Arbeitsgruppe Sensor Nodes & Embedded Microsystems

Die Arbeitsschwerpunkte der Gruppe Sensor Nodes & Embedded Microsystems liegen im Bereich des Entwurfs und der Realisierung autarker eingebetteter Funksensorsysteme. Durch Modellierung und Simulation einzelner Komponenten wie auch vollständiger Systeme werden die System- und Leistungsparameter, wie Funktionalität, Energiebedarf und Betriebszuverlässigkeit in einer frühen Phase der Entwicklung aufgezeigt und damit bewertbar gemacht. Damit ist es möglich, das System gezielt auf die gewünschte Anwendung hin zu optimieren und zu bestmöglichen Ergebnissen im Hinblick auf die jeweilige Anwendung zu kommen. Dabei steht das gesamte Technologieportfolio des Fraunhofer IZM zur Verfügung. Bei der Umsetzung kann die Arbeitsgruppe auf umfangreiche Erfahrungen im HDI-Design (High Density Interconnect Design) zurückgreifen.

Es werden die folgenden Dienstleitungen angeboten:

  • Entwicklung von funkbasierten Sensorsystemen für das industrielle Umfeld
    • Systementwurf und -partitionierung
    • Energieversorgung, Energiebilanzierung und Bedarfsoptimierung
    • Hardwareentwurf unter Nutzung innovativer Technologien mittels HDI-Designmethoden
    • Firmwareentwurf und -realisierung
    • Gehäuseentwurf und Baugruppenverkapselung
    • Systemtest und Systemintegration         
  • Simulation und Messung des Energiebedarfs elektronischer Baugruppen, Aufstellen von Energiebilanzen und Aufzeigen von Optimierungspotentialen
  • Beratung und Review-Prozesse für Systemkonzepte sowie Schaltungs- und Layoutentwurf im Bereich eingebetteter Low-Power-Systeme und HDI-Schaltungen
  • Entwicklung von eingebetteten Systemen mit Edge-AI (Verfahren der künstlichen Intelligenz auf ressourcenbeschränkten Systemen)

Referenzeprojekte im Bereich Sensor Nodes & Embedded Microsystems

ASTROSE – Monitoring in der Energietechnik

Die Entwicklung eines energieautarken Funksensorsystems für die Montage auf Leitungsseilen ermöglicht das Monitoring von ganzen Freileitungsnetzen zur Optimierung der Durchleitungskapazitäten.

PECMES – Proaktives Powermanagement für energieautarke Systeme

Das Ziel des Forschungs- und Entwicklungsprojektes ist die Bereitstellung eines anwendbaren Entwicklungswerkzeuges für den Entwurf energieautarker Mikrosysteme mit adaptivem Power-Management

Intelligentes Condition Monitoring

Das Forschungsprojekt „Intelligentes Condition Monitoring - Modelle, Algorithmen, autonome Mikrosysteme“ (InCoMo) soll Grundlagen im Bereich der Modelle und Analysemethoden zur Zustandsbewertung und Lebensdauerprognose sowie der Entwicklung geeigneter Mikrosystemtechnik für autonome Sensor- und Erfassungssysteme erarbeiten.

CoMoLeFo

Ziel des Projektes ist ein Condition Monitoring System für Leistungselektronik in der Fotovoltaik zur Umsetzung zustandsorientierter Wartung an Hand von Lebensdauerprognosen für leistungselektronische Komponenten.

Energieautarkes Condition Monitoring System

Im Projekt ECoMoS wird ein Sensornetzwerk entwickelt, welches zur Überwachung von Motoren und Lagern in industrieller Umgebung dienen soll. Die Sensorknoten sammeln die zur Funktion benötigte Energie aus ihrer Umgebung und kommunizieren per Funk. Somit ist keine Verkabelung nötig. Der Schadensfall wird durch Vibrationssensoren im Beispielszenario Papierfabrik detektiert und einem übergeordneten Leitstand mitgeteilt.

SOPRO

Für die produktgesteuerte Fertigung werden miniaturisierte Funksensorknoten (sogenannte Process-eGrains) sowie Methoden und Werkzeuge für eine autonome, lernende, selbstorganisierende Produktion entwickelt.

Universelle Sensor Plattform (USeP)

Die Entwicklung der USeP Technologien fokussiert unterschiedliche Spitzentechnologien von Globalfoundries und mehreren Fraunhofer-Instituten in einem Sensor-Package.

 

Low Power and Communicative Microsystems: Turnkey Solution for Industry

REALIZM Blog

 

Download | Autarke und drahtlose IIoT-Sensornetzwerke

Zeitsynchrone Erfassung dynamischer Daten mit Funksensoren

 

Download | SWARMY

Drahtlose, autarke, miniaturisierte Sensor- Aktor-Plattform für Industrieanwendungen

 

Download | ForTune II

Predictive Maintenance Multi- Sensor Condition Monitoring

Vorausschauende Funksensorsysteme für Industrie 4.0