Bezdrôtové nabíjanie budúcnosti

Bezdrôtové nabíjanie budúcnosti
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  77 zobrazení
1
 0
Batérie a akumulátory

Výskum a vývoj v tejto generácii sa neustále vyvíja. Výrazne sa mení najmä dopyt po výkonovej elektronike. Rýchlosť, s akou technológie ovplyvnili zvyky a návyky spotrebiteľov, nemá v minulosti konkurenciu, pretože boli technologicky ďaleko pozadu. Za posledné dva alebo tri roky sa výrazne zmenili zvyky spotrebiteľov v oblasti energie a nabíjania a bezdrôtové technológie sa plne integrovali do ich každodenného života. Spoločnosť Powercast pomáha zákazníkom riešiť mnohé výzvy v oblasti bezdrôtového nabíjania na diaľku, napája bezdrôtové senzorové siete, vodotesné konštrukcie, opakovane použiteľné inteligentné pásy, štítky RFID a mnohé ďalšie komerčné a priemyselné zariadenia a zároveň uvádza na trh riešenia určené na napájanie spotrebných elektronických zariadení a patentuje mnohé nové nápady a riešenia.

Elektrická energia je čoraz dôležitejšia

Počet zariadení nepochybne rastie. Vo všetkých aplikačných odvetviach sa používajú elektronické zariadenia a obvody, ktoré, samozrejme, pracujú s elektrickou energiou. Umelá inteligencia prispieva k rastu počtu používateľov a budúce generácie budú nepochybne vo veľkej miere využívať technológie v každodennom živote. Tieto zariadenia si vyžadujú elektrickú energiu a kľúčovým problémom sú batérie. Nielenže sú ťažké, ale treba ich aj pravidelne vymieňať a môžu prípadne zlyhať.

Zelená budúcnosť

Potreba čistej budúcnosti a neznečisteného životného prostredia sa stala kritickou a táto téma sa dostala do popredia všetkých technologických rozhovorov. Počet vyradených batérií, ktoré v súčasnosti končia na skládkach, je obrovský. Sú ich miliardy a bane, pôda a podzemné vodonosné vrstvy sú čoraz viac kontaminované. Medzi drastické, ale nevyhnutné a účinné opatrenia by mohlo patriť úplné upustenie od používania batérií alebo zavedenie dobíjateľných batérií, ktoré by zabránili ich vyhadzovaniu alebo aspoň zabezpečili ich likvidáciu každých päť alebo šesť rokov.

Žiadne skutočné straty energie

Predstavte si systém Wi-Fi, ktorý vám umožní vypnúť osvetlenie domu a iné veľké záťaže, keď používatelia nie sú fyzicky prítomní v danej miestnosti. Robíte veľkú chybu, ak sa zameriavate na jednoduchú spotrebu energie jediného zariadenia, ktoré ovláda a reguluje svetlá. Pozrime sa teda na situáciu bližšie. Zariadenie v príklade spotrebuje iba 10 mW energie, pričom absorbuje 1 W energie z domácej zásuvky na stene. Ak na výpočet účinnosti systému použijeme nasledujúci vzorec:

aby sme dosiahli účinnosť iba 1 % pri strate výkonu 99 %. Zdá sa, že používanie tohto zariadenia sa dôrazne neodporúča. Ak sa teda na obvod pozriete len z tohto hľadiska, je vlastne dosť neefektívny a určite nie "zelený". "Pri hlbšom pohľade na skutočnú funkciu nabíjacieho zariadenia sa ukážu ďalšie zázraky," povedal Charles Goetz, generálny riaditeľ a predseda predstavenstva spoločnosti Powercast. "Skutočnou úlohou 10-mW snímača je vypnúť ohrievač vody, zhasnúť svetlá a vypnúť iné väčšie záťaže." Videné z tohto pohľadu sa za rok ušetrí niekoľko kilowattov elektrickej energie. Ak sa teda na vec pozrieme z čisto fyzikálneho hľadiska, v skutočnosti využívame energiu neefektívne, ale ak sa pozrieme na skutočný dôvod, prečo sa táto energia využíva a kontroluje, potom sa ukáže, že úspora za rok je naozaj vysoká a tento senzor je veľmi užitočný." Napríklad používaný vysielač pracuje 24 hodín denne, 7 dní v týždni a za rok by spotreboval niekoľko eur na účte za elektrinu. Týchto pár eur však umožňuje znížiť ročné výdavky o tisíce dolárov, ak sa všetky médiá využívajú rozumne a inteligentne. Existuje mnoho príkladov: Napríklad bezkontaktné nabíjanie hypotetickej stanice na dezinfekciu rúk, ktorá by inak bola napájaná batériami, by sa mohlo dobíjať s mimoriadne nízkymi ročnými nákladmi (rádovo niekoľko eur) pomocou vysielača Powercast. Ak by si to osvojil obchodný dom, mohlo by sa predísť používaniu tisícov batérií, čo by viedlo k úspore peňazí a zníženiu množstva skládok. Ďalší príklad sa týka nabíjania digitálnych multimetrov Fluke (pozri obrázok 1), jedného z najpoužívanejších diagnostických nástrojov Powercast, takže technici spoločnosti ich môžu jednoducho umiestniť a automaticky nabíjať cez noc.

Obrázok 1: Bezdrôtové nabíjanie digitálneho multimetra Fluke

Ovládanie pre akýkoľvek typ prostredia

V rámci snímačov a vysielačov prebiehajú komplexné digitálne spojenia prostredníctvom dátových paketov do brány nastavenej pre konkrétnu oblasť. Snímače Powercast možno použiť v rôznych prostrediach vrátane výrobných kancelárií, rafinérií, komerčných budov, skladov a logistických centier. Možno ich umiestniť na ľubovoľné miesto bez potreby káblov a, čo je najdôležitejšie, bez potreby časom meniť batérie. Ďalším zaujímavým bodom je, že implementácia nového snímača neznamená novú konštrukciu systému, ale využíva existujúcu RF infraštruktúru. To umožňuje mať vysielač s desiatkami prijímačov schopných pokryť veľké vzdialenosti. Táto oblasť technológie v súčasnosti predstavuje pre spoločnosti značnú výzvu, keďže hlavným cieľom výskumu je poskytnúť výrazne vyšší výkon na veľké vzdialenosti.

Vývojové nástroje Powercast

Pomocou vývojových nástrojov Powercast môžete rozšíriť možnosti bezdrôtového napájania. Môže sa stať obnoviteľným zdrojom energie pre nabíjateľné batérie a iné zariadenia na uskladnenie energie. Vďaka patentovanej technológii Powercast môžete systém rýchlo integrovať do akéhokoľvek zariadenia pomocou riešenia plug-and-play na diaľkové napájanie. Jedným z mnohých produktov spoločnosti Powercast je vývojová súprava PowerSpot RF Wireless Power Kit pre nabíjanie batérií (P1110-EVAL-PS), znázornená na obrázku 2. Ide o kompletnú demonštračnú a vývojovú platformu na bezdrôtové nabíjanie batérií v spotrebiteľských zariadeniach prostredníctvom RF energie (rádiových vĺn) pomocou vysielača PowerSpot. Je navrhnutá na použitie pri vyššej úrovni RF výkonu. Odporúčaná vzdialenosť medzi vysielačom a vyhodnocovacou doskou je približne 1,5 metra pri použití bezdrôtového RF vysielača PowerSpot TX91503. Môže sa používať s mobilnou aplikáciou alebo bez nej a je nakonfigurovaný na okamžitú prevádzku.

Obrázok 2: Vývojová súprava PowerSpot RF Wireless Power Kit na dobíjanie batérií

Ďalšou zaujímavou súpravou je vývojová súprava Lifetime Power Energy Harvesting Development Kit for Battery Recharging (P1110-EVAL-01), znázornená na obrázku 3. Je to komplexná demonštračná a vývojová platforma na vývoj bezdrôtových aplikácií poháňaných rádiovou energiou. Je navrhnutá a nakonfigurovaná na prevádzku s veľmi nízkou spotrebou energie a firmvér je predinštalovaný na okamžitú prevádzku. Dosky na nabíjanie batérií sú napájané prijímačom Powerharvester P1110, ktorý premieňa RF energiu na jednosmerný prúd. V tejto súprave vysielač TX91501 alebo PowerSpot TX91502 (oba sú súčasťou dodávky) fungujú ako zdroj RF energie (915 MHz), ale na napájanie možno použiť aj iné zdroje RF s frekvenciou 850 až 950 MHz. Súčasťou balenia je príslušná aplikácia a niektoré rádiové dosky Bluetooth na rýchle meranie nabíjacieho prúdu a napätia batérie.

Obrázok 3: Vývojová súprava na zber energie počas životnosti na dobíjanie batérií

Ďalšou zaujímavou súpravou je vývojová súprava Lifetime Power Energy Harvesting pre bezdrôtové snímače (P2110-EVAL-01), znázornená na obrázku 4. Je to kompletná demonštračná a vývojová platforma na budovanie bezdrôtových snímačov pomocou RF energie. Je navrhnutá a nakonfigurovaná na prevádzku s veľmi nízkou spotrebou energie a firmvér je predinštalovaný. Dosky bezdrôtových senzorov sú napájané prijímačom Powerharvester P2110, ktorý premieňa RF energiu na jednosmerný prúd. V tejto súprave je zdrojom RF energie vysielač TX91501 (na frekvencii 915 MHz), ale na napájanie možno použiť aj iné RF zdroje s frekvenciou 850 až 950 MHz. Komunikácia zo senzorových dosiek do prístupového bodu prebieha na frekvencii 2,4 GHz pomocou rádiových signálov kompatibilných so štandardom 802.15.4. Na napájanie bezdrôtovej senzorovej dosky nie sú potrebné žiadne batérie. Medzi zabudované snímače patria snímače teploty, vlhkosti a svetla a k dispozícii je aj svorka pre externý snímač.

Obrázok 4: Vývojová súprava na zber energie počas životnosti pre bezdrôtové snímače

Záver

Spoločnosť Powercast aplikuje svoju technológiu bezdrôtového nabíjania RF na skutočné predmety, ktoré sa používajú každý deň. RF bezdrôtové napájanie aplikované na bežne používané predmety má mnoho výhod a umožňuje:

  • Šetriť čas a peniaze
  • Umožniť nové funkcie
  • Znížiť plytvanie batériami a náklady na ich výmenu

Zariadenia napájané technológiou Powercast obsahujú buď nabíjateľnú batériu, alebo žiadnu batériu, ako aj čip a anténu Powerharvester, ktoré prijímajú bezdrôtový RF signál vysielaný vzduchom vysielačom Powercast alebo iným RF zdrojom a premieňajú ho na použiteľnú jednosmernú energiu.

Zdroj : Powercast Bezdrôtový prenos energie

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 250.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár k článku. Pridáte prvý? Berte prosím na vedomie, že za obsah komentára je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo
PCBWay Promo
PCBWay Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Webwiki Button