Vibration mit mikroskopischen Goldkügelchen spart Akkustrom

Deutlich günstiger als Beschleunigungssensoren auf Siliziumbasis. Viele mobile Geräte wie Handys, Rechner, Hörgeräte, PDAs, Fahrradrücklichter oder Ähnliches haben nach einiger Zeit keinen Strom mehr. Zwar gibt es viele Fortschritte auf dem Gebiet der Akku- und Batterienentwicklung, doch oft wird schlicht vergessen, das Gerät bei Nichtgebrauch auszuschalten. Ein Mikrovibrationsschalter, der auf kleinste Erschütterungen reagiert, soll dies nun ändern.

13. Oktober 2006 um 09:10 Uhr / Andreas Donath

Professor Dr. Hartmut Gemmecke und Dr. Thoma Blank vom Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik am Forschungszentrum Karlsruhe haben eine Lösung entwickelt, die aus einem Schalter besteht, in dessen Innerem in einem Hohlraum eine vergoldete Stahlkugel mit 0,8 mm Durchmesser liegt.

Erschütterungen des Schalters bzw. des Gegenstandes, in dem er eingebaut ist, setzen die Kugel in Bewegung. Indem sie wie ein Tennisball zwischen zwei vergoldeten Kontakten hin- und herrollt, schließt sie den Stromkreis. In vollkommener Ruhe dagegen wird der Stromkreis unterbrochen. Das Verfahren soll in manchen Bereichen bis zu zehnmal längere Nutzungszeiten erlauben, so die Wissenschaftler.

Der Schalter wird in einem preisgünstigen Herstellungsverfahren produziert. "Wir nehmen genau die gleichen Leiterplatten und Herstellungsverfahren, wie sie bei der Massenproduktion von Elektronik verwendet werden", so Blanke.

Im IPE werden die Leiterplatten dann in jeweils 1.024 einzelne Schalter zerlegt, automatisch getestet und sortiert. Im Vergleich mit einem Beschleunigungssensor auf Siliziumbasis ist der Mikrovibrationsschalter nach Angaben der Beteiligten deutlich günstiger.

Ihre Erfindung aus dem Forschungszentrum Karlsruhe wollen die Wissenschaftler nun selbst vermarkten und haben mit Unterstützung des Forschungszentrums und der Helmholtz-Gemeinschaft die Firma Sensolute GmbH gegründet. Mitbeteiligt an der Ausgründung ist mit 20 Prozent auch das Forschungszentrum Karlsruhe selbst.

Der Schalter könnte eine günstige Alternativlösung für die bisher verwendeten Vibrationsschalter auf Quecksilberbasis sein, die bspw. auch in vielen mobilen Alarmanlagen eingesetzt werden. Diese Schalter sind seit Juli 2006 europaweit verboten.

Batteriegetriebene Fahrradrücklichter sind der erste Massenmarkt: Das Licht schaltet sich automatisch aus, wenn das Rad abgestellt wird, dadurch hält die Stromversorgung bis zu zehnmal länger. Weitere Anwendungen sieht Gemmeke in GPS-Geräten, Spielzeugen oder auch Hörgeräten: Kleinste Vibrationen genügen, um das Gerät in Betrieb zu setzen, bei Stillstand wird die Batterie geschont.

"Anfragen für mehrere Millionen Stück liegen bereits vor", so Jens Fahrenberg, Leiter der Stabsabteilung Marketing, Patente und Lizenzen des Forschungszentrums Karlsruhe, der die Gründungsphase begleitet und betreut hat.