Print

Nová softwarová řešení pomáhají optimalizovat životnost baterií zařízení pro IoT

-- 15.05.19

Internet věcí (IoT) je populární koncept, který stojí v čele průmyslového i obecného vývoje v široké škále odvětví. Počet zařízení připojených k internetu věcí již podle odhadů překročil počet lidí na Zemi – více než třikrát. Vzhledem k této obrovské popularitě je pro konstruktéry elektroniky kriticky důležité pochopit výzvy související s návrhem a používáním zařízení pro IoT.

Zvlášť důležitý faktor, kterým se zařízení pro IoT odlišují od jiných elektronických zařízení, a je třeba jej vzít v úvahu, je výdrž jejich baterie. Jejich využití zahrnuje bezpočet oblastí, ve kterých je třeba za každou cenu předejít prostojům. V průmyslových odvětvích mohou v důsledku nich vznikat mezery v kriticky důležitých datech a bezpečnostní rizika, může docházet k omezení dat ze snímačů a může být nutné provádět kontroly akumulátorů. V oblasti zdravotnictví mohou mít takové důsledky různou podobu – od drobných nepříjemností až po situace ohrožující život. Tyto aspekty a značné náklady na výměnu baterií v zařízeních pro IoT, které mohou být často vyšší než při prosté výměně celého zařízení, vedly k tomu, že se konstruktéři zaměřili na používání nízkoenergetických komponent a hledání dalších způsobů pro zajištění takové životnosti baterie, která může co nejefektivněji podporovat výše zmíněné případy použití.

Návrh zařízení IoT s nízkou spotřebou energie

Konstruktéři přišli s mnoha způsoby optimalizace životnosti baterie a vývoje různých přístupů k napájení zařízení pro IoT. Například technologie pro získávání energie systému umožňuje čerpat energii potřebnou pro svůj provoz z prostředí a zcela tak eliminovat potřebu používat baterie. Většina zařízení pro IoT však stále potřebuje baterie – značná část úsilí se tedy stále zaměřuje na to, aby se z nich podařilo vytěžit co nejvíc. Aby byla zajištěna maximální životnost baterie, návrháři se zaměřují na návrh režimů hlubokého spánku, ve kterých zařízení tráví většinu svého života, a stanou se aktivní pouze tehdy, když jsou aktivně potřeba. Provozní režimy pracují s nízkou spotřebou proudu, nízkým napětím baterie, nízkými takty hodin a omezenými sadami instrukcí, což znamená, že v těchto aplikacích platí zvlášť přísné nároky na testování. Návrháři proto musí provádět řadu testů s cílem změřit způsoby, kterými součásti zařízení spotřebovávají energii při různých stavech zařízení. Pro dosažení dlouhé životnosti baterie očekávané zákazníky je kriticky důležitá přesná analýza vybíjení baterie.

Analýza vybíjení baterie

Analýzu vybíjení baterie (BDA) může podporovat mnoho nástrojů. Technici se často spoléhají na digitální multimetry, osciloskopy s proudovými sondami, analyzátory stejnosměrného napájení s jednotkou pro měření zdroje, jednotky pro přesné měření zdroje, analyzátory křivek proudu zařízení a simulátory baterií. Používají se například k určení profilu zátěžového proudu zařízení, který lze definovat měřením proudu ve všech provozních stavech, k simulaci výkonu jeho baterie a tím i k určení toho, jak zařízení pracuje při slabé baterii, nebo pro modelování baterie, kterou plánujete použít v zařízení pro IoT.

Softwarová řešení

Analýza BDA však není kompletní bez softwarových řešení. Ta mohou být do výše uvedených přístrojů zabudována buď jako firmware nebo mohou být spouštěna v počítačích. Tyto nástroje hrají klíčovou roli při maximalizaci výdrže baterie zařízení pro IoT, a jejich výběr je třeba pečlivě zvážit. Pro dokreslení kompletního přehledu o typech softwaru dostupných na trhu jsme sestavili seznam příkladů s podrobnými informacemi o jejich specifických funkcích a výhodách. Díky těmto informacím budete moci snadno vybrat vhodná softwarová řešení, které lze využít při testování životnosti baterií zařízení pro IoT.

 

  • Software Keysight 14585A pro řízení a analýzu pokročilých napájecích zdrojů

Se softwarem pro řízení a analýzu 14585A získáte snadný přístup k pokročilým funkcím mnoha přístrojů, včetně dynamických zdrojů stejnosměrného napájení řady Keysight N7900 a analyzátorů stejnosměrného napájení Keysight N6705. Umožňuje ovládat až 16 modulů ve čtyřech základnách N6705, což znamená, že můžete měřit proud testovaných zařízení na více místech současně. Aplikace je spuštěna v počítači a nabízí vám výhodu v tom ohledu, že můžete používat známé ovládací prvky a navíc velký displej pro provádění úloh při analýze BDA bez nutnosti psát kód.

 

  • Funkce doplňkové kumulativní distribuce Keysight (CCDF)

Doplňková grafická funkce CCDF je součástí různých programů, jako je například firmware analyzátoru proudové křivky řady Keysight CX3300 a software pro řízení a analýzu Keysight 14585A, a nabízí grafy znázorňující míru spotřeby energie z baterie při různých úrovních proudu. S jeho pomocí můžete optimalizovat návrh svého zařízení pro IoT.

 

  • Automatické profilování proudu a napájení Keysight

Analyzátor proudové křivky řady Keysight CX3300 je vybaven funkcí pro automatické profilování proudu a napájení, která dokáže na základě nastavitelných parametrů automaticky rozdělit proudovou křivku do časových segmentů. Software umožňuje vytvářet hlášení o počátečním čase, délce trvání, středním proudu, maximálním proudu, minimálním proudu, celkovém spotřebovaném nabití a procentu celkového spotřebovaného nabití pro každý analyzovaný segment křivky a dále také pojmenovávat segmenty a přesouvat značky segmentů pro účely opakované analýzy.

 

  • Program pro generování modelů Keithley

Jednotky SMU Keithley 2450 a 2460 mají jedinečnou schopnost fungovat jako generátor modelů i zátěž, mohou vybíjet baterie při nízkém proudu vyžadovaném zařízeními pro IoT a jsou dodávány s řešením pro vytváření algoritmů. Program pro generování modelů od společnosti Keithley lze načítat do jednotek SMU a následně jej spouštět a dokáže také vytvářet model ve formátu podporovaném simulátorem baterií Keithley 2281.

Výhled do budoucnosti

Spolu s tím, jak neustále roste význam zařízení pro IoT v mnoha odvětvích, dodavatelé předhánějí ve snaze vyvinout nová softwarová řešení schopná posunout analýzu vybíjení baterie na novou úroveň a maximalizovat tak životnost baterií zařízení pro IoT. Chris Godfrey, manažer rozvoje trhu u společnosti Tektronix, předního dodavatele testovacích a měřicích technologií, se s námi podělil o přehled toho, jaké kroky jsou momentálně v oblasti softwaru podnikány pro zajištění další podpory potřeb vývojářů při testování internetu věcí: „Pracujeme na vylepšeném modelovacím softwaru, který umožní přesněji modelovat výkon baterie a zahrnout více parametrů, jako je teplota baterie, dlouhodobá relaxace a počet cyklů nabití a vybití, kterými dobíjecí baterie prošla. Tyto proměnné mají vliv na kapacitu baterie a její vnitřní odpor v průběhu času.“

Všechny značky čelí zásadní výzvě spojené s komplexnějším modelováním baterií – nutnosti přesně zjistit to, jaký vliv mají různé proměnné na kapacitu akumulátoru, vnitřní odpor a napětí v otevřeném obvodu. Budoucnost vypadá zářivě, protože stále více značek přichází se svými vlastními softwarovými řešeními, která konstruktérům umožňují lépe porozumět bateriím pro IoT. Na trhu je již nyní spousta zajímavých softwarových řešení, ovšem spolu s dalším rozvojem zařízení pro IoT se budou rozvíjet také softwarová řešení potřebná pro analýzu jejich baterií. Nyní již stačí jen počkat a nechat se překvapit tím, co dalšího od společností Tektronix, Keysight a dalších vývojářů se objeví v prodejnách.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Moderní technologie v energetice
2019-05-28 - 2019-05-28
Místo: Hotel Avanti, Brno
Fórum kvality
2019-05-28 - 2019-05-29
Místo: Holiday Inn, Žilina
Národné fórum údržby 2019
2019-05-28 - 2019-05-29
Místo: Hotel PATRIA, Vysoké Tatry
I servis může být SMART
2019-06-04 - 2019-06-05
Místo: ABB s.r.o., Ostrava-Hrabová
Technology Days 2019
2019-06-17 - 2019-06-20
Místo: Výstavní a společenské centrum IDEON, Pardubice

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI