0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會(huì)員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

太陽能電池為傳感器與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供源源不絕的電力

艾睿電子 ? 來源:艾睿電子 ? 2023-02-09 15:51 ? 次閱讀

太陽能電池為傳感器物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供源源不絕的電力

智能建筑、智能家居工業(yè)4.0等應(yīng)用中,都需要廣泛地布建各種傳感器與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,而這些設(shè)備若采用一般電池供電,便會(huì)有更換電池的問題,若能夠采用太陽能電池供電,便可以省去更換電池的麻煩,使其實(shí)用性大幅提高。本文將為您介紹太陽能電池的發(fā)展,以及由安森美(onsemi)所推出的太陽能電池多傳感器平臺的功能與特色。

太陽能電池技術(shù)發(fā)展快速

太陽能發(fā)電是一種可再生的環(huán)保發(fā)電方式,其發(fā)電過程中不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體,因此不會(huì)對環(huán)境造成污染,是當(dāng)前最受歡迎的可再生能源發(fā)電方式之一。太陽能電池(solar cell)則是一種將太陽光通過光生伏打效應(yīng)轉(zhuǎn)成電能的設(shè)備,是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片,又稱為“太陽能芯片”或“光電池”,它只要被滿足一定照度條件的光照度,瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流

簡單的說,太陽光電的發(fā)電原理,是利用太陽電池吸收0.4μm~1.1μm波長(針對硅晶)的太陽光,將光能直接轉(zhuǎn)變成電能輸出的一種發(fā)電方式。由于太陽電池產(chǎn)生的電是直流電,因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直/交流轉(zhuǎn)換器,換成交流電,才能供電至家庭用電或工業(yè)用電。

太陽能電池在消費(fèi)性商品上大多有充電上的問題,過去一般的充電對象采用鎳氫或鎳鎘干電池,但是鎳氫干電池?zé)o法抗高溫,鎳鎘干電池有環(huán)保污染的問題。目前超級電容發(fā)展快速,容量超大,面積反而縮小,加上價(jià)格低廉,因此有部份太陽能產(chǎn)品開始改采用超級電容為充電對象,因而改善了太陽能充電的許多問題。

1277970e-a834-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

太陽能電池解決設(shè)備的供電問題

在智能建筑、智能家居和工業(yè)4.0等應(yīng)用中,得利用各種傳感器與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備,來進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)的搜集與傳送,這些設(shè)備通常得利用電池或是市電進(jìn)行供電,這對布建這些設(shè)備時(shí)帶來不少困擾,畢竟這些設(shè)備可能得布建在市電不易到達(dá)的戶外,若采用一般電池供電,就算設(shè)備極為省電,仍終有電池電量耗盡的時(shí)候,此時(shí)必須耗費(fèi)人力與時(shí)間來進(jìn)行電池更換工作,這對這些設(shè)備布建的實(shí)用性,帶來相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。

太陽能電池則將可解決這些傳感器與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的供電問題,只需要太陽能板可以接收到陽光,便可以進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,并將多余的電力儲存在電池之中,以便在夜間持續(xù)給設(shè)備供電。如此一來,這些設(shè)備便不再有供電上的問題,將可大幅節(jié)省智能建筑、智能家居和工業(yè)4.0等應(yīng)用的建置成本。

129ca594-a834-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

無需電池的太陽能電池多傳感器平臺

針對太陽能電池應(yīng)用,安森美推出了RSL10太陽能電池多傳感器平臺(RSL10-SOLARSENS-GEVK),這是一個(gè)可用于智能建筑、智能家居和工業(yè)4.0垂直領(lǐng)域的無電池物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的綜合開發(fā)平臺,是一套完整的低成本解決方案,可用于開發(fā)使用收集太陽能自供電的傳感器節(jié)點(diǎn)。它是基于RSL10 SIP(System?in?Package)這套業(yè)界功耗最低的Bluetooth 5無線電,RSL10太陽能電池多傳感器平臺支持無需任何電池,便可以連續(xù)BLE(Bluetooth Low Energy,低功耗藍(lán)牙)來傳輸傳感器信息,這個(gè)完全集成的平臺具有多個(gè)用于環(huán)境和運(yùn)動(dòng)感應(yīng)的智能傳感器,包括一個(gè)超低靜態(tài)電流LDO穩(wěn)壓器(NCP170)和一個(gè)用于太陽能電池的2端口連接器,還包括一個(gè)低重量、薄型47 μF存儲電容器,以及一個(gè)編程和調(diào)試接口,和一個(gè)連接的太陽能電池。

由于該平臺可從低電流源獲取能量,因此在運(yùn)行和待機(jī)期間盡量減少整個(gè)系統(tǒng)的泄漏將非常重要,與其他節(jié)能器件一起,電路板上的超低靜態(tài)電流LDO(NCP170)可顯著減少泄漏,在待機(jī)模式下功耗為55 nw,Rx為10 mW,Tx為0 dbm,可支持Beacon(信標(biāo))和遙測傳輸,并可使用帶有Arm Cortex調(diào)試連接器(10針)適配器的SEGGER J-Link進(jìn)行完全重新編程,具有超低泄漏、自適應(yīng)占空比(傳輸能量可用性的自我檢測),以及雙太陽能電池接口(通孔焊線或ZIF接口)。

RSL10太陽能電池多傳感器平臺搭配多款超低功耗智能傳感器,包括具有寬溫度范圍(-40至125℃)的低電壓、高精度溫度傳感器(NCT203),以及組合式數(shù)字濕度、壓力和溫度傳感器(BME280),還有具有集成喚醒和睡眠功能的智能3軸超低功耗加速度計(jì)(BMA400),可預(yù)刷交織的Beacon固件,包括Eddystone TLM Beacon,支持廣播存儲電容器電壓電平、溫度、自上電以來的時(shí)間和自上電以來的廣告數(shù)據(jù)包,可兼容BLE Scanner應(yīng)用程序(iOSAndroid),也可支持自定義環(huán)境服務(wù)Beacon,支持廣播溫度、濕度和壓力,還在B-IDK CMSIS-Pack中提供了軟件庫和示例,可支持廣泛的照明條件(人造光或太陽光,低至180勒克斯)。

該板由太陽能電池供電,默認(rèn)使用的太陽能電池是Panasonic Amorton AM?1522,其典型工作電壓為3 V。該電路由3 V鉗位保護(hù),工作域?yàn)?.6 V至2.65 V,當(dāng)?shù)陀?.6 V時(shí)不允許傳輸,器件正在收集能量;當(dāng)電壓高于2.65 V時(shí),器件開始運(yùn)行,并將能量緩沖耗盡至1.6 V。

RSL10太陽能電池多傳感器平臺可廣泛地應(yīng)用于智能家居/建筑、環(huán)境傳感(加熱/冷卻、空氣質(zhì)量)、入侵檢測、環(huán)境和氣候控制、工業(yè)4.0/智慧城市、工人安全和跌倒檢測、空氣質(zhì)量監(jiān)測、煙霧探測、移動(dòng)個(gè)人護(hù)理、集成/便攜式傳感器、智能安全頭盔(自行車、摩托車)等領(lǐng)域。

12c47baa-a834-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

多款低功耗器件與開發(fā)工具

構(gòu)建開發(fā)平臺

RSL10太陽能電池多傳感器平臺采用多款重要的器件,包括由安森美推出的RSL10無線射頻收發(fā)器是一款無線電SoC,支持Bluetooth 5.2認(rèn)證,與SDK 3.7,RSL10可為無線應(yīng)用帶來超低功耗BLE,支持高級無線功能,同時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)尺寸和電池壽命。高度集成的無線電SoC采用雙核架構(gòu)和2.4 GHz收發(fā)器,可靈活支持BLE和2.4 GHz自定義協(xié)議。RSL10的軟件開發(fā)套件(SDK)可通過利用來自Blinky的方便用于抽象、驅(qū)動(dòng)程序和示例應(yīng)用程序,來實(shí)現(xiàn)超低功耗BLE應(yīng)用的快速開發(fā),以完成BLE外圍設(shè)備,以及介于兩者之間的所需工具。

其SDK的主要功能包括基于Eclipse的免費(fèi)onsemi IDE,以及對Keil μVision和IAR Embedded Work Bench的支持,具有完整的BLE協(xié)議棧,并帶有Android和iOS應(yīng)用程序的FOTA(無線固件),與支持FreeRTOS

在智能傳感器方面,包括Bosch Sensortec的BMA400三軸加速度傳感器是第一款真正的超低功耗加速度傳感器。因此,BMA400特別適用于需要持久電池壽命的可穿戴設(shè)備。此外,它還是智能家居應(yīng)用的理想解決方案,例如智能室內(nèi)氣候系統(tǒng)和智能家居安全系統(tǒng)。通過區(qū)分危急情況和錯(cuò)誤信號,新的加速度傳感器可避免錯(cuò)誤警報(bào)。

來自Bosch Sensortec的BME280則是一款可測量相對濕度、大氣壓力和環(huán)境溫度的濕度傳感器,是專為尺寸和低功耗是關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)的移動(dòng)應(yīng)用和可穿戴設(shè)備而開發(fā)。該器件結(jié)合了高線性度和高精度傳感器,非常適合低電流消耗、長期穩(wěn)定性和高EMC穩(wěn)固性。該濕度傳感器可提供極快的響應(yīng)時(shí)間,因此支持新興應(yīng)用的性能要求,例如情境感知和在寬溫度范圍內(nèi)提供高精度感測。

來自安森美的NCT203溫度傳感器則是一款數(shù)字溫度計(jì)和低溫/超溫報(bào)警器,旨在用于需要低功耗和尺寸的熱管理系統(tǒng)。NCT203可在1.4 V至2.75 V的電源范圍內(nèi)工作,使其可用于包括低功率設(shè)備在內(nèi)的廣泛應(yīng)用。

安森美的NCP170線性穩(wěn)壓器(LDO)系列CMOS低壓差穩(wěn)壓器,是專為需要超低靜態(tài)電流的便攜式電池供電應(yīng)用而設(shè)計(jì)。典型值的500 nA超低功耗,可確保較長的電池壽命,動(dòng)態(tài)瞬態(tài)升壓功能可改善無線通信應(yīng)用的設(shè)備瞬態(tài)響應(yīng)。該器件采用小型1 × 1 mm xDFN4、TSOP5和SOT-563封裝。

結(jié)語

近年來,太陽能電池的發(fā)展速度越來越快,充電的速度越來越快,壽命越來越長,充電溫度范圍更廣,并可減少太陽能電池用量(可低壓充電),使其實(shí)用性大幅提高。本文介紹的安森美RSL10太陽能電池多傳感器平臺,搭配太陽能電池,將可為各種傳感器與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供源源不絕的電力,解決智能建筑、智能家居和工業(yè)4.0等應(yīng)用的設(shè)備供電問題,其市場與應(yīng)用將極具發(fā)展空間,值得有興趣的朋友進(jìn)一步了解。

審核編輯 :李倩

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
  • 傳感器
    +關(guān)注

    關(guān)注

    2552

    文章

    51383

    瀏覽量

    756012
  • 太陽能
    +關(guān)注

    關(guān)注

    37

    文章

    3433

    瀏覽量

    114483
  • 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

    關(guān)注

    1

    文章

    235

    瀏覽量

    19797

原文標(biāo)題:【技術(shù)干貨】太陽能電池為傳感器與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供源源不絕的電力

文章出處:【微信號:艾睿電子,微信公眾號:艾睿電子】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    太陽能電池應(yīng)用方案

    色素增感型太陽能電池比Si太陽能電池更適合室內(nèi)低照度環(huán)境的特點(diǎn),可以應(yīng)用于掛鐘和住宅內(nèi)傳感器網(wǎng)絡(luò)。 這種太陽能電池的色素和電極根據(jù)室內(nèi)的低照度環(huán)境進(jìn)行了優(yōu)化,在3330lx的熒光燈照射
    發(fā)表于 03-10 10:08

    zt:美開發(fā)出只有拇指大小的太陽能電池板(圖)

    電腦以及數(shù)碼音樂播放iPod這樣的小型電子設(shè)備提供能量?! ∝S富的太陽能是儲量日漸減少的礦物燃料的最佳替代品。然而直到最近,利用太陽能最理
    發(fā)表于 09-25 13:53

    基于植物的可回收太陽能電池

    Bernard Kippelen領(lǐng)銜,這名教授始終在致力于可持續(xù)、可再生太陽能電池技術(shù)的協(xié)助研究工作?!?b class='flag-5'>太陽能技術(shù)有機(jī)基片的開發(fā)工作一直在持續(xù)進(jìn)行中,也未來的應(yīng)用提供了很好的幫助?!?/div>
    發(fā)表于 12-03 12:42

    解讀太陽能電池的基本特性

      太陽能電池的基本特性有太陽能電池的極性、太陽電池的性能參數(shù)、太陽能電環(huán)保電池的伏安特性三個(gè)基本特性。具體解釋如下  1、
    發(fā)表于 10-17 10:23

    太陽能電池該如何“瘦身”

    聯(lián)合使用,鉛蓄電池太陽能供電系統(tǒng)中應(yīng)用較多的一類大容量蓄電池。兩種產(chǎn)品的結(jié)合,使本來體積就不小的太陽能電池變得更加“龐大”,如果想要應(yīng)用到移動(dòng)設(shè)備
    發(fā)表于 01-15 17:26

    金屬氧化太陽能電池研究取得突破

    ,以金屬氧化轉(zhuǎn)換材料,借助對水分子的分解,高效儲存太陽取之不盡的能量,可以按需供應(yīng)能源?!薄 〗饘傺趸?b class='flag-5'>物之所以現(xiàn)階段沒有被用于制作太陽能電池
    發(fā)表于 03-07 15:18

    用DrDAQ測量溫度對太陽能電池板的影響

    跟蹤機(jī)制的固定位置太陽能電池板是否同樣有效。由于電子電路組件的數(shù)量,該項(xiàng)目適合具有電子電路經(jīng)驗(yàn)和軟件編程經(jīng)驗(yàn)的個(gè)人或組。所需設(shè)備:以下是所需設(shè)備的必要清單。連接PC的DrDAQ數(shù)據(jù)記錄
    發(fā)表于 06-21 09:50

    基于AD574的太陽能電池監(jiān)測系統(tǒng)

    傳感器實(shí)現(xiàn)。    2. 1. 1 電流檢測 電流檢測主要用于檢測太陽能電池陣列的輸出電流。設(shè)計(jì)時(shí)選用北京 SENSOR 公司的閉環(huán)霍爾電流變送器,線性度可達(dá) 0. 1% ,原邊電流與副邊輸出信號高度
    發(fā)表于 10-18 16:46

    EnOcean太陽能供電的無線傳感器模塊

    。支持的傳感器類型包括溫度、氣體、濕度、照明和位置傳感器等。   EnOcean專有的無線技術(shù)可用于歐洲、美國和加拿大。STM100包括太陽能電池、能量源和無線電裝置,OEM批量下單價(jià)低于25美元.:
    發(fā)表于 12-03 10:45

    用于開發(fā)具有BLE無線連接的太陽能聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

    或光能能量收集系統(tǒng)(EHS)的理想選擇,因?yàn)樗幌?50nA。 S6AE101A還支持混合EHS,該混合EHS使用太陽能電池能量收集裝置(EHD)以及紐扣電池和帶有外部二極管橋的可選振動(dòng)EHD。 S6AE101A的輸出電壓可配置
    發(fā)表于 05-25 09:11

    太陽能電池利用方案源源不絕

    太陽能電池利用方案源源不絕     為了大幅改用可再生能源,全球的電網(wǎng)及住宅改革正在興起。日本首相鳩山由紀(jì)夫也宣布日本要在1990年基
    發(fā)表于 11-30 16:55 ?548次閱讀

    太陽能電池檢測設(shè)備

    太陽能電池檢測設(shè)備
    發(fā)表于 01-10 16:22 ?52次下載
    <b class='flag-5'>太陽能電池</b>檢測<b class='flag-5'>設(shè)備</b>

    單晶硅太陽能電池和多晶硅薄膜太陽能電池的詳細(xì)介紹

    太陽能電池是現(xiàn)代的重要電池產(chǎn)品之一,太陽能電池借助太陽的熱能,諸多設(shè)備
    發(fā)表于 02-17 17:33 ?9139次閱讀

    你了解哪些薄膜太陽能電池4大薄膜太陽能電池介紹

    雖然太陽能電池在生活中十分常見,如美團(tuán)單車上的太陽能電池、路燈太陽能電池,但是大家對太陽能電池真的了解嗎?在本文中,增進(jìn)大家對
    發(fā)表于 03-17 23:00 ?24次下載
    你了解哪些薄膜<b class='flag-5'>太陽能電池</b>4大薄膜<b class='flag-5'>太陽能電池</b>介紹

    形形色色的太陽能電池3類太陽能電池介紹

    增進(jìn)大家對太陽能電池的了解,本文將介紹三種太陽能電池:1.多元化合薄膜太陽能電池,2.聚合
    發(fā)表于 03-17 23:47 ?34次下載
    形形色色的<b class='flag-5'>太陽能電池</b>3類<b class='flag-5'>太陽能電池</b>介紹