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.
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 …
Hanno superato ampiamente le aspettative i risultati positivi di Elettronica Open Source ottenuti al Campus Party di Milano 2017. Un grande staff si è dato da fare distinguendosi per la professionalità in tutte le attività svolte. Talk, promozione della rivista e hackathon hanno riscosso un grandissimo successo. Vediamo come è andata. Non poteva andare meglio. Il bilancio finale si è rivelato più roseo di qualunque previsione. In un unico concetto, il Campus Party 2017 è stato un grande successo per Elettronica Open Source, sotto tutti i punti di vista. Tante sono state le attività svolte durante la manifestazione ed …
Il Campus Party che si svolgerà a Milano dal 20 al 23 luglio presso Mi.Co. Milano Congressi farà vivere senza dubbio esperienze indimenticabili a tutti i partecipanti. Non solo le idee si tramuteranno in progetti concreti, grazie all'Hackathon, per il quale saranno messi in palio favolosi premi da parte di aziende e istituzioni. Ma ci sarà anche la possibilità d'ncontrare gli innovatori del momento che, con i loro Talk, erudiranno i presenti con le ultime notizie della ricerca e del mercato tecnologico. Talk davvero interessanti Ce n'è davvero per tutti i gusti. I Talk di elevato livello tecnologico offriranno …
La raccolta dell'energia ha come obiettivo la riconversione delle fonti energetiche liberamente disponibili nell'ambiente in una sorgente elettrica per alimentare qualsiasi dispositivo elettronico. Il potenziale impatto dell'energy harvesting è senza dubbio di notevole rilievo, con la possibilità di ridurre i costi di gestione hardware ma soprattutto di tenere a cuore il nostro ambiente. Il giorno 20 luglio alle ore 20.00 durante il Campus Party @ Milano si terrà un talk dal titolo "Energy Harvesting: raccogliamo energia dall’ambiente" tenuto da Maurizio Di Paolo Emilio. Campus Party è l'evento per eccellenza dell'innovazione dove i partecipanti sono tenuti a presentare le loro …
L’energia può essere raccolta da molte forme di sorgenti presenti e disponibili nell’ambiente in cui viviamo, sia esterno che interno. Può essere raccolta energia da sorgenti cinetiche o di movimento, termiche, chimiche, elettromagnetiche, solari. Nella maggior parte dei casi queste sorgenti di energia sono disponibili all’esterno, pensiamo ad esempio all’energia solare da cui possiamo trarre energia termica e luminosa, ma come vedremo in questo articolo, è possibile trarre energia dalle sorgenti luminose degli ambienti interni in cui viviamo e lavoriamo. Infatti, per molte ore durante la giornata utilizziamo dispositivi di illuminazione all’interno della nostra abitazione o negli uffici, negozi …
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 …
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 …
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; …
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 …
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 …
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 …
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 …
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, …
