Jakie są alternatywne źródła zasilania czujników bezprzewodowych?

13

Chcę zasilić kilka małych czujników z obsługą Wi-Fi w domowym domu lub biurze. Jako taki jestem zainteresowany utrzymywaniem ich zasilania tak długo, jak to możliwe między ładowaniami.

Oczywiście droga bateria Li-xx byłaby prostym rozwiązaniem, ale szukałem też bardziej „inspirowanych” alternatyw, takich jak termogeneratory Micropelt .

Jakie są inne alternatywy , które zapewniłyby przyzwoitą moc, przy niewielkich rozmiarach?

Alternatywne pomysły na sieci bezprzewodowe są mile widziane, ale chętnie korzystam z Wi-Fi - większość domów ma sieć WiFi i włączony komputer - chciałbym ograniczyć niezbędny sprzęt do absolutnego minimum.

[Istnieje podobne pytanie dotyczące magazynowania energii . Moje pytanie dotyczy generacji, a moje potrzeby są dość specyficzne (rozmiar, duża moc itp.)

Jon Hadley
źródło
5
Jakiej mocy szukasz? To naprawdę będzie głównym czynnikiem przy wyborze źródła. Weź pod uwagę, że niektóre systemy, takie jak TI CC430 (uwaga: bezprzewodowy SOC, ale nie Wi-Fi), mogą działać na 1uA lub mniej. Przy takich prądach ogniwo zasila je przez lata.
Kevin Vermeer
+1 za korzystanie z Wi-Fi. Większość ludzi próbuje zbudować egzotyczną sieć, nie zastanawiając się, czego użytkownik końcowy tak naprawdę chce użyć.
Gustavo Litovsky

Odpowiedzi:

8

Powinieneś określić, o jakim środowisku mówisz. Większość metod, o których słyszałem, wykorzystuje również akumulatory do magazynowania energii, ale możesz także użyć szeregu superkondensatorów. Jednak to również staje się drogie.

Pomysły, które widziałem, zostały z powodzeniem wykorzystane do pewnego stopnia:

Solar jest pierwszy, ale wymaga światła. Każde światło zrobi oczywiście, nawet świetlówki. Czy utrzyma zasilanie obwodu przez dłuższy czas? Zależy od tego, gdzie jest umieszczony.

Generowanie wibracji / piezoelektrycznych zostało z powodzeniem wykorzystane do zasilania czujników umieszczonych pod ruchliwymi schodami. Kluczem są ruchliwe schody - wyobraź sobie metro w Nowym Jorku lub główne schody na uniwersytecie między klasami.

Przechwytywanie EM - jeśli jest dużo EM otoczenia, możesz wystawić antenę, skorygować wyniki i wyregulować ją - wysięg, moc. Jednak zwykle jest to nielegalne przy użyciu znaczących źródeł. Na przykład możesz zasilać żarówkę, jeśli masz ćwierć mili dużej anteny radiowej, ale zbieranie tej mocy jest nielegalne w większości krajów. To też zostanie zauważone.

Jak powiedział Endolith, prawdopodobnie będziesz potrzebować mniej energochłonnego modułu. Zastanów się nad Zigbee zamiast WiFi - został on zaprojektowany do użytku w urządzeniach o małej mocy, które nadają na krótkie impulsy, a następnie zatrzymują się.

[EDYCJA] Ok, biuro / dom / dom jest aplikacją. Jeśli kontrolujesz to znacznie, być może możesz to zmienić. Powiedz, dodając ładowarki indukcyjne? Nie sądzę, żeby w standardowym biurze było tak wiele źródeł energii innych niż słoneczne.

AngryEE
źródło
1
Czy naprawdę zauważysz żarówkę o mocy 60 W. Jakiego obwodu używasz do pozyskiwania energii z wieży radiowej?
endolith
1
Nie jest to moc, którą TY z niej otrzymujesz, ale moc, którą blokujesz, docierając do wszystkich innych, co zostaje zauważone. To nie jest najskuteczniejszy sposób odbierania mocy, więc zauważalna jest utrata mocy w ściśle określonym kierunku. Im bliżej wieży jesteś, tym większy obszar niższej mocy, tym łatwiej cię znaleźć. Jakiś czas temu znalazłem artykuł na ten temat, zobaczę, czy uda mi się go znaleźć ponownie.
AngryEE
Dodano wyjaśnienie dotyczące sieci i środowiska do mojego PO.
Jon Hadley,
3
Co z pobieraniem mocy z prądu przemiennego 60 Hz w ścianach? Nie sądzę, byś wziął wystarczająco dużo, aby zostać tam zauważonym ... Interactivearchitecture.org/richard-box.html
Kevin Vermeer
1
Jak uzyskać energię z linii wysokiego napięcia?
skyler
8

Rachel's Electronics ostatnio pisze o zasilanym energią słoneczną rozwiązaniu Arduino do zdalnych czujników.

alternatywny tekst

Nie jestem jednak pewien, czy zapewnia to wystarczającą moc do Wi-Fi. Gdybym był tobą, patrzyłbym na mniej energochłonną sieć bezprzewodową. Czy naprawdę wysyłasz 10 Mbit / s? A może potrzebujesz tylko kilku kbitów na godzinę?

endolit
źródło
Dodano wyjaśnienie dotyczące sieci i środowiska do mojego PO.
Jon Hadley
1
Poza tym jest wybredna, ponieważ ta strona jest młoda, ale czy zdjęcie jest naprawdę potrzebne? Nie dodaje nic użytecznego ... Przydatny link :)
Jon Hadley
4
@Jon: Tak. Uczę się i widzę, że rzeczy są bezcenne.
Stefano Borini,
3
Pokazuje rozmiar ogniwa słonecznego i PCB (co było częścią pytania), liczbę komponentów itp.
endolith
Czy jest dość tani klucz USB do przechowywania XBee? Sam XBee był jak 20 $, jeśli dobrze pamiętam, a PCB i mikrokontroler USB powinny mieć 5 $ ish? Pamiętam, jak ciężko mi było wymyślić, jak uzyskać Wi-Fi za mniej niż 50 USD (inne niż używane lub odnowione części). XBee może być tańszy, tańszy i równie łatwy dla użytkownika końcowego (po dołączeniu USB-xbee)? Mam projekt z potrzebami Wi-Fi, ale zdecydowałem się na używanie XBees do przesyłania do węzła głównego z prawdziwym Internetem (prawdopodobnie przewodowym). Jestem początkującym hobbystą, więc może brakuje mi czegoś ważnego. :)
Jack Schmidt
5

Jak często / ile danych należy wysyłać? Jeśli jest dość przerywany (około minuty), niektóre baterie AA mogą trwać bardzo długo.

W przypadku aplikacji z czujnikami najważniejszą rzeczą do zoptymalizowania jest zużycie energii w trybie uśpienia . Możesz obudzić i wysłać dane przy użyciu kilkuset mA (pozornie typowe dla modułu 802.11 *) przez kilka sekund, ale jeśli możesz potem spać przez kilka minut przy użyciu mniej niż 1 mA, zwykłe alkaliczne będą działać dobrze. NiMH może być alternatywą, ale w zoptymalizowanej konstrukcji czujnika bezprzewodowego ich wewnętrzna szybkość rozładowania ograniczy ich żywotność bardziej niż pojemność.

Jeśli użyjesz jakiegoś skomplikowanego urządzenia do pozyskiwania energii, będziesz musiał wydać dużo na superkondensatory, ponieważ użycie ogniwa słonecznego, skrzyżowania Peltiera lub kombajnu RF da ci niewiele mocy . Każda bateria może z przyjemnością dostarczyć wat bez dodatkowych kosztów.

O wiele bardziej wypróbowana i prawdziwa metoda czujników RF polega na użyciu, jak wspomniano wcześniej, ZigBee (cóż, 802.15.4 - bardzo niewiele osób używa prawdziwego ZigBee). Będą działać przez lata z bardzo skromną baterią i możesz łatwo połączyć je z siecią 802.11 za pomocą niektórych Digi ConnectPort X2 . Moduły 802.15.4 mogą się budzić i wysyłać dane w milisekundach, zużywając kilkakrotnie mniej energii i znacznie większy zasięg.

Nick T.
źródło
Kilka użytecznych rzeczy dzięki, nie słyszałem o pomoście.
Jon Hadley,
0

Jest WISP http://wisp.wikispaces.com/ Używają dużego dipola i kaskadowego prostownika do generowania napięcia.

Lior Bilia
źródło