Sensoren liefern die Basis für die vielen Funktionen von Fitness-Trackern, Smartwatches und Co. Angetrieben von der wachsenden Nachfrage aus dem Wearable-Markt, werden immer kleinere, intelligentere und energieeffizientere Systeme entwickelt.
Der Markt für Sensoren in Wearables wird laut PricewaterhouseCoopers (PwC) explodieren und bereits 2019 bei über einer halben Milliarde Einheiten liegen. „Das Internet der Dinge und insbesondere Wearables erobern nicht nur die Wirtschaft, sondern auch den Alltag der Menschen. Diese Entwicklung lässt die Nachfrage nach Sensoren in die Höhe schnellen“, kommentiert Werner Ballhaus, Leiter des Bereichs Technologie, Medien und Telekommunikation bei PwC. Bewegungssensoren erfassen die Körperbewegungen, andere Sensoren erkennen die Erdanziehungskraft, messen Temperaturen oder Feuchtigkeit. Viele weitere Sensoren sind in modernen Wearables integriert: In einem aktuellen Report unterscheidet Semico Research elf verschiedene MEMS-Sensoren und zwölf „klassische“ Sensoren, die nicht auf der MEMS-Technologie aufbauen.
Bei MEMS handelt es sich um winzige mikromechanische Bauelemente, die Logikelemente und mikromechanische Strukturen in einem Chip vereinen. „MEMS- und Nicht-MEMS-Sensoren ergänzen sich gegenseitig in Wearables und mobilen Geräten“, so Tony Massimini, Technologie-Chef bei Semico. „Allerdings besteht da auch Wettbewerb, da einige MEMS-Sensoren wahrscheinlich Nicht-MEMS-Sensoren ersetzen werden.“
Energiebedarf senken
Der Vorteil von MEMS-Sensoren: ihre äußerst geringe Größe. „Wesentliche Herausforderung bei der Weiterentwicklung unserer MEMS-Sensoren ist ihr Energieverbrauch. Beispielsweise können wir mit mehr Intelligenz im Sensor den Energiebedarf reduzieren“, erklärt Dr. Franz Lärmer, Sensorexperte bei Bosch. Eine intelligente Programmierung lässt die Sensoren ihre Daten nur dann sammeln und übertragen, wenn es wirklich nötig ist – denn solange ein Smartphone beispielsweise still auf dem Tisch liegt, können seine Sensoren ausgeschaltet werden. Zudem ist es dank der eingebauten Intelligenz nicht mehr notwendig, einen Applikationsprozessor oder einen zusätzlichen diskreten Sensor-Hub für die Weiterverarbeitung der Roh-Sensordaten aus dem Stand-by-Status zu holen. Das spart weiteren Strom.
Verschiedene Messwerte aus einem System
Heutige Sensorlösungen vereinen gleich mehrere MEMS-Sensoren in einer Einheit, zum Beispiel zur Beschleunigungsmessung in mehrere Richtungen plus Drehratensensoren. Das spart nicht nur Platz, sondern ermöglicht auch eine einfachere Fusion der Daten. Der Entwickler eines neuen Wearable-Gerätes kann derartige Komplettsysteme sehr einfach in seinen Entwurf integrieren und reduziert so seinen Entwicklungsaufwand erheblich.
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