Mikrowellen-Technik - Energy Harvesting-Technologie unterstützt IoT-Geräte mit Strom

Lange Zeit sind der riesige Markt, der durch das Internet der Dinge und die riesige Anzahl von Milliarden von Geräten gebildet wird, den Menschen allmählich bekannt geworden. Gleichzeitig werden mobile IoT-Geräte immer mehr und kabelgebundene Stromversorgung ist keine langfristige Lösung. Da der Markt für das Internet der Dinge weiter stark wächst, werden die Energieversorgungsmethode und Batterieprobleme von Geräten zu neuen Herausforderungen.

Stellen Sie sich vor, wir haben eine Milliarde IoT-Geräte und jedes Gerät hat eine Akkulaufzeit von drei Jahren. Das bedeutet, dass durchschnittlich fast eine Million Batterien täglich ausgetauscht werden müssen, was Kostendruck, Umweltgefahren und viele andere Probleme mit sich bringt. Gibt es also eine neue Energieversorgungsmethode, die dieses Phänomen lindern kann?

Wo Licht ist, gibt es Energie, und Photovoltaik (Sonnenenergie) wird weit verbreitet eingesetzt. Gleichzeitig machen viele Photovoltaik-Technologien Fortschritte, wie großflächige Photovoltaik-Module und kleine Photovoltaik-Zellen, die in Produkten wie Rechnern verwendet werden.

Darüber hinaus wird erwartet, dass die organische Solarzellentechnologie in Zukunft auch kommerziell verfügbar sein wird und eine gleichwertige oder sogar bessere Leistung bietet. Einige neue Materialien haben auch Eigenschaften wie flexible Substrate und anpassbare Formen und können angepasst und auf flexible Kunststoffe oder andere Materialien gedruckt werden, um neue Photovoltaikmodule zu bestehenden Industriedesigns hinzuzufügen.

Die Menge der durch Sonnenenergie gesammelten Energie hängt von verschiedenen Faktoren wie Lichtintensität und photovoltaischen Materialien ab. Verschiedene Technologien haben unterschiedliche Energiewerte, die von einer Einheitsfläche unter verschiedenen Lichtniveaus gesammelt werden, und auch die Preise für Materialien sind unterschiedlich. Daher muss die Sammlung von Photovoltaik-Energie die Lichtumgebung, verfügbare Fläche und Budgetbeschränkungen berücksichtigen.

Ein kleiner Taschenrechner ist ein elektronisches Produkt, mit dem die Menschen sehr vertraut sind, aber was weniger bekannt ist, ist, dass der "Taschenrechner" zu dieser Zeit – die Addiermaschine, bereits vor hundert Jahren begonnen hatte, auf mechanische Energiegewinnung zu setzen, um zu arbeiten.

Bei der mechanischen Energieerfassung verwenden wir mechanische Bewegung, um die magnetischen Pole in der Spule zu bewegen, um einen Energieburst zu bilden, und fangen diese Energie dann für die drahtlose Übertragung ein. Mit Hilfe des Mechanismus der Sammlung und Freisetzung von Energie durch Bewegung können wir die Energie für die Produktion verwenden, anstatt in der Batterie gespeichert zu werden.

Die mechanische Energiegewinnung muss jedoch über entsprechende Sammelelemente verfügen. Ein Element muss oft drei Quadratzentimeter groß sein, und die Höhe kann weniger als 1 cm sein. Wie man Komponenten integriert, um den Energiebedarf der Geräte zu erfüllen, das ist, was wir vollständig berücksichtigen müssen.

Thermische Energiegewinnung kann eine Technologie sein, mit der Menschen nicht vertraut sind. Bei thermoelektrischen Geräten, wenn unterschiedliche Temperaturen nebeneinander angeordnet werden, wird Spannung entsprechend erzeugt. Mit der aus dieser Temperaturdifferenz umgewandelten Spannung können wir die Sammlung von Wärmeenergie realisieren.

Insbesondere im thermoelektrischen Generator erwärmen wir ein Ende des Generators, während das andere Ende auf einer niedrigen Temperatur gehalten wird, so dass eine Potentialdifferenz im Stromkreis auftritt; und verwenden Sie dann eine Boosterschaltung, um die Spannung zu erhöhen, um die Betriebsanforderungen der integrierten Schaltung zu erfüllen. Basierend auf diesem Prinzip haben Atmosic und ein Unternehmen zusammengearbeitet, um eine thermische Energieerfassungsuhr zu entwickeln und zu entwickeln, die grundlegende Uhrenfunktionen unabhängig voneinander unterstützen kann, indem sie die Wärme des Handgelenks sammelt.

Es sollte beachtet werden, dass wir bei der Wärmeenergiesammlung nicht nur eine Wärmequelle benötigen, sondern auch einen Heizkörper, um eine Temperaturdifferenz zu erzeugen. Denn Wärme muss weiterhin in den Geräten fließen, um eine kontinuierliche Strom- und Energiequelle zu produzieren.

Bei einer Hochfrequenzquelle mit einem 100%-Betriebszyklus nimmt die maximale theoretische Leistung, die erhalten werden kann, mit zunehmendem Bewegungsabstand schnell ab. Wenn der Bewegungsabstand einen Meter überschreitet, beträgt im Falle von 2,4 GHz sogar die verfügbare Rohenergie weniger als 100 Mikrowatt. Darüber hinaus ist die Effizienz des Kollektors und der Lagerung zu berücksichtigen. Wenn das Frequenzband auf 915 MHz umgeschaltet wird, kann das Gerät ein höheres Maß an Power Harvesting erhalten und Energie zwei oder drei Meter oder sogar fünf oder sechs Meter entfernt sammeln.

Im Gegensatz zu anderen Energy Harvesting-Methoden muss die Funkfrequenz Energy Harvesting auch die Kommunikationsvorschriften verschiedener Regionen berücksichtigen, einschließlich verfügbarer Frequenz, maximaler Ausgangsleistung usw. Diese Einschränkungen beeinflussen tatsächlich die Menge der Energie, die gesammelt werden kann. Beispielsweise sind die Beschränkungen in Europa strenger als in Nordamerika und Japan, so dass sie meist nur 10db niedrigere Energie als üblich bekommen können.

Als globaler Innovator der drahtlosen Technologie des ultra-Low-Power-Internets der Dinge (IoT) hat Atmosic drei innovative Technologien entwickelt: Hochfrequenzstarke Hochfrequenz, Hochfrequenzstarke und kontrollierte Energiegewinnung, um den niedrigsten Stromverbrauch zu erzielen und IoT-Anwendungen vollständig zu reduzieren. Beispielsweise können wir Funk-Weckup-Technologie in einem Security-Tag anwenden, so dass es nur aktiviert wird, wenn es sich in der Nähe des Kartenlesers befindet. Das Aufwachen durch Funkfrequenzkennzeichnung kann es auch ermöglichen, dass das Gerät nur dann funktioniert, wenn Energiegewinnung erforderlich ist; oder verlassen Sie sich darauf, das Gerät in eine spezielle Box oder in der Nähe der Signalquelle zu stecken, um das Gerät aufzuladen, wenn es nicht läuft.

Natürlich ist Energy Harvesting kein "Alles oder Nichts" technischer Weg. Wir können Batterietechnologie immer noch mit Energieerntetechnologie kombinieren, die gesammelte Energie zuerst durch die Energiemanagementeinheit verwenden, den Energieverbrauch weiter optimieren und die Lebensdauer der Batterie erheblich verlängern; Es ist auch möglich, nur die gesammelte Energie in einigen Fällen zu verwenden, vollständig loszuwerden von der Abhängigkeit von der Batterie.

Atmosic hat einen ultra-Low-Power Bluetooth 5.0 Chip entwickelt, der sich auf Energy Harvesting Anwendungen konzentriert. Es hat viele Funktionen, die helfen, den Energieverbrauch zu reduzieren, wie einen unabhängigen und flexiblen Weckempfänger, der es dem Chip ermöglicht, nur aufzuwachen, wenn er ein bestimmtes HF-Signal empfängt, wodurch niedriger Energieverbrauch beibehalten wird; Ein integriertes Energiemanagementsystem, das mehrere Energieeingänge sammeln und verwalten kann und sogar den "dauerhaften" Gebrauch der Batterie unter bestimmten Bedingungen realisieren kann.

Schließlich bietet die kontrollierte Energiegewinnungstechnologie von Atmosic eine Vielzahl von Lösungen für die Batterie- und Kostenprobleme des Internet der Dinge und anderer Geräte. Es gibt viele Arten von Energiegewinnungstechnologien, aber sie sind kein Allheilmittel. Wir müssen noch ein tiefes Verständnis der Umgebung und der spezifischen Anwendungen haben, in denen wir uns befinden, kombiniert mit den Dimensionen des Budgets und der Ziele, und die am besten geeignete Lösung entsprechend den Bedingungen wählen.