Energy Harvesting:

Articoli tecnici ed applicazioni sull’Energy Harvesting (dall’inglese “energia recuperata” o “energia racimolata”). Progetti di riferimento ed approfondimenti tecnici sulle tecnologie che permettono appunto l’Energy Harvesting, da sorgenti come le vibrazioni, quindi piezoelettrico, temperatura, movimento e quant’altro in grado di recuperare l’energia dispersa nell’ambiente.

Come prolungare la durata della batteria nei dispositivi indossabili

I dispositivi indossabili (noti anche con il termine di “wearable devices”) presentano per loro stessa natura alcune limitazioni di carattere fisico. Il requisito principale che ogni dispositivo indossabile deve soddisfare è quello di avere dimensioni più ridotte possibili, e allo stesso tempo essere molto leggero. Queste caratteristiche hanno inevitabilmente un impatto significativo sulle dimensioni della batteria, sulla sua capacità, e, di conseguenza, sulla sua durata. Introduzione I primi dispositivi indossabili introdotti sul mercato (come ad esempio i sensori per il fitness), potevano essere efficacemente alimentati tramite delle comuni batterie a bottone agli ioni di litio (Li-Ion). Con l’introduzione di …

Circuiti di conditioning per l’energy harvesting

Negli ultimi anni l'impiego di sensori wireless nell’ambito dell’elettronica wearable si è diffuso rapidamente, grazie soprattutto ad un deciso miglioramento sia in termini di efficienza che di dimensioni fisiche. In questo contesto, la sostituzione o la ricarica delle batterie è un serio ostacolo per un'ampia diffusione di tutta una serie di tecnologie wireless. Inoltre, mentre le dimensioni del circuito elettronico si sono ridotte grazie all'avvento della tecnologia dei circuiti integrati (IC), le batterie sono oggi spesso i dispositivi più ingombranti nei nodi sensori wireless (WSN). Spronati dalla necessità di un minore consumo di energia, soprattutto in applicazioni remote e …

Firmware n. 132 – Speciale Energy Harvesting

È uscito il nuovo numero di Firmware dedicato all'Energy Harvesting! Ecco gli articoli che troverete al suo interno: low power DC-DC per l’energy harvesting; un sistema di energy harvesting che elimina la necessità di batterie in sensori wireless; il testing dei trasduttori con gli oscilloscopi digitali; la ricarica delle batterie e l’arte di arrangiarsi; intervista a Greg Zimmer, Senior Product Marketing Engineer @ Linear Technology sulle nuove soluzioni BMS wireless; nel settore dell’energy harvesting e dell’Internet delle cose si sta raggiungendo “un punto di flesso”; i trasduttori per l’Energy Harvesting; un contatore di energia da 30A degno di nota; …

Low power DC-DC per l’energy harvesting

L'energy harvesting è la cattura e la conversione di piccole quantità di energia disponibili nell'ambiente in energia elettrica utilizzabile. L'energia elettrica è condizionata attraverso una elettronica low power sia per un uso diretto sia accumulata per un uso successivo. Ciò fornisce una fonte alternativa di energia per varie applicazioni, come ad esempio quelle wireless, di telerilevamento, RFID. E anche se l'energia di raccolta è bassa e incapace di alimentare un dispositivo, può ancora essere utilizzata per estendere la durata di una batteria. La raccolta di energia (al seguente link potete consultare la categoria energy harvesting con tanti articoli) fornisce …

Un sistema di energy harvesting che elimina la necessità di batterie in sensori wireless

Recenti progressi nello sviluppo di microcontroller a potenza ultrabassa hanno permesso di realizzare dispositivi che offrono livelli senza precedenti di integrazione rispetto alla potenza necessaria per il funzionamento. Si tratta di sistemi su chip che impiegano schemi avanzati di riduzione della potenza, ad esempio cessando di fornirla per funzioni inattive. Infatti, per il funzionamento di questi dispositivi occorre una potenza così ridotta che molti sensori sono ormai wireless poiché possono essere alimentati agevolmente da batterie. Sfortunatamente, le batterie devono essere sostituite periodicamente, comportando pertanto un programma di manutenzione costoso e scomodo (qui un link per approfondire). Una soluzione più …

Le nuove soluzioni BMS wireless: Intervista a Greg Zimmer, Senior Product Marketing Engineer @ Linear Technology

Linear Technology ha sviluppato un sistema BMS (Battery Management System) wireless per ridurre i costi del cablaggio e offrire una minor complessità nella gestione della batteria nell'ambito dei veicoli elettrici e ibridi. L'automobile di test BMW i3 è stata equipaggiata con il sistema BMS di monitoragio in serie con i propri dispositivi di rete wireless SmartMesh. LTC6811 è un IC completo per il controllo delle tensioni di batteria dei veicoli elettrici, in grado di misurare fino a 12 tensioni delle celle con una precisione dello 0,04 %. La combinazione dell'IC LTC6811 con le reti SmartMesh permettono di eliminare i …

Nel settore dell’energy harvesting e dell’Internet delle cose si sta raggiungendo “un punto di flesso”

Il campo di applicazione dei sistemi di alimentazione portatili è vasto e differenziato. I prodotti vanno dalle reti senza fili di sensori (WSN, Wireless Sensor Network) che consumano potenze il cui valore medio è misurabile in microwatt, a sistemi di acquisizione dati o apparecchiature mediche collocate su carrelli e che impiegano batterie ricaricabili da varie centinaia di wattora. Ma nonostante questa molteplicità, sono emerse alcune tendenze: i progettisti continuano a richiedere più potenza nei loro prodotti a supporto di una sempre maggiore funzionalità e vogliono che la batteria possa essere caricata utilizzando qualsiasi sistema di alimentazione disponibile. La prima …

I trasduttori per l’Energy Harvesting

Nel nostro pianeta Terra esistono varie forme di energia disponibili nell’ambiente ove viviamo: l’energia solare che fornisce sorgenti di luce e calore, l’energia elettromagnetica, l’energia cinetica, l’energia termica, l’energia biochimica. L’energia ambientale può essere raccolta, quindi acquisita e convertita in energia elettrica mediante i trasduttori. I trasduttori a loro volta sono classificati per tipologia di sorgente energetica da acquisire. Si trovano in commercio trasduttori di luce, di movimento/vibrazioni, di calore, di campo magnetico, di radiofrequenza. I vantaggi della Energy Harvesting La raccolta e conversione di energia consente notevoli benefici fra i quali l’operatività a lungo termine dei dispositivi utilizzatori, …

Un contatore di energia da 30A degno di nota

Se dite a qualcuno di avere installato un sistema di pannelli solari sul tetto della vostra abitazione, probabilmente vi saranno fatte molte domande, come “Quanti pannelli?” o “Qual è la capacità del sistema?” La maggior parte delle persone cercherà di valutare la potenza nominale del sistema in un modo un po’ complicato. Potrebbe quindi procedere a chiedere qual è l’efficienza dei pannelli, se l’impianto elettrico dell’abitazione è ancora collegato alla rete di utenza o qual è stato il costo dell’intero sistema – tutte domande perfettamente valide. Se invece preferite, come me, spiegare prima il quadro generale della situazione (e …

Il potenziale impatto dell’energy harvesting

Il primo focus di questo nuovo anno che andremo ad approfondire con la rivista Firmware è l'energy harvesting.  La raccolta di energia ha l'obiettivo di convertire varie fonti ambientali in corrente elettrica per alimentare qualsiasi dispositivo. Quanta energia è disponibile intorno a noi? Che tipo di fonti di energia abbiamo? Qual è l'utilità? Il potenziale impatto dell'energy harvesting potrebbe essere economicamente enorme riducendo i costi di gestione e, cosa ancora più importante, rappresentare un fattore positivo per l'ambiente che necessita di numerose attenzioni. L'industria energetica è sempre a fuoco per la ricerca di numerose tendenze tecnologiche, sia che si …

Le aspettative di mercato dell’energy harvesting

Le sfide significative che la maggior parte dei dispositivi deve affrontare nel campo dell’elettronica riguardano le dimensioni fisiche e i consumi energetici. Con l’avvento della nuova tecnologia nell’ambito dell’IoT, ingegneri e progettisti stanno studiando nuovi metodi per alimentare i propri dispositivi, sfruttando oltretutto nuovi processi della fisica dei materiali per ridurre ulteriormente i consumi.  Molte aziende stanno indagando su sofisticati metodi di raccolta di energia che coinvolgono un certo numero di sorgenti, ognuna delle quali fornirà una piccola quantità di energia elettrica sfruttando i movimenti (e l'energia termica) del corpo, le vibrazioni delle infrastrutture, le radiazioni RF artificiali e …

Prolungare la durata della batteria di sensori remoti tramite l’energy harvesting da sorgenti di energia termica

I sistemi di sensori, sia wireless che cablati, spesso sono presenti in ambienti ricchi di energia naturale, ideali per alimentare i sensori stessi. Ad esempio, con soluzioni per l’accumulazione di energia (energy harvesting), si può prolungare notevolmente la durata di batterie installate, specialmente quando la potenza richiesta è bassa, riducendo i costi di manutenzione a lungo termine e i tempi di fermo. Nonostante questi vantaggi, esistono vari ostacoli all’adozione di queste tecnologie; quello più grave è che le fonti di energia ambientale spesso sono intermittenti oppure insufficienti per alimentare continuamente il sistema di sensori, mentre l’alimentazione ottenuta con batterie …

Tecniche di energy harvesting: dalla termica alla RF

L’energia è la capacità di compiere lavoro, quest’ultimo derivante dall’azione di una forza come quella di gravità. In natura possono essere trovate varie forme di energia: quella solare è l’aspetto più interessante ma soprattutto più diffuso, ma anche l’energia termica e meccanica rappresentano dei buoni candidati per l’energy harvesting. L’universo invia sulla terra una notevole quantità di energia sotto forma di raggi cosmici, onde gravitazionali, onde elettromagnetiche e così via che in qualche modo potrebbero contribuire ad alimentare dispositivi low power. In questo articolo faremo una panoramica sulle tecniche di energy harvesting analizzando il comportamento fisico di alcune forme …

Firmware n. 126 con IoT, Energy Harvesting, Smart City e molto altro!

È uscito il nuovo numero di Firmware! Scopriamo insieme gli articoli di questo mese: innanzitutto la copertina è dedicata all'IoT, in modo particolare a come renderlo sicuro. Abbiamo poi proseguito con: Energy Harvesting, alimentare con pannelli solari; effetti di rumore di una linea di alimentazione; standard Wireless M-Bus per i contatori intelligenti; vibrometro real-time con Arduino per il settore industriale; Smart City; caratterizzazione delle celle solari con unità SMU (Source Measure Unit). Il download è disponibile nei formati PDF, ePub e mobi... buona lettura! La copertina di Firmware n. 126   Il sommario di Firmware n. 126   Fiducia …

Apple Energy: la fonte energetica solare di Apple

Il colosso Apple che tutti conosciamo per le varie soluzioni tecnologiche quali iPhone e iPad, ha deciso di operare nel settore energetico con la sua filiale Apple Energy LLC per vendere energia solare prodotta dai suo impianti fotovoltaici di Cupertino e Nevada.  La presentazione della domanda alla Federal Energy Regulatory Commission (FERC) per la vendita di energia in eccesso è stata fatta il 6 giugno 2016, e si prevede che nell’arco di due mesi la Apple potrebbe cominciare a dare i propri contributi nel mercato. L'approvazione della domanda potrebbe aprire un nuovo scenario e nuove grandi ambizioni nel campo …

Energy Harvesting: alimentare con pannelli solari

Volenti o nolenti, stiamo entrando nell’era dell’Internet of Things. Complice anche il fatto che i componenti elettronici sono ormai l’unica cosa il cui prezzo, anziché aumentare, scende, realizzare la propria “casa intelligente” è diventato alla portata di qualsiasi nerd di buona volontà (e di grandi ambizioni). Alla fine, si tratta di scrivere un semplice firmware che acquisisca i dati da un qualche sensore e li trasmetta ad un nodo centrale, e progettare (se necessario) uno straccio di circuiteria per il condizionamento del segnale. La vera sfida, semmai, è staccare i propri sensori dalla presa della corrente, e alimentarli tramite …

Le soluzioni di Energy Harvesting per l’IoT

Negli ultimi anni molta attenzione è stata posta sull'Internet of Things (IoT), ovvero tutta una serie di dispositivi commerciali ed industriali (IIoT) interconnessi attraverso la rete wireless (e cablata). Gli analisti stimano un numero sempre crescente di dispositivi IoT, circa 20 miliardi nei prossimi 5 anni. L'avvento di questi dispositivi pone un serio problema sull'alimentazione e le relative batterie che devono essere acquistate, mantenute e smaltite; la tecnica dell'energy harvesting presenta una soluzione semplice per alimentare facilmente ed economicamente i dispositivi low-power utilizzando nello stesso tempo un’energia pulita. La spinta tecnologica dell'IoT è sfruttare le potenzialità della rete per …

Energia Open Source

Per molte persone, l’energia libera è una parola che non ha un significato chiaro. Essa rappresenta qualcosa di applicativo e scientifico, per altri può essere un mistero. Nel senso più semplice, l’energia libera è tutta quella energia che viene messa a disposizione dal mondo naturale; può includere sorgenti familiari, come quella solare, ma anche tecnologie sorprendenti, come una macchina alimentata da acqua-combustibile, un caricabatterie alimentato da campi magnetici o raggi cosmici, oppure un sistema di riscaldamento domestico alimentato dalla Terra. I migliori sistemi ad energia open source non hanno effetti negativi per l'ambiente, con costi estremamente bassi per la …

Firmware n.118 con EMG, Arduino M0 Pro, STM32F4 Discovery, energy harvesting e molto altro!

È uscito il nuovo numero di Firmware! Scopriamo insieme gli articoli di questo mese: innanzitutto la copertina è dedicata a EMG superficiale per sport performance con Arduino M0 Pro. Abbiamo poi parlato di STM32F4 Discovery, soffermandoci su Tasti, PWM e ADC; di Power Line Monitor Open Source e di energy harvesting. Abbiamo scoperto come realizzare una libreria per LCD 16×2 compatibile con Arduino M0 PRO e come implementare il GSR (Galvanic Skin Response) a microcontrollore nei dispositivi indossabili. Infine abbiamo proseguito con un articolo dedicato all'automatizzazione del processo di taratura di un motore a corrente continua. Il download è …

Le tecnologie per l’energy harvesting si diffondono sempre di più

Nel passato, vari tipi di sensori venivano ordinariamente collegati agli alimentatori mediante cavi, mentre oggi, anziché dover far fronte al problema e al costo della posa di cavi in vari punti di un edificio o di un impianto, è possibile installare robusti e affidabili sensori wireless di qualità industriale in grado di funzionare per anni alimentati da una piccola batteria o anche accumulando l’energia generata da sorgenti che assicurino gradienti di luce, vibrazioni o temperatura. È possibile anche utilizzare la combinazione di una batteria ricaricabile e di più sorgenti di energia ambiente. Inoltre, a causa di problemi di sicurezza …

Le rinnovabili nel sistema elettrico? Lo stiamo facendo nel modo sbagliato!

Il sistema elettrico è stato pensato, progettato e realizzato quando la produzione di energia elettrica era relegata alle grandi centrali termoelettriche. Oggi il fabbisogno energetico non viene più interamente coperto da un piccolo numero di centrali in alta tensione e di elevata potenza, ma una parte sempre più rilevante viene soddisfatta da tante piccole produzioni diffuse nelle reti in media e bassa tensione. La diffusione delle energie rinnovabili ha messo in crisi il tradizionale funzionamento dell'attuale sistema elettrico. Per risolvere questa problematica sono allo studio nuove strutture elettriche dotate di un elevato grado di automazione e innovazione tecnologica per garantire …

Tesla e l’energia “libera” che ci circonda

Nel mondo moderno, l'energia è fondamentale. Oggi è quasi (anzi, togliamo il “quasi”) impossibile immaginare la vita senza energia elettrica, a maggior ragione senza televisori, cellulari, computer portatili e  desktop e altro ancora. L'energia viene consumata da quasi ogni dispositivo che rende la vita facile e più comoda. E' necessaria anche per strumenti di salvataggio, come i defibrillatori cardiaci, nebulizzatori e una innumerevole serie di altri dispositivi elettrici/elettronici. L’energia libera, o comunque l’energia “di nessuno” come mi piace chiamarla (p.e. l’energia solare), è stata sbandierata tanto in questi ultimi anni con tutto il diritto di guardarla con un certo …

Energia gratuita: ecco la più grande bugia al riguardo

C’è una grande menzogna che riguarda l’energia gratuita, e noi vi sveleremo di cosa si tratta... siete pronti? Partiamo dal presupposto che l’energia si trova tutta intorno a noi e sarebbe gratuita, non è uno scherzo. L’unico problema è che qualcuno ricava grossi interessi nel farcela pagare, e a caro prezzo per giunta. Siete curiosi di saperne di più? In questo articolo vi spiegheremo le vicende reali che stanno dietro la questione dell’energia gratuita, e come ci hanno convinto che invece dobbiamo pagarla. Continuando a leggere potrete aprire gli occhi e vedere cose che ora non immaginate nemmeno. Energia …

Gestione efficiente dell’energia

L’automazione industriale rimane un fattore propulsivo fondamentale per l’efficienza e per la riduzione dei costi. Per comprenderne meglio il perché, è necessario discutere ed esaminare alcune tendenze. Prima su tutte, la sostenibilità. Panoramica sullo stato dell’arte La sostenibilità, in termini di efficienza energetica e di utilizzo delle risorse, è una componente essenziale del successo di un settore manifatturiero globale. L’attenzione crescente all’implementazione di soluzioni energetiche efficienti sia nelle industrie di processo che in quelle di produzioni discrete promuoverà pure la fabbricazione sostenibile. Ad esempio, i problemi di efficienza energetica saranno in primo piano nel settore dei motori elettrici, in …

Il prossimo Luglio Bologna ospita il Power Efficiency Solutions 2014

Il prossimo 10 Luglio, a Bologna, è in programma un appuntamento importante: Battery charger, Power distribution e Green Energy sono solo alcuni dei temi che verranno trattati. E tanti sono i nomi che contano, le aziende che prenderanno parte all'evento. Aziende e professionisti si potranno incontrare e discuteranno delle soluzioni che ci sono e di quelle che verranno. Incuriositi? Ecco i dettagli.