¿Cuáles son algunas fuentes de energía alternativas para sensores inalámbricos?

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Estoy buscando alimentar varios sensores pequeños habilitados para Wi-Fi, en un entorno doméstico de hogar u oficina. Como tal, estoy interesado en mantenerlos encendidos el mayor tiempo posible entre cargas.

Obviamente, una costosa batería Li-xx sería una solución simple, pero también he estado buscando alternativas más 'inspiradas', como los termogeneradores Micropelt .

¿Qué otras alternativas existen que proporcionarían una cantidad decente de energía, en un tamaño pequeño?

Las ideas de redes inalámbricas alternativas son bienvenidas, pero estoy ansioso por usar WiFi (la mayoría de los hogares tienen una red WiFi y una computadora habilitada). Me gustaría mantener el equipo adicional necesario al mínimo absoluto.

[Hay una pregunta relacionada , sobre el almacenamiento de energía . Mi pregunta es sobre la generación y mis necesidades son bastante específicas (tamaño, alta potencia, etc.)

Jon Hadley
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¿Cuánto poder estás buscando? Eso realmente será un factor importante en la selección de una fuente. Tenga en cuenta que algunos sistemas, como el TI CC430 (nota: SOC inalámbrico, pero no Wi-Fi), pueden funcionar con 1uA o menos. Con corrientes como esa, una celda de monedas lo alimentará durante años.
Kevin Vermeer
+1 por usar WiFi. La mayoría de las personas intentan construir una red exótica sin pensar en lo que el usuario final realmente quiere usar.
Gustavo Litovsky

Respuestas:

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Debe especificar de qué tipo de entorno está hablando. La mayoría de los métodos que he escuchado también usan baterías para almacenar la energía, pero también puedes usar una variedad de supercondensadores. Sin embargo, eso también se está volviendo caro.

Ideas que he visto utilizadas con éxito hasta cierto punto:

Solar es el primero, pero requiere luz. Cualquier luz hará, por supuesto, incluso fluorescentes. ¿Mantendrá su circuito encendido por una cantidad de tiempo significativa? Depende de dónde se ponga.

La generación de vibración / piezoeléctrica se ha utilizado con éxito para alimentar sensores colocados debajo de escaleras ocupadas. La clave son las escaleras ocupadas: imagine el metro de Nueva York o las escaleras principales en una universidad entre clases.

Captura de EM: si hay una gran cantidad de EM ambiental, puede apagar una antena, rectificar los resultados y regularla: auge, potencia. Sin embargo, generalmente es ilegal hacer esto con fuentes significativas. Por ejemplo, puede encender una bombilla si está con un cuarto de milla de una antena de radio grande, pero obtener esa energía es ilegal en la mayoría de los países. Se notará también.

Como dijo Endolith, probablemente querrás un módulo que consuma menos energía. Considere Zigbee en lugar de WiFi: fue diseñado para usarse en dispositivos de baja potencia que transmiten durante ráfagas cortas y luego se detienen.

[EDITAR] Ok, oficina / hogar / doméstico es la aplicación. Si lo controlas significativamente, tal vez puedas alterarlo. Digamos agregando cargadores inductivos? No creo que haya tanta fuente de energía en una oficina estándar que no sea solar.

AngryEE
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¿Se notaría realmente una bombilla de 60 W? ¿Qué circuito usas para cosechar la energía de la torre de radio?
endolito
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No es el poder que USTED obtiene de él, sino el poder que bloquea para que todos se den cuenta. No es la forma más eficiente de recibir energía, por lo que hay una pérdida notable de energía en una dirección muy específica. Cuanto más cerca esté de la torre, mayor será el área de menor potencia, más fácil será encontrarlo. Encontré un artículo al respecto hace un tiempo, veré si puedo encontrarlo nuevamente.
AngryEE
Se agregaron aclaraciones de redes y entornos a mi OP
Jon Hadley
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¿Qué pasa con la cosecha de energía de 60Hz AC en las paredes? No creo que tomes lo suficiente para que te noten allí ... interactivearchitecture.org/richard-box.html
Kevin Vermeer
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¿Cómo puede obtener la energía de las líneas de alto voltaje?
skyler
8

Rachel's Electronics ha estado publicando acerca de una solución Arduino con energía solar para sensores remotos últimamente.

texto alternativo

Sin embargo, no estoy seguro de si eso proporciona suficiente energía para Wi-Fi. Me gustaría ver menos inalámbricas que consumen mucha energía si fuera usted. ¿Realmente estás enviando 10 Mbit / s? ¿O solo necesitas unos pocos kbit por hora?

endolito
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Se agregaron aclaraciones de redes y entornos a mi OP
Jon Hadley
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Además, solo soy exigente porque este sitio es joven, pero ¿es realmente necesaria la imagen? No agrega nada útil ... Enlace útil aunque :)
Jon Hadley
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@ Jon: lo hace. Estoy aprendiendo y ver cosas es invaluable.
Stefano Borini
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Muestra el tamaño de la célula solar y la PCB (que era parte de la pregunta), el número de componentes, etc.
endolito
¿Existe un dongle USB razonablemente barato para sostener un XBee? El XBee en sí era como $ 20 si no recuerdo mal, y el PCB y el microcontrolador USB deberían ser de $ 5. Recuerdo haber tenido dificultades para descubrir cómo obtener wifi por menos de $ 50 (que no sean piezas usadas o restauradas). ¿XBee podría ser más barato, de menor costo e igual de fácil para el usuario final (una vez que se incluye el USB-xbee)? Tengo un proyecto con necesidades wifi, pero me he conformado con usar XBees para transmitir a un nodo maestro con Internet real (probablemente conectado). Soy un aficionado principiante, por lo que podría estar perdiendo algo importante. :)
Jack Schmidt
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¿Con qué frecuencia / cuántos datos necesita enviar? Si es bastante intermitente (del orden de un minuto más o menos), algunas baterías AA podrían durar mucho tiempo.

Para aplicaciones de sensores, lo más importante para optimizar es el consumo de energía en modo de suspensión . Puede despertarse y enviar datos usando varios cientos de mA (aparentemente típico para un módulo 802.11 *) durante unos segundos, pero si puede dormir durante unos minutos con menos de 1 mA, los alcalinos simples funcionarán bien. NiMH podría ser una alternativa, pero en un diseño de sensor inalámbrico optimizado, su velocidad de descarga interna limitará su vida más que la capacidad.

Si usa algo complejo de recolección de energía, deberá gastar mucho en supercaps, ya que el uso de una célula solar, unión peltier o cosechadora de RF no le proporcionará energía suficiente . Las baterías pueden entregar felizmente un vatio sin costo adicional.

Un método mucho más probado para los sensores de RF es usar, como se mencionó anteriormente, ZigBee (bueno, 802.15.4, muy pocas personas usan ZigBee verdadero). Funcionarán durante años con una batería muy modesta, y puede conectarlos fácilmente a una red 802.11 con algunos Digi ConnectPort X2 . Los módulos 802.15.4 pueden reactivarse y enviar datos en milisegundos usando varias veces menos energía con un rango mucho mayor.

Nick T
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Algunas cosas útiles allí, gracias, no había oído hablar de puentes.
Jon Hadley