Fraunhofer CCIT presenta una soluzione di monitoraggio wireless autoalimentata

Le viti allentate in punti di collegamento importanti rappresentano un notevole rischio per la sicurezza. Il Centro di ricerca IoT-COMMs ha sviluppato una connessione a vite intelligente che consente il monitoraggio wireless autoalimentato. Un sensore a film sottile misura gli effetti della forza sul collegamento a vite e le variazioni della temperatura ambiente nel sito di installazione. La vite trasmette regolarmente i dati di carico tramite il protocollo wireless standardizzato mioty per scopi di monitoraggio. L’obiettivo è implementare un approccio autoalimentato al monitoraggio permanente a lungo termine di strutture come ponti, impalcature e impianti eolici. La soluzione sarà presentata a SPS Connect. Le viti possono allentarsi anche se è stata applicata una forza di precarico sufficiente. Nel caso di elementi portanti che sono esposti a forti carichi meccanici o termici, ciò significa che non è più possibile garantire un funzionamento sicuro. Su ponti, impalcature o giostre, ad esempio, le conseguenze possono essere fatali. A seconda dell’applicazione, una riduzione della forza di precarico di un collegamento a vite può mettere in pericolo la sicurezza operativa di un intero impianto o portare un intero impianto di produzione a un punto morto. Con la connessione a vite intelligente sviluppata presso il Centro di ricerca IoT-COMMs, un tale calo sarebbe stato notato nel tempo. Il collegamento a vite intelligente monitora costantemente anche punti e aree difficili da raggiungere. Il sensore segnala viti allentate Utilizzando il sistema di sensori a film sottile basato sullo strato DiaForce® sviluppato dal Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST, è possibile determinare la forza di serraggio del collegamento a vite e la temperatura nel sito di installazione. Le strutture dei sensori registrano gli effetti della pressione e le variazioni di temperatura perché questi alterano la loro resistenza elettrica. Un cambiamento di pressione significa che la vite si è allentata. La misurazione della temperatura ambiente è importante perché se è troppo alta può influenzare i dati del sensore. Trasmissione dati wireless e sicura con mioty Utilizzando la tecnologia di trasmissione wireless mioty sviluppata dal Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS, il sistema di sensori trasmette regolarmente le letture a un’entità di monitoraggio connessa al cloud. Grazie alla tecnologia mioty LPWAN, i dati possono essere inviati con un’elevata sicurezza di trasmissione su un raggio di diversi chilometri. Inoltre, prima dell’assemblaggio, le viti vengono configurate nell’unità di programmazione antimanomissione FunkeyBox, sviluppata dall’Istituto Fraunhofer per la sicurezza applicata e integrata AISEC. Ogni vite riceve la propria chiave, che crittografa i dati dei sensori e quindi protegge dagli attacchi durante la trasmissione alla stazione base o al backend. Vantaggi speciali: la raccolta di energia garantisce un’alimentazione elettrica indipendente Grazie alla tecnologia di energy harvesting sviluppata da Fraunhofer IIS, il collegamento a vite non necessita di alimentazione esterna. All’interno della connessione a vite c’è un termogeneratore che genera energia elettrica dai più piccoli effetti di riscaldamento alla connessione della vite, il che rende il funzionamento del sensore indipendente dall’energia e autoalimentato. In alternativa, il sensore e il trasmettitore possono essere alimentati da una cella solare o da una batteria. Questa soluzione è stata sviluppata all’interno del Fraunhofer Research Center IoT-COMMs in collaborazione con Fraunhofer IIS, Fraunhofer IST e Fraunhofer AISEC. FIoTCOMMs fa parte della Cluster Initiative CCIT della Fraunhofer-Gesellschaft.