Thế giới đang nhanh chóng tiến tới kỷ nguyên kỹ thuật số hoàn chỉnh với sự gia tăng số lượng thiết bị thông minh và các công nghệ tiên tiến như IoT. Các thiết bị kỹ thuật số hiện đại như điện thoại thông minh, bóng đèn thông minh, bộ điều nhiệt thông minh, Alexa, Siri, v.v., đã trở nên nổi bật trong vài năm qua. Tuy nhiên, trước sự ngạc nhiên của bạn, hầu hết các thiết bị thông minh đều cần một nguồn DC điện áp thấp để chạy. Điều này là do thiết bị hiện đại có các mạch tích hợp phức tạp được thiết kế để lấy nguồn DC làm đầu vào. Tuy nhiên, như chúng ta đã biết, nguồn điện trong nhà của chúng ta được phân phối thông qua nguồn điện xoay chiều, vì vậy các thiết bị cần chuyển đổi nguồn điện từ AC sang DC để hoạt động hiệu quả. Có khả năng nhu cầu năng lượng cho các hệ thống kỹ thuật số của chúng tôi sẽ được tối ưu hóa và linh hoạt hơn trong tương lai. Chúng ta hãy xem cách cung cấp năng lượng cho các thiết bị IoT ngày nay.

“Có khả năng nhu cầu năng lượng cho các hệ thống kỹ thuật số của chúng tôi sẽ được tối ưu hóa và linh hoạt hơn trong tương lai.”

-Patrick R

Ứng dụng của nguồn điện

Ứng dụng nguồn có thể khác nhau tùy thuộc vào thiết bị và thiết kế của chúng. Mức tiêu thụ điện năng cao nhất được thực hiện bởi các thiết bị có hoạt động nhất quán và rất ít thời gian chết. Họ sử dụng một lượng lớn năng lượng để chạy. Tuy nhiên, năng lượng cao của chúng có thể thấp hơn đáng kể so với thiết bị truyền thống cần đầu vào năng lượng lớn. Vì vậy, các thiết bị hoạt động rộng rãi thường sử dụng pin axit-chì hoặc pin lithium-ion, loại pin này có thể được sạc trong thời gian dài hơn.

Ngoài ra, có một số thiết bị IoT nhất định, chẳng hạn như bộ điều nhiệt thông minh, tiêu thụ ít năng lượng hơn đáng kể. Vì hoạt động của chúng bị hạn chế, chúng có thể đo nhiệt độ phòng, chuyển thông tin đến hệ thống và chuyển sang chế độ ngủ. Điều này giúp tiết kiệm nhiều năng lượng cho thiết bị. Những thiết bị như vậy thường sử dụng tế bào điện kiềm để giữ cho chúng hoạt động trong thời gian dài.

Cung cấp năng lượng & Vận hành thiết bị IoT

Có một tác động đáng kể đến hoạt động của các thiết bị IoT với các nguồn cung cấp năng lượng khác nhau. Phần sau đây mô tả cách nguồn điện phù hợp cho thiết bị IoT có thể tác động đến hệ thống:

• Hiệu quả tốt hơn: Mọi thiết bị kỹ thuật số đều có các thông số kỹ thuật về yêu cầu năng lượng để sử dụng lý tưởng. Khi bạn luôn cung cấp cho thiết bị nguồn điện đầu vào do công ty chỉ định, thiết bị sẽ hoạt động với hiệu suất cao hơn và mang lại kết quả đặc biệt với tuổi thọ tăng lên.
• Giảm thời gian ngừng hoạt động: Khi thiết bị hoạt động hiệu quả hơn với nguồn điện phù hợp, nhu cầu bảo trì thiết bị sẽ giảm đáng kể. Điều này giúp cải thiện số giờ làm việc của thiết bị và cung cấp thời gian hoạt động cao hơn cho quy trình.
• Năng suất cao hơn: Đương nhiên với hiệu quả và hiệu suất được nâng cấp thì năng suất của thiết bị cũng tăng theo. Vì vậy, việc cung cấp nguồn điện do nhà sản xuất chỉ định cho các thiết bị IoT của bạn có thể giúp bạn đạt được năng suất làm việc cao hơn.

Các loại pin khác nhau

Sau đây là các loại pin khác nhau được sử dụng trong các thiết bị IoT khác nhau.

Pin axit chì

Ngày nay, pin chì-axit rất phổ biến, đặc biệt là do việc sử dụng chúng trong xe điện. Pin chì-axit bao gồm axit và hai điện cực làm bằng chì. Cực dương được tạo thành từ chì, trong khi cực âm được tạo thành từ oxit chì. Chất điện phân trong pin tồn tại ở dạng axit. Pin axit-chì có điện trở trong thấp, giúp chúng tạo ra công suất cực cao. Cơ sở hạ tầng và máy móc IoT lớn thường yêu cầu loại nguồn điện này.

Pin kiềm

Đây là những loại pin phổ biến nhất được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày trên TV hoặc điều khiển từ xa AC, đồng hồ, nhiều thiết bị không dây, v.v. Các điện cực trong loại pin này được làm bằng sắt và niken, và kiềm (NaOH hoặc KOH) là được sử dụng như một chất điện phân.

Pin kiềm thường có hạn chế là tuổi thọ ngắn hơn. Điều này là do bản chất của nó là tạo ra điện trở trong lớn hơn dẫn đến hoạt động tự phóng điện cao hơn. Mặc dù vấn đề này hiện đã được giải quyết thông qua việc tạo ra công nghệ phức tạp để xen kẽ hydro vào sắt, nhưng loại pin này vẫn thiếu nhiều năng lượng hơn so với các loại pin khác. Đó là lý do tại sao loại pin này chủ yếu được sử dụng cho các thiết bị IoT di động và công suất thấp, yêu cầu năng lượng rất tối thiểu để hoạt động.

Pin Lithium-ion

Đây là những loại pin rất nổi bật được sử dụng trên toàn thế giới trong tất cả các ứng dụng hiện đại như máy tính xách tay, điện thoại di động, v.v. Pin lithium-ion được bọc lại với nhau bằng lá nhôm và đồng. Bên trong lá là một chất xốp được bão hòa với chất điện phân lithium. Chất điện phân trong pin lithium-ion chứa một bazơ thường được làm bằng than chì, oxit hoặc muối của kim loại. Các ion lithium được xen kẽ vào bazơ để bắt đầu phản ứng hóa học và tạo ra mật độ năng lượng cao.

Nguồn năng lượng thay thế cho IoT

Mặc dù pin dựa trên hóa chất mang lại hiệu suất và độ tin cậy cao hơn cho các hệ thống IoT, nhưng chúng cực kỳ có hại cho môi trường. Do đó, nhu cầu thay thế đang được giải quyết đáng kể và việc sử dụng nhiều hơn các nguồn năng lượng thay thế đang được khuyến khích.

Chúng ta hãy xem xét một số nguồn năng lượng thay thế để kích hoạt các hệ thống IoT:

Tấm năng lượng mặt trời

Nguồn năng lượng này đã trở nên phổ biến rộng rãi trong những năm gần đây. Nó sử dụng hiệu ứng quang điện trong chất bán dẫn để tạo ra năng lượng cho các thiết bị IoT. Các tấm pin mặt trời có một hoạt động đơn giản. Khi một lượng tử ánh sáng chạm vào bề mặt của chất bán dẫn, các electron sẽ chuyển sang trạng thái năng lượng cao hơn, tạo ra năng lượng có thể được tận dụng cho nhiều mục đích.

Hiệu ứng nhiệt điện

Đây là một tùy chọn mạnh mẽ hoạt động dựa trên khái niệm về hiệu ứng Seebeck. Trong phương pháp này, một dây dẫn không đồng nhất được sử dụng mà cả hai bên có sự chênh lệch nhiệt độ đáng kể. Do nhiệt độ giảm ở một bên, các ion và electron di chuyển sang bên lạnh hơn và tạo ra đủ điện động để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử IoT.

Pin nguyên tử

Loại nguồn năng lượng này rất hứa hẹn và được sử dụng trong các chương trình không gian để cung cấp năng lượng vệ tinh. Trong phương pháp này, pin đồng vị được thiết kế bằng kim cương nano và pin có thể tạo ra năng lượng trong nhiều năm. Tuy nhiên, hạn chế của nguồn điện này là chỉ tạo ra dòng điện nhỏ và cần có bộ tích điện để tích trữ và liên tục lấy điện năng từ nguồn.

Cân nhắc cho nguồn điện của bạn

Bây giờ rõ ràng là các thiết bị IoT có thể hoạt động bằng các nguồn năng lượng khác nhau. Thực hiện theo ba bước sau khi cân nhắc chọn nguồn điện nào cho hệ thống dựa trên IoT của bạn:

#1: Yêu cầu thiết lập IoT

Bạn phải biết các yêu cầu thiết lập IoT của mình và cân nhắc xem bạn muốn tạo một mạng đầy đủ hay chỉ cần một nguồn điện cho một hoặc hai thiết bị. Sau đó, tùy thuộc vào yêu cầu của bạn, bạn có thể cấp nguồn cho thiết bị của mình từ mạng bên ngoài hoặc mua pin.

#2: Chi phí

Tiếp theo, hãy tính toán chi phí bạn sẽ phải chịu để tăng sức mạnh cho thiết lập IoT của mình. Khám phá tất cả các tùy chọn và xem xét chi phí của họ. Cách hiệu quả nhất về chi phí là lấy điện từ một mạng đã được thiết lập sẵn.

#3: Nhu cầu sao lưu

Đừng quên các nhu cầu sao lưu mà bạn sẽ yêu cầu trong thiết lập của mình. Nếu bạn đang thiết lập thiết lập IoT công nghiệp, bạn sẽ phải giữ một hệ thống dự phòng để giúp ngăn chặn thời gian chết cho máy và hoạt động của bạn.

Nhu cầu về quyền lực

Một điều khá rõ ràng là hệ thống IoT của bạn dù độc đáo đến đâu, chúng không thể hoạt động nếu không có nguồn điện. Các công nghệ hiện đại giải quyết vấn đề này bằng cách xác định các nguồn năng lượng mới và phát triển các thiết bị điện tử tiết kiệm năng lượng. Nhiều công ty dựa trên IoT cung cấp các giải pháp hoàn chỉnh cho tất cả các loại nhu cầu về IoT.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.iotforall.com/powering-iot-devices