Assisted Living

Selbstbestimmt dank Energy Harvesting

Mit dem steigenden Durchschnittsalter der Bevölkerung wächst der Wunsch, auch im Alter möglichst lange unabhängig von fremder Hilfe im gewohnten Umfeld zu leben. Energy Harvesting ermöglicht dabei neuartige Assisted-Living-Konzepte.

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Bild 1: Der batterielose Funkschalter wandelt die »mechanische« Energie des Tastendrucks in elektrische um, die zum Betrieb eines Funkmoduls dient

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Bild 1: Der batterielose Funkschalter wandelt die »mechanische« Energie des Tastendrucks in elektrische um, die zum Betrieb eines Funkmoduls dient

Die Energie für die Funkmodule erzeugen Energiewandler, zum Beispiel ein elektrodynamischer Energiegenerator, der nach einem ähnlichen Prinzip wie ein Fahrraddynamo arbeitet. Durch das Drücken eines Schalters (Bild 1) wird ein circa 1,5 mm großer Magnet in einer Spule bewegt, wobei eine winzige Menge elektrischer Energie enststeht - pro Betätigung unter 150 µWs.

Diese Energie versorgt ein Ultra-Low-Power-Funkmodul, das dann Signale an einen Empfänger sendet. Das ist genug Energie, um drei Funksignale über eine Reichweite von 300 Meter im freien Gelände oder über eine Entfernung von bis zu 30 Meter im Gebäudeinneren zu senden. Die gesendeten Datentelegramme sind mit nur 1 ms extrem kurz und führen die entsprechenden Aktionen sehr schnell aus.

Mithilfe eines speziellen Timers, der nur wenige Nanoampere Strom benötigt, können alle Komponenten während der »Schlafphasen« vollständig abgeschaltet beziehungsweise bei nötigen Aktionen wieder aufgeweckt werden. Da die Telegramme sehr kurz sind und drei Mal redundant gesendet werden, ist die Kollisionswahrscheinlichkeit entsprechend gering. So lassen sich problemlos Hunderte von Funkgeräten auf engstem Raum installieren und parallel betreiben.

Einfacher Einstieg

Die batterielose Funktechnologie macht den Einstieg in eine neue, altersgerechte Wohnqualität denkbar einfach. Wenn beispielsweise der Zuggurt eines Fenster-Rollladens zu schwer wird, sorgt ein motorischer Antrieb für eine echte Erleichterung. Beim Einsatz von konventionellen Schaltern ist allerdings der Bedienkomfort eingeschränkt, da diese an einen festgelegten Installationsort gebunden sind.

Mit einem Funkempfänger für den Motorantrieb und einem batterielosen Schalter wird die Bedienung von Rollläden wesentlich flexibler. Der Funkschalter kommt dort hin, wo es sich im Alltag als am sinnvollsten erweist - sei es neben der Zimmertür, dem Bett oder direkt an der Schrankwand. Die Installationshöhe ist ebenfalls jederzeit an die persönlichen Bedürfnisse anpassbar. Weitere Hilfe verschafft außerdem ein Handsender für den Tisch oder das Nachtkästchen.

Diese Vereinfachung ist auch für Bettlägerige oder Pflegebedürftige äußerst angenehm. So lässt sich vom Bett aus zum Beispiel die Beleuchtung des Raumes ein- und ausschalten. Ein zusätz-licher batterieloser Fensterkontakt sorgt gleichzeitig dafür, dass der elektrische Thermostat automatisch geschlossen und die Energie nicht mehr zum geöffneten Fenster hinaus verheizt wird. Noch mehr Komfort bietet die batterielose Technologie in Kombination mit einem »intelligenten« Automatisierungssystem. So können beispielsweise Funk-Nottaster im Badezimmer und am Bett eine automatische Freisprechverbindung zum Mobiltelefon eines nahen Angehörigen herstellen.

1. Teil: Selbstbestimmt dank Energy Harvesting
2. Teil: Liegend funken

Weiterführende Links:

• Energy-Harvesting: Verzicht auf Batterie
• Leistungsfähige Power-Management-ICs bringen Energie-Ernte ein: Energy Harvesting wandelt Traum in Trend
• Stromversorgung: Energy-Harvesting-Markt wächst ab 2015 rapide
• Für Lösungen mit besonders niedrigem Energieverbrauch: EnOcean-Funktechnik ist internationaler Standard
• Drahtlose Sensornetzwerke: Avnet Abacus unterstützt bei der Umsetzung: Energy Harvesting beseitigt den »Hemmschuh« für drahtlose Sensornetze
• Entwicklerforum Batterien & Ladekonzepte