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.
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 …
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 …
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 …
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 …
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 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 …
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 …
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, …
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 "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 …
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 …
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 …
L'effetto triboelettrico è definito come una piccola quantità di elettricità statica generata dal contatto e dal movimento di superfici, utilizzata per generare energia che viene raccolta e immagazzinata per alimentare sensori ed elettronica a bassissima potenza. In questi ultimi anni si sono sviluppati molti modelli e soluzioni circuitali per sfruttarlo alla massima efficienza. Introduzione L'energia è una delle risorse più importanti che detta la qualità della nostra vita. Negli ultimi due decenni, le vaste applicazioni e distribuzioni di elettronica mobile hanno raggiunto ogni angolo della nostra vita. Come previsto da Cisco, entro il 2020 il mondo avrà trilioni di unità IoT distribuite …
Dimentichiamoci gli avvisi di scarica e alimentatori con cavi aggrovigliati: in fase di sviluppo e ricerca nuove soluzioni energetiche che potrebbero offrire ai dispositivi mobile opzioni di carica basate sull'energy harvesting. Un futuro decisamente green per la ricarica dei telefoni cellulari sempre più in crescita spinti anche dall'avvento dell'IoT. Il risparmio energetico è una delle maggiori sfide per il settore della tecnologia mobile. Ma la raccolta di energia creata dalle attività quotidiane (e non solo), come il movimento, potrebbe essere la prossima grande svolta per supportare questa sfida. In questo ecosistema tecnologico in continua evoluzione, i dispositivi diventano sempre più intelligenti …
Un recentissimo settore della ricerca noto come SWIPT (Simultaneous Wireless Information and Power Transfer) si pone oggi la sfida di trasmettere simultaneamente energia ed informazione. Grazie ai recenti sviluppi nella tecnologia del silicio le richieste energetiche, dei semplici dispositivi wireless, si sono significativamente abbassate. Introduzione Con i sensori e i trasmettitori diventati sempre più piccoli e quindi più efficienti energeticamente, si prospettano tempi in cui le onde radio potranno essere usate non solo per trasmettere l'informazione ma anche per alimentare questi dispositivi. La tecnologia SWIPT può risultare in significativi guadagni in termini di efficienza spettrale, ritardi temporali, gestione delle …
I moderni dispositivi palmari – sia quelli orientati al mercato consumer che quelli industriali – possono includere un telefono cellulare che può anche essere utilizzato come modem, un modulo Wi-Fi, un modulo Bluetooth, un grande display retroilluminato … e l’elenco può continuare. L’architettura del sistema di alimentazione di molti dispositivi palmari può quindi rispecchiare quella di un telefono cellulare. In genere, si impiega una batteria agli ioni di litio da 3,7V come generatore primario di energia grazie alla sua elevata densità di energia gravimetrica (W·h/kg) e volumetrica (W·h/m3). Panoramica sullo stato dell’arte Nel passato, molti dispositivi ad alta potenza …
La proliferazione di nodi sensori wireless (WSN, wireless sensor nodes) per attività di misurazione e controllo nell'IoT, unitamente ai progressi della tecnologia dei trasduttori, ha consentito di produrre sistemi completamente autonomi alimentati dall’energia dell’ambiente anziché da una batteria principale o secondaria. Alimentare un nodo sensore wireless da una fonte di energia ambientale ovvero “gratuita” è interessante poiché può completare o eliminare la necessità di batterie o cavi, offrendo un ovvio vantaggio quando la sostituzione o manutenzione della batteria è scomoda, costosa e richiede una notevole manodopera. Panoramica sullo stato dell’arte L’assenza completa di cavi agevola inoltre l’espansione di sistemi …
L’arte di progettare convertitori CC/CC efficienti e compatti è esercitata da un gruppo scelto di ingegneri che hanno le conoscenze profonde di fisica e matematica necessarie per la progettazione di dispositivi di conversione, unitamente a una lunga esperienza al banco. Introduzione Per progettare con eleganza un convertitore CC/CC occorre conoscere a fondo i diagrammi di Bode, le equazioni di Maxwell e i problemi correlati alla scelta dei poli e degli zero. I progettisti di circuiti integrati spesso evitano di far fronte al temuto problema del calore – un compito che solitamente ricade sull’ingegnere responsabile del package. Il calore costituisce …
E' uscito lo speciale monotematico interamente dedicato all'Energy Harvesting! Più di 100 pagine riguardanti il futuro dell'alimentazione elettrica con tanti approfondimenti sull'uso di fonti energetiche presenti nell'ambiente. L’Energy Harvesting è il futuro dell’alimentazione elettrica sia per dispositivi low-power che high-power. Energia solare, cinetica, termica e tante altre fonti liberamente presenti nell’ambiente possono contribuire al fabbisogno energetico di molti dispositivi elettronici. Il potenziale impatto economico potrebbe ridurre i costi di gestione e rappresentare un fattore positivo per l'ambiente che necessita di numerose attenzioni. Sulla copertina il cambio di simbolo iniziale che precede la numerazione identifica gli EOS-Book extra, riservati agli abbonati. L'e-book …
L'energy harvesting è senza dubbio il futuro dell'alimentazione. Con la crescita della microelettronica e l'avvento di nuovi materiali, dovremmo aspettarci nuove soluzioni di raccolta di energia decisamente più efficienti, con l'obiettivo di costituire una fonte di alimentazione sempre più stand-alone. La progettazione di sistemi elettronici che coinvolgono l'energy harvesting deve seguire protocolli di design ben stabiliti: scelta della sorgente e dei relativi sensori, design di circuiti di conditioning, dc-dc e circuiti di accoppiamento. L'autore del libro dal titolo "Microelectronic Circuit Design for Energy Harvesting Systems" ci conduce in questo meraviglioso paesaggio con una interessante intervista dove vengono affrontati diversi …
