Thử thách về sức mạnh cho máy bay siêu tốc FSK từ xa

Hệ thống dẫn sóng biến động tần số (FSK) vẫn còn là một chương trình điều chỉnh công việc cho giao tiếp không dây trong môi trường xa và công nghiệp, do sức chịu đựng của nó đối với tiếng ồn và đơn giản. Tuy nhiên, chướng ngại cơ bản không phải là liên kết radio (chính nó là nguồn cung cấp điện đáng tin cậy, liên tục). Các mạch điện có hạn chế đời sống, cần thiết những chuyến đi bảo trì và tạo ra chất thải môi trường. Năng lượng, việc thu hồi và chuyển đổi nguồn năng lượng môi trường thành nguồn điện có thể, cung cấp một đường dẫn điện bền vững, cung cấp một đường dẫn tới. Bài này khám phá các kỹ thuật quan trọng, xem xét thực tế, và cải tiến mới hơn mà giúp cho phép việc chuyển đổi các thiết lập các thiết lập các thiết lập liên kết giữa các thiết lập không gian nhất trong các thiết lập không gian nhất thời gian hoạt động của các thiết lập riêng lẻ.

Nguyên tắc chính về việc thu hoạch năng lượng cho các lõi vô định

Một hệ thống thu năng lượng cho bộ chuyển đổi FSK thường gồm bộ đệm chuyển đổi (ô- đun, phân tử điện bánh, mô- đun nhiệt điện, hay RF rectenna), một bộ phận quản lý năng lượng (bao gồm cả điểm điện tối đa theo dõi và điều tiết điện áp), và một bộ đệm lưu trữ năng lượng (có thể nạp năng lượng (có thể nạp lại). Năng lượng thu hoạch trung bình phải vượt quá mức tiêu thụ trung bình của bộ thu phát qua bộ lọc dịch chuyển tức là bộ lọc và tiếp nhận. Để dùng các mô- đun năng lượng thấp hơn bộ phận phụ của FS, có thể chạy như là 110, có khả năng làm cho các ứng viên dự trữ tương đối yếu từ các nguồn thông tin có thể thu.

Thu hoạch năng lượng mặt trời

Các bảng ảnh chụp (PV) là những bảng điện năng và thành thục nhất trong việc thu hoạch năng lượng. Một thiết bị thu hoạch nhỏ 5 cm có thể tạo ra 50–100 mW trong ánh sáng mặt trời, vượt xa nhu cầu của hầu hết các máy biến đổi FSK. Xem xét các bảng điều khiển, một phần bóng mờ, và nhu cầu pin siêu mô phỏng hoặc pin để đi qua đêm và mây. Điểm tối đa để theo dõi các thuật toán (T), tương tự hoặc tương tự, giải phóng năng lượng theo cách khác nhau. Để thay đổi trong môi trường bóng râm hoặc bầu dục, hoặc màu sắc màu sắc nhờ các tế bào mặt trời, hoặc pin nhuộm màu sắc thái dương (FTK).

Mùa gặt năng lượng dồi dào

Các rung động cơ học có rất nhiều môi trường xa xôi từ dao động gió trên các tháp tới máy móc trong các cơ sở công nghiệp ba cơ chế chuyển đổi chính được sử dụng:

  • Bộ thu hoạch điện tử Piezo – Các tia Cantiever với đồ gốm hoặc các lớp điện từ bánh mì làm ra điện áp khi bị căng cơ học. Tần số phân tách thường từ 10 đến hàng trăm Hz. Năng lượng xuất từ microwatts đến mwatttttt phụ thuộc vào độ rung và tần số khớp.
  • Máy gặt Elctro ) – nam châm di chuyển bên trong cuộn dây cung cấp năng lượng hiện tại. Những tính năng này rất mạnh nhưng lớn hơn, thích hợp với rung động tần số thấp (1–50 Hz).
  • Bộ phát điện đa năng (TIẾNG Biểu đồ điện tử) [TIẾNG TIẾNG] – Dựa trên sự kết nối và điện từ, TENG có thể thu hoạch từ những chuyển động rất thấp (động tác của con người, gió chậm). Những tiến bộ gần đây đã đẩy kết xuất ra vài phần nghìnWWW/wats, mặc dù khả năng quan sát cao đòi hỏi điều chỉnh sức mạnh cẩn thận.

Sự pha trộn giữa các thiết bị điện bánh và điện từ để mở rộng tần số tần số truyền tải có hiệu quả. Đối với bộ thu phát giao thông FSK truyền định kỳ (v. d., dữ liệu cảm biến mỗi vài phút), một sự bùng nổ ngắn của điện từ rung động có thể được lưu trữ và sử dụng cho chu kỳ truyền tải. [FLT: 0] tìm kiếm các thiết bị cảm biến không dây cho thấy rằng sự kết hợp giữa bộ thu hoạch và vận chuyển năng lượng có thể đạt được hoạt động tự duy trì ngay cả từ các tính năng lượng từ các kích hoạt động của tay.

Mùa gặt năng lượng

Máy phát điện điện kiểu Themo (TEGs) khai thác hiệu ứng Seebeck để chuyển đổi sự khác biệt nhiệt độ (T) qua thiết bị điện tử. Trong môi trường với nguồn nhiệt (dầm, như ống dẫn công nghiệp, lỗ thông địa nhiệt, hoặc ngay cả sự tương phản giữa đất và không khí--TEGs có thể cung cấp một năng lượng ổn định, dễ đoán trước. Đối với một mô- đun TEM nhỏ (v. g. 30 mm) với nghiêng 10–20 ° C, có thể đạt tới 10–50 mét W. Giá trị điện thấp [thường] [FL] [FT] [FW] [FW], Bản đồ điện năng lượng mặt trời], nơi không có thể có sẵn bên trong lớp bảo vệ năng lượng mặt trời (dưới, bên trong lớp bảo vệ)

Thu hoạch năng lượng cho đài phát thanh (RF)

Trong môi trường nơi các tín hiệu radio đã có (thường là 1, 0- 10 jw, di động), năng lượng môi trường xung quanh RF có thể được thu thập bằng cách sử dụng ăng ten thay đổi (crecientna). Mặc dù các mật độ điện cực thấp (thường là 1.10–W/cm2) nhưng vẫn đủ cho các bộ thu năng lượng cực thấp hơn mức độ FSK với thao tác lặp lại nhiệm vụ. Việc khớp ăng-ten đã được gắn kết với bộ chuyển tiếp (thường là 1 ditkyode) quan trọng. Nhiều bộ thu hồi có thể được từ nhiều tần số chung. (HGGGGGGM và GM). Tuy nhiên, không có khả năng chuyển từ xa, cũng được sử dụng để tiếp cận thiết thực sự từ xa hơn môi trường truyền năng chuyển từ xa, không có tính năng hấp thu điện từ xa, mà có thể sử dụng để truy cập từ xa. Tuy nhiên, có thể sử dụng để truy cập nguồn điện từ xa hơn các nguồn từ xa, có thể sử dụng để truy cập từ xa hơn các nguồn từ xa.

Quản lý điện năng và kho lưu trữ

Bất kể nguồn thu hoạch, bản chất dao động và gián tiếp của năng lượng xung quanh đòi hỏi quản lý năng lượng thông minh.

  • Bộ chuyển đổi ) – Để tạo ra các nguồn rung động, nhiệt, hoặc RF tạo ra các tín hiệu AC hoặc không đều.
  • DC-DC sup/buck chuyển đổi ) – Điều chỉnh điện áp thu hoạch đến điện áp cung cấp của máy phát (v. d., 3.V) trong khi theo dõi điểm năng lượng tối đa.
  • Bộ đệm đệm Enery – Bộ tụ điện đồ gốm, siêu tụ điện, hoặc bộ ắc quy mỏng, năng lượng để đạt đỉnh trong quá trình truyền (có thể tiêu thụ 10–100 mA cho 10–50 mét). Siêu tụ điện được ưu tiên cho cuộc sống chu kỳ dài, trong khi pin Li-on cung cấp mật độ năng lượng cao hơn trong thời gian tối tăm hoặc bình tĩnh.
  • Máy kiểm soát vi mô (FLT: 0) (FLT: 1) – Bộ điều khiển siêu nhỏ có thể được lập trình chỉ khi đủ năng lượng tích lũy. Một bộ so sánh đơn giản giám sát điện thế đệm và cho phép bộ vô tuyến chỉ trên ngưỡng.

Bộ quản lý điện năng cấp cao như BQ25570 (Texas Incrutions) tích hợp nạp, MPPT, và quy định đầu ra trong một gói nhỏ, đơn giản hóa thiết kế của nút FSK tự động.

Hệ thống lai và đa cầu

Không có nguồn thu hoạch nào đáng tin cậy, kết hợp hai nguồn bổ sung hoặc nhiều nguồn bổ sung khác nhau sẽ tăng mạnh mẽ hơn.

  • Solar + rung động ) – Mặt trời cung cấp năng lượng ban ngày; rung động do gió (hoặc một tua bin nhỏ) cung cấp sức mạnh ban đêm/ mây.
  • Khía cạnh tương đương với RF – Trong các thiết lập công nghiệp, một ống nóng ( nhiệt) cộng với các tín hiệu Wi-Fi hay tế bào (RF) có thể bao gồm các điểm triển khai đa dạng.
  • Solar + TEG ) – Một bảng điều khiển lai tích hợp các tế bào PV ở phía trên và TEM ở phía sau chụp cả ánh sáng mặt trời và nhiệt độ chất thải.

Bộ thu hoạch đa nguồn đòi hỏi một vòng mạch dự phòng để kết hợp sản lượng không có luồng trở lại, thường sử dụng các diode lý tưởng hoặc bộ điều khiển năng lượng dành riêng. Bộ điều khiển năng lượng phải cắt giảm giữa các nguồn dựa trên khả năng và hiệu suất. Một số mô- đun thương mại, như [FLT: 0] [FLT: 0] Advatic EH004 [FL: 1], cung cấp các đầu vào có khả năng cấu hình cho nhiều bộ thu thập thông tin đa dạng.

Nghiên cứu và triển khai trường hợp trên thế giới

Một số nhóm nghiên cứu và công ty đã thành công trong việc biểu diễn các máy thu năng lượng có sức mạnh của FSK trong lĩnh vực:

  • Theo dõi đất nông nghiệp ) – Một mạng lưới đài phát thanh FSK trong một vườn nho ở xa dùng các tấm năng lượng mặt trời (W đa thức) và 10 Fcapactor để truyền dữ liệu ẩm đất mỗi 15 phút. Hệ thống hoạt động trong hơn hai năm mà không thay thế pin.
  • Bộ giám sát sức khỏe cơ thể ) – Bánh tín hiệu của bánh tín hiệu gắn liền với dây cáp nối (đinh qua đường giao thông và gió) cung cấp năng lượng cho bộ cảm biến luồng FSK. Kết quả trung bình là 1, 2, mW, đủ cho dữ liệu bị vỡ hàng giờ.
  • cổ áo theo dõi cánh gà ) – Một máy thu nhiệt nhẹ sử dụng sự khác biệt nhiệt độ giữa cơ thể con vật và không khí môi trường (GT 5–10°C) nạp một pin Li-Po cấp năng lượng cho một đèn hiệu hệ thống định vị GPS FSK. Các cuộc thử nghiệm trên gia súc ở Namibia cho thấy hoạt động liên tục trong sáu tháng.

Những ví dụ này nhấn mạnh rằng với thiết kế hệ thống cẩn thận - tương ứng kích thước thu hoạch, khả năng lưu trữ, và chuyển nhiệm vụ vòng quanh môi trường cụ thể - hoạt động tự duy trì là điều có thể đạt được.

Thử thách và sự hướng dẫn trong tương lai

Mặc dù có tiến triển, nhưng vẫn còn nhiều chướng ngại vật trước khi máy thu phát năng lượng của FSK trở nên thực sự phổ biến:

  • Nguồn điện và biến ) – Nhiều nguồn thu hoạch chỉ cung cấp viW, yêu cầu thiết kế radio siêu năng lượng cực thấp. Các dòng hải lưu ngủ phụ 1 giờ đã phổ biến, nhưng máy phát sóng vẫn có thể thoát ra nhanh chóng.
  • Các siêu tụ điện năng có mật độ năng lượng thấp (10 l/kg) và lượng năng lượng tự nạp cao (có thể 20% mỗi tháng). Pin cung cấp nhiều hơn nhưng hạn chế cuộc sống chu kỳ và độ nhạy cảm với nhiệt độ cực đoan.
  • Độ gồ ghề ) – Những người gặt hái phải chịu đựng bụi, ẩm, nhiệt độ xoay và tác động vật lý.
  • Sự sắp xếp và khả năng tương tác ) – Hầu hết các mô- đun thu hoạch và máy phát FSK đều độc quyền. Các tiêu chuẩn giao tiếp năng lượng sẽ tăng tốc độ tích hợp.

Nghiên cứu tương lai đang tập trung vào quản lý nguồn năng lượng ), dùng máy học cách dự đoán tần số truyền năng lượng sẵn có và điều chỉnh cho phù hợp với. ; [FLT:]Multi-Freci-Frevers [FLK transcevers [FLT:]] mà có thể thay đổi động cơ để khớp với tần số phát triển nhiều nhất của ban nhạc RF. Hơn nữa, [FLT: 4] in và linh hoạt [FL: FL: FL] [FL:5] có thể hiệu lực thiết lập thiết kế thiết kế thiết bị thu hoạch thấp [FT], đóng góp thấp, kết hợp với cấu trúc máy móc hay công cụ, hoặc công cụ bảo vệ năng lượng trước đó.

Kết luận

Năng lượng thu hoạch cung cấp một đường dẫn khả thi để cung cấp năng lượng cho các thiết kế giao thông FSK trong môi trường xa xôi, giải phóng chúng khỏi các hạn chế của pin và điện năng nối. bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời, dao động, nhiệt, và các nguồn năng lượng, và nhiều nguồn năng lượng kết hợp - các nhà thiết kế hệ thống có thể tạo ra nút liên lạc không dây hoạt động tự động trong nhiều năm. tiếp tục tiến bộ trong việc quản lý năng lượng, lưu trữ và vật liệu sẽ giảm chi phí và mở rộng hơn nữa để phát triển vào hệ sinh thái khó khăn nhất. cho bất cứ ai xây dựng mạng cảm biến từ xa, công nghiệp IT, hoặc giám sát môi trường, đầu tư vào các kỹ thuật thu năng lượng cho FK không chỉ là một lựa chọn cần thiết.