Die im Institut zu realisierenden Mikrosysteme benötigen analoge Schaltungen für die Signalaufbereitung, die sehr unterschiedliche Eigenschaften betreffs Auflösung, Genauigkeit und Frequenzverhalten aufweisen müssen, sowie verschiedene Interfaces für die Gerätekopplung. Die Entwicklung von Interface-Schaltungen im weiteren Sinne ist daher ein wichtiger Bestandteil aktueller Projekte mit dem Einsatz von Personal-Computern, Mikrocontrollern und digitalen Signalprozessoren.

Mittlerweile existieren zahlreiche Eigenentwicklungen für serielle und parallele Schnittstellen (RS232, I2C, IEEE 1284, Single Wire Net), den Universal Serial Bus (USB), den PCI-Bus, Firewire (IEEE 1394), PCMCIA sowie PCI-Express. Hiermit lassen sich alle relevanten Interfaces für Anwendungen in  der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik mithilfe von A/D- und D/A-Umsetzern, Signalverstärkern, Port-Expandern sowie Strom- und Spannungsquellen abdecken, die in den verschiedenen Mikrosystemen zum Einsatz kommen. Neue Designs werden dabei vorwiegend in der Surface Mounted Technology realisiert, was sehr kompakte Lösungen ermöglicht.

Abbildung 1: Die Signalverarbeitungskette umfasst unterschiedliche analoge und digitale Funktionseinheiten

Einen weiteren Schwerpunkt bildet die drahtlose Erfassung von Sensordaten anhand aktiver und passiver Transpondersysteme (125 kHz, 13.56 MHz), die insbesondere in Applikationen für die Medizintechnik zum Einsatz kommen. Die gemessenen Daten werden typischerweise von einer Basisstation aufgenommen und über eine Schnittstelle an einen PC geleitet, wo die Messwerte entsprechend ausgewertet und visualisiert werden können. Diese Schnittstelle kann ebenfalls drahtlos - dann meist per Bluetooth - ausgeführt sein.

Abbildung 2:Transponder mit Microcontroller für die Medizintechnik

Autarke und selbst organisierende Sensorknoten werden mithilfe von Zigbee (IEEE 802.15.4) realisiert, was bereits zu sehr stromsparenden und energieeffizienten Applikationen geführt hat, die zukünftig mithilfe von Energy Harvesting-Methoden weiter zu optimieren sind.

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Klaus Dembowski

Veröffentlichungen (Auswahl):      ⇒  Alle Veröffentlichungen

• Computernetzwerke - Der leichte Einstieg in Grundlagen und Praxis (Addision-Wesley 2012)

• Klaus Dembowski, Energy Harvesting für die Mikroelektronik (VDE-Verlag, 2011) Energieeffiziente und -autarke Lösungen für drahtlose Sensorsysteme

• Energy Harvester für die Mikroelektronik, Minigeneratoren zur netzunabhängigen Stromversorgung von elektronischen Schaltungen (Elektronik Energy, Mai 2011)

   

• Klaus Dembowski, Einführung in Unified Threat Management: Handbuch für IT-Sicherheit und Netzwerktechnik (DeltaPress, 2010)

• Klaus Dembowski, Bryce T. Bradford, Funk-Sensor mit niedriger Energieaufnahme, Realisierung drahtloser Sensor-Netzwerke (Elektronik 9/2010)

• Klaus Dembowski, Sensornetze mit energiesparender Funktechnik, Messwerte mit geringem Energieeinsatz erfassen und übertragen (Elektronik Wireless Oktober 2010)

• Klaus Dembowski, Energy Harvesting für die Mikroelektronik, Ecodesign Congress Oktober 2010

• Klaus Dembowski, Hardware-nahe Systemtests für PC-Hardware, Elektronik 6/2009

• Klaus Dembowski, PCI-Express-Entwicklungshilfe, Chips und Tipps zur Implementierung von PCIe-Schaltungen, Elektronik Embedded 2/2009

• Klaus Dembowski, Treiberprogrammierung für Windows Vista, Treiber erstellen mit der Windows Driver Foundation, Elektronik 16/2008

• Klaus Dembowski, PC-Werkstatt,  Hardware konfigurieren, optimieren und reparieren Markt & Technik, 2008

• Christoph Weyer, Martin Stemick , Christian Renner, Felix Hackbarth , Ulf Pilz , Jens Eichmann , Tobias Pilsak , Harald Sauff , Luis Torres, Klaus Dembowski , Fabian Wagner, Sebastian GeorgiSomSeD: An Interdisciplinary Approach for Developing Wireless Sensor Networks, GI/ITK KuVS Drahtlose Sensornetze, Berlin 25-26 September 2008

• Klaus Dembowski, Jürgen Jessen, Low Cost/Low Power-Netzwerk für Sensor-Knoten, Teil 2, Flexibel einsetzbares System benötigt nur eine Leitung, Elektronik 3/2008

• Klaus Dembowski, Jürgen Jessen, Preisgünstige und energiesparende Sensorvernetzung, Teil 1, Low Cost/Low Power-Netzwerk für Sensor-Knoten, Elektronik 24/2007

• Klaus Dembowski, Lokale Netze,  Handbuch der kompletten Netzwerktechnik, Addison-Wesley, 2007

• Klaus Dembowski, Das Addison-Wesley Handbuch der Hardwareprogrammierung, Addison-Wesley, 2006