ULP-Sensorsysteme

Das Internet der Dinge ist bislang für viele Anwendungen mangels geeigneter Energieversorgung schwer bis nicht erschließbar. Rotierende Maschinenteile beispielsweise können in der Regel nicht drahtgebunden mit Energie versorgt werden, weshalb dort Batterien mit begrenztem Energievorrat genutzt werden. Um diese Teile dennoch über lange Zeiträume anbinden und überwachen zu können, braucht es energieeffiziente Sensorsysteme.

Herausfordernder sind Anwendungen, bei denen Batterien nicht wechselbar sind, beispielsweise vergossene oder weit verteilte Sensoren im Straßenbau oder in der Landwirtschaft und Sensoren in Gefahrenbereichen wie unter Hochspannung stehende Teile. Nochmals anspruchsvoller sind Lösungen, die aus ökologischen oder Kostengründen gar keine Batterien nutzen sollen. Dort sind energieautarke passive Sensorsysteme notwendig, die beispielsweise über RFID mit Energie versorgt werden, wie z.B. bei smarten Lebensmittelverpackungen oder digitalen Schnelltests.

Die für die Entwicklung neuer IoT-Anwendungen verfügbaren Sensoren sind jedoch meist nicht energetisch optimiert und brauchen Energie, ohne zur Funktion beizutragen, wie z.B. durchlaufende Taktgeneratoren oder ineffiziente Schnittstellen.

Wir erforschen und entwickeln Ultra-Low-Power (ULP)-Sensorsysteme, die mit sehr wenig Leistung auskommen und über integrierte Energiemanagement-Komponenten verfügen.

Neben klassischen ULP-Schaltungstechniken wie Clock-Gating erforschen wir den Einsatz von Energiespeichern und -wandlern sowie der zentralen Steuerung des Energieflusses. Wir entwickeln Modelle sowie generische und automatisierte Modellierungsmethoden für den Energiefluss in ULP-Sensorsystemen.