Schwimmender Funkkochfühler
Auf einen Blick
- Projektleiter/in : Prof. Dr. Juan-Mario Gruber
- Stellv. Projektleiter/in : Benno Jäckle
- Projektteam : Simon Mathis, Mischa Reichard
- Projektvolumen : CHF 398'539
- Projektstatus : abgeschlossen
- Drittmittelgeber : KTI
- Projektpartner : Fluxron Solutions AG
- Kontaktperson : Juan-Mario Gruber
Beschreibung
Es wurde ein schwimmender Funkkochfühler für die
Sous-Vide-Garmethode in Grossküchen entworfen. Zur
Laufzeitverlängerung der Batterie bezieht das System Energie aus
dem sekundären Streufeld des Induktionsherdes mittels Energy
Harvesting. Die Kommunikation des Sensors mit der Herdsteuerung und
eine Zuweisung des Sensors zu einem Kochfeld (Pairing) wurden
prototypisch implementiert. Dabei konnte die Kommunikation aus
einem geschlossenen Kochgefäss heraus erfolgreich mittels Bluetooth
Low Energy (BLE) getestet werden.
Die BLE-Funkstrecke vom Sensor zur Herdsteuerung wurde durch
Signalstärkemessungen verifiziert. Die energetisch günstigste
Übertragung der Sensordaten erfolgt im BLE im Advertising Mode. Das
Pairing des Sensors zur Kochstelle erfolgt mittels Auswertung des
frequenzmodulierten Induktionsfeldes durch den Sensor. Dies
ermöglicht auch eine bidirektionale Kommunikation zwischen beiden
Kommunikationspartnern.
Ein Prototyp des schwimmenden Funkkochfühlers wurde aufgebaut und
erfolgreich getestet. Messungen mit dem Prototyp zeigen das
Potential einer Laufzeitverlängerung durch Energy Harvesting. Die
Energieausbeute ist abhängig von unterschiedlichen Parametern,
insbesondere der Geometrie und der Position des Kochgefässes und
des Sensors. Die hier erarbeitete Lösung benötigt daher für den
zuverlässigen Betrieb eine Batterie.
Die durchgeführten Untersuchungen zeigen auch, dass ein
ausschliesslich durch Energy Harvesting versorgter Sensor denkbar
wäre. In Verbindung mit dem Nordic nRF52 konnte der Prototyp in
bestimmten Fällen vollständig autark ohne Batterie betrieben
werden. Das Setup benötigte für den Kaltstart mit leerem
Energiespeicher 90 Sekunden bis zur ersten Messung. Ist das System
einmal gestartet, so konnten regelmässig BLE
Advertising-Pakete versendet werden. Für einen zuverlässigen
Betrieb ausschliesslich mit Energy Harvesting sind weitere
Forschungsarbeiten notwendig.