Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Zmierzając w stronę wystarczalnego energetycznie świata IoT

Wkrótce bezprzewodowe czujniki IoT skomunikują cały świat. W ciągu najbliższych 10 lat sumaryczna liczba tych czujników może dosięgać aż 50 miliardów. Wiele z nich ma być zasilanych bateriami. Każdego dnia technicy będą musieli wymieniać dużo baterii. W świecie dążącym do zrównoważonego rozwoju jest to poważny problem, tak istotny jak: wydobycie litu, wytwarzanie z niego ogniw oraz utylizacja ogniw. Bezprzewodowe czujniki IoT będą musiały gromadzić energię z otoczenia. W tym celu będą wymagane dedykowane układy scalone. Ma to zapewnić optymalne zarządzanie energią, a przez to oszczędne w bilansie mocy połączenia.
Article Image

Moc Słońca korzystna dla IoT

Dostępne na rynku panele słoneczne są obecnie najlepszym rozwiązaniem dla czujników IoT. Panele te wyróżnia m.in. wysoka sprawność, względem innych źródeł energii. Jest to możliwe dzięki stałej, znacznej mocy Słońca. Panele słoneczne wykorzystują efekt fotoelektryczny do zamiany fotonów na energię elektryczną. Dużo paneli powstaje z krzemu amorficznego. Tego typu panele działają dobrze w warunkach słabego oświetlenia. Teoretycznie panele z krzemu amorficznego mogą przetwarzać do 33% padającego na nie światła.

Płynne zarządzanie zmienną dostępnością energii

Przez typową część dnia Słońce znajduje się poniżej horyzontu. Między bezchmurnym dniem w lato, a pochmurnym dniem w zimę jest spora różnica. Zależnie od szerokości geograficznej, chmury mogą obniżać produkcję energii słonecznej nawet o 75%. Aby złagodzić ten problem, dzisiejsze rozwiązania inkorporują różne rezerwy energii w formie m.in. superkondensatorów. Projektowane czujniki IoT mogą czerpać energię wprost z tych rezerw. Oczywiście oznacza to tworzenie i utylizację źródeł zasilania. Tym niemniej gromadzenie energii wydłuża żywotność paneli, pozwalając w pełni je dopasować do czujników. Eliminuje to przestoje oraz pomniejsza wpływ na środowisko.

Pomyśl o zarządzaniu gromadzoną energią

Zarządzanie gromadzoną energią, przy sporej dostępności czujników nie jest łatwe. Bez mała wymaga to korzystania m.in. z układów PMIC. Firma Nordic Semiconductor ma długą historię "maksymalnego wykorzystania każdego mikrowata mocy". Dla przykładu układ nRF9160 jest przemyślany pod kątem energooszczędności. Niektóre z solucji w tym układzie uwzględniają gromadzenie energii. I choć to istotnie zwiększa czas działania aplikacji, to nie nakłada na nie ograniczeń, pogarszając jednak cykle ich pracy. Na szczęście elastyczność produktów Nordic Semiconductor pomaga znaleźć złoty środek między cyklami pracy, a żywotnością aplikacji.

Zrównoważona przyszłość stoi zarządzaniem energią

Połączenie gromadzenia energii i dostępnych na rynku baterii definiuje główne przyczynki do zrównoważonego rozwoju. Znajduje to odzwierciedlenie w różnych produktach. Dalszy rozwój czujników IoT może jednak doprowadzić do trwałego usuwania baterii. Przykładowo złożone z wielu warstw panele słoneczne będą pochłaniać więcej promieni słonecznych oraz zamieniać ponad 50% padającego na nie światła w energię elektryczną. Przyszłe rodziny układów PMIC firmy Nordic Semiconductor będzie ostrożniej obchodzić się z tą mocą. Układy te będą czynić więcej pracy, przy mniejszym zużyciu energii. Przyczyni się do zapewnienia zrównoważonych rozwiązań IoT. Jest to wspaniała wiadomość zarówno dla techników, jak i następnych pokoleń na Ziemi - planecie, o którą nieustannie należy się troszczyć.

Układ nRF9160

Dokumentacja układu nRF9160

Wideo
Firma: Nordic Semiconductor
Tematyka materiału: Li-Po, mikrowaty, Nordic Semiconductor, nRF9160 SiP, PMIC, Słońce,
AUTOR
Źródło
blog.nordicsemi.com
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Mikroprocesory (µP),
Mikrokontrolery (µC)
1/12 Architektura RISC w porównaniu do architektury CISC charakteryzuje się:
Oceń najnowsze wydanie EdW
Wypełnij ankietę i odbierz prezent
UK Logo