Internet of Things (IoT), Industrial Internet of Things (IIoT), Industrie 4.0, Digitale Fabrik: Diese Megatrends sind ohne ein wichtiges Detail nicht denkbar – die passende Sensorik. Sensoren machen als Schnittstellen zur Außenwelt zukunftsweisende IoT-Anwendungen erst möglich. Moderne Industrieanlagen? Smart Home? Mobilität der Zukunft? Ohne die richtige Sensorik einfach nicht machbar. Denn die richtigen Sensoren spielen eine oft unauffällige, dafür umso wichtigere Rolle: Sie sammeln Daten und Informationen, die anschließend analysiert werden. Die Grundvoraussetzung dafür, dass Produkte, Services und komplette Industriebereiche smart, intelligent und digital werden können. Oder noch deutlicher formuliert: Sensorik ist die Basis für erfolgreiche IoT-Projekte. Bei HK.SYSTEMS sorgen unsere Sensorik-Spezialisten für die richtige Sensorauswahl, die schnelle Implementierung der Sensortechnik und die sinnvolle Adaption der Sensordaten.
Die Technologie: So funktionieren Sensoren
Sensoren messen verschiedene physikalische bzw. chemische Eigenschaften. Ein Sensor ist – einfach erklärt – ein technisches Bauteil, das an einer geeigneten Messposition einen Messwert im Ist-Zustand aufnimmt. Diese Daten werden dann an ein Datenverarbeitungssystem weitergeleitet. Der Sensor bildet also die Schnittstelle zwischen der Datenverarbeitung und der Außenwelt eines kompletten Anwendungssystems. Ein Sensor ist im Normalfall Bestandteil eines Regelkreises. Wenn ein Ist-Wert zu stark von einem Soll-Wert abweicht, ergreift er selbstständig Maßnahmen: Ausgleich, Alarm oder auch Abschalten. In unserem Alltag sind wir mittlerweile ständig von Sensoren umgeben: in Rauchmeldern, in automatischen Türen, in Automobilen, in Smartphones etc.
Die große Vielfalt: Unterschiedliche Sensorarten
Für so gut wie jeden physikalischen Zustand gibt es einen passenden Sensor:
- Kraftmessung: Dehnungssensoren, Gewichtskraftsensoren
- Volumen: Füllstand
- Licht: Lichtstärke, Bildschärfe, Opazität
- Geschwindigkeit: Drehgeschwindigkeit, Fluggeschwindigkeit, Beschleunigung
- Magnetismus: Näherungssensoren
- Elektromagnetismus: Ortung von Funksignalen
- Akustik: Schallsensoren
- Lage: Neigung, Position
- Klima: Feuchtigkeit, Druck, Temperatur
Unser über unser Technologienetzwerk abgedecktes eigenes Portfolio ist für vielfältige Anwendungsbereiche bereits einsatzbereit: Printed Electronics, kundenspezifische oder standardisierte Sensorlösungen, patentierte Sensofoil Sensoren, Folienpotentiometer-Technologie und Sensorelemente, SensoForce-Drucksensoren (FSR-Technologie) und In-Mold Electronics.
Die Suche nach dem passenden Sensor: Auswahl folgt Einsatzzweck
Den speziellen „IoT-Sensor“ gibt es nicht. Schließlich können vom Prinzip her alle Sensorarten mit der Cloud verbunden werden, um gesammelte DDen speziellen „IoT-Sensor“ gibt es nicht. Schließlich können vom Prinzip her alle Sensorarten mit der Cloud verbunden werden, um gesammelte Daten zu analysieren. Die entscheidende Frage lautet also: Welche Sensoren brauche ich für welche IoT-Anwendungen? Die größte Herausforderung bei der Wahl ist stets die Komplexität des Gesamtsystems und die Empfindlichkeit der einzelnen Sensoren: Je mehr Messwerte in einem zentralen System verarbeitet werden müssen, desto anspruchsvoller und wichtiger ist dieser Schritt. Denn die Sensoren fungieren als Schnittstellen zur Außenwelt. Ihr direkter Kontakt zu anderen Baugruppen, zu Außenluft, Witterung oder anderen physikalischen Größen trägt auch immer zu ihrem Verschleiß bei. Deshalb ist es unerlässlich, bei der Auswahl der passenden Sensorik auch die nötige Überwachung und den zu erwartenden Austausch sensibler Komponenten im Blick zu behalten. Gerade im Bereich des Industrial Internet of Things (IIoT) hängt es oft von der rauen Einsatzumgebung ab, welche Sensoren in der Lage sind, über Jahre zuverlässig ihre Funktion zu erfüllen, möglichst ohne viel Wartung. Für Fertigungsstraßen und Industrieanlagen kommen beispielsweise nur industrietaugliche, robuste Sensorausführungen in die engere Auswahl. Umgebungsbedingungen wie Staub, Schmutz, Öl, Feuchtigkeit und Temperatur besitzen ebenfalls einen großen Einfluss wie auch die Konnektivität, sprich die Schnittstelle zu übergeordneten Systemen. Die Konnektivitätseigenschaften der Sensoren sollten nicht nur zum Datenaufkommen passen, sondern auch zur bestehenden Systeminfrastruktur.
Fazit: Erfolgreiche IoT- und IIoT-Projekte durch passende Sensorik
Die richtige Sensorwahl hängt im Rahmen eines IoT-Projekts immer vom geplanten individuellen Anwendungsbereich ab: Mal sind es Sensoren mit einem möglichst geringen Die richtige Sensorwahl hängt im Rahmen eines IoT-Projekts immer vom geplanten individuellen Anwendungsbereich ab: Mal sind es Sensoren mit einem möglichst geringen Stromverbrauch, um eine möglichst hohe Lebensdauer zu erreichen. Dann wiederum geht es um kurzfristige Verfügbarkeit und eine langfristige Wiederbeschaffungsmöglichkeit der involvierten Komponenten und Geräte, je nach Skalierung in großen Mengen oder in Kleinststückzahlen. Mit unserer Erfahrung nehmen wir jedem Kunden diese Suche ab und finden für ihn die passende Sensorik. In unserem Partnernetzwerk kombinieren wir unser über Jahrzehnte gesammeltes Know-how und fungieren für unsere Kunden wie ein Generalunternehmer, der alle nötigen Services komplikationslos aus einer Hand liefert: Von der Sensorauswahl über passende I/O- und Steuerungssysteme bis hin zu den benötigten Cloud-Anbindungen und der erforderlichen Netzwerktechnik.
Stefan Berres von unserem Partnerunternehmen Hoffmann + Krippner ist unser Experte für die Additive Fertigung. Wenn Du Fragen hast, beantwortet er diese gern: