korrekten Spannung verlegt werden, noch ist eine Wartung mit einem Batterie- oder Akkuwechsel erforderlich.

Nötig ist dafür zum Beispiel ein Magnetfeld, welches sich um stromführende Kabel bildet. Der Sensor könnte somit auf dem Kabel, welches zu einem Elektromotor führt, platziert werden.

Das angezapfte Magnetfeld wird den Kabelwiderstand im Inneren minimal verändern, dadurch aber stets Strom für Mess- und Sensorwerte liefern.

Bewährte Technik im Einsatz

Drei Punkte mussten für die Konstruktion anders gemacht werden als bei der herkömmlichen Stromversorgung.

Es kann auf diese Weise keine erhöhte Spannung für den Start der Elektronik zur Verfügung gestellt werden. Integrierte Schaltkreise und Transistoren erlauben das Speichern der nötigen Energie. Erst danach startet das ganze System.

Die Speicherung hätte in einem Akku erfolgen können - mit begrenzter Lebensdauer. Stattdessen wird auf Kondensatoren gesetzt. Die sind äußerst langlebig und können für eine gewisse Zeit so viel Energie speichern, dass der Sensor beginnen kann, Energie selbst zu ernten und Messdaten zu senden.

Zu guter Letzt muss der eingebaute Mikrocontroller für eine kluge Steuerung des Sensors sorgen. Ist ausreichend Energie vorhanden, werden Daten erfasst und ausgesendet. Verringert sich die Energiemenge, pausiert der Sensor, bis wieder genug Strom fließt.

Der gezielte Einsatz von Sensoren in Maschinen, aber auch in einer Smart-Home-Umgebung, für die Verbesserung der Effizienz kann so ganz neue Formen annehmen - mit einem recht unscheinbaren Bauteil, das ein Magnetfeld anzapfen kann.