Im Rahmen dieses Beitrags wird ein energieautarkes drahtloses Sensormikrosystem vorgestellt. Die Neuheit des drahtlosen Systems besteht darin, dass es als energieautarkes Sensorsystem speziell für den Einsatz in Fahrzeugen konzipiert worden ist. Der neu entwickelte energieautarke Drucksensor soll den Förderdruck im Kraftstoffsystem von Fahrzeugen drahtlos im 2,4-GHz-Frequenzband an einen Empfänger übertragen. Das energieautarke Sensorsystem wird durch einen kinematischen Wandler mit Energie versorgt, wobei ein Messwert übertragen wird, sobald ausreichend Energie im System vorhanden ist. Somit variiert die Systemdatenrate abhängig vom Systemenergieniveau. Da diese Art der Energieversorgung keine konstante Leistung an die Schaltung abgibt, ist eine spezielle Anpassschaltung, bzw. eine Spannungsversorgungsschaltung gefunden worden, die es erlaubt, den kinematischen Energiewandler an die Sensorschaltung anzupassen. Dabei wird ein Energiespeicher so lange mit Energie versorgt, bis ein bestimmter Schwellenwert erreicht ist. Dieser Schwellenwert wurde so festgelegt, dass für einen Druckund Temperaturmesszyklus ausreichend Energie im Speicher vorhanden ist. Nach erfolgreicher Übertragung geht die Schaltung wieder in den Zustand des "Energiesammelns" über. Um einen möglichst kompakten Systemaufbau bestehend aus Drucksensor, Energiewandler mit Energiespeicher, Controller und HF Modul realisieren zu können, wurde eine Aufbauvariante in Form eines PCB/MID Trägerrahmens untersucht und dargestellt.
In this contribution a wireless, energy autonomous sensor micro-system is presented. The innovation of this wireless system is that it has been designed as an energy autonomous sensor system especially for use in vehicles. The newly developed pressure sensor system is intended to measure the pressure in the fuel system of vehicles and to wirelessly transmit it in the 2.4 GHz-frequency band to a receiver. The sensor system is powered by an electromagnetic energy harvester driven by vibration and transmits the measured data as soon as there is sufficient energy available in the system. As a consequence the system's data rate varies depending on the system energy level and consequently on the vibration power available. So the basic idea is to supply an energy storage system, e. g. a capacitor, with energy until a certain threshold value is achieved. This threshold value was defined such that the stored energy is sufficient for measuring the pressure and the temperature and transmitting these values to the receiver. After successful transmission the circuit goes back into the state of "energy collection". In order to realize a system setup as compact as possible consisting of pressure sensor, energy converter with energy storage, controller, and HF module, we have developed and implemented a housing constructed as a PCB/MID support frame.
Energieautarker Drucksensor für Anwendungen im Automobil
Energy autonomous pressure sensor for automotive applications
tm - Technisches Messen ; 80 , 3 ; 98-104
2013
7 Seiten, 13 Bilder, 3 Quellen
Article (Journal)
German
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