弗瑞伯韋根效應無線物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點與超寬帶技術
發(fā)布時間：2022/8/2 23:17:50 修改時間：2022/8/2 23:18:31 瀏覽次數(shù)：3242
　　主要功能：
　　隨著人們對用于 "物聯(lián)網(wǎng) "的小型、分布式傳感器的興趣日益濃厚，能源采集技術正受到越來越多的關注。減少或消除對外部電源或電池的需求，使設備更加自給自足，更加可靠，并減少維護要求。韋根效應是一種成熟的技術，可以從機械運動中獲取少量的電能。一個使用現(xiàn)成部件的韋根供電的概念驗證系統(tǒng)被設計成以這種基于事件的模式運行，并以無線方式獲取和傳輸數(shù)據(jù)。
　　應用：無線傳輸?shù)拈T信號傳感器
　　我們選擇了一個開窗傳感器作為演示器。該演示器證明了使用基于韋根效應的能量采集來為一個電路供電的可行性，該電路在脈沖的、基于事件的操作模式下執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、處理和無線傳輸。這種系統(tǒng)的明顯應用包括智能家居或工業(yè)門應用的門或窗開啟傳感器。感應其他物理特性的能力也使這一想法適用于移動部件（泵、風車、渦輪機、車輪、裝配皮帶等）附近的監(jiān)測應用。這可以形成一種新穎的即插即用的解決方案。在這種情況下，無電池，免維護的無線傳感技術比傳統(tǒng)的電池供電和線纜傳輸更有優(yōu)勢。
　　技術設計方案：
　　該系統(tǒng)由無線傳感器節(jié)點(發(fā)射器)和超寬帶基站(UWB)或物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(接收機)組成，由一個韋根發(fā)生器供電。圖1顯示了無線傳感器節(jié)點的架構。超寬帶收發(fā)器采用SPARK Microsystems公司的SR1000芯片系列。

圖1：包含超寬帶收發(fā)器（UWB）的數(shù)字電路，單片機、振蕩器和外部傳感器

　　技術特點：
　　圖2分析了不同成分和現(xiàn)象所引入的能量分布。每個觸發(fā)事件有兩個磁反轉(zhuǎn)的韋根發(fā)生器理論上產(chǎn)生29.6μJ。這種能量是在均勻磁場中測量的，具有最佳的電阻負載(3 kΩ)，因此在現(xiàn)實情況下的屈服是不同的。平均25.4% (7.5 μJ)的剩余能量可以用于額外的傳感器讀數(shù)，進一步的MCU計算的穩(wěn)定性和安全性或增加超寬帶負載數(shù)據(jù)傳輸。這些發(fā)現(xiàn)導致的結論是，通過韋根發(fā)生器給無線傳感器供能是可能且被證實的。

圖2：脈沖運行周期中的能量分布和損失

　　對超寬帶IC各種配置的綜合分析結果表明，SR1010在4 GHz頻率下的開放場范圍約為60米，100字節(jié)數(shù)據(jù)有效載荷傳輸?shù)墓臑?00 nJ。當優(yōu)化參數(shù)的能量效率時，消耗的能量可以減少到僅75 nJ的100字節(jié)，同時仍然達到30米的范圍。
　　結論：
　　該演示器證明了使用基于韋根效應的能量收集來為電路供電的可行性，該電路在脈沖式、基于事件的工作模式下執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、處理和無線傳輸。這種系統(tǒng)的明顯應用包括用于智能家居或工業(yè)門的門或窗打開傳感器。感知其他物理特性的能力也使這種想法適用于監(jiān)測附近的運動部件(泵，風車，渦輪機，車輪，裝配皮帶等)。對于目前不可能或不經(jīng)濟的情況下，通過電纜、電池或其他能源收集技術供電的情況，這可以產(chǎn)生一種新穎的即插即用解決方案。

企業(yè)介紹

博思特是一家運動控制和安保系統(tǒng)傳感器的制造商。公司產(chǎn)品包含旋轉(zhuǎn)編碼器，增量型編碼器和拉線式編碼器，它們能用于各種領域，從生產(chǎn)到采礦，從農(nóng)業(yè)到能源，都有廣泛使用。博思特是弗瑞柏國際集團的一個成員，其歷史可追溯至1918年，當時它的前… 更多>>

產(chǎn)品分類

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