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Entwicklung und Aufbau eines autarken Funkmoduls zum Betrieb von Sensoren auf rotierenden Horizontal-Achsen-Systemen mittels Energy-Harvesting - Diplomarbeit (German, Paperback)
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Entwicklung und Aufbau eines autarken Funkmoduls zum Betrieb von Sensoren auf rotierenden Horizontal-Achsen-Systemen mittels Energy-Harvesting - Diplomarbeit (German, Paperback)
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Diplomarbeit aus dem Jahr 2009 im Fachbereich Elektrotechnik, Note:
1.0, Universitat Karlsruhe (TH) (IPEK Institut fur
Produktentwicklung), Sprache: Deutsch, Abstract: Diese Arbeit
beschreibt nach einer eingehenden Recherche zum Stand der Technik
des Energy-Harvesting die Entwicklung eines autarken Sensormoduls
zum Betrieb von Sensoren auf rotierenden
Horizontal-Achsen-Systemen. Dieses Sensormodul ist in der Lage
Daten auf rotierenden Wellen aufzunehmen, zu verarbeiten und auf
dem 2.4GHz ISM Band an einen Rechner zu senden, ohne dabei einer
externen Energieversorgung zu bedurfen. Die Technologierecherche
ist ein wichtiger Teil dieser Arbeit. Sie verschafft einen
Uberblick uber den derzeitigen Stand des Energy-Harvesting in
Funk-Sensor-Anwendungen. Dieser Uberblick ist speziell fur
Entwickler von Condition-Monitoring-Systemen interessant. Das
entwickelte Modul besteht aus einem induktiven Generator, einer
Generatorbeschaltung mit Energiespeicher und einer
Mikrocontrollereinheit mit Sensorsignalverstarker und
Datenubertragungsmodul. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf
Energy-Harvesting und damit dem Generator und seiner elektrischen
Beschaltung. Es wurde eine neuartige Schaltungstopologie
entwickelt, welche einen guten Generatorausbeutegrad bei kleinem
Schaltungsaufwand aufweist. Nachdem in Kapitel 2 der enorme Nutzen
in der Anwendung dargelegt wird, wird die Frage beantwortet,
weshalb Energy-Harvesting gerade jetzt in den Fokus der Entwickler
tritt. In Kapitel 3 wird dann zunachst in das Gebiet
Energy-Harvesting eingefuhrt und notwendige Definitionen
festgelegt. Die verschiedenen Energiequellen, Generatoren,
Wandlerprinzipien, Energiespeicher und Herausforderungen fur
Datenverarbeitung und -ubertragung bei minimalem Energiebedarf
werden erlautert. Die Batterie als Alternative wird analysiert,
woraus sich die minimalen Anforderungen an ein Energy-Harvesting
System ergeben. Die Arbeit behandelt die Entwicklung eines
Generators und seiner elektrischen Beschaltung i
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