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Technique RF

Technique RF - La technologie de collecte d'énergie aide à alimenter les appareils IOT

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Technique RF - La technologie de collecte d'énergie aide à alimenter les appareils IOT

La technologie de collecte d'énergie aide à alimenter les appareils IOT

2021-08-27
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Author:Belle

L'énorme marché formé par l'Internet des objets et le grand nombre de milliards d'appareils sont devenus connus depuis longtemps. Dans le même temps, les appareils IOT mobiles sont de plus en plus nombreux et l'alimentation par câble n'est pas une solution à long terme. Alors que le marché de l'IOT continue de prospérer, la manière dont les appareils sont alimentés en énergie et les problèmes de batterie deviennent de nouveaux défis.


Imaginez que nous ayons un milliard d'appareils IOT, chacun avec une durée de vie de la batterie de 3 ans. Cela signifie qu’en moyenne, près d’un million de batteries doivent être remplacées chaque jour, ce qui entraîne des pressions sur les coûts, des risques environnementaux et de nombreux autres problèmes. Alors, y a - t - il de nouvelles méthodes d’approvisionnement en énergie qui pourraient atténuer ce phénomène?


Là où il y a de la lumière, il y a de l'énergie, et l'énergie photovoltaïque (énergie solaire) est largement utilisée. Dans le même temps, de nombreuses technologies photovoltaïques continuent de progresser, telles que les grands panneaux solaires photovoltaïques, ainsi que les petites cellules photovoltaïques utilisées dans des produits tels que les calculatrices.


En outre, la technologie des cellules solaires organiques promet d'être commercialisée à l'avenir, offrant des performances équivalentes, voire meilleures. Certains des nouveaux matériaux ont également des caractéristiques telles que des substrats flexibles et des formes personnalisables qui peuvent être personnalisées et imprimées sur du plastique flexible ou d'autres matériaux, ajoutant de nouveaux modules photovoltaïques aux conceptions industrielles existantes.


L'énergie recueillie par l'énergie solaire est liée à divers facteurs tels que l'intensité lumineuse et les matériaux photovoltaïques. Les différentes technologies collectent différentes valeurs d'énergie par unité de surface à différents niveaux de lumière et le prix des matériaux varie. La collecte de l’énergie photovoltaïque nécessite donc de prendre en compte l’environnement lumineux, la surface disponible et les contraintes budgétaires.

PCB pour appareils IOT

Les petites calculatrices sont des appareils électroniques très familiers, mais peu connus, car les additionneurs « calculatrices» de l'époque dépendaient déjà de la collecte mécanique d'énergie pour fonctionner il y a 100 ans.


Dans la collecte d'énergie mécanique, nous utilisons des mouvements mécaniques pour déplacer les pôles magnétiques dans les bobines, former des explosions d'énergie, puis capturer cette énergie pour la transmission sans fil. Grâce au mécanisme de collecte et de libération d'énergie par le mouvement, nous pouvons utiliser l'énergie pour la production plutôt que de la stocker dans des batteries.


Cependant, la récupération mécanique d'énergie doit avoir un élément de collecte correspondent. La taille d'un élément nécessite généralement 3 centimètres carrés et la hauteur peut être inférieure à 1 cm. Comment intégrer les composants pour répondre aux exigences énergétiques de l'appareil, c'est quelque chose que nous devons pleinement prendre en compte.


La collecte d'énergie thermique peut être une technique que les gens ne connaissent pas bien. Dans une installation thermoélectrique, lorsque différentes températures sont placées côte à côte, une tension électrique est générée en conséquence. Avec la tension convertie par cette différence de température, nous pouvons réaliser la collecte de l'énergie thermique.


En effet, dans un générateur thermoélectrique, on chauffe une extrémité du générateur tout en gardant l'autre extrémité à basse température, de sorte qu'une différence de potentiel apparaît dans le circuit; Un circuit élévateur de tension est alors utilisé pour augmenter la tension afin de répondre aux exigences de fonctionnement du circuit intégré. Sur la base de ce principe, atmosic et une société se sont associées pour développer une montre de récupération d'énergie thermique qui peut prendre en charge les fonctions de base de la montre de manière totalement indépendante en collectant la chaleur du poignet.


Il convient de noter que dans la collecte d'énergie thermique, nous avons besoin non seulement d'une source de chaleur, mais également d'un radiateur pour créer une différence de température. Parce que la chaleur doit circuler constamment dans l'appareil pour générer une source continue de courant et d'énergie.


Pour une source radiofréquence ayant un rapport cyclique de 100%, la puissance théorique maximale pouvant être obtenue diminue rapidement avec l'augmentation de la distance de déplacement. Même l'énergie brute disponible est inférieure à 100 microwatts à 2,4 GHz lorsque la distance de déplacement est supérieure à un mètre. De plus, l'efficacité du collecteur et de la mémoire doit être prise en compte. Lorsque la bande passe à 915 MHz, l'appareil peut obtenir un niveau de collecte d'énergie plus élevé et peut collecter de l'énergie jusqu'à deux ou trois mètres, voire cinq ou six mètres.


Contrairement à d'autres méthodes de collecte d'énergie, la collecte d'énergie RF nécessite également de prendre en compte les réglementations de communication de chaque région, y compris les fréquences disponibles, la puissance de sortie maximale, etc. ces limites affectent en fait la quantité d'énergie qui peut être collectée. Par exemple, les limites sont plus strictes en Europe qu'en Amérique du Nord et au Japon, de sorte qu'ils ne reçoivent généralement que 10 dB d'énergie en dessous de la normale.


En tant qu'innovateur mondial de la technologie sans fil de l'Internet des objets (IOT) à très faible consommation, Atmos a développé trois technologies innovantes: RF à très faible consommation, réveil RF et récupération d'énergie contrôlable pour atteindre une consommation d'énergie minimale et réduire complètement la dépendance des applications IOT aux batteries. Par exemple, nous pouvons appliquer la technologie de réveil RF dans l'étiquette de sécurité afin qu'elle ne s'active que lorsqu'elle est proche du lecteur de carte. Le réveil par identification radiofréquence peut également permettre au dispositif de fonctionner uniquement lorsque l'acquisition d'énergie est requise; Ou compter sur le fait de mettre l'appareil dans une boîte spéciale ou à proximité d'une source de signal pour charger l'appareil lorsqu'il ne fonctionne pas.


Bien sûr, la collecte d'énergie n'est pas une voie technique "tout ou rien". Nous pouvons encore combiner la technologie de la batterie avec la technologie de collecte d'énergie pour continuer à optimiser la consommation d'énergie et prolonger considérablement la durée de vie de la batterie en utilisant d'abord l'énergie collectée par l'unité de gestion de l'alimentation; Dans certains cas, il est également possible d'utiliser uniquement l'énergie collectée et de se débarrasser complètement de la dépendance à la batterie.


Atmosic a conçu une puce Bluetooth 5.0 ultra - basse consommation axée sur les applications de collecte d'énergie. Il possède de nombreuses fonctions contribuant à réduire la consommation d'énergie, telles qu'un récepteur de réveil indépendant et flexible, qui permet à la puce de ne se réveiller que lorsqu'elle reçoit un signal RF spécifique, ce qui permet de maintenir une faible consommation d'énergie; Et une unité de gestion de l'alimentation intégrée qui permet de collecter et de gérer plusieurs entrées d'énergie et même d'obtenir une utilisation "permanente" de la batterie sous certaines conditions.


Enfin, la technologie de collecte d’énergie contrôlée d’atmosic offre de nombreuses solutions aux problèmes de batterie et de coût de l’iot et d’autres appareils. Il existe de nombreux types de techniques de collecte d'énergie disponibles, mais elles ne sont pas omnipotentes. Nous avons encore besoin d’une compréhension approfondie de l’environnement dans lequel nous nous trouvons et des applications spécifiques, combinée à la dimension du budget et des objectifs, pour choisir la solution la plus appropriée en fonction des conditions.