Lichttechnik 30.08.2002, 18:21 Uhr

Schalten zum Nulltarif

Schon Ende des Jahres sollen kabellose Lichtschalter auf den Markt kommen, die sich im Raum beliebig platzieren lassen, sogar auf Fensterscheiben oder Spiegeln. Ein kleiner Funksender überträgt die Steuerbefehle – ohne Stromanschluss oder Batterie. Seine Energie gewinnt er allein aus dem Tastendruck.

Ein Griff zum Schalter – und das Licht geht an. Darüber wundert sich heutzutage keiner mehr. Wenn aber ein Funkmodul des Start-ups EnOcean beteiligt ist, dann verdient die Angelegenheit schon eine genauere Betrachtung. Denn dieses überträgt Steuerbefehle oder Daten ohne Stromanschluss oder Batterie – im Freien bis zu 300 m, in Gebäuden bis zu 30 m weit. Um Elektronik und Sender zu betreiben, reichen bereits winzige Energiemengen von rund 50 Mikrojoule. Ein Druck auf den Lichtschalter erzeugt ein Vielfaches davon.
„Unsere kleinen Funkmodule erinnern ein wenig an Münchhausens Trick, sich am eigenen Schopf aus dem Sumpf zu ziehen. Denn die Versorgungsspannung für den Betrieb des Senders und die Datenübertragung generieren sie aus dem zu übertragenden Ereignis selbst“, erläutert Markus Brehler, Geschäftsführender Gesellschafter der in Oberhaching bei München ansässigen GmbH. Die Jungunternehmer entwickelten ihre batterielose Funktechnik bereits, als sie noch als Mitarbeiter der Siemens AG beschäftigt waren. Im Jahr 2000 wurde die Erfindung sogar für den Deutschen Zukunftspreis für Technik und Innovation des Bundespräsidenten nominiert.
Herzstück der Module ist eine spezielle Piezo-Keramik. „Durch den mechanischen Druck der Schalterwippe verändert sie ihre Form, und die Ladungen der Kristallgitter verschieben sich gegeneinander“, erklärt Brehler. „Die resultierende elektrische Spannung aktiviert für Bruchteile einer Millisekunde den angeschlossenen Mikroprozessor sowie den eigens von uns entwickelten Hochfrequenzsender.“ Lange genug, damit dieser ein kodiertes Funktelegramm aussenden kann. Verschiedenste Schaltfunktionen wie „Licht ein“, „Licht aus“ oder „Jalousie herunter“ kann ein Modul an einem im Lampensockel oder unter Putz liegenden Empfänger weiterfunken, der die gewünschte Aktion veranlasst.
Mussten bei der Gebäudeinstallation bislang die Wände aufgestemmt werden, um Leitungen zu verlegen, so kann man die kabellosen Schalter künftig einfach je nach Wunsch von der Wand abnehmen und sie woanders hinsetzen, zum Beispiel auch auf Fensterscheiben oder Spiegel.
Bereits Ende dieses Jahres sollen die drahtlosen Lichtschalter und Dimmer auf den Markt kommen. Damit es bei der Steuerung unterschiedlicher Schalter nicht zu Verwirrung kommt, schickt jeder Schalter neben Steuerbefehlen und Daten seine persönliche Identifikationsnummer mit, eine 32-Bit-Adresse. Mehr als 4 Mrd. Sender lassen sich so voneinander unterscheiden.
„Da die Telegramme innerhalb weniger Millisekunden mehrmals und vor allem gegeneinander zeitversetzt ausgesendet werden, kann ein Empfänger auch dann noch das für ihn bestimmte Signal erkennen, wenn in seinem Empfangsradius bis zu 100 Funkmodule gleichzeitig arbeiten“, sagt Brehler. Bei einer Tausendstelsekunde pro Sendevorgang und einer Leistung von zehn Milliwatt strahlen die Module etwa ein Millionstel der Energie von Handys ab und gelten damit allemal als gesundheitlich unbedenklich.
Die drahtlosen Funkmodule könnten überall dort eingesetzt werden, wo es Systemanwendungen mit vielen Schaltern und Sensoren gibt und eine Verkabelung zu teuer oder schlichtweg nicht möglich ist. „An den Mikroprozessor kann man auch Sensoren anschließen, die Daten aus der Umgebung sammeln, etwa wie hoch der Luftdruck im Inneren eines Autoreifens ist“, sagt Brehler. EnOcean arbeitet daher auch an batterielosen Kfz-Sensoren, die während der Fahrt kontinuierlich Luftdruck und Temperatur prüfen. Solche Systeme sind bei Neuwagen in den USA bereits ab 2003 Pflicht. Als Energiequelle würde die Abrollbewegung des Reifens dienen. Bei jeder Umdrehung verformt sich der Reifen und gibt diese Änderung an ein piezoelektrisches Element weiter, das an geeigneter Stelle einvulkanisiert ist.
„Neben der Gebäude- und der Fahrzeugtechnik sind für uns vor allem auch die Industrieautomatisierung und die Medizintechnik interessante Märkte“, so Brehler. „Wir stellen uns eine Miniatur-Komponente für medizinische Implantate vor, die durch kinetische Energie versorgt wird und kontinuierlich den Gesundheitszustand von Risikopatienten überwachen kann.“ Marktreif wäre ein solcher Biosensor allerdings nicht vor 2005.
ULRIKE ZECHBAUER

Von Ulrike Zechbauer

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