Bosch : MEMS-Sensoren als Schlüsseltechnologie

Sie sind zwar nur so klein wie ein Stecknadelkopf, verändern aber das tägliche Leben in vielen Bereichen: winzige mikromechanische Sensoren von Bosch. In Fitness-Armbändern erfassen sie Körperbewegungen und verhelfen zu mehr Gesundheit und Wohlbefinden. Im Auto erkennen Sensoren gefährliche Situationen und alarmieren blitzschnell die Steuerelektronik, um den Wagen auf der Straße zu halten. Weil Sensoren die Erdanziehungskraft erkennen, können Smartphones ihr Bild immer passend für den Betrachter ausrichten. Bosch ist Hersteller von MEMS-Sensoren (mikro-elektromechanische Systeme). Seit Produktionsstart im Jahr 1995 hat das Unternehmen mehr als sechs Milliarden Stück gefertigt.

„Wesentliche Herausforderung bei der Weiterentwicklung unserer MEMS-Sensoren ist ihr Energieverbrauch. Beispielsweise können wir mit mehr Intelligenz im Sensor den Energiebedarf reduzieren“, erklärt Franz Lärmer, Sensor-Experte bei Bosch. MEMS Sensoren sind eine Schlüsseltechnologie für das Internet der Dinge (IoT).

Nutzer von mobilen Geräten wie Smart Watches, Augmented-Reality-Brillen oder Wearables wünschen sich oft eine längere Akkulaufzeit, kleinere Designs, günstigere Produkte und mehr Funktionen. Bislang reichen die Akkukapazitäten in solchen Geräten oft nicht aus, um die Sensoren und die zugehörigen Auswertechips ständig mit Strom zu versorgen. Lärmer und sein Team in Renningen verfolgen verschiedene Ansätze, um den Energieverbrauch von Sensoren zu reduzieren.

Der erste: Energie lässt sich aus Druckänderungen, Vibrationen oder Temperaturunterschieden in der Umgebung wandeln. Diese sogenannte Energie-Ernte (englisch: energy harvesting) erforscht Bosch gemeinsam mit Partnern im öffentlich geförderten Verbundprojekt 9D-Sense. Winzige Akkus können selbst kleinste Energieerträge zwischenspeichern, um Sensoren über lange Zeit wartungsfrei mit Strom zu versorgen.

Der zweite: Eine intelligente Programmierung lässt die Sensoren ihre Daten nur dann sammeln und übertragen, wenn es wirklich nötig ist – denn so lange ein Smartphone beispielsweise still auf dem Tisch liegt, können seine Sensoren ausgeschaltet werden.

Der dritte: Bosch hat in der Forschung in Palo Alto die weltweit kleinste und stromsparendste Sensoreinheit entwickelt. In dem mit 2,5 × 3,0 × 0,8 Millimeter winzigen Gehäuse des BMI160 finden sich unter anderem ein Beschleunigungs- und ein Drehratensensor. Der Sensor misst zum Beispiel die Raumlage von Smartphones. Weitere Anwendungen sind Tablet-PCs oder Smart Watches.

Weitere Informationen entnehmen Sie der Homepage des Unternehmens.