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开发套见为物联网启动能量收集设计

2016-3-2 17:47:14  2226 物联网 超级电容器
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凭借其承诺的电池电量较少的操作,能量收集提供了一个有吸引力的解决方案,为智能设备供电的物联网(物联网)。尽管其明显的简单性,然而,一个电源可从环境来源图可用的能源提出了多重挑战。


一个强大的能量收集供应提供了一个广泛的功能范围(图1)。在输入端,传感器接口电路需要保持在其最大功率点的传感器;采用先进的最大功率点跟踪(MPPT)维持最佳的能量转换算法。在子系统、能量管理电路需要确保适当的充电和放电的能量存储设备的周期,如超级电容器和薄膜电池。


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图1:简单的概念,但难以执行,能量收集电源设计提出了重大的挑战,以确保最大的能量转换和高效的电源管理(由下一代能源收获电子,工程和物理科学研究委员会)。

在输出端,电源管理电路需要确保适当的供应水平的负载和优雅地关闭负载电路,如果收获的能量和存储功率下降到最低水平。反过来,这些电路需要在正确的顺序,以恢复供应的供应,以防止由于功率不足的负载电路中复位崩溃。总之,能量收集需要严格的关注能量转换和功率管理的每一个细节,并可能会威胁到摊位的物联网设备设计的严格时间表。


评估能量收集组件


能量收集开发工具包提供了一个完整的,测试的解决方案通常围绕着一个专门的能量收集集成电路和组件的数量,并设计展示部分的能力。一类演示板为工程师提供了一个机会,探索组件,如存储设备和能量传感器。例如,薄膜电池生产商Cymbet提供的实时时钟(RTC)评价其cbc-eval-12套件基于其EnerChip可充电电源备份存储设备技术的集成芯片


美迪技术简化了其压电换能器评价其ehe004板,其目的是直接连接到任何模式volture压电装置。董事会包括调理电路包括全波整流技术ltc3588-1喂养线性压电充电管理芯片最大的压电能量采集器的总输出(图2)。


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图2:ehe004的美迪科技开发板提供了一个完整的基于能量收集技术ltc3588线性充电管理芯片转换电路(对美迪科技提供)。

另一类的演示板,帮助工程师探索的性能特点,专门为能量收集应用的电源管理芯片。例如,工程师也可以直接进行使用线性的1459b示范电源板的线性ltc3588。


同样,该集成max17710gb20评估工具包帮助开发者获得快速启动检查能量收集应用建立在最大max17710gb能量收集充电器和保护IC。马克西姆盒结合在一个完整的能量采集的设计旨在展示的max17710gb特点太阳能电池固态能量存储装置。


意法半导体的steval-isv015v1演示板让工程师的工作与能量收集的设计建立在ST spv1040太阳能转换器和ST ld39050低压LDO稳压器。对于自己的能量收集电路演示,德克萨斯仪器公司提供的bq25504升压转换器和充电器IC的bq25504evm评价模块,而其bq25570evm评估板具有bq25570电源管理IC升压充电器的电压降压转换器。
基于单片机的演示包


另一类的能量收集包的重点是演示了使用一个特定的低功耗微控制器的能量收集应用。该套件通常结合第三方能量采集演示板与一个微控制器评估板加上一个软件开发环境。


伍尔特电子的ic-744885盒束Silicon Labs EFM32蛤蚧入门套件与线性技术的多能源收割机(图3)。silabs套件结合Silabs的单纯工作室为一个完整的演示系统板,包括一个基于ARM Cortex M3 efm32gg990f1024 32位单片机,液晶显示的软件开发,128 KB的RAM、1024 KB闪存、USB、和Segger J-Link,以及额外的连接器LED、按键、多。的Wurth工具包使工程师从多个环境来源包括太阳能研究能量转换、热电发电机(TEG),压电装置和感应能量。


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图3:伍尔特电子的能量收集开发工具包束Silicon Labs蛤蚧试剂盒与线性技术能量采集器(右下)能够从多个环境能源发电(伍尔特电子提供)。

微芯片技术XLP 16位能量收集开发工具包的目的是作为能量收集应用开发的综合开发平台。基于microchip PIC24F16KA102 XLP(超低功耗)单片机,主板加射频连接提供的PICtail连接器和自带的PICkit 3编程器/调试器使用microchip的MPLAB集成开发环境。该试剂盒结合Cymbet太阳能收割机板能够收获室内或室外光储存多余的能量在两Cymbet EnerChip薄膜fiLM充电储能器件芯片评估板。


在能量收集的参考设计,Silicon Labs的1012无线单片机的特点。silabs试剂盒提供了一种基于1012和由太阳能电池板供电,内置完整的无线传感器节点。silabs套件还包括一个基于silabs EZRadioPRO USB加密狗,让开发者可以无线连接的传感器节点,传感器接收数据。对于这个演示,无线节点板提供电池的水平和温度数据,从芯片上的温度传感器。随着Silicon Labs 4431 EZRadioPRO RF收发器,该适配器使用Silicon Labs c8051f342单片机。


德克萨斯乐器展示与msp430单片机捕获太阳能开发套件的MSP430系列,它的目的是作为一个完整的开源应用示例项目,可以用来测试硬件,甚至作为一个能量收集项目的框架。基于ti的MSP430F2274单片机和CC2500的2.4 GHz无线收发器,该套件包括一个双Cymbet EnerChip薄膜存储设备和高效2.25 x 2.25。低强度的荧光灯下的室内操作优化太阳能电池板。该套件包括MSP430单片机固件程序以及PC演示应用程序显示的无线连接的数据样本。


制造商谁提供下降的模块,用于能量收集的应用也将其模块与配套材料的评估包。例如,先进的线性器件eh300包的特点ALD eh300能量收集模块。ALD eh4205 / eh4295包捆eh300其eh4205和eh4295模块旨在促进极低电压可用水平的eh300。


结论


建设一个高效的能量收集电源供电的电池供电的承诺,较少的操作,但可以提出重大的挑战,优化能源转换和电源管理。能源收集示范包提供了现成的解决方案,帮助工程师快速收获的经验,并帮助有经验的能源收获开发商加快产品开发时间表。使用可用的能量收集工具,工程师们可以很快地学会如何利用环境能量来源为物联网设备供电。

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2016-3-2 17:47:14   评论 分享淘帖
1 个讨论
感谢楼主分享。
2020-8-18 16:48:09 评论

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