Das Fraunhofer IOSB-INA entwickelt in Kooperation mit dem Unternehmen Rhein Köster, welches im Bereich der Geräteherstellung für die technische Ausbildung tätig ist, die intelligente Tasse SmartCup.
Die SmartCup versteht sich als intelligentes und energieautarkes Ultra-Low-Power-Sensorsystem, welches verschiedenste IoT-Technologien miteinander verbindet. Besonders im IoT-Umfeld besteht häufig die Herausforderung, Systeme möglichst jahrelang ohne Wartungsarbeiten wie Batterietausch betreiben zu können.
Die SmartCup als Technologiedemonstrator
Bisherige Sensorsysteme können bereits mit bis zu 10 Jahren Batterielaufzeit einzelne einfache Sensorwerte wie zum Beispiel Temperaturen messen und per Funk übertragen, sind jedoch in Bezug auf energieintensive Zusatzfunktionen wie beispielsweise Display-Anzeigen äußerst limitiert.
Dabei versteht sich die SmartCup als Technologiedemonstrator und zeigt auf, wie zukünftig Ultra-Low-Power-Sensorsysteme aufgebaut werden können. Mit Hilfe eines biegsamen Solarmoduls lädt die SmartCup zunächst ihren internen Lithium-basierten Energiespeicher auf. Dieser versorgt einen Prozessor, dessen Software die Sensoren ausließt und die Funktionalität der intelligenten Tasse inklusive Smartphone-Anbindung ermöglicht.
Auf Grundlage eines äußerst energiesparenden selbst entwickelten Füllstandsensors sowie eines Temperatursensors wird der Inhalt der Tasse überwacht und über ein E-Ink-Display visualisiert. Dieses Display ist äußerst energiesparsam, da es nur Energie benötigt, wenn der Inhalt geändert wird.
Die Ziele der SmartCup
Um einen dauerhaften Betrieb über das Solarmodul zu ermöglichen, wird die Tasse nach ein paar Minuten in einen äußerst energiesparenden Deep-Sleep-Mode überführt. Ein Beschleunigungssensor ermöglicht dem Benutzer die Tasse wieder in Betrieb zu nehmen, sobald diese bewegt wird.
Den Industrie 4.0-Gedanken individualisierbarer Produkte greift auch die SmartCup auf und ermöglicht es dem Nutzer, über ein Smartphone eine individuelle Beschriftung des Displays, wie zum Beispiel den eigenen Namen, zu programmieren. Der SmartCup verfolgt jedoch zwei Ziele.
Einerseits soll die Tasse im Bereich der Ausbildung verdeutlichen, wie auf kleinem Bauraum äußerst energiesparende, energieautarke und IoT-fähige intelligente Sensorsysteme aufgebaut werden können. Andererseits dient die entwickelte Technologie am Fraunhofer IOSB-INA zukünftig als Blaupause zur Entwicklung vergleichbarer energieautarker IoT-Systeme wie beispielsweise intelligenter Klimasensoren inklusive Pegel- oder Regenmessung.
