antriebstechnik 5/2024

SENSORIK UND MESSTECHNIK
WIEGAND-TECHNOLOGIE
SENSOREN ALS STROM-SELBSTVERSORGER
Wiegand-Sensoren werden in einer Vielzahl von Anwendungen als
Impulsgeber genutzt. Die Sensoren kommen ohne externe Stromquelle aus.
Das ist möglich, da der Wiegand-Effekt im Material selbst einen
Spannungsimpuls schafft. Posital ist es gelungen, die Energie auch für
drahtlose Informationsübermittlung zu nutzen.
Die Wiegand-Technologie, benannt nach ihrem Erfinder
John R. Wiegand, basiert auf dem „Wiegand-Effekt“, der
in den 1970er Jahren entdeckt wurde. Grundlage ist ein
spezieller Draht mit einzigartigen Eigenschaften. Wird
dieser sogenannte Wiegand-Draht einem beweglichen Magnetfeld
ausgesetzt, verändert er seine Polarität nicht kontinuierlich,
sondern behält sie zunächst bei und kippt dann plötzlich in die
entgegengesetzte Polarität. Der Wechsel kann einen Stromimpuls
in einer Kupferspule erzeugen – das ist der Wiegand-
Effekt. Die Stärke und Dauer dieses Impulses ist unabhängig von
der Geschwindigkeit des externen Magnetfeldes. Dieser Effekt
wird schon einige Zeit in Wiegand-Sensoren genutzt, die unter
anderem in Drehgebern zur Anwendung kommen.
Das Unternehmen Posital sammelt bereits seit etwa 20 Jahren
Erfahrungen mit der Wiegand-Technologie. Man stellt seit 2013
sogar selbst die Drähte her, die auf komplexe Weise behandelt
werden müssen, um ihre Eigenschaften zu erhalten. Schon im
Jahr 2021 wurde die Marke „Ubito“ gegründet, um für die
Wiegand-Technologie neue Marktsegmente zu eröffnen.
VOLLAUTOMATISCHE FERTIGUNG IN AACHEN
Ubito startete in Aachen die weltweit erste vollautomatische
Fertigung von Wiegand-Sensoren. Mit einer Jahreskapazität von
Ubitos neues Produkt „Wink“ ermöglicht
Entwicklern die Erforschung von Wiegand-
Sensorik und Energy Harvesting-Technologien
durch innovative batterielose Umgebungssensoren
für das Internet der Dinge (IoT)
einer Million Exemplare pro Linie fokussiert das neue Fertigungskonzept,
neben Skalierbarkeit, Kosten und Verfügbarkeit,
auch auf zusätzliche Robustheit und höhere Qualität.
Novum ist ein eigener Asic, mit dem Ubito sein bewährtes
Wiegand-Harvesting-System konsequent ergänzt. Der direkt mit
dem Wiegand-Sensor verknüpfte neue Asic steuert und regelt als
Logic-Controller den Umdrehungszähler, der auch im stromlosen
Zustand die Multiturn-Erfassung beibehält und somit immer
einen echten absoluten Drehgeber ausmacht.
„Der eigene Asic ist ein Megaschritt für uns,“ meint Jörg Paulus,
Europachef von Posital. „Mit dem Einstieg in die Basissensorik
rund um den Wiegand-Effekt reduzieren wir die Abhängigkeit
von externen Lieferanten und stärken die Verfügbarkeit unserer
Produkte. Und ganz wichtig: Je mehr Know-how und Kompetenz
wir intern aufbauen und vorhalten, umso besser können wir unser
Portfolio nachsteuern – zum Vorteil unserer Kunden.“
NEUER KIT FÜR INGENIEURE
Wie weit dieses Know-how schon fortgeschritten ist, zeigt die
Kombination des Wiegand Effekts mit der UWB-Drahtlos-
Technologie, die Ubito gelungen ist. UWB steht für Ultrabreitband
und ist eine sehr energiesparende Form der drahtlosen
Kommunikation. Der Wiegand-Effekt kann so genutzt werden,
um eine Schaltung zu betreiben, die Datenerfassung, -verarbeitung
und drahtlose Übertragung in einem gepulsten „Single-
Shot“-Betriebsmodus durchführt. Bei Ubito rechnet man mit völlig
neuen Anwendungsideen aus der Industrie. Zu diesem Zweck
wurde das Produkt „Wink“ entwickelt, welches Entwicklern die
Erforschung der Wiegand-Sensorik ermöglicht. „Wir denken zum
Beispiel an neuartige Plug-and-Play-Lösungen für Fälle, in denen
eine Stromversorgung über Kabel, Batterien oder andere
Energy-Harvesting-Technologien bisher unmöglich oder nicht
kostengünstig war“, meint Paulus.
Bilder: Ubito
www.ubito.com
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