Unser Beitrag zu einer sich beschleunigenden IoT-Gesellschaft
Ausgabe 04-2024:
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IoT-Anwendungen werden in unserem Leben immer wichtiger und helfen dabei, die täglichen Herausforderungen zu meistern. Das japanische Unternehmen Daisen Electronics Industry Co. folgt diesem Trend und bietet verschiedene intelligente Produkte an, die auf der EnOcean-Technologie basieren. Das EnOcean-Protokoll ist als Funkstandard für den geringsten Stromverbrauch optimiert. Das bedeutet, dass sich viele Sensoren und Schalter selbst mit Strom versorgen können, so dass keine externe Stromversorgung erforderlich ist. Falls Batterien verwendet werden, haben diese eine wesentlich längere Lebensdauer. Viele EnOcean-Geräte sind selbstversorgend und beziehen ihre Energie aus der Umgebung. Sonnenlicht, Bewegung und Temperaturunterschiede erzeugen genug Energie, um Sensoren und Schalter zu betreiben, ohne dass Kabel, Netzstrom oder Batterien benötigt werden.
Werfen wir einen Blick auf einige der EnOcean-basierten Produkte, die Daisen entwickelt hat.
Sensor zur Abstandsmessung
Der Prototyp dieses Abstandssensors wird derzeit getestet, um ein breites Spektrum von Anwendungen abzudecken. Er verwendet den VL53L0X ToF-Sensor (Time-of-Flight-Sensor) von STMicroelectronics. Die Sensoreinheit ist eine der kleinsten, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind. Sie kann Objekte genau und schnell messen und die Daten drahtlos über ein EnOcean-Gateway weitergeben. Dabei ist sie unabhängig von der Größe, der Farbe oder dem Reflexionsgrad des Objekts. Die Entfernung zu einem Objekt wird auf der Grundlage der Zeit gemessen, die benötigt wird, um einen Laserstrahl auszusenden und anschließend dessen Reflexion zu empfangen. Daher ist das System nicht für den energiehungrigen Batteriebetrieb von Systemen geeignet, die ständig messen. Es ist jedoch ideal für den Batteriebetrieb von Systemen, die etwa alle 10 Minuten messen und bei denen eine längere Batterielebensdauer wichtig ist.
Typische IoT-Anwendungen für den ToF-Sensor
Typische Anwendungen sind die Messung des Wasserstands, die Nutzung von Münzschließfächern oder die Erkennung der An- und Abwesenheit von Gütern. Dieser Sensor misst Entfernungen von 50 mm bis 2000 mm und verwendet das Modul STM 400J. Der 1-Achsen-Typ (1DToF) kann einfach zur Messung des Abstands zu einem Objekt oder zur Erkennung der An- oder Abwesenheit eines Objekts verwendet werden. Die 3DToF-Sensorik kann jedoch auch dazu verwendet werden, die Abwesenheit oder Anwesenheit einer bestimmten Anzahl von Personen in einem bestimmten Raum zu messen, die Anzahl der Personen, die kommen und gehen, sowie die Abmessungen und das Volumen des Raums. Eine solche 3DToF-Sensorik könnte eine Vielzahl von neuen Möglichkeiten eröffnen. CPUs können komplexe Berechnungen durchführen und so sehr wertvolle Produkte schaffen, die in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt werden könnten.
Luftqualitätssensor
Luftqualitätssensoren tragen zur Verbesserung der Gesundheit, der Produktivität und des Wohlbefindens von Mitarbeitern und Gebäudenutzern bei. Typische Anwendungen sind die Sicherstellung der Luftreinheit in Küchen und Restaurants, die Visualisierung der Luftreinheit in Schulküchen und Cafeterias oder die Überwachung der Luftqualität in den Reinräumen von Produktionsanlagen. Der Sensor kann Massenkonzentrationen von 0 – 1000 µg/m³ mit einer Genauigkeit von ±10 messen. Die Lebensdauer beträgt über 10 Jahre.
Ganzheitliche Betrachtung von Umweltdaten ermöglichen
Im Luftqualitätssensor Daisen wird der MCERTS-zertifizierte Feinstaubsensor SPS30 von Sensirion für die EnOcean-Anwendung eingesetzt. Er misst die Konzentration der in der Luft schwebenden Partikel, wobei der Schwerpunkt auf dem berüchtigten PM2,5-Wert liegt. Die gesammelten Daten werden über die EnOcean-Funktechnologie übertragen, wobei der Sensor mit anderen EnOcean-Geräten kombiniert werden kann. Dabei könnte es sich um CO₂-Messgeräte handeln, die eine vielseitige Erfassung von Umweltdaten ermöglichen würden. Die Sensoren können je nach Bedarf autark, batteriebetrieben oder netzbetrieben sein.
Leckagesensor für Alarm bei Flüssigkeitsverlusten
Herkömmliche Leckagesensoren verfügen in der Regel über einen lokalen akustischen Alarm, um den Benutzer zu benachrichtigen, wenn ein Leck auftritt. In diesem Fall ist der Wasserlecksensor mit einem EnOcean-Modul ausgestattet. Drahtlos mit einem EnOcean-Gateway verbunden, kann der Leckagesensor einen Fernalarm auslösen und den Zeitpunkt der Leckage in der Cloud aufzeichnen. Die Verwendung eines kabelgebundenen Sensors ermöglicht zudem eine bessere Lecküberwachung, da er Flüssigkeit auf einer größeren Fläche und nicht nur in unmittelbarer Nähe von Rohrleitungen und Geräten erkennen kann. Dieses Produkt ist batteriebetrieben, so dass keine lästige Verkabelung erforderlich ist, und kann als Set mit einem SIM-Gateway verwendet werden. In diesem Fall dauert es nur wenige Minuten vom Beginn der Installation bis zur abschließenden Funktionsprüfung. Der Benutzer kann das Produkt leicht selbst installieren, was die Installationskosten minimiert.
Nachhaltiges IoT
Wie diese Beispiele zeigen, können IoT-Anwendungen helfen, die alltäglichen Herausforderungen des modernen Lebens zu bewältigen. In Kombination mit der Energy Harvesting-Technologie tun sie dies auf nachhaltige Weise.
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