Der im Fensterrahmen angebrachte Chip versorgt sich selbst mit Energie.
Fraunhofer IMS
Ein neuartiger Funkchip soll Hausbewohner über den Zustand von Fenstern informieren: geöffnet oder nicht geöffnet. Zum einen soll dies einen unnötigen Energieverbrauch verhindern, zum anderen vor Einbrüchen schützen. Versorgt wird der Chip mit Solarstrom.
Der Funkchip ist etwa so groß wie ein Fingernagel – mit zehn Millimetern ist er so schmal, wie eine Isolierglasscheibe dick ist. Er wird im Fenster montiert, direkt zwischen die Scheiben auf das Aluminiumprofil, das die Scheiben auf Abstand hält. Beschichtetet ist er mit einer Solarzelle. Somit versorgt er sich selbst mit Energie.
Alternative zu kabel- und batteriebetriebenen Systemen
Entwickelt wurde der Chip von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg. Diese waren auf der Suche nach einer Alternative zu Sensoren in Haus- und Gebäudetechniksystemen, die per Kabel an die Alarmanlage im Haus angeschlossen werden müssen beziehungsweise zu batteriebetriebenen Funksensoren, deren Wartung mit einigem Aufwand verbunden ist.
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Die nun entwickelt Lösung versorgt sich nicht nur selbst mit Energie, in den Chip sind auch Magnet- und Beschleunigungssensoren integriert. Diese registrieren, wenn das Fenster gekippt oder ganz geöffnet wird. Über Funk kann der Chip dann ein Signal an die Basisstation im Haus senden – falls ein Fenster zum Beispiel zu lange geöffnet bleibt. Auch beim Verlassen des Hauses kann er ein Signal abgeben, sollte es noch geöffnete Fenster geben. Dabei ist der Chip nicht nur ein Warnsystem: Er kann Hausbesitzer auch daran erinnern, regelmäßig zu lüften.
Sensoren unterscheiden Schwingungen im Fenster
Darüber hinaus bietet der Chip auch bei geschlossenem Fenster einen Einbruchsschutz: Denn die Sensoren können sehr genau zwischen verschiedenen Schwingungen unterscheiden – beispielsweise einem Ball, der gegen die Scheibe donnert, oder einem Stemmeisen, das den Rahmen zum Knarren bringt. Innerhalb einer Zehntelsekunde erkennt das System die Störung und schlägt im Zweifelsfall Alarm.
Dabei ist es den Forschern gelungen, dass die IMS-Sensorprototypen genug Strom für bis zu 30 Stunden Dunkelheit speichern. In den kommenden zwei Jahren planen sie, ein Produkt zu entwickeln, das sogar bis zu zwei Wochen Dunkelheit überbrückt. Indem die Forscher Prozessor und Chip sehr klein halten, ist Letzterer extrem sparsam. Zudem konstruierten sie Schaltungen, die wenig Energie verbrauchen. Und sie entwickelten sehr kurze Funkprotokolle.
Wenig Energieverbrauch und geringe Produktionskosten
Zum Stromsparen trägt auch bei, dass der Sensor immer wieder in einen Ruhemodus schaltet. Je nach Wunsch des Anwenders lässt sich der Sensor so einstellen, dass er alle paar Minuten oder Sekunden aufwacht und eine Messung vornimmt.
Ein weiterer Vorteil sind die geringen Produktionskosten, da sich das Aufbringen der Solarschicht direkt an den Herstellungsprozess der Chips anschließt.