Photonik als Haushaltshilfe


Kamerasystem in der Backröhre sendet Daten an Smartphone

Im Smart Home sorgen optische Sensoren für saubere Wäsche, blankes Geschirr und perfekt gegarte Speisen. Zugleich steigern sie die Effizienz der Geräte.

Eine Sekunde braucht der neue Textilscanner der BSH Hausgeräte GmbH, um per Nahinfrarot-(NIR)-Spektroskopie sowohl die Textilsorte der Wäschestücke als auch die Zusammensetzung von Flecken zu ermitteln. Aus den Messergebnissen leitet das handliche Hightech-Gerät optimale Vorbehandlungs- und Programmeinstellungen ab, die es auf Wunsch vollautomatisch an die vernetze Waschmaschine übermittelt. Eingelaufene und abgefärbte Wäschestücke könnten damit ebenso der Vergangenheit angehören wie unvollständig beseitigte Flecken.

BSH greift dabei auf NIR-Sensorik des finnischen Materialerkennungsspezialisten Spectral Engines zurück. Der NIRONE Sensor X analysiert das Spektrum im Wellenlängenbereich von 1550 bis 1950 Nanometer (nm) und birgt zusätzlich einen RGB-Farbsensor. Das Bauvolumen geben die Finnen mit 16x32x35 mm an. Darin arbeiten eine Lichtquelle aus Wolfram-Draht und der nach ihren Angaben kleinste NIR-Spektralsensor im Markt. Dieser basiert auf einem mikroelektromechanischen, im angegebenen NIR-Bereich durchstimmbaren Fabry-Perot Interferometer – und ist programmierbar. Unter anderem lässt sich festlegen, ob er den gesamten Wellenlängenbereich oder nur ausgewählte Wellenlängen scannt.

Wasser sparen mit optischen Sensoren

Während der Textilscanner von BSH und Spectral Engines als eigenständiges Gerät konzipiert ist, sind auch im Innern von modernen Wasch- und Spülmaschinen optische Sensoren verbaut. Die so genannten Trübungssensoren analysieren das Spülwasser und entscheiden anhand der Trübung, ob mehr frisches Wasser oder gar ein weiterer Spülgang notwendig ist. Die Sensoren bestehen aus einer LED, die Licht im NIR-Bereich aussendet und einer Fotodiode als Empfänger, die das ankommende Licht in elektrische Signale wandelt. Sender und Empfänger sind in zwei Messfinger integriert, die ins Spülwasser ragen. Je trüber das Wasser, desto mehr Licht absorbiert es und desto schwächer das elektrische Signal. Kommt genug Licht am Empfänger an, schaltet das stärkere Signal die nächste Programmstufe: Pumpen und Schleudern bei Waschmaschinen oder Pumpen und Trockenen bei Spülmaschinen. Optische Sensorik gewährleistet also effektive Reinigung mit minimiertem Wasser- und Energieverbrauch.

Smart Backen? – Nicht ohne Photonik

Auch bei der Essenszubereitung übernehmen optische Sensoren im Smart Home auf Wunsch immer mehr Kontrolle. So integriert Miele in Backöfen der neuesten Generation ein Kamerasystem, das dem Koch oder der Köchin farbechte Bilder in HD-Qualität auf ihr Smartphone oder Tablet überträgt. Mit der FoodView-Funktion können sie den Backfortschritt nicht nur aus der Ferne überwachen, sondern bei Bedarf drahtlos die Temperatur nachregeln oder die programmierte Garzeit ändern. Pro Minute erstellt die Kamera ein Bild, das im Speicher jeweils das vorherige ersetzt. Nutzer empfangen also immer nur das aktuellste Bild. Laut Miele ist die Kameraoptik so robust ausgelegt, dass sie auch dem 440 Grad Celsius heißen Selbstreinigungsprogramm standhält.

Neben den Kameras sind Infrarotsensoren in die Geräteblende integriert. Einerseits dienen sie der Sicherheit im Betrieb von Geräten, die hinter Möbelfronten untergebracht sind. Sobald die Front bei laufendem Backbetrieb geschlossen wird, warnt das Sensorsystem mit einem lauten Signalton und schaltet den Ofen nach kurzer Zeit automatisch ab. Andererseits ermöglicht Miele mit der Sensorik erhöhtem Komfort. Denn sobald sich Nutzer dem Gerät auf weniger als 40 Zentimeter nähern, schaltet sich die Ofenbeleuchtung automatisch ein. Und auch hier ist Photonik im Spiel: Aus Effizienzgründen setzt Miele bei Ofenbeleuchtungen auf LED-Technik.

 
 
 
  • LASER World of PHOTONICS