Für ihre Lichtregelung haben die Absolventen einen Sensor-Knoten, welcher die Helligkeit misst, zusammen mit einer dimmbaren LED-Röhre über ein Bluetooth Mesh-Netzwerk verbunden. «Beispielsweise müssen in einem Raum die Lampen auf der Fensterseite weniger stark leuchten als auf der Wandseite, damit es überall gleich hell ist», erklärt Marcel Schreiner die Funktion. «Die gewünschte Helligkeit lässt sich mit einer Fernbedienung manuell einstellen. Unser System passt dann die Leuchtintensität für jede einzelne Lampe automatisch an.» In einem Versuchsaufbau haben die Absolventen ihre Entwicklung getestet und die unterschiedliche Lichteinstrahlung mit einer Taschenlampe simuliert. Unter diesen Laborbedingungen hat das System jeweils die Soll-Helligkeit erreicht.

Zusätzlich zur entwickelten Lichtregelung haben die Absolventen das noch junge Bluetooth Mesh mit dem bereits weit verbreiteten KNX-Standard für die Gebäudeautomatisierung verbunden. «Der von uns entwickelte Gateway ermöglicht das Steuern von KNX-Geräten aus dem Bluetooth Mesh-Netzwerk und umgekehrt», sagt Manuel Böbel und erklärt die Vorteile: «Somit können die Möglichkeiten des Bluetooth-Mesh-Standards mit den Vorteilen des etablierten KNX-Systems verbunden werden und in Gebäuden mit einer bestehenden KNX-Verdrahtung zusätzliche Geräte per Funk eingebunden werden.» Weiter haben die Absolventen in ihrem System einen sogenannten Netzwerk-Scan implementiert. Mit dieser Funktion ist es möglich, die Netzwerktopologie zu ermitteln und grafisch auf einer Webseite darzustellen. «Das ist insofern sinnvoll, da im Bluetooth Mesh-Netzwerk nicht mehr alle Geräte mit allen verbunden sind, sondern jedes einzelne nur eine bestimmte Reichweite aufweist», sagt Mario Noseda. «Die Nachrichtenübertragung muss man sich also eher wie eine Kettenreaktion vorstellen und mit dem Netzwerk-Scan sieht man schnell, wo ein Unterbruch in dieser Kette ist.»

Neben dem Versuchsaufbau der Lichtregelung haben die Absolventen weitere Tests durchgeführt, um die Netzstabilität von Bluetooth Mesh zu untersuchen. So haben sie gezielt ein Störnetzwerk simuliert und dabei die Nachrichtenübertragung gemessen. Dabei haben sie festgestellt, dass die Verbindungsqualität in einem Bluetooth Mesh-Netzwerk nicht nur durch externe, sondern auch durch interne Störungen beeinträchtigt werden kann. «Um die Störungsanfälligkeit zu minimieren, müssen die Knoten an strategisch sinnvollen Orten platziert werden», so Manuel Böbel. «Wenn A und B zu weit auseinanderliegen, muss C dazwischen platziert werden, damit die Verbindungssicherheit gewährleistet ist.» Fazit der Tests: Das System der Absolventen funktioniert und der dafür entwickelte Gateway könnte in einem Folgeprojekt sogar kommerzialisiert werden.

Mit ihrer praxisnahen und zukunftsorientierten Bachelorarbeit konnten die Preisträger die Jury überzeugen. Sie sind damit für den mit 10 000 Franken dotierten nationalen Siemens Excellence Award 2020 nominiert.