Детектор на напрежение със свръхниска енергоконсумация удължава живота на батериите при сензори

Инженерен екип от университета в Бристол е разработил евтин за производство чип със свръхниска мощност, който може да удължи живота на батериите на сензори до над десет пъти.

Д-р Бърнард Старк и колегите му са членове на научноизследователска група за разработка на технологии в сферата на управлението на електроенергията към инженерния факултет на висшето учебно заведение. Учените са създали детектор на напрежение, който изисква едва няколко трилионни от вата (пиковата), за да активира свързаните с него електрически вериги.
Екипът обещава да предостави мостри на изобретението на всички компании, които имат желание да разработват на негова база непрекъснато работещи сензори. Благодарение на иновативната технология производителите на датчици ще могат да интегрират в продуктите си по-малки батерии или да предлагат решения с удължен живот на батериите, в някои случаи – с години.
Детекторът на напрежение

няма нужда постоянно да черпи електроенергия
от батерията или мрежата, когато съответното устройство е в режим на изчакване (standby). За да демонстрират тази възможност, инженерите от Бристолския университет интегират новоразработения детектор на напрежение в телевизор. Сензорът не консумира непрекъснато енергия от системата в standby режим, а се захранва от инфрачервения сигнал на стандартно дистанционно управление.
Детекторът UB20M представлява чип, който, в комбинация с подходящия сензор, елиминира нуждата от консумация на електроенергия в режим на изчакване като реализира отчитане с нулева консумация на енергия. Той не се нуждае от допълнително захранване, а използва много малка част от енергията, която се съдържа в изходния сигнал на самия сензор.

"Указателят на напрежение UB20M позволява непрекъсната и енергонезависима работа на сензора. Това е възможно, тъй като чипът може да бъде захранван от сензори, които сами по себе си не разполагат със захранване", пояснява Д-р Старк, лектор по електрическо и електронно инженерство в едноименния факултет към университета в Бристол.

Електронните датчици използват електроенергия
както в режим на детекция, така и при отчитане. При алармите, мониторите за активност и други Internet of Things прибори енергията, необходима за захранване на устройството и поддържането му в режим на "слушане", често многократно да надвишава енергията, използвана за сработването или отчитането му. В такива случай е от съществено значение да се намали или елиминира консумацията на енергия в режим на изчакване с цел да се удължи животът на батерията, а системата да стане по-екологична.

В отговор на това предизвикателство
изследователският екип е разработил метод да елиминира това потребление като използва незначителни количества енергия от явлението, което очаква да отчете, например инфрачервения сигнал от дистанционно. Технологията позволява чипът да превключва от батерийно захранване към мрежата когато е необходимо. Размерите му са толкова малки, че в възможно да се побере в най-различни автономни електронни устройства.

Устройството използва хиляди пъти по-малко енегия в сравнение с повечето детектори на напрежение на пазара, за да генерира сигнал за включване с мощност около 5 пикоджаула. Сред потенциалните приложения на технологията са: оборудване с мрежово захранване; сензори и системи за мониторинг с батерийно захранване, при които са необходими дълготрайна стабилност и удължен сервизен живот; датчици с отдалечено захранване и т.н.