Intel entwickelt batteriefreie Sensortechnik

Energie wird drahtlos per RFID-Reader übertragen

Mit seiner "Wireless Indentification and Sensing Platform" (Wisp) erforscht Intel derzeit eine Technik, mit der sich sensorische Daten in winzigen Geräten ohne eigene Stromversorgung erfassen und übertragen lassen. Dazu wird ein RFID-Reader drahtlos angezapft.

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Herkömmliche RFID-Tags (Radio Frequency Identification) induzieren über eine große Antenne eine Spannung, wenn sie in das ein Watt starke Sendefeld eines RFID-Readers gelangen. Die Tags senden dann eine Seriennummer aus. Damit lässt sich nur bestimmen, wo sich ein Gegenstand befindet, aber nicht, was sein Zustand ist.

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Am Intel Research Center in Seattle arbeitet Jorshua R. Smith daran, das zu ändern. Nicht nur für Überwachungsaufgaben, auch für das Steuern und Regeln von technischen Abläufen ist Sensortechnik interessant, die auch verrät, ob sich ein bestimmter Zustand gerade geändert hat. In der vergangenen Woche zeigte Smith in Santa Clara vor Journalisten dazu beispielsweise eine Schachtel, die den Zustand "offen" oder "geschlossen" drahtlos an einen RFID-Reader melden konnte. Das Faszinierende: In der Schachtel befindet sich keinerlei Energieversorgung.

Den Strom für den Sensor generiert Smith aus dem Feld des RFID-Readers, der mit 1 Watt Sendeleistung nach Tags sucht. Dazu hat der Forscher auf Halbleiterbasis einen "Harvester" für Funkenergie konstruiert - vermutlich auf Basis einer cleveren Kondensatorschaltung, wie sie auch schon die Blink-Gerätchen für eingehende Handy-Anrufe verwenden. Wie genau der Harvester funktioniert, verriet Smith nicht - immerhin sind für die Wisps fünf Patente eingereicht.

Funktionsweise eines Wisps
Funktionsweise eines Wisps
Die Entwicklung der Wisps läuft bei Intel bereits seit zwei Jahren, am Anfang standen zwei RFID-Chips, die je nach Zustandsänderung jeweils eine ihrer Seriennummern sendeten - eine Datenübertragung mit einem Bit. Inzwischen hat Smith auch mikromechanische Elemente (MEMS) an das Wisp angebunden, die etwa wie ein Gleichgewichtsschalter Änderungen der Lage eines Gegenstands feststellen können. Auch ein Helligkeitssensor ist schon erfunden, Smith demonstrierte die Messung der Helligkeit an einem Fenster über einen Zeitraum von 12 Stunden. Das Wisp war dabei einen Meter vom RFID-Reader entfernt, von dem es seine Energie bezog.

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Das Wisp aus einzelnen Bausteinen
Das Wisp aus einzelnen Bausteinen
Aus dem einen Watt Sendeleistung des Readers kann Intel inzwischen 1 Watt elektrische Leistung auf dem Wisp generieren, und eine Schaltung mit 3 Volt Spannung versorgen. Das klappt auch schon mit ersten Mikrocontrollern, die gesamte Schaltung hat noch etwa die Größe einer Streichholzschachtel. Das soll sich in etwa 2-3 Jahren, so Smith, auf einen einzigen massentauglichen Chip integrieren lassen - erste Muster dafür will Intel bereits 2006 herstellen. Mit den derzeitigen Laborlösungen kann man bereits 64 Bit an Daten übertragen, mit denen beispielsweise auch der Lichtsensor arbeitet: Er kann 64 Helligkeitsstufen erkennen.

Wie bei allen RFID-Technologien ist auch bei Wisps die Entfernung das größte Problem. Bis etwa einen Meter arbeiten die derzeitigen Wisps. Smith hofft, die Entfernung mit künftigen RFID-Standards, die in anderen Frequenzbereichen arbeiten, auf rund 10 Meter anheben zu können.

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