30. Mai 2018

Sensorik: Elektronik mit allen Sinnen

Die digitale Welt lebt von Daten. Und die stammen zunehmend von vernetzter und intelligenter Sensorik. Als eine der wichtigsten Schlüsseltechnologien für die Zukunftsthemen IoT, autonomes Fahren, Industrie 4.0, Smart Health oder Smart City ist sie vom 13. bis 16. November 2018 in vielen Bereichen und Veranstaltungen der Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik anzutreffen. Konzentriert findet man Sensoren in den Ausstellungsbereichen „Sensorik, Mikro- und Nanosysteme“ (Halle B3) sowie „Messen und Prüfen“ (Halle A3).

Mit dem „Internet der Dinge“ dringt das Internet noch weiter in alle privaten und geschäftlichen Bereiche vor. Sensoren spielen dabei eine Hauptrolle, da sie jedes Ding in eine Datenquelle verwandeln. So schlagen sie in Fahrzeugen, Smart Cities, Smart Factories, im Smart Home oder in der Medizin die Brücke zwischen analoger und digitaler Welt. Diese Vielzahl unterschiedlichster Szenarien führt ganz automatisch zu einem explosionsartigen Anstieg von Sensorvarianten, die etwa einem Dutzend grundsätzlicher Messprinzipien folgen.

Die Entwicklung zu Smart Sensoren spielt in diesem Zusammenhang eine besonders wichtige Rolle. Neben der Erfassung vereinigen Sensoren mittlerweile auch Aufbereitung sowie Verarbeitung in einem einzigen Bauteil. Mit Hilfe von Mikroprozessoren werden Sensoren zur Schnittstelle mit übergeordneten Systemen ohne dabei einen externen Rechner zu benötigen.

Sensorik – der Markt
Der Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE) prognostiziert für den Sensormarkt ein enormes Wachstumspotenzial. Von aktuell zehn Milliarden Stück soll die Nachfrage bis 2030 auf hundert Billionen anwachsen. So zeigt sich denn auch die hierzulande überwiegend mittelständisch geprägte Branche einer Umfrage des AMA Verbandes für Sensorik und Messtechnik zufolge besonders forschungs- und investitionsfreudig.

Weltweit sehen die Analysten von Zion Market Research den Umsatz mit IoT-Sensoren bei einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum (CAGR) von knapp über 24 Prozent bis 2022 auf 27,38 Milliarden US-Dollar steigen. Industrie 4.0, der Automobilsektor, aber auch die Medizinelektronik sorgen dabei für hohe Absatzzahlen. Auf der electronica 2018 spielen Sensoren deswegen in vielen Ausstellungsbereichen und auf den Konferenzen eine herausragende Rolle.

Sensorik – die Konferenzen
Bei der electronica Automotive Conference (eAC) am 12. November 2018 stehen unter anderem Sensoren im Mittelpunkt. Denn schon in den letzten Jahren stieg die Sensoranzahl und Variantenvielfalt durch Fahrerassistenzsysteme und Komfortfunktionen enorm an. Die Elektrifizierung des Antriebs, autonomes Fahren und die Vernetzung werden diesen Trend im kommenden Jahrzehnt noch beschleunigen. Die Sensorik unterliegt dabei hohen technischen Anforderungen, aber auch steigenden Ansprüchen hinsichtlich Kosten, Miniaturisierung, Robustheit und Zuverlässigkeit. Um allerdings den Sicherheitsanforderungen beim autonomen Fahren gerecht zu werden, sind Multisensorsysteme und das Zusammenführen der Daten verschiedenartiger Sensoren (Sensorfusion) notwendig.

Auf der electronica Embedded Platforms Conference (eEPC) am 14. und 15. November 2018 besitzt die Sensorik ebenfalls eine übergeordnete Bedeutung. In innovativen eingebetteten Systemen nimmt sie die Umwelt nicht mehr nur wahr, sondern verarbeitet die Messwerte und reagiert zunehmend mit Hilfe von Machine-Learning-Algorithmen autonom darauf. Bei Embedded Vision eröffnen Sensoren kleinen, smarten Bildverarbeitungssystemen vollkommen neue Felder in der Fabrik der Zukunft, im Verkehr, in der Medizin, aber auch im Consumer Bereich.

Drahtlose Systeme, die auf Sensoren beruhen und medizinische Daten erfassen, behandelt der erstmals stattfindende electronica Medical Electronics Conference (eMEC) am 15. November 2018. Sensoren werden zukünftig eine auf individuelle Bedürfnisse abgestimmte medizinische Versorgung effektiver und preisgünstiger gestalten. Dabei sind die strengen Anforderungen innerhalb der Medizin was Genauigkeit sowie Zuverlässigkeit betrifft zu erfüllen. Körpernahe Anwendungen erfordern unter anderem zusätzlich biokompatible Sensorgehäuse sowie sichere und gasdichte Verkapselungen.

Sensorik – die Foren
Neben den Konferenzen können sich Konstrukteure, Fachspezialisten und das technische Management an allen vier Messetagen auf dem Automotive Forum (Halle B4), dem Embedded Forum (Halle B5) sowie dem IIoT Forum (Halle C5) inmitten der jeweiligen Ausstellungshallen auch über Sensortrends informieren und mit Experten und Kollegen aktuelle Markt- und Technologiethemen diskutieren. Dieses Jahr neu ist der „TechTalk“ – ein Format, das sich mit besonderer technischer Tiefe explizit an Ingenieure und Entwickler richtet. Der Besuch aller electronica Foren ist im Eintrittspreis enthalten.

Sensorik – die Aussteller
Die Ausstellungsbereiche Sensorik, Mikro- und Nanosysteme (Halle B3), Messen und Prüfen (Halle A3), aber auch Embedded (Halle B5) und Automotive (Halle B4) decken die gesamte Bandbreite der Sensorik von der Hardware über Software bis hin zu Komplettsystemen und Dienstleistungen ab.

So kombiniert das Fraunhofer IIS Sensoren mit Algorithmen für Datenanalysen direkt an der Maschine. Damit werden mögliche Fehler schnell ermittelt, aber auch Fertigungsprozesse eigenständig von den Prüfmaschinen optimiert.

Die digitalen HDR-CMOS-Kameras von First Sensor gehören zusammen mit Solid-State-Lidar-Sensoren von Osram - weltweit führender Anbieter für Sensorlicht bei autonomen Fahrzeugen - zu den Grundvoraussetzungen für teil- und vollautonomes Fahren.

Die KI-Steuerbox ProAI von ZF Friedrichshafen und dem KI-Spezialisten Nvidia verarbeitet die enorme Datenflut eines umfangreichen Sensor-Sets in Echtzeit, um vollautomatisiertes Fahren Level 4 zu ermöglichen. Die Kombination aus extrem niedrigem Stromverbrauch und Langzeitstabilität prädestiniert die Sensoren von Sensirion für die Überwachung der Luftqualität in mobilen und batteriebetriebenen Smart-Home-Anwendungen.

Bosch, der weltweit führende Hersteller von MEMS-Sensoren für die Automobil- und Konsumelektronik, zeigt Sensoren mit Auswerteschaltung in einem Halbleitergehäuse.

TE Connectivity bietet Sensorlösungen, die den strengen Anforderungen vieler Anwendungen im Gesundheitswesen genügen. Mitglieder des AMA Verbandes für Sensorik und Messtechnik zeigen auf einem Gemeinschaftsstand alles vom Sensorelement über Sensoren und Messtechnik bis hin zu System- und Komplettlösungen.

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