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.

Calcolo della durata della batteria nelle applicazioni IoT

Internet ha cambiato radicalmente il modo in cui progettiamo la maggior parte dei sistemi elettronici, in qualsiasi cosa, dalla segnaletica alle fermate degli autobus ai complessi sistemi industriali che ora utilizzano la connettività come parte fondamentale della loro funzionalità. Probabilmente il cambiamento più grande, tuttavia, è l'introduzione di sistemi di sensori che raccolgono dati e trasmettono le informazioni al cloud. Questi vanno dal monitoraggio della temperatura e controllo del riscaldamento nelle abitazioni ai sistemi di localizzazione delle aziende logistiche. A differenza di molti sistemi connessi più grandi, queste piccole "cose" spesso non hanno accesso all'alimentazione di rete. Ciò significa …

Quando la potenza è gratis

Sono certo che molti di noi ricordano la canzone dei Dire Straits che fa: "Money for nothing and …" ma quanti avrebbero pensato che un giorno queste parole sarebbero state applicate all’energy harvesting? Il concetto esprime qualcosa che arriva dal niente e la disponibilità di potenza gratis. Vediamo come. Si potrebbe pensare che è un pò forzata, ma rimane il fatto che l’energy harvesting ha a che fare con il riutilizzo dell’energia come prodotto collaterale di un’altra azione, e con il suo impiego per alimentare un nodo di sensori wireless autonomo (Wireless Sensor Node, WSN). Per chi ha scarsa …

Energia verde per tutti

Il tema della Green Energy è di estrema attualità: nonostante fino ad ora il recupero dell’energia ambientale sia stato effettuato solo tramite pannelli fotovoltaici o pale eoliche, esistono molte altre fonti da utilizzare. Il mondo è pieno di energia ambientale e finora il recupero energetico è avvenuto mediante pannelli solari e turbine eoliche. Ma oggi nuovi strumenti ci consentono di produrre energia da una vasta gamma di fonti ambientali. Inoltre, la cosa importante non è l’efficienza di conversione dei circuiti, ma la quantità di energia “recuperata media” disponibile. Ad esempio, i generatori termoelettrici convertono il calore in elettricità, gli …

Gestire batterie Li-Ion

In questo articolo analizziamo caratteristiche e funzionalità del controller MCP73871 di Microchip. Praticamente tutti i sistemi portatili utilizzano oggi batterie agli ioni di litio o litio-polimeri. L’incremento di prestazioni richiesto e la crescente disponibilità di funzionalità accessorie hanno, tuttavia, modificato radicalmente i modi di utilizzo delle batterie in tale ambito, accrescendo il numero di cicli di carica a cui queste sono tipicamente soggette durante l’arco di vita utile e il tempo stesso di funzionamento dei dispositivi in alimentazione da rete. Nei sistemi più semplici, in passato, la batteria era connessa direttamente al carico, il che poneva diversi problemi per la gestione …

Strutturare un sistema di gestione batterie

Analizziamo in questo articolo alcune indicazioni per organizzare il flusso di progettazione di un sistema di alimentazione a batterie tenendo conto dei numerosi fattori in gioco. Siete stati incaricati di progettare i circuiti di controllo di un nuovo sistema di alimentazione a batteria. Quali strategie adotterete per ottimizzare il design for cost e il design for manufacturability? La prima cosa da fare è definire la struttura preferita per il sistema e la collocazione delle celle e dell’elettronica da utilizzare. Una volta compresa la struttura di base, occorre prendere in considerazione i trade-off nella topologia del circuito, ad esempio, in …

Blockchain per l’Energy Industry

Con questo articolo poniamo l'attenzione sullo spettro di applicazioni e potenzialità della blockchain technology nell'ambito dell’industria energetica. L’obiettivo dell'implementazione di blockchain al settore energy è quello di sviluppare una transazione energetica decentralizzata e un sistema di approvvigionamento dell’energia completamente distribuito. Tutte le transazioni effettuate vengono eseguite direttamente attraverso una rete peer to peer. Se dovesse essere adottato su larga scala il modello di transazione decentralizzata previsto per l'industria energetica, questo trasformerebbe radicalmente i rapporti tra produttori e fornitori di energia, operatori di rete e consumatori.     INTRODUZIONE Le funzionalità di blockchain sono tali da poter fornire un record distribuito …

Energy Harvesting

L’application note AN588 di Silicon Labs ci mostra come sia possibile realizzare una soluzione completa nel campo dell’energy harvesting utilizzando il microcontrollore a basso assorbimento Si1012, dotato anche di funzionalità wireless. Il microcontrollore Si1012 di Silicon Labs è una MCU (MicroController Unit) ad elevate prestazioni e bassissimo assorbimento basata sul noto core 8051. Progettata espressamente per le applicazioni embedded con funzionalità wireless bidirezionali, presenta delle caratteristiche tecniche di assoluto rilievo, tra cui: throughput di 25 MIPS 16 kB di memoria FLASH 256 byte di memoria RAM 512 byte di memoria XRAM 1 convertitore analogico-digitale con risoluzione di 12-bit e 11 …

Batterie usate: un’alternativa per riciclarle

Chi fra di noi non ha una montagna di cellulari o altri piccoli dispositivi elettronici in casa a fare la muffa? Nei prossimi anni, il problema dei rifiuti elettronici sarà sempre più presente ed è opportuno pensare ad alternative valide per ridurre il nostro impatto ambientale. Sappiamo bene che le batterie dopo un considerevole numero di cicli, perdono la loro capacità di carica: fortuna vuole che questo fenomeno sia stato "ridotto" se paragoniamo le LiPo alle NiMh. In questo video ti voglio mostrare un progetto interessante per dare una seconda vita alle batterie dei dispositivi che tieni in qualche …

Spada Laser: si può fare, ma quanto consuma?

Per i fan di Star Wars, è un sogno proibito avere una spada laser. Ormai sono ben note ai fan del settore le repliche in grado di illuminarsi ed emettere il classico rumore durante le "sciabolate" e in termini di fedeltà sono pressoché identiche a quelle usate nei film. Se vi dicessi che The Hacksmith ha realizzato una spada laser al di fuori dell'immaginario comune? Si tratta di una spada laser vera e propria: forma e dimensioni fedeli alle originali, si illumina ma non è una lampadina o un LED a darle lucentezza. È il sistema che sta dietro: …

Cellulare SENZA Batteria: come funziona il primo prototipo al mondo?

L'Università di Washington se non lo sapessi, è uno degli atenei numero uno al mondo per la ricerca sull'energy harvesting. La pratica di ottenere energia elettrica da sorgenti alternative si sta evolvendo sempre più, ottenendola dai segnali wireless. Grazie proprio all'energy harvesting dei segnali radio, l'Università di Washington è riuscita a creare il primo cellulare senza batteria! http://www.washington.edu/news/2017/07/05/first-battery-free-cell-phone-makes-calls-by-harvesting-ambient-power/

Energy Harvesting: che cos’è e come possiamo usarlo?

In questo video parliamo di energy harvesting: una serie di tecniche particolari che permettono di convertire varie forme di energia in elettricità. Ce ne sono alcune molto particolari, specialmente per i sistemi embedded. Molto spesso, in sistemi piccoli e portabili, c'è la necessità di alimentare il sistema stesso senza utilizzare batterie o alimentazione da rete elettrica: i motivi sono molteplici, alcuni possono riguardare il tuo stesso progetto. Se hai in mente di ridurne le dimensioni, l'impatto ambientale o allungare la vita del tuo sistema, questo video può esserti davvero di aiuto.  

Alimentazione con un tocco

Questo semplice circuito permette di gestire, tramite un timer, la rimozione del collegamento alla batteria di un dispositivo portatile. Il timer sarà comandato attraverso il semplice tocco di un dito, nel momento in cui un dispositivo portatile non sarà più utilizzato, allo scadere del tempo stabilito la batteria sarà scollegata preservandone la carica. Pensiamo per esempio ai mouse cordless alimentati a batteria, solitamente tramite due pile tipo AA. La maggior parte di questi prodotti non è dotata di un interruttore di on/off; semplicemente dopo un certo tempo di inutilizzo riducono la frequenza con cui verificano lo spostamento da parte dell’utilizzatore e, nel caso di mouse ottici, viene variato il duty cycle con il quale …

All’alba di un nuovo giorno!

Grandi cambiamenti in Elettronica Open Source, un nuovo progetto e tanto entusiasmo! Tutto cambia e tutto si trasforma, è la legge della natura ed al tempo stesso condizione necessaria per innovare e rinnovarsi. Dopo anni di esperienza, mesi di sperimentazione e giornate intere di costruzione e ri-costruzione, siamo pronti a passare ad un livello successivo. Abbiamo rinnovato la rivista Firmware, realizzando un nuovo progetto denominato Firmware 2.0. Una rivista di Elettronica Embedded e Semiconduttori che include anche una parte dedicata ai Maker, la maker zone appunto. Quindi avete inglobato EOS-Book in Firmware? Si, da un certo punto di vista …

Sfide e soluzioni per il power management – Intervista a Riccardo Zambon, Key Account Manager @ Analog Devices Italia

Le direzioni verso le quali è orientata la ricerca di soluzioni in ambito automotive che risultino sempre più energeticamente efficienti, sono la gestione dell’alimentazione, la progettazione orientata alla riduzione degli ingombri e dei costi attraverso uno studio sul package e sul fattore di forma e un‘ efficace gestione termica per massimizzare la dissipazione del calore. I requisiti prestazionali richiesti dalle applicazioni nei veicoli elettrici e ibridi spingono i produttori di semiconduttori a ricercare soluzioni competitive dal punto di vista funzionale ed energetico. In questa intervista Riccardo Zambon, Key Account Manager di Analog Devices Italia, ci spiega quali sono le …

Veicoli elettrici sempre più efficienti con la blockchain

Blockchain è un registro digitale aperto e distribuito, in grado di registrare transazioni tra due parti in modo efficiente, verificabile e permanente. Per essere utilizzata come registro distribuito, una blockchain viene generalmente gestita da una rete peer-to-peer che aderisce a un protocollo per la convalida di nuovi blocchi. La blockchain technology sta trasformando il settore automotive, in particolare quello degli EV la cui domanda è in costante crescita. In questo articolo esaminiamo come la blockchain sia in grado di risolvere il problema della carica della batteria dei veicoli elettrici. INTRODUZIONE Un numero crescente di case automobilistiche sta sviluppando tecnologie …

Le novità sulla ricarica Wireless – Intervista a Tony Armstrong Direttore Marketing, Power Products @ Analog Devices

La ricarica wireless è senza dubbio un requisito per ottimizzare le richieste di alimentazione di un qualsiasi dispositivo portatile. Offrendo inoltre un modo semplice per ricaricare il cellulare rapidamente e senza disporre di cavi. La ricarica senza fili sfrutta le principali leggi della fisica, permettendo così a qualsiasi utente di ricaricare velocemente il proprio dispositivo. In un prossimo futuro questa tecnologia riguarderà non solo i dispositivi portatili ma anche i veicoli a guida autonoma. In questa intervista con Tony Armstrong Direttore Marketing, Power Products di Analog Devices, cercheremo di approfondire vari aspetti che circondano tale tecnologia. 1.  Come si …

Automazione, Energia, GaN, uno sguardo al mercato dell’elettronica con Analog Devices

Concetti di "green technology", automazione e guida autonoma si stanno diffondendo sempre più nel mercato dell'elettronica. Le auto a guida autonoma ed elettriche inglobano sensori e soluzioni di power management con l'obiettivo di rendere la guida alla massima efficienza. Quando si parla di automotive, i concetti che vi ruotano attorno sono molteplici. Energy Harvesting, sensori, batterie, scelta dei materiali. Un vasto campo di tecnologie con un mercato in forte crescita. In questa intervista con Stefan Steyerl, Director Sales Mobility & Transportation EMEA, EMEA Marketing, Managing Director Germany @ Analog Devices; e Riccardo Zambon General Manager @ Analog Devices, affrontiamo …

Firmware 144 Speciale Energy Harvesting

È uscito il nuovo numero di Firmware di Aprile! Il focus di questo mese è dedicato al settore dell'Energy Harvesting, di cui ne approfondiremo vari aspetti, come la raccolta dell’energia biomeccanica per dispositivi wearable low-power, la raccolta di energia vibrazionale, Energy Harvesting con nanotecnologie, effetto triboelettrico e molto altro ancora... Buona lettura! La copertina di Firmware n. 144   Il sommario di Firmware n. 144   Moduli Bluetooth low energy NINA-B1 della u-blox La raccolta dell’energia biomeccanica per dispositivi wearable low-power Una efficiente raccolta di energia vibrazionale Scegliere e usare tecnologia GaN per la conversione super-efficiente della potenza Considerazioni di …

La raccolta dell’energia biomeccanica per dispositivi wearable low-power

La raccolta di energia ha attirato l'attenzione verso una tecnologia in grado di sostituire o supportare una batteria in vari dispositivi elettronici wearable/mobile. L'energia biomeccanica è classificata in base al principio fisico della raccolta di energia  cinetica:  piezoelettrica, triboelettrica ed elettromagnetica.  Introduzione I dispositivi wearable che possono essere indossati dagli esseri umani nella vita quotidiana o in ambienti speciali hanno evidenziato un deciso sviluppo trainati dall'ecosistema IoT. Questi dispositivi sono di vario tipo come smart glasses, sensori biometrici e altri. Richiedono potenza che va da diversi mW a diverse decine di watt per il relativo funzionamento. L'uso di dispositivi indossabili che consumano elevate quantità di energia aumentano …

Una efficiente raccolta di energia vibrazionale

L'energia vibrazionale è presente in molte forme nel nostro ambiente quotidiano sotto forma di energia cinetica: dal traffico veicolare alla semplice camminata. Anche se spesso può essere considerata da parte dell'opinione pubblica un disturbo o semplicemente un rumore di fondo, i progettisti riconoscono che questa energia è in grado di alimentare dispositivi ultra low power.  Introduzione L'energia cinetica generata dalle vibrazioni viene convertita in una sorgente elettrica che può essere successivamente immagazzinata e/o utilizzata direttamente come fonte di energia. A seconda della fonte di vibrazione e dell'applicazione prevista, questi potrebbero essere lineari, non lineari e rotazionali. La sfida principale …

Considerazioni di design nella raccolta di energia RF

Nell'aria sono presenti molte fonti di energia, la nostra moderna tecnologia RF trasmette milioni (se non miliardi) di watt nell'atmosfera attraverso vari modi. La raccolta di questa energia potrà essere impiegata per alimentare una moltitudine di sensori wireless e dispositivi di monitoraggio IoT. Introduzione Il concetto di power harvesting o energy harvesting è una tecnica per raccogliere energia dall'ambiente esterno utilizzando diversi metodi tra cui la conversione termoelettrica, l'eccitazione vibrazionale, la conversione dell'energia solare, i gradienti di pressione e i segnali RF. La raccolta di energia wireless RF offre un enorme potenziale per la sostituzione delle batterie o per aumentarne la durata. Attualmente, …

Ottimizzazione dei sistemi di storage per l’energy harvesting

Per anni, i produttori di dispositivi elettronici hanno fatto affidamento su diverse tecnologie per l'immagazzinamento di energia offline: in particolare batterie agli ioni di litio e supercondensatori. Entrambe queste tecnologie promettono marginalmente ulteriori guadagni di efficienza, ma nello stesso tempo sono inadatte per alcune applicazioni. Le batterie a film sottile rappresentano un'ulteriore soluzione che combina alcuni dei vantaggi di entrambe le tecnologie.  Introduzione L'industria elettronica ha fatto un ottimo lavoro nel mantenere un alto tasso di aumento delle capacità con una costante riduzione dei costi. Dalla dimensione del wafer alla densità della memoria passando per la velocità del processore, la capacità dei dispositivi è …

Il kit di sviluppo per l’Energy Harvesting

Il kit di sviluppo "Energy Harvesting Solution To Go" che andremo ad analizzare in questo articolo permette un facile accesso alle tecnologie di energy harvesting, aiutando gli sviluppatori a realizzare circuiti di power management per dispositivi dell'ecosistema IoT.  Il kit include una scheda energy harvesting con vari trasduttori e un Energy Micro Giant Gecko EFM32 Starter Kit. Introduzione Il kit "Solution To Go" fornisce un approccio di design completo che consente agli sviluppatori di aggiungere la raccolta, la gestione e l'immagazzinamento dell'energia per specifiche applicazioni. La scheda di raccolta dell'energia è multi-sorgente (DC2080A) con quattro convertitori di tensione della Linear Technology/Analog Devices ottimizzati per diverse fonti …

Supercondensatori: Energy Harvesting con nanotecnologie

La crescente diffusione dell'IoT e dei dispositivi Wearable ha portato a nuovi apparati alimentati a batteria con la necessità di sfruttare e migliorare le tecniche di power management. L'energy harvesting sta contribuendo con nuove soluzioni sensoristiche e di accumulo per migliorare l'efficienza energetica. In tutto questo, i supercapacitori o supercondensatori si sono diffusi egregiamente nel mercato e dovrebbero raggiungere un valore di oltre 10 miliardi di dollari nei prossimi 5 anni, estendendo, di fatto, il loro raggio di azione. Introduzione La tendenza attuale dei supercapacitori è quella di sostituire le batterie ricaricabili, offrendo un nuovo modo di storage per l'energia basato …

Considerazioni di mercato per il settore dell’energy harvesting

Il mercato globale dell'energy harvesting crescerà ad un CAGR del 22% nel periodo compreso tra il 2017 e il 2024. Le applicazioni relative all'IoT, l'automazione degli edifici e la forte domanda di risparmio energetico saranno le forze trainanti di questo settore. L'automotive sarà un altro mercato cardine, forte anche della consapevolezza di una richiesta di energia pulita nelle automobili. Introduzione I driver importanti che stanno facendo aumentare la crescita nel mercato globale della raccolta di energia sono la crescente domanda di contatori intelligenti e l'aumento delle iniziative ambientali da parte di molti governi. Nel mondo sono previsti circa 800 milioni …

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