Das LZE bündelt die umfassenden Kompetenzen der Partner am Standort Erlangen-Nürnberg zur Realisierung komplexer Elektroniksysteme. Dies umfasst das komplette Spektrum von IuK, Leistungselektronik, Sensorik, Materialentwicklung und Systemintegration.

Auf der HMI zeigen wir die neuesten Entwicklungen aus den Bereichen IoT, Energieversorgung, kabellose Energie- und Datenübertragung, Ortungssysteme für Logistik und Industrie 4.0 sowie Sport- und Fitnessanwendungen. Präsentiert wird zudem das neuartige Exzellenzprogramm ENET-LZE für High Potentials in Forschung und Industrie.

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ENET Erlangen-Nürnberg Excellence Track – ein einzigartiges Karriereprogramm

© Foto Fraunhofer IIS / Kurt Fuchs Das Gemeinschaftsprojekt zwischen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, dem Fraunhofer IIS und dem Fraunhofer IISB kombiniert das Beste aus universitärer, außeruniversitärer und industrieller Erfahrung in einem Programm. Das Besondere am ENETLZE ist, dass die dritte beteiligte Institution ein Partner aus der Industrie ist, wobei für die erste Runde die Siemens AG gewonnen werden konnte.Über einen Zeitraum von 2 Jahren werden exzellente Nachwuchswissenschaftler gefördert, die durch intensiven Austausch organisationsübergreifend an einem gemeinsamen Projekt arbeiten – von der Idee bis zur Marktreife. Die Teilnehmer sollen so Einblicke in die Sicht- und Arbeitsweisen der jeweils anderen Organisation erhalten.
Die Maßnahmen des ENETLZE sind vielfältig und dazu da, die Teilnehmenden nicht nur fachlich weiter auszubilden, sondern insbesondere deren Netzwerkfähigkeiten und Softskills, je nach zukünftigem Berufswunsch, weiter auszubauen.
Den Teilnehmern bietet das Programm die Möglichkeit an Top-Forschungsprojekten zu arbeiten, sich ein außergewöhnliches Netzwerk aufzubauen, eine einzigartige individuelle Karriereentwicklung zu durchlaufen sowie sich zielgerichtet und gleichzeitig für die passende Karriereoption zu entscheiden.
Für die Partnerorganisationen bedeutet die Teilnahme, dass sie sich bei innovativer Forschung einbringen und ein Innovationsnetzwerk ausbauen können. Zudem ist es für alle beteiligten Institutionen eine einzigartige Gelegenheit wissenschaftlichen Nachwuchs zu rekrutieren und zu entwickeln.
Auf politischer Ebene ist das Programm vor dem Hintergrund aktueller Entwicklungen ein wichtiger Schritt in Richtung alternativer Karrierewege für den exzellenten Nachwuchs und organisationsübergreifender Karriereentwicklung. Darüber hinaus zeigen die Partnerorganisationen Best Practice im Bereich der Nachwuchsförderung.

Low-Power-Elektronik für Sport- und Fitnessanwendungen

© Foto Fraunhofer IIS / Kurt Fuchs Energieeffizienz ist im Kontext von stromnetzunabhängigen Systemen die aktuell wichtigste Herausforderung in der Elektrotechnik. Dies trifft insbesondere für die täglichen elektronischen Begleiter (“Wearables”) zu, vor allem jene im Sport- und Fitnessbereich.
Basierend auf der Technologie der Echtzeitlokalisierung RedFIR® und dem FitnessSHIRT soll im ersten Schritt ein funktionaler Demonstrator entwickelt werden, der beide Technologien in Form sogenannter “LokVitalTags” vereint. So werden Positions- und Bewegungsdaten gleichzeitig mit Vitaldaten (z.B. EKG, Atmung etc.) aufgenommen und können zur Ausarbeitung eines optimalen Trainingskonzepts herangezogen werden.
Parallel dazu werden innovative Technologien entwickelt, evaluiert und wissenschaftlich publiziert. Dazu zählen zum Beispiel neuartige Algorithmen zur Interpretation von EKG-Signalen (z.B. HRV-Analyse, Arrhythmieerkennung). Die Entwicklung von Energy Harvesting Lösungen, sowie Compressed Sensing und die Weiterentwicklung der Funklokalisierung soll dazu beitragen, den Energieverbrauch zu reduzieren.
Ein übergeordnetes Ziel dieses Teilprojekts besteht in der Erprobung neuartiger Anwendungsszenarien in den Bereichen Sport, Fitness und Gesundheit zusammen mit dem Institut für Sportwissenschaft und Sport.

Kontaktlose Energie- und Datenübertragung in Systemen mit schnell bewegten Komponenten

© Foto Fraunhofer IIS / Kurt Fuchs In einer Vielzahl von Anwendungen ist eine Übertragung von Energie und Daten in schnell bewegte Systeme notwendig. Beispiele dafür sind Windkraftanlagen mit in die Rotorblätter integrierter Elektronik und Aktorik, hoch automatisierte, autonome Fertigungsanlagen, wie sie für Industrie 4.0 geplant sind, und Roboter, bei denen über Gelenke hinweg Energie und Information übertragen werden muss. Meist werden dazu Schleifringe oder flexible Kabel verwendet, die aber verschleißbehaftet sind und die Bewegung deutlich einschränken.
Ziel des Pilotprojekts ist eine induktive, also kontaktlose, Übertragung von Energie in schnell bewegte Komponenten zu realisieren. Robuste induktive Stecker könnten in der Fertigung von Lebensmittelbetrieben oder der chemischen Industrie eingesetzt werden. Darüber hinaus könnten sie auch die einfachere und sichere Elektrifizierung von Bau- und Landmaschinen ermöglichen, die für den Betrieb von elektrischen Anbaugeräten eine entsprechend robuste Steckerlösung benötigen.

Energieautarkes Asset-Tracking-System für Logistikanwendungen

© Foto Fraunhofer IIS / Kurt Fuchs Energieautarke, extrem effiziente Sensorknoten sind eine Schlüsseltechnologie für das “Green Internet of Things” und für “Smart Objects”.
Im Teilprojekt “Energieautarkes Asset-Tracking-System für Logistikanwendungen” soll am Beispiel einer leistungsfähigen Logistiklösung eine technische Umsetzung eines Asset-Tracking-Systems realisiert werden. Dazu muss entsprechende Elektronik für Gateways und Baken entwickelt werden, sowie ein mit dem zu trackenden Asset verbundenes, miniaturisiertes Funk-Tag. Dabei kommt einer stromsparenden Funklösung besondere Bedeutung zu. Die Tag-Elektronik besteht aus einem Drei-Band-WakeUp-Empfänger mit einer Stromaufnahme unter 10 µA und einem effizienten Dual-Band-Sender. Das Tag soll komplett mit “Energy Harvestern” versorgt und damit dauerhaft autark betrieben werden.
Die im Projekt erarbeiteten stromsparenden Elektroniklösungen lassen sich zukünftig in weiten Anwendungsbereichen einsetzen, wie beispielsweise für Logistik, Gebäudeautomatisierung, intelligente Beleuchtung, elektronische Etiketten, Fernwartung und Fernsteuerung sowie allgemein in drahtlosen Sensornetzen.