Novas soluções de energy harvesting ajudam a tornar a IoT mais sustentável

Duas novas soluções oferecem métodos diferentes para capturar energia do ambiente, tecnologia conhecida como energy harvesting com potencial para tornar dispositivos e sensores da Internet das Coisas (IoT) energeticamente mais sustentáveis.

Uma delas é um módulo desenvolvido pela Sony Semiconductor Solutions Corporation (SSS) capaz de capturar energia de ruídos de ondas eletromagnéticas com alto nível de eficiência, segundo a empresa, gerados por robôs em fábricas, monitores e iluminação em escritórios, TVs em lojas e residências e equipamentos similares. Dessa forma, o módulo se apresenta como uma fonte de alimentação estável necessária para sensores de IoT e dispositivos de comunicação com baixo consumo de energia.

A SSS pretende empregar a nova tecnologia como parte dos esforços para criar um modelo de circulação de energia, contribuindo assim para o desenvolvimento de uma sociedade IoT sustentável.

O novo módulo de captura de energia da SSS utiliza como parte de uma antena porções metálicas de dispositivos eletrônicos que são fonte de ruídos de ondas eletromagnéticas e também emprega um circuito retificador com alta eficiência de conversão elétrica em uma estrutura original. Dessa forma, é possível converter ruídos de ondas eletromagnéticas em uma faixa de alguns Hz a 100 MHz em energia elétrica para alimentar sensores de IoT de baixo consumo de energia, por exemplo, ou até para carregar baterias, apesar do tamanho compacto.

Segundo a SSS, essa é a primeira tecnologia de captura de energia do setor baseada nesse método que utiliza eficientemente, como uma nova fonte de energia, os ruídos de ondas eletromagnéticas anteriormente ignorados. Além disso, o design compacto do módulo, que é obtido por meio de um número mínimo de componentes, garante mais flexibilidade e liberdade de instalação. Outra vantagem é que, quando os dispositivos eletrônicos estiverem ligados, a energia pode ser captada mesmo quando não estão em uso, tornando a tecnologia promissora em uma ampla variedade de situações de utilização, tanto em ambientes fechados como abertos, completa a SSS.

As principais características do novo módulo da SSS são:

Alto nível de eficiência: Equipamentos eletrônicos que geram ruídos a partir de ondas eletromagnéticas, como eletrodomésticos, computadores, equipamentos de iluminação, elevadores e equipamentos industriais, podem se tornar fonte de energia de várias dezenas de μW a várias dezenas de mW de potência.

Aplicável a uma ampla variedade de casos de uso: Esse método de captação de energia difere de outros que utilizam luz solar, ondas elétricas e diferenças de temperatura, todos suscetíveis a fatores ambientais, como brilho da iluminação e ambientes internos. Já o novo módulo permite a captura contínua, desde que os dispositivos eletrônicos estejam apenas ligados, não necessariamente em uso.

Identificação do status dos dispositivos: Como a tecnologia captura continuamente ruídos de ondas eletromagnéticas gerados por dispositivos eletrônicos, também pode identificar seu status, detectando alterações na tensão. Isso significa, por exemplo, que pode ser utilizada para detectar se a iluminação está funcionando normalmente ou prever falhas em robôs com motores incorporados, por exemplo.

Um é pouco, dois é melhor

A segunda novidade vem na forma de um PMIC, circuito integrado para gestão energética, que pode lidar simultaneamente com duas fontes para captura de energia de forma independente. O AEM13920, desenvolvido pela epeas, pode maximizar a captura de energia de qualquer combinação de duas fontes, como células fotovoltaicas, gerador termoelétrico, radiofrequência ou energia pulsada (cinética). Segundo a epeas, até então, PMICs especializados eram otimizados para trabalhar com um único tipo de fonte de energia.

A epeas destaca que a capacidade de operar com duas fontes de energia abre novas possibilidades de design de pequenos dispositivos eletrônicos. Por exemplo, um controle remoto pode ter células fotovoltaicas separadas nas partes frontal e traseira para coletar energia, quer o dispositivo seja deixado com a face voltada para cima ou para baixo. Nessa e em outras aplicações, o AEM13920 pode ser uma solução que ajuda a maximizar a recuperação de energia das fontes.

O AEM13920 é compatível com muitos tipos de baterias recarregáveis e elementos de armazenamento, como modelos de polímero de lítio, LiFP e li-cerâmica e capacitores híbridos de lítio.