Anwendungen

Die Entwicklungen in der Automobilindustrie sind immer spezifischer auf Regionen und Fahrzeugklassen ausgerichtet. Deshalb wird es in diesem Bereich zunehmend wichtig zu differenzieren. Mit unseren Entwicklungen kommt leistungsfähige Elektronik ins Auto. Die damit ausgestatteten Fahrzeuge passen zu den Umweltkonzepten der Zukunft und bieten Fahrer, Insassen und anderen Verkehrsteilnehmern erhöhte Sicherheit. Wir bieten maßgeschneiderte Lösungen für die sichere und zuverlässige Mobilität von morgen.

Als technologieunabhängiger Innovator im Mixed-Mode-Design sowie für Kommunikations­lösungen setzen wir gemeinsam mit unseren Kunden neueste Technologien erfolgreich um.

Anwendungsbeispiele

Berührungsloser
Einklemmschutz

Der berührungslose Einklemmschutz stoppt motorbetriebene Türen und Fenster, bevor Druck ausgeübt wird, und vermeidet so schmerzhaftes Einklemmen und schwere Verletzungen. Mit der intelligenten integrierten 3D-Hall-Technologie HallinOne® ist eine genaue Positionserfassung von elektrisch angetriebenen Systemen möglich.

Fahrerassistenzkamera

Die Fahrerassistenzkamera analysiert mithilfe eines automotiv-tauglichen CMOS-Polarisationsbildsensors die Fahrbahn zur Unterdrückung störender Reflexe.

Eingebettete Systeme

Zusätzlich bringen eingebettete Systeme die Mobilität ein großes Stück voran: So überwachen monolithisch integrierte 3D-Magnetfeld-Sensoren (HallinOne®) den Ladezustand der Autobatterie, und der E-Car Communication Manager koordiniert als zentrale Plattform im Fahrzeug alle wichtigen Kommunikationsschnittstellen.

Gerade mittelständische Unternehmen stehen beim Thema »Industrietechnik von morgen« vor einer besonderen Herausforderung. Wir bieten neuartige Lösungen für die Antriebs-, Mess- und Steuerungstechnik mit allen sicherheitstechnischen Aspekten.

Für berührungslose, hochgenaue Positionsmessung kann als ein Beispiel die integrierte HallinOne®-Technologie erwähnt werden, mit der neue Anwendungen möglich sind, wie etwa die Bedienung komplexer Steuerungen. Oft sind aus zuverlässigkeits- oder wettbewerbsbedingten Gründen anwendungsspezifische ICs (ASICs) notwendig, die Stückzahl jedoch gering. Auch hier bieten wir individuelle Lösungen: Über unsere Virtuelle Foundry können sehr kleine bis mittlere Stückzahlen realisiert und geliefert werden.

 

Der 3D-Magnetfeldsensor HallinOne® ermöglicht erstmals, an einer Stelle in der Waschmaschine alle drei Raumachsen eines beliebigen Magnetfelds zu messen. Die darauf basierenden Geräte wurden so konzipiert, dass die Systeme sehr effizient arbeiten und optimal mit den verfügbaren Ressourcen umgehen.

Anforderungen an den Sensor:

  • Positionsbestimmung der Wäschetrommel
  • Ermittlung des Wäschegewichts
  • Erkennen von Unwuchten
  • Verhinderung einer Überbeanspruchung der mechanischen Komponenten

Kundennutzen durch 3D-Magnetfeldsensorik in Waschmaschinen:

  • Waschmitteloptimierung
  • Optimierung der Trommellager
  • Höhere Schleuderzahl
  • Schleudern mit Unwuchtausgleich
  • Höheres Ladevolumen

Umweltmesstechnik

Umweltbedingungen haben einen wesentlichen Einfluss auf unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden. Mit Hilfe physikalischer und chemischer Sensoren können Umwelteigenschaften, wie Temperatur, Druck, Feuchte, die Konzentration von Gasen sowie die Zusammensetzung von Flüssigkeiten gemessen werden. Eine hohe Funktionalität dieser Sensoren wird jedoch erst durch eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) für eine bestmögliche Signalverarbeitung erreicht. Die von uns entwickelten ASICs können die Leistungsfähigkeit von Sensorsystemen optimieren und gleichzeitig Kosten und Bauraum reduzieren.

Mit unserer Expertise im Schaltungsentwurf unterstützen wir unsere Kunden bei der Entwicklung von Sensorsystemen

  • für die Luftgütemessung
  • für die Sicherheitsmesstechnik von Gasen
  • für die Detektion bestimmter Moleküle in Flüssigkeiten.

 

ASICs für Gassensoren

© Fraunhofer IIS/Udo Rink

In der Gebäudeautomatisierung sowie in der Lüftungssteuerung in Fahrzeugen eignen sich Metall-Oxid-Gassensoren hervorragend für eine effiziente Messung der Luftgüte. Um die Messgenauigkeit und Langzeitstabilität von miniaturisierten Metall-Oxid-Gassensoren zu erhöhen, hat das Fraunhofer IIS eine integrierte Auswerteschaltung in Form eines AISICs entwickelt, die einen sehr weiten Messbereich abdeckt und gleichzeitig einen temperatur-gesteuerten Betrieb ermöglicht. Darüber hinaus kann dieser ASIC-Baustein zusammen mit einem Pellistor auch zur Abwehr von Gefahren durch brennbare Gase eingesetzt werden.

ASICs für elektrochemische Sensoren

© Fraunhofer IIS/Udo Rink
MIP-Sensor mit integrierter Auswerteelektronik für den selektiven Nachweis geringster Spuren von Schadstoffen in Flüssigkeiten

In der Lebensmittelüberwachung ist der Nachweis von Schadstoffen und Verunreinigungen in Flüssigkeiten von großer Bedeutung. Mit sogenannten molekular geprägten Polymeren (molecular imprinted polymeres - MIPs) können Verunreinigungen auch in geringsten Konzentrationen detektiert werden. MIPs bestehen aus einer Goldelektrode, die mit molekular geprägten Polymeren für die jeweilige Zielsubstanz beschichtet werden. Die Polymere bilden dabei eine Struktur, in der die zu detektierenden Moleküle wie Fußabdrücke in Gips eingeprägt sind. Treffen die passenden Moleküle auf diese Oberfläche, werden sie gebunden und ändern die elektrische Kapazität der Elektrode. Damit reagiert der Sensor ausschließlich auf die gewählte Substanz.

Diese MIPs sind mit einer hochgenauen, kapazitiven Auswerteschaltung verbunden, die ein digitales Ausgangssignal bereitstellt. Der große Vorteil des Verfahrens ist die hohe Selektivität des Sensormaterials bei gleichzeitig kostengünstiger Fertigung. Dieses Messprinzip kann auch für den Nachweis von Drogen im Abwasser eingesetzt werden. Zum selektiven Nachweis geringster Spuren in Flüssigkeiten entwickelte das Fraunhofer IIS gemeinsam mit den Partnern CapSenze und der Universität Ghent ein mobiles Analysesystem, bestehend aus MIPs, Transducer und ASIC.