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IoT e IIoT senza batterie: l’Energy Harvesting cambia il gioco

Con l’aumento dell’utilizzo dell’Internet of Things (IoT) e l’Industrial Internet of Things (IIoT), la dipendenza dalle batterie sta diventando un problema. Milioni di batterie inquinano le discariche con sostanze tossiche come piombo e litio, rendendo la tecnologia poco ecosostenibile. Per risolvere questo problema, l’industria tecnologica sta introducendo l’Energy Harvesting, che “cattura” l’energia da fonti ambientali come onde radio, luce, gradienti termici e movimenti meccanici per alimentare i dispositivi IoT.

Il metodo di raccolta energetica più efficiente dipende dall’applicazione e dell’ambiente di installazione. Ad esempio, mentre in un ufficio o in un ambiente commerciale si potrebbe sfruttare la luce ambiente per alimentare i dispositivi IoT, in una fabbrica potrebbe essere più sensato sfruttare l’energia termica o meccanica dalle macchine.

Soluzione al dilemma delle batterie

L’approccio più comune per estendere la durata della batteria è quello di utilizzare uno standard di comunicazione radio a basso consumo energetico, come Bluetooth Low Energy.
BLE è uno standard di comunicazione radio a basso consumo energetico, che viene utilizzato per estendere la durata della batteria.

Un’altra funzione che può ridurre il consumo di energia del dispositivo è l’on-demand wakeup, che utilizza un canale RF separato a bassissimo consumo energetico per risvegliare il dispositivo solo quando richiesto. Questa funzione può essere configurata utilizzando il pattern-matching di una o più firme RF.

header come e perchè puntare all'efficienza energetica

Il progresso tecnologico ci offre degli strumenti che rendono le nostre vite più semplici e connesse. Ma tutto ha un prezzo.
Cosa siamo disposti a sacrificare per perseguire questo sogno futuristico?

In questo articolo si parla di alcuni problemi correlati all’attuale panorama energetico e di come sia possibile sfruttare la tecnologia per risolverli, tra elettronica di potenza, domotica e fonti energetiche rinnovabili.

Energy Harvesting per risparmiare energia in ogni applicazione

La tecnologia Energy Harvesting offre un elevato potenziale e flessibilità per molte applicazioni.

Vendita al dettaglio

Le etichette elettroniche programmabili per gli scaffali (ESL) e altri tipi di segnaletica digitale sono diventate molto popolari tra i retailer. Infatti permettono di modificare rapidamente i prezzi e l’inventario.

Grazie all’energy harvesting, i rivenditori possono utilizzare le ESL, senza preoccuparsi di sostituire le batterie, andando a risparmiare sui costi derivanti dalla mancata sostituzione delle batterie.

Città intelligenti

Con lo sviluppo delle città intelligenti, milioni di dispositivi IoT sono utilizzati per raccogliere e analizzare dati per migliorare infrastrutture e servizi pubblici.

L’energy Harvesting permette alle città di risparmiare sui costi delle batterie e della manodopera, destinando i fondi risparmiati ad altri progetti importanti.

Edifici e case intelligenti

Trasformare una casa in un’abitazione intelligente può rendere la vita più comoda e efficiente. Dalle serrature intelligenti alle luci, c’è una miriade di modi per ottenere questo risultato. Tuttavia, questi dispositivi smart sono spesso limitati dalla durata delle batterie.

In alcuni casi, le batterie scariche sono solo un piccolo inconveniente. Un esempio può essere un termostato intelligente: se la batteria si esaurisce, potresti trovarti senza il controllo sulla temperatura della tua casa.

In altri casi, invece, una batteria esaurita potrebbe rappresentare un problema molto più serio: ad esempio, se un sensore di monossido di carbonio smette di funzionare, non può più segnalare la presenza di livelli crescenti di emissioni.

L’Energy Harvesting può essere la soluzione a questi problemi. garantendo il funzionamento sicuro e affidabile dei dispositivi intelligenti.

Settore alberghiero

Gli hotel sono tra i principali utilizzatori di soluzioni IoT, che spesso vengono utilizzate in più strutture.

Una delle applicazioni più comuni è quella dei lettori di carte per le porte delle stanze, che di solito sono alimentati a batteria. Ma con l’utilizzo dell’Energy Harvesting, questi tempi di manutenzione diventano minimi e i costi di proprietà totale sono ridotti, favorendo anche le iniziative ecologiche dell’hotel.

Industriale

Le moderne fabbriche sfruttano i sensori connessi per monitorare il loro ambiente, proprio come le città intelligenti. Inoltre, queste fabbriche utilizzano i sensori per monitorare l’equipaggiamento e i flussi di produzione, aumentando l’efficienza e riducendo i tempi di inattività delle macchine. Anche se queste applicazioni sono molto diffuse, i sensori possono essere posizionati in luoghi difficili da raggiungere, rendendo ancora più importante la sostituzione delle batterie. Ma con l’Energy Harvesting, questo non è più un problema.

Conclusioni

In conclusione, per affrontare i costi e l’impatto ambientale delle batterie, è fondamentale progettare dispositivi a basso consumo energetico e utilizzare la tecnologia di energy harvesting. Questo ci permetterà di ridurre i costi di manutenzione dei miliardi di dispositivi connessi in tutto il mondo e di promuovere un’innovazione sostenibile nell’Internet of Things.

Articolo originale: Energy Harvesting Brings Sustainability to the IoT (Electronic Design)

Redazione Fare Elettronica