Kernthema 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.
Kontakt
Kontakt
Eric Schäfer, M. Sc.
Leiter Mikroelektronik und Institutsteil Erfurt
eric.schaefer(at)imms.de+49 (0) 361 663 25 35
Eric Schäfer und sein Team erforschen Integrierte Sensorsysteme und hier insbesondere CMOS-basierte Biosensoren, ULP-Sensorsysteme und KI-basierte Entwurfs- und Testautomatisierung. Die Ergebnisse fließen in die Forschung an den Leitthemen Sensorsysteme für die In-vitro-Diagnostik und RFID-Sensoren ein. Er unterstützt Sie mit Dienstleistungen rund um die Entwicklung integrierter Schaltungen und mit KI-basierten Methoden für komplexe IC-Entwürfe.
Zugehörige Inhalte

Projekt
StorAIge
Wir erforschen eingebettete Datenspeicher mit extrem niedrigem Energieverbrauch in Frontend-ICs für drahtlose Sensoren zum Monitoring von Windkraftanlagen und von Pflanzen in Gewächshäusern.

Projekt
EXPRESS
Das IMMS arbeitet an autarken modularen Sensorsystemen für kostengünstige Optionen zur Datenerhebung in der Landwirtschaft.

Projekt
Green-ISAS
In Green-ISAS wurden neue Methoden und Technologien erforscht, um Sensor/Aktor-Systeme zu autonomen Industrie-4.0-Komponenten auszubauen.

Projekt
RoMulus
UHF-RFID-Chip zum batterielosen Betrieb kommerzieller Sensoren in I4.0-Anwendungen und systematischer Entwurf von Multisensorik-Systemen

Referenz
Reinhard Jurisch, microsensys
„Als einziges Thüringer Forschungsinstitut für Mikroelektronik-Anwendungen spielt das IMMS für mittelständische Unternehmen wie dem unseren eine zentrale Rolle als regionaler Technologiepartner und als Koordinator von öffentlich geförderten industriellen Verbundforschungsvorhaben.“
Referenz
Dr. Jörg Weber, Analytik Jena
„Die Arbeiten sind nicht nur essentiell für die Erschließung künftigen Marktpotenzials auf diesem Gebiet, sondern auch sehr vielversprechend in den Wachstumsmärkten Bioanalytik und Medizintechnik, da dort intelligente mikroelektronische Sensorlösungen künftig verstärkt eingesetzt werden.“
Frostrisikoerkennung mittels Knospenüberwachung im Obstbau
Silvia Krug1.Experimentierfelder-Konferenz 2023, 27. - 28. April 2023, Berlin
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, 98693 Ilmenau, Germany.An IoT-based Sensor System to Capture Flower Bud Growth in Spring
Silvia Krug1,2. Tino Hutschenreuther1.19. GI/ITG KuVS Fachgespräch Sensornetze (FGSN 2022), pp. 37-40, DOI: doi.org/10.34702/mncp-qb18. 15. September 2022, Berlin, Germany
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, 98693 Ilmenau, Germany. 2Mid Sweden University Sundsvall, Sweden.Wissenstransfer im Forschungsprojekt EXPRESS
Valentin Knitsch1. Rikard Grass2. Hannes Mollenhauer2. Silvia Krug3. Tino Hutschereuther3. Juliane Welz1.B&B Agrar, Die Zeitschrift für Bildung und Beratung, 2/2022, S. 22–23, DOI: doi.org/10.24406/publica-189
1Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW, Leipzig, Germany. 2Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ, Leipzig, Germany. 3IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, 98693 Ilmenau, Germany.Echtzeitanalyse und Prognose des Wasserhaushalts im Weinbau
Hannes Mollenhauer1. Martin Schieck2. Silvia Krug3. Valentin Knitsch4.IM+io, Fachmagazin, März 2022, Heft 01, ISSN 1616-1017, Seite 32 - 35
1Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Monitoring- und Erkundungstechnologien, 04318 Leipzig, Germany. 2Universität Leipzig, Institut für Wirtschaftsinformatik, 04109 Leipzig, Germany. 3IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, 98693 Ilmenau, Germany. 4Fraunhofer Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW, 04109 Leipzig, Germany.