弗瑞伯韦根效应无线物联网节点与超宽带技术
发布时间：2022/8/2 23:17:50 修改时间：2022/8/2 23:18:31 浏览次数：2853
　　主要功能：
　　随着人们对用于 "物联网 "的小型、分布式传感器的兴趣日益浓厚，能源采集技术正受到越来越多的关注。减少或消除对外部电源或电池的需求，使设备更加自给自足，更加可靠，并减少维护要求。韦根效应是一种成熟的技术，可以从机械运动中获取少量的电能。一个使用现成部件的韦根供电的概念验证系统被设计成以这种基于事件的模式运行，并以无线方式获取和传输数据。
　　应用：无线传输的门信号传感器
　　我们选择了一个开窗传感器作为演示器。该演示器证明了使用基于韦根效应的能量采集来为一个电路供电的可行性，该电路在脉冲的、基于事件的操作模式下执行数据采集、处理和无线传输。这种系统的明显应用包括智能家居或工业门应用的门或窗开启传感器。感应其他物理特性的能力也使这一想法适用于移动部件（泵、风车、涡轮机、车轮、装配皮带等）附近的监测应用。这可以形成一种新颖的即插即用的解决方案。在这种情况下，无电池，免维护的无线传感技术比传统的电池供电和线缆传输更有优势。
　　技术设计方案：
　　该系统由无线传感器节点(发射器)和超宽带基站(UWB)或物联网网关(接收机)组成，由一个韦根发生器供电。图1显示了无线传感器节点的架构。超宽带收发器采用SPARK Microsystems公司的SR1000芯片系列。

图1：包含超宽带收发器（UWB）的数字电路，单片机、振荡器和外部传感器

　　技术特点：
　　图2分析了不同成分和现象所引入的能量分布。每个触发事件有两个磁反转的韦根发生器理论上产生29.6μJ。这种能量是在均匀磁场中测量的，具有最佳的电阻负载(3 kΩ)，因此在现实情况下的屈服是不同的。平均25.4% (7.5 μJ)的剩余能量可以用于额外的传感器读数，进一步的MCU计算的稳定性和安全性或增加超宽带负载数据传输。这些发现导致的结论是，通过韦根发生器给无线传感器供能是可能且被证实的。

图2：脉冲运行周期中的能量分布和损失

　　对超宽带IC各种配置的综合分析结果表明，SR1010在4 GHz频率下的开放场范围约为60米，100字节数据有效载荷传输的功耗为500 nJ。当优化参数的能量效率时，消耗的能量可以减少到仅75 nJ的100字节，同时仍然达到30米的范围。
　　结论：
　　该演示器证明了使用基于韦根效应的能量收集来为电路供电的可行性，该电路在脉冲式、基于事件的工作模式下执行数据采集、处理和无线传输。这种系统的明显应用包括用于智能家居或工业门的门或窗打开传感器。感知其他物理特性的能力也使这种想法适用于监测附近的运动部件(泵，风车，涡轮机，车轮，装配皮带等)。对于目前不可能或不经济的情况下，通过电缆、电池或其他能源收集技术供电的情况，这可以产生一种新颖的即插即用解决方案。

企业介绍

博思特是一家运动控制和安保系统传感器的制造商。公司产品包含旋转编码器，增量型编码器和拉线式编码器，它们能用于各种领域，从生产到采矿，从农业到能源，都有广泛使用。博思特是弗瑞柏国际集团的一个成员，其历史可追溯至1918年，当时它的前… 更多>>

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李正旭 在2024/7/31 8:21:00留言
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刘新征 在2024/5/21 17:26:00留言
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李女士 在2024/4/15 18:01:00留言
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