Zephyrnet-logo

IoT-apparaten van stroom voorzien

Datum:

IoT-apparaten van stroom voorzien
Illustratie: © IoT For All

De wereld evolueert snel naar een volledig digitaal tijdperk met de toename van het aantal slimme apparaten en geavanceerde technologieën zoals het internet der dingen. Moderne digitale apparatuur zoals smartphones, slimme lampen, slimme thermostaten, Alexa, Siri, etc. hebben de afgelopen jaren een grote bekendheid gekregen. Tot uw verbazing hebben de meeste slimme apparaten echter een laagspanningsgelijkstroom nodig om te werken. Dit komt omdat moderne apparatuur geavanceerde geïntegreerde schakelingen heeft die zijn ontworpen om gelijkstroom als input te gebruiken. Maar zoals we weten, wordt de stroom bij ons thuis gedistribueerd via wisselstroom, dus de apparaten moeten de stroom omzetten van wisselstroom naar gelijkstroom om efficiënt te werken. Het is waarschijnlijk dat de stroombehoeften voor onze digitale systemen in de toekomst meer geoptimaliseerd en flexibeler zullen zijn. Laten we eens kijken hoe stroom tegenwoordig aan IoT-apparaten wordt geleverd.

"Het is waarschijnlijk dat de stroombehoeften voor onze digitale systemen in de toekomst meer geoptimaliseerd en flexibeler zullen zijn."

- Patrick R

Toepassing van voedingen

De stroomtoepassing kan verschillen, afhankelijk van de apparaten en hun ontwerp. Het hoogste stroomverbruik wordt gedaan door apparaten met consistente werking en zeer weinig downtime. Ze gebruiken een grote hoeveelheid energie om te rennen. Hun hoge energie kan echter aanzienlijk lager zijn dan bij traditionele apparatuur die enorme energie-input nodig heeft. Apparaten die intensief werken, gebruiken dus over het algemeen loodzuur- of lithium-ionbatterijen, die langer opgeladen kunnen blijven.

Daarnaast zijn er bepaalde IoT-apparaten, zoals slimme thermostaten, die aanzienlijk minder stroom verbruiken. Omdat hun werking beperkt is, kunnen ze de kamertemperatuur opnemen, de informatie doorgeven aan het systeem en in de slaapstand gaan. Dit bespaart veel energie voor het apparaat. Dergelijke apparaten gebruiken meestal alkalische galvanische cellen die ervoor zorgen dat ze gedurende langere tijd blijven werken.

Stroomvoorziening en bediening van IoT-apparaten

Er is een aanzienlijke impact op de werking van IoT-apparaten met verschillende voedingen. Hieronder wordt beschreven hoe de juiste stroombron voor een IoT-apparaat het systeem kan beïnvloeden:

  • Betere efficiëntie: Elk digitaal apparaat heeft specificaties van stroomvereisten voor het ideale gebruik. Wanneer u het apparaat altijd voorziet van het door het bedrijf gespecificeerde vermogen, presteert het met een hogere efficiëntie en levert het uitzonderlijke resultaten met een langere levensduur.
  • Verlaagt uitvaltijd: Naarmate het apparaat effectiever werkt met de juiste voeding, neemt de onderhoudsbehoefte voor het apparaat aanzienlijk af. Dit verbetert de werkuren van het apparaat en zorgt voor een hogere beschikbaarheid van het proces.
  • Hogere productiviteit: Het is natuurlijk met verbeterde efficiëntie en prestaties, de productiviteit van het apparaat neemt ook toe. Dus door het door de fabrikant gespecificeerde vermogen aan uw IoT-apparaten te leveren, kunt u een hogere werkproductiviteit bereiken.

Verschillende soorten batterijen

Hieronder volgen de verschillende soorten batterijen die in verschillende IoT-apparaten worden gebruikt.

Loodzuur batterijen

Loodzuurbatterijen zijn tegenwoordig erg populair, vooral vanwege hun gebruik in elektrische voertuigen. De loodzuuraccu's bestaan ​​uit zuur en twee elektroden van lood. De anode is gemaakt van lood, terwijl de kathode is gemaakt van loodoxide. Het elektrolyt in de accu is aanwezig in de vorm van zuur. Loodzuuraccu's hebben een lage interne weerstand, waardoor ze een extreem hoog vermogen kunnen genereren. Grote IoT-infrastructuren en -machines hebben over het algemeen dit type voeding nodig.

Alkaline batterijen

Dit zijn de meest voorkomende batterijtypen die in het dagelijks leven veel worden gebruikt in onze tv- of AC-afstandsbedieningen, horloges, veel draadloze apparaten, enz. De elektroden in dit batterijtype zijn gemaakt van ijzer en nikkel, en alkali (NaOH of KOH) is gebruikt als elektrolyt.

Alkalinebatterijen hebben meestal de beperking van een kortere levensduur. Dit komt door de aard ervan om een ​​grotere interne weerstand te genereren die leidt tot een hogere zelfontlading. Hoewel dit probleem nu wordt aangepakt door het creëren van complexe technologie voor het intercaleren van waterstof in ijzer, mist de batterij nog steeds meer vermogen dan andere batterijtypes. Dat is de reden waarom dit type batterij meestal wordt gebruikt voor draagbare en energiezuinige IoT-apparaten die zeer weinig stroom nodig hebben om te werken.

Lithium-ion batterijen

Dit zijn zeer prominente batterijen die wereldwijd worden gebruikt in alle moderne toepassingen zoals laptops, mobiele telefoons, enz. Lithium-ionbatterijen zijn samen verpakt in aluminium en koperfolie. Binnenin de folie zit een poreuze substantie die verzadigd is met lithiumelektrolyt. Het elektrolyt in lithium-ionbatterijen bevat een basis die meestal is gemaakt van grafiet, oxide of zout van het metaal. De lithiumionen worden in de basis geïntercaleerd om de chemische reactie op gang te brengen en een hoge energiedichtheid te genereren.

Alternatieve stroombronnen voor IoT

Hoewel op chemicaliën gebaseerde batterijen IoT-systemen betere prestaties en betrouwbaarheid bieden, zijn ze uiterst schadelijk voor het milieu. Daarom wordt de behoefte aan vervanging substantieel aangepakt en wordt een meer gebruik van alternatieve energiebronnen aangemoedigd.

Laten we eens kijken naar enkele van de alternatieve stroombronnen om IoT-systemen mogelijk te maken:

Zonnepanelen

Deze krachtbron heeft de afgelopen jaren enorm aan populariteit gewonnen. Het gebruikt het fotovoltaïsche effect in halfgeleiders om stroom op te wekken voor IoT-apparaten. Zonnepanelen hebben een eenvoudige werking. Wanneer een kwantum licht het oppervlak van een halfgeleider raakt, springen de elektronen naar een hogere energietoestand, waardoor energie wordt geproduceerd die voor meerdere doeleinden kan worden gebruikt.

Thermo-elektrisch effectvermogen

Dit is een krachtige optie die werkt op het concept van het Seebeck-effect. Bij deze methode wordt een heterogene geleider genomen waarvan beide zijden een flink temperatuurverschil hebben. Door de dalende temperatuur aan de ene kant, bewegen de ionen en elektronen naar de koudere kant en genereren ze voldoende elektromotorische kracht om elektronische IoT-apparaten van stroom te voorzien.

Atomaire Batterijen

Dit type stroombron is veelbelovend en wordt gebruikt in ruimteprogramma's om stroom te leveren satellieten. Bij deze methode zijn de isotopenbatterijen ontworpen met nanodiamanten en kunnen de batterijen jarenlang stroom opwekken. De beperking van deze stroombron is echter dat deze slechts een kleine stroom genereert en een accumulator nodig heeft om de stroom op te slaan en constant uit de bron te halen.

Overwegingen voor uw stroomvoorziening

Het moet nu duidelijk zijn dat IoT-apparaten op verschillende stroombronnen kunnen werken. Volg deze drie stappen wanneer u overweegt welke voeding u moet selecteren voor uw op het IoT gebaseerde systeem:

#1: IoT-configuratievereisten

U moet uw IoT-configuratievereisten kennen en overwegen of u een volledig netwerk wilt creëren of een voedingsbron nodig hebt voor slechts één of twee apparaten. Vervolgens kunt u, afhankelijk van uw behoefte, uw apparaten van stroom voorzien via een extern netwerk of uw batterijen kopen.

#2: Kosten

Bereken vervolgens de kosten die u zult moeten dragen om uw IoT-installatie van stroom te voorzien. Verken alle opties en houd rekening met de kosten. De meest kosteneffectieve manier is om stroom te halen uit een reeds bestaand netwerk.

# 3: back-upbehoeften

Vergeet niet de back-upbehoeften die u nodig heeft in uw installatie. Als u een industriële IoT-configuratie opzet, moet u een back-upsysteem hebben om downtime voor uw machine en activiteiten te helpen voorkomen.

De behoefte aan macht

Het is vrij duidelijk dat hoe uniek uw IoT-systemen ook zijn, ze niet zonder stroom kunnen werken. Moderne technologieën gaan dit probleem tegen door nieuwe energiebronnen te identificeren en energiezuinige elektronische apparaten te ontwikkelen. Veel IoT-gebaseerde bedrijven bieden complete oplossingen voor allerlei IoT-behoeften.

spot_img

Mobile

Laatste intelligentie

spot_img