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マイクロ波技術

マイクロ波技術 - エネルギー収穫技術は力のIot装置を支援する

マイクロ波技術

マイクロ波技術 - エネルギー収穫技術は力のIot装置を支援する

エネルギー収穫技術は力のIot装置を支援する

2021-08-27
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Author:Belle

長い間、物事のインターネットと膨大な数のデバイスによって形成された巨大な市場が徐々に人々に知られている。同時に、モバイルIOTデバイスはますますなっており、有線電力は長期的な解決策ではない。物事市場のインターネットが盛んに成長し続けているので,機器のエネルギー供給方法と電池問題は新たな課題になっている。


私たちは10億IoTデバイスを持っていることを想像し、各デバイスは3年のバッテリ寿命を持っている。これは平均的には約100万台のバッテリーが毎日交換される必要があることを意味します。そして、それはコスト圧力、環境危険と他の多くの問題をもたらします。それで、この現象を緩和する新しいエネルギー供給方法がありますか?


光のあるところにはエネルギーがあり,太陽光エネルギー(太陽エネルギー)が広く使われている。同時に、多くの太陽光発電技術は、大規模な太陽光発電パネルや、計算機などの製品で使用される小さな光起電力電池などの進歩を続けている。


さらに、有機太陽電池技術は、将来的に商業的に利用可能であり、同等又はより良い性能を提供することも期待される。いくつかの新しい材料はまた、柔軟な基板やカスタマイズ可能な形状などの機能を持っており、カスタマイズされた柔軟なプラスチックや他の材料に印刷することができます既存の工業デザインに新しい光起電モジュールを追加します。


太陽エネルギーによって集められたエネルギー量は、光強度や光起電材料のような様々な要因に関連している。異なる技術は、異なる光レベルの下で単位面積から集められる異なったエネルギー価値を持ちます、そして、材料の価格も異なります。したがって,光起電力エネルギーの収集は,光環境,利用可能面積,及び予算制約を考慮する必要がある。

IOTデバイス

小さな計算機は、人々が非常に精通している電子製品ですが、知られていないことは100年前としては、その時点で“電卓”は、加算機は、機械的エネルギー収穫に依存して動作するように始めていたことです。


機械的エネルギー収集では、我々は、エネルギーバーストを形成するためにコイル内の磁極を移動させる機械的な動きを使用して、次に無線送信のためにこのエネルギーを捕捉する。運動を通してエネルギーを集めて放出するメカニズムの助けを借りて、我々は、エネルギーをバッテリーに格納されるよりむしろ生産で使用させることができます。


しかし、機械的エネルギー収穫は対応する収集要素を持たなければならない。要素はしばしば3平方センチメートルである必要があります、そして、高さは1 cm未満でありえます。どのように機器のエネルギー要件を満たすためにコンポーネントを統合するには、これは完全に考慮する必要があります。


熱エネルギー収穫は、人々がよく知らない技術であるかもしれません。熱電素子では、異なる温度が並んで配置されると、それに応じて電圧が発生する。この温度差から変換した電圧を用いて,熱エネルギーの収集を実現できる。


具体的には、熱電発電機では、他方の端部を低温で保持しながら、発電機の一端を加熱するので、回路に電位差が現れるそして、集積回路の操作条件を満たすために電圧を増やすためにブースタ回路を使用する。この原理に基づいて,atmosic社とco社は協力し,手首の熱を集めることによって独立した時計機能を完全にサポートできる熱エネルギー収集腕時計の開発と開発を行った。


熱エネルギー収集において、我々は熱源を必要とするだけでなく、温度差を作成するための放射器も必要であることに留意されたい。熱は連続的な電流源とエネルギー源を作り出すために装置内に流れ続けなければならない。


100 %のデューティサイクルを持つ無線周波数源では、移動距離が増加するにつれて得られる最大理論パワーは急速に減少する。移動距離が1メートルを超える場合、2.4 GHzの場合、利用可能な生エネルギーでさえ100マイクロワット未満である。また、コレクタおよび記憶の効率を考慮しなければならない。周波数帯域が915 MHzに切り替えられると、装置はより高いレベルの電力採取を得ることができ、2〜3メートルのエネルギーを収集することができる。


他のエネルギー収穫方法とは異なり、無線周波数エネルギー収穫は、利用可能な周波数、最大出力電力を含む様々な地域の通信規則を考慮する必要があります。これらの制限は実際に収集することができるエネルギー量に影響を及ぼします。例えば、ヨーロッパの規制は北アメリカ  と日本のそれより厳しく、通常は通常よりも10 dB低いエネルギーしか得られない。


モノ(IOT)無線技術の超低電力インターネットの世界的な革新者として、Atmosicは3つの革新的な技術を開発しました:超低消費電力ラジオ周波数、無線周波数ウェイクアップと制御されたエネルギー収穫は最低の消費電力を達成して、完全にIotアプリケーションをバッテリーに頼ります。例えば、我々は、それがカードリーダーに近いときにのみアクティブになるように、セキュリティタグに無線周波数ウェイクアップ技術を適用することができます。高周波識別を介して目を覚ますまた、エネルギーの収穫が必要であるときにのみデバイスを動作させることができますまたは特別なボックスにデバイスを置くか、それが実行されていないときにデバイスを充電する信号源に近くに依存します。


もちろん、エネルギー収穫は“オールオアナッシング”技術的なルートではありません。我々はまだエネルギー収穫技術とバッテリー技術を結合することができます、電力管理ユニットを介して最初に収集されたエネルギーを使用して、エネルギー消費を最適化し続け、大幅にバッテリーの寿命を延長する;また、収集エネルギーのみを使用することも可能であり、電池依存性を完全に取り除くことができる。


Atmosicは、エネルギー収穫アプリケーションに集中する超低消費電力ブルートゥース5.0チップを設計しました。それは、特定のRF信号を受信するときだけ、チップが目覚めることができ、それによって、低エネルギー消費を維持する、独立してフレキシブルなウェイクアップ受信機のような、エネルギー消費を減らすのを助ける多くの特徴を有するそして、それは複数のエネルギー入力を集めて、管理することができて、確かな条件の下でバッテリーの「永久の」使用を実現することができた統合した電力管理装置。


最後に、atmosicによって、提供される制御されたエネルギー収穫技術は、バッテリおよびさまざまなデバイスおよび他のデバイスのインターネットのコスト問題にさまざまな解を提供する。エネルギー収穫技術の多くのタイプが利用可能ですが、彼らは万能薬ではありません。我々はまだ、我々は、予算と目標の次元と組み合わせると、条件に応じて最適なソリューションを選択する環境と特定のアプリケーションの深い理解を持っている必要があります。