I sistemi IoT consistono in un gran numero di nodi collegati tra di loro, il tutto rappresentando, di fatto, una infrastruttura di sensori e attuatori intelligenti che devono lavorare a stretto contatto con alimentatori efficienti. La Recom ha realizzato una serie di convertitori AC/DC in piccoli package per offrire la miglior efficienza del settore.
Introduzione
Migliaia di sensori sono alimentati con intelligenza embedded con l'obiettivo di sostenere la rapida crescita dell'IoT. L'impatto significativo sul consumo mondiale di energia da questi prodotti "sempre connessi" ha determinato la necessità di convertitori di potenza compatti e altamente efficienti, con un consumo di energia in modalità standby decisamente basso. Recom offre un'ampia gamma di soluzioni per alimentare in modo più efficiente i dispositivi Smart Home e Building Automation. Essi integrano circuiti di controllo e protezione su un solo chip; consentendo ai clienti di progettare soluzioni a basso numero di componenti con tempi di vendita estremamente rapidi. La maggior parte degli apparecchi e dispositivi all'interno di una home lavora su DC e le conversioni da AC a DC che devono essere eseguite richiedono driver hardware aggiuntivo, con perdita di energia a causa di queste conversioni. Le case intelligenti e gli smart office necessitano di sistemi di controllo a maglie con molti nodi, attuatori e sensori a bassa potenza "sempre in funzione". Per soddisfare queste esigenze emergenti, RECOM compie un grande passo in avanti nel completare la sua serie RAC a bassa potenza con nuovi convertitori a basso costo con certificazione EN60335.
Caratteristiche
La serie RAC05-K di Recom rappresenta un insieme di convertitori AC/DC appositamente designati per l'automazione industriale e le varie soluzioni che coinvolgono tutto il paesaggio IoT. Non sono necessari componenti addizionali esterni con un consumo minimo di soli 75 mW. Le tensioni di uscita di serie sono 3.3, 5, 12, 15 e 24 VDC con potenza sufficiente per il funzionamento di relé, gateway di dati e nodi di automazione. Un intervallo di tensioni d’ingresso di alimentazione universale da 85 VAC a 264 VAC rende la serie perfettamente utilizzabile in tutto il mondo. L'intervallo di temperatura è compreso tra -25 °C e +50 °C, con protezione da sovratensioni di uscita e cortocircuiti. La serie RAC05-K è certificata, completamente conforme a UL/IEC/EN 60950-1 e UL/IEC/EN 62368-1 con report CB (figura 1).
Figura 1: efficienza del dispositivo RAC05-24SK
Per soddisfare le esigenze dei protocolli di controllo negli ambienti smart home, Recom ha sviluppato nuovi convertitori a basso costo con certificazione EN 60335 per uso domestico. Le serie RAC01-G (1 watt) e RAC02-G (2 watt) sono state realizzate appositamente per alimentare in modo continuo ed efficiente infrastrutture di smart building. L'ampio intervallo di tensione di ingresso da 100 VAC a 240 VAC permette un vasto campo di applicazione in tutto il mondo, con uscite standard di 5 e 12 V. Il tipico consumo di potenza è di 180 mW (nessun carico), particolarmente adatto nelle applicazioni dove il risparmio energetico è un requisito di design fondamentale. Tutti i moduli sono certificati conformi a EN 60950 ed EN 62368, con certificazioni EN 55022 classe A (RAC-GA) e classe B (RAC-GB) senza componenti addizionali. Il dispositivo della serie RAC01/2-G opera su un intervallo di temperatura di -25°C - +80°C, con protezione da cortocircuiti e sovracorrenti (figura 2).
Figura 2: efficienza di carico per RAC01-05SGB e RAC01-12SGB
Le serie a più alta potenza, RAC03-G e RAC04-G, sono state realizzate per alimentare infrastrutture di smart home in modo continuo ed efficiente. L'alta efficienza e il basso consumo di 75 mW lo rendono ideali nelle applicazioni low-power. Le loro tensioni di uscita di serie sono di 3.3, 5, 12, 15 e 24; con un intervallo di tensione d’ingresso universale da 85 VAC a 305 VAC. Le serie sono certificate classe A (RAC-GA) o B (RAC-GB) ai sensi di EN 55022 senza la necessità di componenti addizionali, e sono conformi a EN 60950 ed EN 62368 (figura 3 e 4).
Figura 3: elenco delle parti relativamente alla serie RAC-03
Figura 4: caratteristiche di efficienza e carico per RAC03-05SC
Conclusioni e considerazioni
L'Internet delle cose (IoT) è un termine che copre molti gruppi di concetti connessi, ma in sostanza questi concetti condividono le seguenti caratteristiche: intelligenza distribuita, sensori/attuatori multipli e controllo decentralizzato. In pratica, IoT significa che certi spazi, ambienti o oggetti, possono essere "intelligenti" incorporando sensori che possono comunicare tra loro in modo intelligente. Gli esempi di IoT includono gli uffici che si adattano ai livelli di luce ambientale o alla presenza umana, macchine che controllano la propria salute o le case che apprendono le nostre routine quotidiane per risparmiare automaticamente l'energia senza compromettere il nostro comfort. Tutte queste nuove tecnologie hanno bisogno di potenza: alimentazioni ad alta efficienza e bassi consumi di corrente alternata AC / DC che possono essere utilizzati in un ufficio intelligente con centinaia di sensori, regolatori di commutazione, alimentatori DC / DC isolati a basso costo per canali di ingresso multipli o un convertitore di spinta di tensione di ingresso molto ridotto per generare un utile alimentatore da una sola cella di batteria. Non tutte le soluzioni di alimentazioni sono adatte ad una applicazione IoT. Devono essere altamente efficienti sia a basso che a pieno carico, deve esserci risparmio sullo spazio, devono essere affidabili e, soprattutto, devono essere convenienti in quanto saranno onnipresenti come i sensori, i processori e gli attuatori.
Nell’ambito dell’IoT sarà molto importante scegliere dispositivi con un’elevata efficienza energetica in una visione di energy harvesting. Non solo dispositivi ac-dc o dc-dc ma anche sensori e MCU ultra-low power.