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마이크로웨이브 기술

마이크로웨이브 기술 - 에너지 수집 기술은 사물인터넷 설비에 전력을 공급하는 데 도움이 된다

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마이크로웨이브 기술 - 에너지 수집 기술은 사물인터넷 설비에 전력을 공급하는 데 도움이 된다

에너지 수집 기술은 사물인터넷 설비에 전력을 공급하는 데 도움이 된다

2021-08-27
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Author:Belle

오랫동안 사물인터넷이 형성한 거대한 시장과 수십억 개의 방대한 설비가 점차 사람들에게 알려지고 있다.이와 동시에 이동사물인터넷설비가 갈수록 많아지고있으며 유선전원은 장기적인 해결방안이 아니다.사물인터넷 시장이 지속적으로 왕성하게 발전함에 따라 설비의 에너지 공급 방식과 배터리 문제는 새로운 도전이 되고 있다.


우리가 10 억 개의 사물 인터넷 장치를 가지고 있다고 상상해보십시오. 각 장치의 배터리 수명은 3 년입니다.이는 하루 평균 거의 100 만 개의 배터리를 교체해야한다는 것을 의미하며 이로 인해 비용 부담, 환경 위험 및 기타 많은 문제가 발생합니다.그렇다면 이런 현상을 완화시킬 수 있는 새로운 에너지 공급 방법이 있을까?


빛이 있는 곳에는 에너지가 있고, 태양광 에너지 (태양에너지) 는 널리 사용되고 있다.이와 동시에 많은 태양에네르기기술은 여전히 끊임없이 진보하고있다. 례를 들면 대형태양에네르기태양에네르기전지판 및 계산기 등 제품에 사용되는 소형태양에네르기전지이다.


또 유기태양전지 기술은 앞으로 상용화돼 동등하거나 심지어 더 좋은 성능을 제공할 것으로 보인다.일부 신소재는 또한 유연한 기판과 맞춤형 모양 등의 특징을 가지고 있으며, 유연한 플라스틱이나 기타 재료에 맞춤형으로 인쇄하여 기존의 산업 디자인에 새로운 태양광 모듈을 추가할 수 있다.


태양에너지가 수집하는 에너지는 빛의 강도와 태양광 재료 등 각종 요소와 관련이 있다.서로 다른 기술이 서로 다른 조명 수준에서 단위 면적에서 수집하는 에너지 값이 다르고 재료의 가격도 다르다.따라서 태양광 에너지 수집은 광 환경, 가용 면적 및 예산 제한을 고려해야 합니다.

사물 인터넷 장치 PCB

소형 계산기는 사람들에게 매우 익숙한 전자 제품이지만, 100년 전에 당시의"계산기"가법기는 이미 기계 에너지 수집에 의존하여 조작하기 시작했다는 것은 잘 알려지지 않았다.


기계적 에너지 수집에서, 우리는 기계적 동작을 사용하여 코일의 자극을 이동하고, 에너지 폭발을 형성한 다음, 이러한 에너지를 포착하여 무선 전송을 한다.운동을 통해 에너지를 수집하고 방출하는 메커니즘을 통해 우리는 에너지를 배터리에 저장하는 것이 아니라 생산에 사용할 수 있습니다.


그러나 기계적 에너지 수집에는 적절한 수집 컴포넌트가 있어야 합니다.컴포넌트는 일반적으로 1cm 미만의 크기로 3제곱센티미터가 필요합니다. 장치의 에너지 요구 사항을 충족하기 위해 어셈블리를 통합하는 방법은 충분히 고려해야 합니다.


열에너지 수집은 사람들에게 익숙하지 않은 기술일 수도 있다.열전기 장치에서 서로 다른 온도가 나란히 놓일 때 그에 따라 전압이 발생한다.이 온도차로 전환된 전압을 이용하여 우리는 열에너지의 수집을 실현할 수 있다.


구체적으로 말하자면, 열전기 발전기에서, 우리는 발전기의 한쪽 끝을 가열하고, 동시에 다른 한쪽 끝을 저온에 유지함으로써 회로에서 전세차가 나타난다;그런 다음 승압 회로를 사용하여 전압을 높여 집적 회로의 작동 요구 사항을 충족시킵니다.이 원리를 바탕으로 Atmosic은 한 회사와 협력하여 손목의 열을 수집하여 시계의 기본 기능을 완전히 독립적으로 지원할 수 있는 열 에너지 수집 시계를 개발했습니다.


열 에너지 수집에서 열원뿐만 아니라 온도 차를 발생시키기 위해 히트싱크가 필요하다는 점에 유의해야 합니다.열은 연속적인 전류와 에너지 공급원을 생성하기 위해 장치에서 지속적으로 이동해야합니다.


100% 의 무선 주파수 소스에서 얻을 수 있는 최대 이론적 전력은 이동 거리가 증가함에 따라 빠르게 감소합니다.이동 거리가 1m를 초과하면 2.4GHz의 경우 사용 가능한 원시 에너지도 100마이크로와트 미만입니다.또한 컬렉터와 스토리지의 효율성도 고려해야 합니다.주파수 대역이 915MHz로 전환되면 장치는 더 높은 수준의 전력 수집을 얻을 수 있으며 2~3m 또는 5~6m 밖에서 에너지를 수집할 수 있습니다.


무선 주파수 에너지 수집은 다른 에너지 수집 방법과 달리 가용 주파수, 최대 출력 등 지역별 통신 법규도 고려해야 한다. 이러한 제한은 실제로 채취할 수 있는 에너지에 영향을 미친다.예를 들어 유럽은 북미와 일본보다 규제가 엄격하기 때문에 보통 평소보다 10db 낮은 에너지만 얻을 수 있다.


초저전력 사물인터넷 (IoT) 무선 기술의 글로벌 혁신자인 Atmosic은 초저전력 무선주파수, 무선주파수 깨우기 및 제어 에너지 수집 등 세 가지 혁신 기술을 개발하여 최저 전력 소비를 실현하고 사물인터넷 응용의 배터리 의존도를 완전히 줄였다.예를 들어, 카드 리더기 근처에 있는 경우에만 활성화되도록 보안 레이블에 무선 주파수 깨우기 기술을 적용할 수 있습니다.무선 주파수 식별을 통해 깨우는 것도 장치가 에너지 수집이 필요할 때만 작동할 수 있도록 허용할 수 있다;또는 장치가 작동하지 않을 때 장치를 전용 상자에 넣거나 신호원에 가까워 장치를 충전합니다.


물론 에너지 수집은"전부 있거나 전무한"기술 노선이 아닙니다.우리는 여전히 배터리 기술과 에너지 수집 기술을 결합하여 전원 관리 단위를 통해 먼저 수집된 에너지를 사용하여 에너지 소비를 계속 최적화하고 배터리의 수명을 크게 연장할 수 있다;어떤 경우에는 수집된 에너지만 사용하여 배터리에 대한 의존에서 완전히 벗어날 수도 있습니다.


Atmosic은 에너지 수집 응용에 중점을 둔 초저전력 Bluetooth 5.0 칩을 설계했습니다.독립적이고 유연한 깨우기 수신기와 같은 에너지 소비를 줄이는 데 도움이 되는 많은 기능을 갖추고 있으며, 칩이 특정 RF 신호를 받을 때만 깨울 수 있어 낮은 에너지 소비를 유지할 수 있습니다.또한 전원 관리 장치가 통합되어 있어 다양한 에너지 입력을 수집하고 관리할 수 있으며, 심지어 일정한 조건에서 배터리를"영구적으로"사용할 수 있습니다.


마지막으로 Atmosic이 제공하는 제어 가능한 에너지 수집 기술은 사물 인터넷 및 기타 장치의 배터리 및 비용 문제에 대한 다양한 솔루션을 제공합니다.많은 종류의 에너지 수집 기술을 사용할 수 있지만, 그것들은 만능이 아니다.우리는 여전히 처한 환경과 구체적인 응용을 깊이있게 료해하고 예산과 목표의 차원과 결부하여 조건에 따라 가장 적합한 해결방안을 선택해야 한다.