Wearables: Körperenergie als Stromquelle

(Bild: Karlsruher Institut für Technologie)

Mobile Geräte wie Smartphone, Tracker oder Blutdruckmesser sind nicht nur hilfreich, sondern auch Stromfresser. Forscher am KIT stillen den Hunger nach Elektrizität mit Bewegungsenergie. „Will man Bewegungsenergie des Körpers ernten, besteht die Herausforderung darin, dass die Stromerzeugung vom Nutzer keinen zusätzlichen Kraftaufwand fordert“, sagt Christian Pylatiuk vom Institut für Angewandte Informatik (IAI). Mit seinem Team hat der Mediziner zwei Systeme entwickelt, die diesem Anspruch genügen. Eine Konstruktion für die untere Extremität nutzt das Körpergewicht beim Gehen. Unter Ferse und Ballen des Läufers ist dabei je ein kleines mit Flüssigkeit gefülltes Kissen angebracht. Beim Auftreten und Abrollen wird Öl durch eine Schlauchverbindung dazwischen hin und her gepumpt und treibt – ähnlich einem Gezeitenkraftwerk im Miniaturformat – einen Kolben, der wiederum einen Generator antreibt. Das Minielektrizitätswerk hat Pylatiuk derzeit in einer mit Sensoren versehenen Fußprothese eingebaut, die Bewegungen des Trägers aktiv unterstützt. Ein anderer Generator kann wie eine Uhr am Arm getragen werden. Die besondere Schwierigkeit hier: Um einen Generator zu betreiben, müssen die sehr unsteten Armbewegungen in eine gleichmäßige Bewegung umgewandelt werden. Pylatiuk hat dafür auf eine bewährte Technik zurückgegriffen: „Die Funktionsweise ähnelt der einer Automatik Uhr.“ Im Gegensatz zum Uhrwerk, wo die Energie mittels Schwungmasse, die eine Feder spannt, gespeichert wird, ist hier ein Induktionsmotor aktiv, in dem ein Exzenter einen Magneten in einer Spule vor und zurück bewegt. Die maximale Leistung von 2,2mW reicht zwar noch nicht ganz, um etwa ein Hörgerät zu betreiben oder ein Smartphone aufzuladen. Aber: „Wir arbeiten gerade an einer leistungsfähigeren Version für den Consumer Bereich“, sagt Pylatiuk. Mit den Ergebnissen rechnet er bis Ende des Jahres.

Wearables: Körperenergie als Stromquelle
Bild: Karlsruher Institut für Technologie


Das könnte Sie auch interessieren

Das Industrial Internet Consortium (IIC) und die Working Group for Industry 4.0 haben mit der Industrial Internet Reference Architecture (IIRA), beziehungsweise dem Reference Architectural Model for Industrie 4.0 (RAMI 4.0), Richtlinien und Empfehlungen gegen Cyber-Attacken erarbeitet. Einen Schutz vor Cyber-Angriffen bietet die Separation-Kernel-Technologie. Sie ermöglicht es, anfällige Schnittstellen streng zu kontrollieren, um Angriffe schon im frühen Stadium zu unterbinden.‣ weiterlesen

Leiterplatten und Anschluss-Komponenten haben einen hohen Einfluss auf die Leistungs- und Anpassungsfähigkeit elektrischer Geräte. Je anpassungsfähiger ein Gerät ist, desto weniger Varianten müssen produziert und vorgehalten werden - und desto geringer sind die Gesamtstückkosten. Eine Direktstecktechnik bringt frischen Wind in die Leiterplatten-Anschlusstechnik.‣ weiterlesen

Der Testadapter für den Computer-on-Module-Standard Smarc von Yamaichi Electronics eignet sich auch für die aktuelle Version Smarc 2.0. Der Testadapter realisiert die geeignete Ausrichtung der Kontakte und ermöglicht eine zuverlässige Kontaktierung. Durch die Verwendung von Federkontaktstiften ist eine hohe Anzahl an Kontaktzyklen erreichbar.‣ weiterlesen

Anzeige

Sigfox veranstaltete Ende September in Prag erstmals die 'Sigfox World IoT Expo'. Das globlale Funknetzwerk kann Objekte mit geringem Energiebedarf drahtlos mit dem Internet verbinden. Wir sprachen mit Aurelius Wosylus, Director Sales bei Sigfox über die zweitägige Expo, LPWAN und die Beudeutung der Sigfox-Partner.‣ weiterlesen

Investitionen im IoT-Bereich sind für Unternehmen nicht nur sinnvoll, sondern auch unvermeidbar, wollen sie wettbewerbsfähig bleiben. Die Logistik-Branche wird nach Experteneinschätzungen einer der Vorreiter sein.‣ weiterlesen

Die Miniaturisierung von Embedded-Systemen erfordert den Einsatz von Prozessoren mit einer immer höher werdenden Leistungsdichte. Leistung bedeutet auch Abwärme, umso wichtiger ist die Auswahl und Anwendung des richtigen Gehäuses um Wärme abzuleiten.‣ weiterlesen