Batterien halten neu Jahre statt nur Monate

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Mini-Chip spart Energie dank
"Winterschlaf" Neuentwicklung aus Kalifornien

Batterien halten neu Jahre statt nur Monate
Chip: "Winterschlaf" spart Strom (Foto: D. Baillot/jacobsschool.ucsd.edu)
16.11.2019 | Forscher der University of California in San Diego haben einen winzigen Chip entwickelt, mit dem sich Module in Geräten in eine Art "Winterschlaf" versetzen lassen, aus dem sie nur dann "aufwachen", wenn sie geweckt werden. In Haushalten, die mit vernetzten Geräten ausgestattet sind, wird das Kommunikationsmodul des Kühlschranks beispielsweise erst dann aufgeweckt, wenn eine Bestellung nötig ist. Das spart Strom und verlängert die Betriebszeiten der Geräte.

Niedrigerer Leistungsbedarf

"Die Geräte wissen nicht genau, wann sie sich mit dem Netz synchronisieren müssen. Aus diesem Grund wachen sie in regelmäßigen Abständen auf, um zu prüfen, ob eine Kommunikation nötig ist. Das verbraucht eine Menge Strom", sagt Patrick Mercier, Professor für Elektrotechnik und Computerwissenschaften an der kalifornischen Hochschule.

 

Der elektronische Wecker ist ein Chip, der extrem wenig Energie verbraucht. Er hält ständig Ausschau nach speziellen Funksignalen, die für das jeweilige Gerät bestimmt sind. Erkennt er sie, erweckt er die Kommunikationselektronik zum Leben. Der Chip hat eine Leistung von lediglich 22,5 Nanowatt. 500.000 davon kämen auf die Leistung, die eine Leuchtdiode benötigt. Und die ist schon sehr genügsam.

 

Hohe Frequenz schrumpft Bauteile

Der Wecker arbeitet bei einer sehr hohen Frequenz, bei neun Gigahertz. Diese liegt im Bereich der Satellitenkommunikation und der Luftüberwachung. Aufgrund dessen konnten die Forscher alle Bauteile massiv verkleinern, einschließlich Antenne und Stromwandler. Anders als bisherige elektronische Wecker, die weitaus mehr Strom verbrauchen, funktioniert der Chip aus San Diego über einen weiten Temperaturbereich: von minus zehn bis plus 40 Grad Celsius.

 

"Für die Nutzung in Gebäuden spielt das natürlich kaum eine Rolle", so Mercier. Für Einsätze in der Umwelt sei das jedoch wichtig. Einen Nachteil hat das Gerät aber. Es dauert 540 Millisekunden, ehe es seinen Weckruf startet, nachdem es ein Funksignal erkannt hat. Doch verglichen mit der gewaltigen Erhöhung der Batterielebensdauer sei das vernachlässigbar. (pte)


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