Skip Navigation LinksInvent a Chip Messen und Veranstaltungen CeBIT 2011 - Eiskratzerchip

Eiskratzerchip - Aussteller CeBIT 2011 

Joscha Kraft aus Dormagen mit seinem Projekt „Eiskratzerchip" (3. Preis 2010) 

     

Vereiste Autoscheiben sind im Winter ein Ärgernis für Autofahrer und können auch zu einem Kostenfaktor für Unternehmen werden, wie der junge Chipentwickler Joscha Kraft ausgerechnet hat. Er geht dabei von einem Speditionsunternehmen aus, dessen Fahrer zuerst in ihrer Arbeitszeit die Scheiben von Eis befreien müssen, bevor sie eventuell verspätet mit ihrer Tour starten können.
Als Grundlage der Chipentwicklung hat sich Joscha zunächst mit der genaueren Untersuchung der Problemstellung befasst. Die Eisschichtdicke muss mit einem geeigneten Verfahren gemessen werden, da sie über den „Eiskratz-Aufwand“ entscheidet. Mehrere Experimente sind notwendig, bevor sich die Messung der Lichtreflexion als vielversprechend erweist. Dafür wird ein entsprechender Sensor, ein sogenannter Reflexionssensor gewählt. Dieser Sensor wird durch eine Temperaturmessung unterstützt, da die Bildung einer Eisschicht nur bei niedrigen Umgebungstemperaturen erfolgt.

Zusätzlich soll auf einem LCD-Display die Warnung vor vereisten Scheiben angezeigt werden. Außerdem soll der Zeitaufwand berechnet und dargestellt werden, der für die Befreiung der Scheiben benötigt wird. Nun beginnt der eigentliche Chipentwurf. Neben den bereits erwähnten Sensoren müssen weitere Komponenten wie das LCD-Display und ein Analog-Digital-Wandler verwendet werden. Diese Komponenten werden dann mithilfe von einzelnen Modulen angesteuert. Weitere Module werten die erhalten Daten aus. Alle Module werden dabei zunächst als ein endlicher Automat beschrieben und später mit der Hardwarebeschreibungssprache Verilog implementiert. Bei den endlichen Automaten handelt es sich um ein mathematisches Modell, das von Joscha und auch von Entwicklungsingenieuren für die Beschreibung der zeitabhängigen Funktionalität verwendet wird. Anschließend simuliert und emuliert Joscha die einzelnen Module und später das gesamte System, um eventuelle Fehler zu finden und zu beheben. Auch dies gehört zum Arbeitsalltag jedes Entwicklers: Keine Schaltung funktioniert sofort. Diese Mühen wurden für Joscha dadurch belohnt, dass die Emulation schließlich eine erste Prognose abgegeben hat: „0 Minuten Kratzen“. Dieser Zwischenschritt zeigt, dass einige Module bereits korrekt arbeiten und das Display eine Zeitdauer des Eiskratzens ausgibt. Andere Module müssen noch verbessert werden.


   

Es startet also die Feinjustierung, die die Auswertung der Daten optimiert und die Prognose verbessert. Am Ende ist aus der ursprünglichen Idee eine funktionierende integrierte Schaltung entstanden, die über die Autoscheiben im Winter wacht und dem Autofahrer durch rechtzeitige Signale und Zeitvorgaben pünktliches Losfahren garantiert.