Das Ende der langen Leitung
©Fraunhofer. Die Mechatronik liefert kleine, autonome Steuerungseinheiten, die Bauteile intelligent und zuverlässiger machen.
»Benzin fast alle«, meldet die Anzeige am Armaturenbrett. Über Sensoren und ein Kabelsystem wird der aktuelle Füllstand ermittelt und weitergegeben. Dieses System ist nicht nur störanfällig, sondern auch aufwendig. Mechatronik macht die lange Leitung überflüssig.
Ob Waschmaschine, Auto oder Roboter – dank Hightech werden sie immer cleverer. Ein wesentlicher Schritt für die zuverlässige und autonome Arbeit der Maschinen sind mechatronische Steuerungssysteme. Sie vereinigen Sensorik, Aktorik und Mikroelektronik auf kleinstem Raum. Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM und das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Bereich Bauelementetechnologie, treiben gemeinsam mit verschiedenen Hochschulen die Forschung und Entwicklung in Sachen Mechatronik voran.
Die Mechatronik ist ein relativ junges, interdisziplinäres Gebiet der Ingenieurwissenschaften. Hier vereinigen sich Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik. Das Ziel: kleine, autonome Systeme, die intelligent und eigenständig arbeiten. »Exemplarisch lassen sich Aufgaben und Vorteile am Auto aufzeigen«, erläutert Dr. Frank Ansorge vom Oberpfaffenhofener Institutsteil des IZM. »Sensoren ermitteln beispielsweise im Tank den Füllstand. Damit der Bordcomputer diese Informationen erhält, werden im Wagen störempfindliche, aufwendige Kabelbäume verlegt.« Diese langen Leitungen wollen die Forscher abschaffen. Ihre Lösung: integrierbare mechatronische Steuerungen. »Wir haben einen modularen Mechatronik-Baukasten entwickelt«, beschreibt Dr. Frank Ansorge. »Die miniaturisierten Bauteile können bedarfsgerecht in kleine Stapel – die StackPacs – zusammengesetzt werden.« Diese hochintegrierten Baugruppen sind wesentlich zuverlässiger als Standardmodule. Eine elektronikgerechte Verkapselung ist multifunktional. Sie schützt die Submodule vor externer Beeinflussung und integriert mechanische Funktionalität wie Befestigungschips, Bohrungen und Stecker.
Derzeit entwickelt das IZM ein Türmodul für BMW, das die elektrischen Fensterheber, die Zentralverriegelung und die Rückspiegeleinstellung direkt und ohne Umweg über den Bordcomputer steuern kann. Mit einem anderen System sollen die Frontscheinwerfer interaktiv gesteuert werden und sich dem Fahrtverlauf anpassen. So kann vor allem bei kurvigen Strassen die Fahrbahn optimal ausgeleuchtet und die Gefahrensituation vermindert werden. Die mechatronischen Steuerungssysteme läuten nicht nur das Ende der langen Leitung ein, sie eröffnen den intelligenten Bauteilen einen breiten Markt.
Ansprechpartner:
Dr. Frank Ansorge
Telefon: 0 81 53/90 97-5 00
Fax: 0 81 53/90 97-5 11
ansorge@mmz.izm.fhg.de
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