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Mobile Sensoren: Vier mechanische Grundregeln der Integration

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Feuchte- und Temperatursensoren in mobilen Endgeräten sollten keine falschen Messdaten liefern. Werden vom Entwickler vier Grundregeln beachtet, gestaltet sich die Integration des Sensors unkompliziert:

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Mobile und batteriebetriebene Geräte spielen in einer vernetzten Welt eine immer wichtigere Rolle. Sind sie zudem mit Sensoren bestückt, müssen Entwickler auf einige mechanische Grundregeln achten.
Mobile und batteriebetriebene Geräte spielen in einer vernetzten Welt eine immer wichtigere Rolle. Sind sie zudem mit Sensoren bestückt, müssen Entwickler auf einige mechanische Grundregeln achten.
(Bild: gemeinfrei / CC0 )

In einer Welt, in der alles intelligenter und vernetzter wird, ist das Internet der Dinge auf dem Vormarsch. Aufgrund der gestiegenen Anforderungen an Mobilität und Komfort spielen dabei batteriebetriebene Geräte eine immer wichtigere Rolle. Für Ingenieure ist die Entwicklung jedoch eine Herausforderung: Sie müssen sich Gedanken machen über Konnektivität, Energiemanagement sowie Software- und Sensorintegration.

Auf die mechanischen Grundregeln zur Sensorintegration achten

Um die Leistungsfähigkeit von Umweltsensoren, wie beispielsweise Feuchte- und Temperatursensoren, voll auszunutzen, müssen mechanische Konstruktionsregeln beachtet werden. Ungünstige Gehäuse- und Leiterplattendesigns können zu unerwarteten Temperatur- und Feuchtigkeitsabweichungen führen und die Reaktionszeit des Sensors erhöhen. Werden vom Entwickler die vier Grundregeln beachtet, so gestaltet sich die Integration des Sensors einfach und unkompliziert:

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  • 1. Der Sensor sollte der Umwelt ausgesetzt sein und über große Öffnungen im Gehäuse verfügen. Das garantiert ein schnelles Ansprechen des Systems.
  • 2. Das Sensorgehäuse sollte von den anderen Teilen des Geräts isoliert sein, um den Offset des integrierten Systems zu reduzieren.
  • 3. Das Volumen um den Sensor herum, das sogenannte Totvolumen, sollte minimiert werden. Das führt zu einer verkürzten Reaktionszeit.
  • 4. Der Sensor sollte nicht in der Nähe von Heizquellen wie Mikrocontroller platziert und idealerweise thermisch entkoppelt werden, um einen Temperatur-Offset zu verhindern. Wenn eine mechanische Lösung nicht ausreicht, um das Problem zu lösen, bietet Sensirion auch eine softwarebasierte Kompensation an.

Sensor-Spezialist Sensirion empfiehlt, die mechanische Integration der Sensoren so früh wie möglich in einem Projekt zu berücksichtigen. Die Komplexität der Integration wird zunehmen, je später das Gehäuse entworfen wird. Weitere Informationen zum Thema Design sind im „Sensirion Design Guide“ im Downloadcenter“ zu lesen. Die Informationen in diesem Handbuch sollten teilweise, aber nicht vollständig auf die Entwicklung von nicht batteriebetriebenen IoT-Geräten und auf das Design-In anderer Umgebungssensoren übertragbar sein.

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