能量收集和超低功率传感器成为研究的焦点企业看到大的利润小的设备。
埃德·斯珀林
在便携式设备,低功耗设计一直之间伸出的时间充电或更换。但当前研究的重点将风的方法。
新目标是完全摆脱电池,发电使用各种不同的机制从温度上的差异,海浪的运动、静电甚至酸碱失衡。被称为能源scavenging-or marketing-friendly越多的能量利用该技术是低功耗的下一个前沿工程。你可能会认为,可能性是令人难以置信的。
想象一下,例如,一个起搏器没有电池的可能性。目前,大多数心脏起搏器需要手术切除大电池每隔十年左右的时间,这需要手术打开胸部和更换电池。虽然一直在使用充电电池,电极导线或扩展胸部,有一个更好的选择。相关工作正在进行,以使用心脏的跳动心脏起搏器。的策略是,只有足够的电流必须存储为一个活动周期,不是永久使用。
只使用你需要的是一个不变的主题收获能量。Voltree权力,总部设在广州,质量。在原型的最后阶段,是传感器网络可以垫片为树木和连接电网监控树是否健康,干燥,或fire-something能提供早期预警消防员在大火可以开始之前或者燃烧失去控制。这个网络的力量来源于土壤pH值差异和树。
这不仅仅是科幻小说。这是大企业,许多世界上最大的电子公司正积极立足在嵌入式市场的这一部分。说:“这些都是超低设计Adrian Valenzuela产品营销工程师在德州仪器公司的高级嵌入式组。“我们说毫瓦每MIP在待机而100到200微安。”
TI,问题是多么小的一个设备可以缩小和仍然收获足够的和储存力量的任务或活动周期。大小是相对于的能量,可以存储和获取能量的设备通常存储至少其中一些,虽然不是传统的电池提供。薄膜电池,打开门,可以从硅印在任何一块铝箔或塑料,或电容器释放其能量一下子稳步而不是像一个电池。但是通过减少所需的一个或两个单片机或嵌入式处理器周期,这可能是必要的一个信号,甚至可以减少电池。
正在测试,其它能源,对于不同的应用程序,但总体目标是共同能力需要更少的存储。在某些情况下,甚至可以生成你需要它。“医学界的圣杯是获取能量从皮肤,这样你就可以监测生命体征,“Valenzuela说。“这是无线和发条式。”
振动在道路可用于电力传感器在道路和桥梁监测从应变材料交通模式。掩埋式米可以由太阳能电池供电。和军队看着身体所需的电力电子的运动一个士兵,TI相信的东西能够削减多达30磅从一个典型的士兵的装备。
IDTechEx主席彼得Harrop所说,剑桥,英国绍瑟姆的公司表示,最终的目标是让小设备自给自足和self-healing-something需要一定程度的低功耗智能设备。“现在,大约90%的应用程序可能我们不能做,因为电池不能更换,“Harrop所说说。“好消息是,使用能量收获时,我们可以让这些东西近20年或者更长时间。典型的电池持续两到三年。”
可以是非常昂贵的,纽约和新泽西港务局的发现EZPass电子收费站装置。电池在RFID传感器失败和150万年之前被这十年,耗资2400万美元。
“在能量收获,太阳能电池的使用是行之有效的,“Harrop所说说。“有很多的工作做在其他领域,。一个是机制位于你的鞋跟,虽然你可能永远不会超越机场安检。另一个关系的设备在你的膝盖。被测试和有设备使用热差你的汽车尾气和空气外,可以产生大量的电能。”
Harrop所说说麻省理工学院正在研究发电方式从汽车减震器。“关键是,我们需要更好的将周围的能量转化为电能的方法,也就是我们开始看到microbiofuel细胞,发电污垢。在哈佛的研究。也将身体区域网络,这可能是网络明星。正在开发的霍尔斯特中心在荷兰”。
也在研究压电,机械压力时生成应用于材料,如锆钛酸铅晶体。位于Oberhaching EnOcean,德国,可以使用你的手指的压力产生压电打开和关闭电灯开关。
做了多少工作也由加州大学伯克利分校的低功耗无线传感器,与最终的希望有一天身体的化学物质力量的机身网络和发射器。(见相关视频)。
所有的有趣的工作能量收集,它并不是一个新概念。男子被扫在一种或另一种形式的能量。
然而,只有在过去的几个世纪,设备实际工程利用能量收集。最著名的一个例子是傅科摆,于1851年首次证明,位于巴黎的万神殿,而支持按照地球的旋转。虽然是一个伟大的科学突破,福柯的摆动球周围的buzz与能量收集无关。证明地球在自转,事情已经很清楚,但一般人很难证明。
便携式能量收集抓住auto-wind的手表,其机制是第一个专利在1863年由阿德里安·菲利普,可敬的钟表匠的创始人,百达翡丽。滑动机制被应用到石英手表最近,但真正的赢家在许多设备小型太阳能电池。他们开始寻找进入手持计算器的手表在1980年代和1990年代。
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