‚Proof of Concept‘ als Meilenstein

Geebnet wurde der Weg zum weltweit ersten funkenden IoT Sensorknoten „powered by Wiegand“ über ein großes Forschungsprojekt, das vom BMBF mit rund einer Million Euro gefördert und unter Führung des F&E-Teams in Aachen realisiert wurde. Im Fokus standen dabei Harvesting Systeme mit signifikant höherem Output avisiert waren Steigerungen um das 50-fache! Wichtige Vorgabe war, dass die Harvester kompakt blieben. Um diese Aufgabe zu lösen, wurde das bisherige Know-how komplett auf den Prüfstand gestellt. In Magnetfeld  simulationen wurden zentrale Parameter nachgesteuert. Low Power-Controler, energieeffiziente Protokolle wie Ultra Wide Band (UWB) und neue Energie management Lösungen flossen in die Planungen ein.

Vor gut einem Jahr wurde Vollzug vermeldet und der Prototyp des weltweit ersten Wiegand Harvesters für IoT Einsätze vorgestellt. Mit 10 μJ, die mit jedem Polaritäts-Switch über den Wiegand-Draht getriggert werden, erzeugt der neue Harvester gut 50-mal mehr Energie als ein klassischer Wiegand-Sensor. Seine Kompaktheit  er hat die Größe einer AAA-Batterie  ist ein wichtiger Faktor. Premiere hatte der Wiegand Harvester in einer ‚Proof-of-Concept‘-Anwendung, bei der man sich für einen IoT-Knoten mit einer Fensterinstallation (auf/zu) als Auslöser entschied. Demonstriert wurde, wie sich das Gesamtsystem – bestehend aus Mikrocontroller, Fenster- und Temperatursensor und einem UWB-Sende modul, komplett energieautark mit den neuen Harvestern betreiben ließ. Das 134 Byte große Funkpaket lieferte sämtliche akquirierte Daten problemlos an eine 50 m entfernte Empfangsstation. Beim Demo Einsatz wurden zwei Harvester am Fenster montiert, während Stabmagnete wichtig für das Auslösen des Wiegand Effekts am Rahmen angebracht wurden.

Praktisches Tool für Entwickler

Um konkrete Anwendungen zeitnah ermitteln zu können, wurde kürzlich unter dem Namen Ubito-WINK (Wiegand IoT Node Kit) ein praktisches Entwicklungs-Kit präsentiert (Bild 2). Es basiert auf den Komponenten des Demonstrators, die überarbeitet und optimiert wurden. So gibt es die beiden 10-μJ-Harvester jetzt  besser geschützt  in einer Umhausung. Getriggert werden sie von verbauten Magneten (linear oder rotativ), die dynamisch bewegt werden. Die UWB-Funkmodule sind auf eine Reichweite von 50 m ausgelegt, wobei sich das Empfänger-Gateway wahlweise mit einem PC, einem Wifi oder Bluetooth-Netzwerk verbinden lässt.

Das Development Board, das bestellbar ist, soll die Augen öffnen für Anwendungen in den verschiedenen Nischen. Mit dem Kit erhalten interessierte Partner ein praktisches Tool, um das Potenzial der Wiegand Innnovation mit Blick auf ihre jeweiligen Vorgaben auszuloten. „Uns geht es nicht primär um fertige Produkte ‚Made by Ubito‘,“ unterstreicht T. Best. „Wir sind offen für Kooperation mit den unterschiedlichsten Playern, etwa etablierten Sensorherstellern, denen wir unser Knowhow inklusive zentraler Komponenten wie den neuen Wiegand Harvester  für die Entwicklung eigener Produkte anbieten. Wir sehen uns als ‚Enabler‘ für innovative Produkte rund um den Wiegand-Effekt  vom Energy Harvesting bis zur reinen Sensorik!“