Digital Scout SPS 2022

SPS

SPS 2022 AUSBLICK In der digital vernetzten Welt geht es immer häufiger um energieautarke Systeme und Kleingeräte aller Art, die ihren Strom direkt aus der Umgebung ernten. Hier liegt Ubito mit dem Thema Energy-Harvesting per Wiegand-Draht voll im Trend. Aktuell hat das Startup weltweit etwa 50 Applikationen auf dem Schirm, die sich als Kandidaten für den Einsatz von Wiegand-Systemen eignen könnten. In der Regel geht es dabei um Nachhaltigkeit und den Wegfall von Batterien. Während viele Projekte noch eher vage sind, gibt es Applikationsideen, die deutlich pragmatischer angegangen werden – nicht zuletzt auch nach dem Durchbruch mit dem Wiegand Harvester für IoT-Netzwerke. Ein ‚heißer‘ Kandidat tut sich aktuell in der Lagerlogistik und im Warehousing auf, wo Produkte in Echtzeit geortet und verfolgt werden. Tracking und Tracing sind hier ein Muss. Etabliert haben sich hier Real Time Location Systeme (RTLS), die über den Einsatz von Sendern und Empfängern Positionsdaten ermitteln und weitergeben. Bei der RTLS-Ortung greifen zwei Hauptansätze, um Entfernung und Standort per Funk zu erheben. Klassische Technologien wie Wi-Fi, Bluetooth und Active RFID basieren auf dem RSSI (Received Signal Strength Indication)-Ansatz. Spezielle Algorithmen sorgen bei diesem Schätzverfahren über das Auslesen der Signalstärken für die Positionswerte. Da Umgebungsänderungen die Signalstärke beeinflussen können, ist es oft schwierig, mit dieser Technik ein hohes Maß an Genauigkeit zu erzielen. Alternative ist das ToF (Time of Flight)-Verfahren, das bei direkter Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger greift und genaue Positionsdaten ermittelt. Schon länger kommen bei diesen RTLS-Einsätzen UWB-Funkmodule millionenfach zum Einsatz, die allerdings gegenwärtig auf Batterien zur Stromversorgung angewiesen sind. Obwohl UWB-Systeme sich durch geringen Stromverbrauch auszeichnen, müssen auch hier die Batterien ersetzt oder aufgeladen werden, was erhebliche Wartungskosten erzeugt. „Genau hier sehen wir ein riesiges Potenzial für eine Wiegand- Lösung, “ so Best. „Im Visier haben wir ein Szenario, bei dem unsere Harvester, getriggert durch das externe Magnetfeld, den Energieimpuls für die Versorgung des UWB-Moduls liefern, sobald ein Objekt bewegt und an einer spezifischen Location ein- oder ausgecheckt wird. Noch sind wir weit weg von einer praktischen Realisierung, aber wir arbeiten dran!“ Stabmagnete am Rahmen angebracht wurden. Die kompakten Harvester bestehen aus einem 21 mm langen, aufwändig konditionierten Wiegand-Draht, der in eine Spule eingebettet ist. Sie haben die Größe einer AAA-Batterie (d=7,5 mm). Jedes Mal, wenn das Fenster geöffnet oder geschlossen wird, gleiten die Harvester an den Magneten vorbei, was in dem hochsensiblen Wiegand-Draht abrupte magnetische Polaritätswechsel auslöst. Die über diese Pulse generierte Energiemenge ist un abhängig davon, wie schnell oder langsam das Fenster bewegt wird – ein USP der Wiegand-Technologie. Die durch die Umpo lung getriggerten Impulse erzeugen 10 μJ Energie pro Harvester: Genug, um den Mikrocontroller zu aktivieren und den im System integrierten Temperatursensor auszulesen. Das Team fügte ein UWB- Sendemodul hinzu, mit dem das 134 Byte-große Daten paket problemlos an eine 60 m entfernte Empfangsstation gefunkt werden konnte. „Noch haben wir es mit ersten Prototypen und Lab-Demos zu tun, nicht mit einem fertigen Produkt,“ fasst Best zusammen. „Immerhin haben wir gezeigt, welches Potenzial in der Wiegand-Technologie steckt und was sich schon jetzt durch die Kombina tion unserer Energy Harvester mit handelsüblichen elektronischen Komponenten machen lässt.“ Welche Marktchancen sich künftig für kommerzielle Sensorsysteme auf Wiegand-Basis bieten, zeigen Prognosen. So wird das Industrielle Internet of Things (IIoT) in den kommenden zehn Jahren um das Dreifache wachsen. Bilder: Schmuckbild peterschreiber.media – stock.adobe.com, sonstige Fraba www.ubito.com UNTERNEHMEN Fraba B.V. Jan Campertstraat 9, 6416 SG Heerlen, Niederlande E-Mail: info@fraba.com 03 Sobald die Harvester beim Öffnen oder Schließen des Fensters die Magnete passieren, kommt es zu plötzlichen Polaritätswechseln und dem Auslösen der Wiegand-Pulse AUTOR Martin Wendland, freier Journalist, Toronto/ Kanada 40 DIGITAL SCOUT Ihr Kompass zur SPS 2022

SPS 2022 INDUKTIVE KOPPLER MIT IO-LINK Balluff erweitert sein Portfolio um die induktiven Koppler BIC G30. Diese eignen sich vor allem für Anwendungen im Washdown-Bereich mit besonders hohen hygienischen Anforderungen. Grund hierfür ist u. a. ein erweiterter Betriebstemperaturbereich von -25 bis +85°C. Zu den weiteren Merkmalen gehören ein robustes Edelstahlgehäuse, das die Anforderungen der Schutzklasse IP69K erfüllt, sowie eine Ecolab- und UL-Zulassung. Nutzer haben zudem die Möglichkeit, bis zu 2 A Dauerausgangsstrom berührungslos zu übertragen. Die Koppler kommen vor allem bei Applikationen in der Robotik beim Ansteuern von Greifarmen oder in flexiblen Produktionsinseln und Verpackungsmaschinen zum Einsatz. Die dabei integrierte Vibrationserkennung ist besonders für die Früherkennung von Anomalien im Fertigungsprozess geeignet. Beide Varianten ermöglichen dank IO-Link-Schnittstelle einen reibungslosen, transparenten und schnellen Austausch von Daten zwischen IO-Link-Device und IO-Link-Master sowie die Stromversorgung für Sensoren und Aktoren. www.balluff.com MARITIME ANWENDUNGEN ALS STRESSTEST Stromversorgung muss sicher und schnell funktionieren. Auf Land – und auf Hoher See. Mit der DNV-Zertifizierung für VX25 Ri4Power tritt Rittal den Nachweis an, dass sein Niederspannungsschaltanlagen system fit für maritime Applikationen ist, etwa bei Kreuzfahrtschiffen oder Off- Shore-Anlagen. Damit wird gleich zeitig der Zulassungsprozess auf Kundenseite vereinfacht. Das bauart geprüfte Schalt- und Energieverteilanlagensystem VX25 Ri4Power bietet Störlichtbogenschutz und ist bis 3.840 A zertifiziert. Anwender können so die Anforderungen der Schifffahrtsbranche, in der Schnelligkeit, Sicherheit und Standardisierung oberste Priorität haben, mit den Vorteilen einer Systemlösung mit abgestimmtem Zubehör erfüllen. Die von der DNV (DNV ist die größte Schiffsklassifikationsgesellschaft der Welt) vergebene DNV-GL-Zertifizierung bestätigt die Unempfindlichkeit der Signalgeräte gegenüber Vibrationen, Erschütterungen und Stößen. Damit kann sie über den maritimen Bereich hinaus als Gütesiegel für Produkte im industriellen Einsatz angesehen werden. www.rittal.de FÜR SAFETY ANWENDUNGEN Besuchen Sie uns Halle 7A, Stand 506 Redundant und 100% zukunftssicher: PROFIsafe Drehgeber. Unterstützt die neuen PROFINET Features dank aktuellstem Encoderprofil V4.2, PROFINET v2.4.1, PROFIsafe Profil v2.6.1 und PROFIdrive Profil v4. Anpassungen sind durch integrierten Webserver schnell und einfach einzuspielen. Hohe Auflösung von Singleturn 24 bit non safe / 16 bit safe und Multiturn 12 bit safe. kuebler.com/profisafe