以 TI 超低功耗技術為基礎的 AdaptivEnergy無線遠端感測解決方案實現能量收集夢想

本文作者:admin       點擊: 2008-08-27 00:00
前言:
AdaptivEnergy 展現能量收集 (energy harvest) 與射頻技術運用於無線感測、監控與智慧型環境感知技術 (ambient intelligence)的優勢,開發出採用 Joule-Thief™ 技術的展示套件,並藉此產生能源供電給德州儀器 (TI) 超低功耗 MSP430 微控制器與射頻 (RF) 技術,供其收集資料、控制系統運作,或將感測的資料傳送至集中收集點。Joule-Thief能量收集裝置以 AdaptivEnergy 的 Ruggedized Laminated Piezo (RLP®) 技術為基礎,能使精簡型能量收集模組,供電給如無線感測器等類型的應用。無線感測器無需裝設電線或電池,即可收集環境情報,以偵測及回報工廠、汽車、辦公大樓、住家與其他環境的重大狀況。如需詳細資訊,請參閱:www.ti.com/msp430。

潛能無窮的新興市場
根據 Darnell Group,至 2013 年,全球將有約 1 億 6 千 4 百萬部的無線感測系統採用能量收集解決方案,年複合成長率將近 65%。能量收集是低功耗技術重要的新興領域,不僅能為風力及太陽能發電系統的大規模需求供電,也能供電給感測器網絡等小規模需求,並運用各種結構、運輸工具或機器中內建的震盪器 (vibration) 進行發電或能源收集,以驅動感測器,且無需使用電線和電池。舉例而言,採用 Joule-Thief 的感測器能夠藉由橋上往來車輛所造成的震動收集能源,然後再將橋上所有無線感測器收集的資料,傳送至收集點進行分析,以監控結構安全。

能量收集簡易又實惠
在過去,如果要為感測發送網絡供電,通常需要昂貴的線路配置或進行例行性電池更換。而採用有線感測器收集不易抵達或危險區域的資料,不僅不切實際,更可能危及線路配置或電池更換人員的安全。如今,AdaptivEnergy 的 Joule-Thief 技術可讓遠端結構及安全監控成為簡單且成本相對低廉的程序。

Joule-Thief 技術結合 AdaptivEnergy 的獨家壓力-偏壓RLP能量收集束 (stressed-biased RLP energy harvesting beam),可將震動或移動轉換為可用電能。相較於同業的壓電環境能源發電裝置 (piezoelectric energy harvesting devices) ,壓力-偏壓RLP能量收集束 ( (RLP Smart Energy Beam) 可將 10 倍以上的壓力施加於壓電陶瓷 (piezoceramic) ,以產生更多轉換電力供系統使用。除了直接感測移動外,多樣化的設計也可接收外部感測元件的輸入,因此可協助偵測橋梁與高樓的壓力、工廠設備的耗損狀態、過高溫度、危險化學物質、汽車的不安全狀況,以及其他多種環境條件。

內建MSP430F2274 微控制器與 CC2500 RF 收發器的晶片組,可進行主動資訊收集和通訊,並進而強化 RLP能量收集束及電子系統,使Joule-Thief 設計能以電容器內儲存的電力,進行資訊的處理與傳輸。MSP430 微控制器無論在使用中或待機模式皆擁有最低的功耗,並提供少於一微秒的快速喚醒時間,適合低功耗/高效能解決方案。有關 Joule-Thief 技術與其他能量收集應用,請參閱 www.ti.com/energyharvesting。

MSP430 微控制器系統單晶片 (SoC)的週邊裝置整合,包括類比數位轉換器 (ADC)、計時器、比較器和多種記憶體配置,可協助 AdaptivEnergy 節省空間和電路板成本,同時建置適用於多種智慧型環境感知應用且無需維修的無線感應器。TI 的 CC2500 RF 收發器以 2.4 GHz 範圍進行運作,因此相當適合可靠的低成本數位無線應用。

立即使用 Joule-Thief 展示套件和 eZ430-RF2055 開發工具, AdaptivEnergy 提供 Joule-Thief 能量收集開發套件,其中包括RLP能量收集束及以火柴盒大小封裝的電子儲存系統,因此,開發人員可輕鬆收集震動產生的能源。 AdaptivEnergy 也提供 TI eZ430-RF2500 微控制器開發套件,包括開發完整無線控制網路所需的全部軟體和硬體,外型為 USB 隨身碟大小,內建系統程式設定與除錯模擬器。將 Joule-Thief 套件與 eZ430-RF2500 微控制器搭配使用,開發人員便擁有完整的系統,可設計低成本、低功耗的環境震動無線感測器。

AdaptivEnergy 已有許多優秀系統開發人員使用 Joule-Thief 開發先進的感測應用,並預計將在未來一、兩年內推出。此外,AdaptivEnergy 已與開發創新技術,支援美國情報體系任務的公司達成策略協定。有關 AdaptivEnergy 的詳細資訊,請參閱 www.adaptivenergy.com/。

TI研發眾多創新微控制器
從 MSP430 平台的超低功耗 16 位元微控制器,到工業標準 32 位元微控制器,以及高效能 TMS320C2000™ 控制器平台,TI 提供最多樣的嵌入式控制解決方案。設計人員可運用 TI 的完整免費軟體與低成本的硬體工具、龐大的協力廠商提供項目及技術支援,加速設計的上市時程。有關 TI 控制器的詳細資訊,請參閱 www.ti.com/mcu。

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