Hallo, ja ich weiß, dass "Energy Harvesting" in vielen Fällen eher unsinnig und ineffizient ist. Es könnte in diesem Anwendungsfall aber Sinn machen. Wahrscheinlich ist Solarzellen-Versorgung noch am sinnvollsten, aber ich wollte die anderen Varianten der Energiegewinnung (insbesondere Piezo-Elemente) mal genauer untersuchen. Ich habe da nämlich absolut keine konkrete Vorstellung, wie viel Energie man da erwarten kann. Ja ich weiß, das hängt davon ab, was da für "Vibrationen" genutzt werden... Erstmal eine -generell- Frage zu Energy-Harvesting-Schaltungen... Es gibt da gewisse "Ultralow Voltage Step-Up Converter", wie z.B. der LTC3108. In der Beispielschaltung (siehe http://www.linear.com/product/LTC3108 für ein Schaltbild) findet man als erstes eine Ankopplung des Energiewandlers über einen 1:100 Transformator. Dabei wird, soweit ich das sehe der Elko über den Generator aufgeladen und dann über die Primärspule des Transformators entladen. Dadurch wird dann in der Sekundärspule eine 100 mal ein Vielfaches der Spannung erzeugt (Faktor 100?), die dann genutzt werden kann. Soweit gut. NUR: Wie kommt der Step-Up Converter anfangs zu Energie (mit ausreichender Spannung), um am Pin "SW" die Spannung abzuleiten? Muss dafür eine weitere Spannungsquelle herhalten, die bereits etwas Energie gespeichert hat? Heißt das, dass so eine Schaltung nur funktionieren kann, wenn sie einmal "initial" mit Energie versorgt wurde? Oder läuft diese Schaltung auch an, wenn alle Kondensatoren anfangs leer sind und der Generator die 20mV-50mV anliegen hat? Wenn ja: Wie funktioniert das? Nun konkreteren zum Anwendungsfall: --- Es geht um mobile Sensorknoten, die irgendwo -IM GEBÄUDE- in großer Stückzahl platziert werden und dann autark für sehr lange Zeit (10-20 Jahre) funktionieren sollen, ohne dass irgendwer anfangen muss Batterien zu tauschen. Und Stromkabel soll auch keiner legen müssen (= zu teuer / aufwändig). Am liebsten würde ich ja einfach nur ne dickere Batterie verbauen, aber ich schätze dass Knopfzellen nach etwa 5 Jahren sich bereits von selbst entladen haben... d.h. ich könnte noch so effizient sein und sie wären trotzdem leer. Gesucht wäre also ein Energiespeicher mit ca. 5% Selbstentladung pro Jahr... oder es muss irgendwo her Energie abgezwackt werden... Die Sensorknoten sollen für Positionsbestimmung (durch Mobile Endgeräte wie Handys) genutzt werden. Dafür müssen sie in der "Aktivphase" in irgendeiner Form Signale aussenden (z.B. einen kurzen Ultraschall-Ton für wenige Millisekunden pro Sekunde). Dafür wird relativ viel Energie benötigt... In der "inaktiven" Phase soll das Gerät im Prinzip nur einen µC auf StandBy halten, der die Zeit weiter zählt und hin und wieder nachschaut, ob er "Aktiv" schalten soll. Ich bin mir noch nicht ganz im klaren darüber, wie viel Energie hier wirklich benötigt wird (insbesondere, wie lang der Ultraschallton sein muss und wie "laut" er sein muss, damit er die richtige Reichweite hat). Im Zweifelsfall möchte ich die Erkenntnisse auch einfach für andere Projekte nutzen... Weitere Fragen / bisherige Überlegungen: --- Welche Harvesting-Methoden bringen denn (im Gebäude!) wie viel realistische Leistung? Wovon kann man grob ausgehen? A) Solarzellen: Zu erwähnen wäre, dass die Geräte vorrangig an der Decke montiert würden, wo sie weniger auffallen und von wo möglichst ungestörte Signalausbreitung zum Empfänger möglich ist (Hindernisse: Personen im Gebäude, Gegenstände, ...). Für gewöhnlich ist dort relativ wenig Licht. Glücklicherweise können Solarzellen aber auch Kunstlicht nutzen, dass üblicherweise etwas länger aktiv ist, als Personen durch die Gegend schwirren, welche die Lokalisierung nutzen wollen. Die Größe der Solarzelle wäre zudem limitiert (sagen wir 2x3 cm = 6 cm² Fläche). Wie kann man denn am ehesten messen oder abschätzen, wie viel Energie da "erzeugt" wird. Gibt es da vielleicht irgendwelche Studien oder Richtwert-Tabellen? Irgendwelche offiziellen Quellen? Die Variante scheint mir jedenfalls für die normalen Etagen als am sinnvollsten... aber problematisch wird das wohl dann in Kelleretagen in denen nur spärlich mal Licht angeschalten wird. B) Piezo-Elemente & Co: In diesem Fall geht es darum, den allgegenwärtigen akustischen Schall oder Vibrationen des Gebäudes (oder beides?) zu nutzen. Gefühlt ist aber diese Energiemenge relativ klein, oder? Klar, wenn einer ein Piezoelement "drückt" oder "drauftritt" bekommt man relativ viel Energie raus, aber wie siehts mit den Erschütterungen in der Wand aus? Gibts dazu Versuche oder Studien? Wahrscheinlich entstehen in dem Falle nur ganz geringe Spannungen (paar Millivolt) und man muss dann ne entsprechende Energy-Harvesting-Schaltung vorschalten, um die auf ein Nutzbares Level zu bekommen... C) Versorgung über 2.4 GHz Rectenna: Hierbei ist die Idee, dass in Gebäuden meist WLAN und Bluetooth-Geräte zu finden sind, die regelmäßig auf dem 2.4 GHz-Band Energie abstrahlen. Hier werden die induzierten Spannungen wohl auch recht klein sein. Bei den max. 100 mW Sendeleistung und 20-30 Meter Entfernung + Omnidirektionale Antennen wird da nicht viel ankommen, schätz ich. Wahrscheinlich eher <10 mV ... also selbst für Energy-Harvesting-Schaltungen möglicherweise zu wenig. Hat hierzu jemand von Euch verwertbares Material (Webseiten, Artikel, ...) dazu? Gibts irgendwelche kleinen "Langzeit"-Energiequellen, die aber nicht die Welt kosten (<7 EUR) und eben 10-20 Jahre durchhalten? Irgendwelche Erfahrungswerte? Ich habe hierzu eher nur Schaltungen gefunden, die davon ausgehen, dass man irgendwo her die Mindestspannung von x Millivolt erzeugt und dann eben mit so und so viel Effizienz nutzbar machen kann... Was mir fehlt sind (wissenschaftliche) Untersuchungen, wieviel Energie welche Methode der Energiegewinnung (ohne Schaltung) überhaupt -realistischerweise- liefert... und unter welchen Umständen. Danke, Stefan
NACHTRAG: http://de.wikipedia.org/wiki/Selbstentladung Wie ich gerade herausgefunden habe, ist die Selbstentladung bei "Primarbatterien" (also nicht-wiederaufladbaren Batterien) sehr viel geringer. Selbstentladung pro Jahr ======================== Lithium-Iod-Batterie < 1 % Lithium-Eisensulfid-Batterie 1–2 % Lithium-Mangandioxid-Batterie 1–2 % Lithium-Thionylchlorid-Batterie 1–2 % Zink-Luft-Batterie 3 % (wenn versiegelt) Alkali-Mangan-Batterie 4 % Quecksilberoxid-Zink-Batterie 4 % Silberoxid-Zink-Batterie 6 % Zink-Braunstein-Zelle 7–10 % Damit ließe sich also schon eher arbeiten. Man muss also also nur genug Energievorrat für 20 Jahre einbauen ... Scheinbar halten selbst normale Mono-Zellen mit Blinklicht weit über 10 Jahre durch. Muss man halt nur ein Exemplar erwischen, dass nicht ausläuft oder sowas... für beheizte Innenräume mit normaler Luftfeuchte müsste das aber gehen. Trotzdem wären die Fragen oben für mich schon noch relevant... also welche Harvesting-Technik wieviel Energie abwirft bei genannten Szenarien.
MoinMoin, Stefan K. schrieb: > Trotzdem wären die Fragen oben für mich schon noch relevant... also > welche Harvesting-Technik wieviel Energie abwirft bei genannten > Szenarien. in deinen langen Ausführungen steht nichts konkretes! Bis jetzt spekulierst du nur! Um deine Fragen zu beantworten braucht man die konkreten Stromverbräuche deiner Komponenten in den entsprechenden Modi und deren zeitliche Verteilungen. Hast du diese Werte, kannst du ausrechnen, welche Batterie wie lange reicht bzw. wieviel "Energie geerntet" werden muss, damit der Verbrauch kompensiert werden kann. Uwe
:
Bearbeitet durch User
>wurde? Oder läuft diese Schaltung auch an, wenn alle Kondensatoren >anfangs leer sind und der Generator die 20mV-50mV anliegen hat? Wenn ja: >Wie funktioniert das? Im DB ist es doch beschrieben mit Bild: da ist ein Fet-Oszillator, der eben schon bei paar mV anschwingt (weil der Fet praktisch schon halbleitend bei um die 0V ist).
Jens G. schrieb: > Im DB ist es doch beschrieben mit Bild: da ist ein Fet-Oszillator, der > eben schon bei paar mV anschwingt (weil der Fet praktisch schon > halbleitend bei um die 0V ist). Super! "weil der Fet praktisch schon halbleitend bei um die 0V ist"; genau das wollt ich wissen/lernen. Damit wäre dann wieder eine der "konkreten" Fragen beantwortet und ich hab was gelernt ... mit FETs hab ich noch nicht viel Erfahrung. Ich hatte gedacht, die brauchen auch ihre ~0,7 Volt wie Bipolar-Transistoren bevor die reagieren. Aber so macht das natürlich Sinn. Uwe Berger (boerge): >> in deinen langen Ausführungen steht nichts konkretes! Bis jetzt >> spekulierst du nur! >> Um deine Fragen zu beantworten braucht man die konkreten Stromverbräuche >> deiner Komponenten in den entsprechenden Modi und deren zeitliche >> Verteilungen. Ja, ist sehr lang geworden... stimmt. UND: Ich will nicht von Euch wissen, ob die Energie für eine (so vage definierte) Schaltung ausreicht. Das zu beantworten geht nicht, oder nur sehr vage / schwer. Die Idee dahinter ist, dass ich wissen will, ob es für mein Projekt Sinn macht (Energie von der Größenordnung her realistisch ist) oder ob ich die Idee gleich in die Tonne treten kann, weil die Energiemenge die man da Ernten kann um Faktor 100 bis 1000 zu wenig ist. Wenn die Größenordnung stimmt, werde ich auch Teile beschaffen und Versuche durchführen... ...bis dahin möchte ich eher nur meine Neugier befriedigen. ...OFFENE FRAGEN... =================== Mir geht es aktuell noch darum, ob Ihr: 1. praktische, eigene Erfahrungswerte habt, wie viel Energie (Größenordnung) man bei den beschriebenen "Erntemethoden" heraus holen kann. Die Fläche habe ich ja eingegrenzt auf ca. 2 x 3 cm. Insbesondere mit Solarzellen müsste doch jemand Erfahrungen haben (allerdings in Innenräumen und dunklere Ecken) 2. interessant wären auch brauchbare Veröffentlichungen ... sowas wie ne Studie über Energiemengen, die man mit verschiedenen Techniken bekommt. Etwas wo im Versuch nicht nur einer ne Kurzschlussspannung misst oder ne LED mit undefinierten Werten zum Leuchten bringt. Also konkrete Werte für die Durchschnittsleistung in µW für gut/ausreichend beschriebene Umgebungsbedingungen. --- Bitte nicht anfangen im Netz zu suchen. Mir gehts um den Fall, jemand hat schon früher was mit viel Aufwand recherchiert und was brauchbares gefunden... oder ist einfach drüber gestolpert und weiß noch wo es zu finden ist. 3. (Neu) woher bekommt man eigentlich bezahlbare Transformatoren mit 1:100 Windungsverhältnis. Ich nehme an, man nimmt dafür üblicherweise Ringkern-Transformatoren. Bei Conrad kosten die gleich mal knappe 20 EUR... muss man die selber wickeln (oder in riesigen Mengen bestellen) damits bezahlbar wird oder gehe ich vom falschen Bauteil aus? Danke so weit fürs lesen / antworten...
:
Bearbeitet durch User
? ernten ? das kann nur der Bauer. Ein Techniker erntet nicht !
Stefan K. schrieb: > Solar auf ca. 2 x 3 cm Die Sonne scheint nicht 7x24. Da kommt nicht viel raus, wenn man noch bedenkt, daß im Datenblatt bestimmt der Wert bei voller Sonne und richtigem Winkel angegeben wurde. Außerdem verschmutzen Solarzellen. Es verbietet Dir aber keiner selbst Messungen durchzuführen.
Ich hab hier eine Solarleuchte, die wohl für aiußen gedacht war. Solarzelle 30x30mm, 2 AAA noname Zellen drin. Sommer/draußen reicht die Ladung aus für >12h LED mit 10mA, Winter/drinnen ca. 30 Minuten nach Aufladung mit Kunstlicht / indirekte Beleuchtung. Das dürften ca. 4h gewesen sein bei guter Beleuchtung des Raums mit ESL, entsprechend rechnerisch 40mAh. Ich würde als Ausgangsgröße für Experimente daher bei 20x20mm für eine Solarzelle ungefähr 3V/10mAh pro Tag erwarten.
oszi40 schrieb: > Stefan K. schrieb: > Die Sonne scheint nicht 7x24. Doch doch... man kann sie nur nicht immer sehen, weil so nen dummer Planet namens Erde sich dazwischen drängelt... manchmal auch der Mond. ;-) Das ist aber kein zu großes Problem. Es gibt Energie-Speicher (z.B. Akkus oder PCaps), die dann bis zum nächsten Sonnenaufgang genug zwischenspeichern müssen. > Da kommt nicht viel raus, wenn man noch > bedenkt, daß im Datenblatt bestimmt der Wert bei voller Sonne und > richtigem Winkel angegeben wurde. Die angegebenen Werte (in "Wp" = Watt Peak) sind üblicherweise bei folgenden Parametern gemessen: >> Zellentemperatur = 25 °C >> Bestrahlungsstärke = 1000 W/m² >> Sonnenlichtspektrum gemäß AM = 1,5. Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Watt_Peak Die Frage is aber, wie viel Bestrahlungsstärke (in "Watt/m²") da in so ner Ecke an der Decke ankommt und wie die Effizienz dann noch aussieht. Ich schätze die Effizienz wird nicht linear verlaufen... > Außerdem verschmutzen Solarzellen. > Es verbietet Dir aber keiner selbst Messungen durchzuführen. Deswegen frage ich nach Erfahrungswerten. Die Theorie ist eine Sache, aber in der Praxis sieht das bei Solarzellen eben auch schon ganz anders aus. Jetzt wäre da noch die Frage, ob nicht bestimmte Arten von Solarzellen (wenn bekannt: welche sind das?) besser für niedrige Lichtstärken, Kunstlicht und/oder Diffuse/grobe Einfallswinkel geeignet sind. Insbesondere hätte ich gern Vorschläge, wie ich messen sollte... Ich könnte eine kleine Solarzelle (wäre vorhanden) nehmen und testweise irgendwo anbringen. Die Jahreszeit wäre zumindest grad günstig... weil im Januar die Sonnenstundenzahl bei uns relativ gering ist. Und so grob das "Minimum" der Wochenmittelwerte wäre ja entscheidend (mehr kann ein kleiner Energiespeicher sonst nicht ausgleichen). Allerdings: Wie misst man am besten die gelieferte Energiemenge? Spontan: Ich könnte die Energie spaßeshalber in ein Akku einspeisen und einen definierten Widerstand (0.5 Ohm oder so) + Diode (Stromfluss nur Richtung Batterie) davor schalten. Dann mit nem Mikrocontroller in regelmäßigen Zeitabschnitten Die Spannung an der Solarzelle (U) und über dem Widerstand (I = U/R) messen und dann P = U*I ausrechnen und irgendwie aufzeichnen... das wär soweit der physikalische Teil. Nen ATTiny45 und paar 3V-Knopfzellen hab ich hier noch. Mit 3V Versorgungsspannung (laut Datenblatt >= 3V nötig!; Klemmspannung an der Knopfzelle ist 3.3V) müsste ich die 2.56V Referenzspannung für Messungen nehmen können. Problematisch würde dann: a) das Speichern der Werte, weil das Teil nur 256 Byte EEPROM hat b) das auslesen des EEPROMs am Rechner... Einfacher wäre es einen Arduino mit USB direkt am Rechner anzuschließen und die Daten über "Serial" direkt an den Rechner rauszuloggen. Dafür müsste mein USB-Kabel aber etwas länger sein ... Alternative: lange Leitung vom Solarpanel bis runter (hätte nur nicht-geschirmte Schaltlitze da) und dort den Messaufbau hin. Das könnte aber die Werte ordentlich verfälschen (vor allem weil's nicht geschirmt wäre, ggf. spielt auch der Widerstand ne Rolle). Aber als grober Richtwert müsste das herhalten.... Oder? Die induzierten Spannungen dürften jedenfalls grob Faktor 100 kleiner sein, als die Spannung von der Solarzelle. Sicher bin ich mir da aber nicht...
Helge A. schrieb: > Ich hab hier eine Solarleuchte, die wohl für aiußen gedacht war. > > Solarzelle 30x30mm, 2 AAA noname Zellen drin. Sommer/draußen reicht die > Ladung aus für >12h LED mit 10mA, Winter/drinnen ca. 30 Minuten nach > Aufladung mit Kunstlicht / indirekte Beleuchtung. Das dürften ca. 4h > gewesen sein bei guter Beleuchtung des Raums mit ESL, entsprechend > rechnerisch 40mAh. > > Ich würde als Ausgangsgröße für Experimente daher bei 20x20mm für eine > Solarzelle ungefähr 3V/10mAh pro Tag erwarten. Danke, genau sowas hab ich mir gewünscht... Insbesondere der Unterschied "drinnen" und "draußen" lässt sich so schon mal von der Größenordnung besser abschätzen. Mit 3V/10mAh könnte man jedenfalls schon bissl was anfangen... das wären bis ca. 10mAh/24h = 416,7 µA Durschnittlicher Stromverbrauch. Wenn die Aktivzeit des Geräts nur 50 ms pro Sekunde wäre (= 5% der Zeit) und wir mal die <1µA Verbrauch eines ATTiny45 während der Schlafphase vernachlässigen, dürften ca. 8,33 mA bei 3V also ~25 mW in der Aktivzeit verbraten werden. Die Frage ist aber, ob ein Ultraschall-Signal (~40 kHz) mit 50 ms Dauer nötig ist. Das wären immerhin 40000/1000*50 = 2000 Perioden... Wahrscheinlich reicht sogar schon 1 Millisekunde (40 Perioden). Der Empfänger muss aber das Signal detektieren und die Frequenz bestimmen können (= Sender werden anhand der Träger-Frequenz unterschieden). Die Samplingrate des Empfängers wird aber voraussichtlich gerade noch so hoch sein, dass sie das Signal ausreichend abtasten kann (~96kHz)... Möglicherweise müsste man also mit der Ton-Frequenz auf 20 kHz runter gehen (44.1 kHz Abtastrate sind bei Smartphones unproblematischer und die Mikrofonkapseln bekommen das vielleicht noch aufgeschnappt; es sei denn es sind Bandpassfilter oder sowas verbaut). Bei 20 kHz gibts aber vielleicht schon Probleme mit wenigen Personen, die hohe Frequenzen hören können... ich glaub aber die 1 ms Dauer (einmal pro Sekunde) wäre zu kurz, um vom menschlichen Gehör in diesem "Grenzbereich" noch wahrgenommen zu werden. Im Falle diese Aktivzeit von 1 ms reichen würde, wären 25mW*50 = 1,25 W Leistung möglich. Evtl. kann man sogar noch nen zusätzlichen Energiesparmodus einbauen, wenn man irgendwie erkennen würde, wann das Signal benötigt wird... dann könnte man vllt. nochmal nen Faktor 10 rauskitzeln. Danach ist aber langsam Schluss... Mir scheint aber, dass wir mit Solarzellen durchaus realistische Energiemengen zusammen bekommen würden...
Stefan K. schrieb: > 3. (Neu) woher bekommt man eigentlich bezahlbare Transformatoren mit > 1:100 Windungsverhältnis. Ich nehme an, man nimmt dafür üblicherweise > Ringkern-Transformatoren. Bei Conrad kosten die gleich mal knappe 20 > EUR... muss man die selber wickeln (oder in riesigen Mengen bestellen) > damits bezahlbar wird oder gehe ich vom falschen Bauteil aus? Nicht selber wickeln, da gibt es schicke SMD Bauteile für. Das LTC3108[-1] Datenblatt beantwortet diese Frage:
1 | Coilcraft: |
2 | LPR6235-752SML (1:100 Ratio) |
3 | LPR6235-253PML (1:20 Ratio) |
4 | LPR6235-123QML (1:50 Ratio) |
5 | |
6 | Würth: |
7 | 74488540070 (1:100 Ratio) |
8 | 74488540120 (1:50 Ratio) |
9 | 74488540250 (1:20 Ratio) |
Zu finden bei Farnell/HBE-Shop (HBE-Shop leider nur das teurere Würth Teil, ggf. mal eine Anfrage nach dem Coilcraft Bauteil stellen, das ist vermutlich deutlich günstiger 1-2 EUR vs. 5-6 EUR). P.S.: Im LTC3108-1 Datenblatt stehen ein paar mehr Beispiel Anwendungen als im LTC3108 Datenblatt. Abgesehen von den unterschiedlichen Ausgangsspannungen sollte sich aber eigentlich zwischen den beiden Varianten nicht viel tun.
Die 3V muß man erstmal haben. Selbst meine mehrzelligen Solarleuchten haben nur 1,2V an Bord und das wird nen Grund haben. Mit 1,2V läuft aber kaum ein µC. Also werden im Endeffekt noch energiefressende Wandler und/oder Lademanager dazukommen.
Stefan K. schrieb: > Das ist aber kein zu großes Problem. Es gibt Energie-Speicher (z.B. > Akkus oder PCaps), die dann bis zum nächsten Sonnenaufgang genug > zwischenspeichern müssen. Und wie lange leben die? Zeig mir einen Akku der länger als 10 Jahre hält. Und wie groß ist deren Selbstentladung? Das sind die Fragen die du dir zuerst stellen musst.
Ich vermute, daß du bei nur 22kHz Hunde, Katzen, Mäuse usw. ganz gut verscheuchst. Bleib man lieber etwas höher. Vielleicht bietet sich zur Versorgung eine Mischung an: Litiumzellen halten Jahrzehnte, ich hab funktionierende 20 Jahre alte in Steuerungen gehabt. Zusätzlich ein Goldcap, der von einem Solarmodul aufgeladen wird.
Helge A. schrieb: > Vielleicht bietet sich zur Versorgung eine Mischung an: > Litiumzellen halten Jahrzehnte, ich hab funktionierende 20 Jahre alte in > Steuerungen gehabt. > Zusätzlich ein Goldcap, der von einem Solarmodul aufgeladen wird. Durchaus ne Überlegung wert. Solang genug Licht da ist, wird damit zumindest die Batterie nicht belastet. Als Litiumzelle müsste dann aber trotzdem irgendwas mit 2200mAh her ... Auf jeden Fall ne genauere Untersuchung wert, wie viel Kapazitätseinsprung das bringt. Allerdings ist gefühlt mehr Batteriekapazität billiger als ne Solarzelle. Dafür brauchen größere Zellen auch mehr Platz... in nem Taschenrechner mit Solarzelle + Knopfzelle ist Platz definitiv ein Argument. Vielleicht auch für meinen Fall, mal sehen...
Hallo Stefan, ich will nicht böse sein aber schau dir mal die Bluetooth Low Energy Tags an. Die laufen Jahre und können geortet werden. By the way wenns ums Stromsparen geht sind PIC XLP und MSP430 besser. Nordico hat ein paar recht interessante Funk SOCs genau so wie TI.
kopfkratz Ja wieviel Leistung brauchen denn die Dinger ? Und wo müssen die platziert werden ? Du kannst z.B. den Bernoulli Effekt ausnutzen und mit einem "Flügel" z.B. einen Permanentmagneten in einer Spule bewegen. Piezofolie auf Treppenstufen oder auf dem Boden vor Türen wäre auch noch eine Möglichkeit. Öffnen und schließen von Türen geht auch als Energieerzeuger usw. usf. Als Zwischenspeicher einen Coldcap o.ä. und das ganze läuft solange die Energieerzeuger samt Coldcap nicht das zeitliche segnen ...
jeder Hotcap wird früher oder später zum Coldcap !
patsch007 schrieb: > ich will nicht böse sein aber schau dir mal die Bluetooth Low Energy > Tags an. > Die laufen Jahre und können geortet werden. Bin keineswegs böse, ist ja alles konstruktiv... Die Energieversorgungs-Technik dieser Tags kann ich mir mal genauer anschauen. Weitere Anmerkungen: 1) Die Leute die mit "Bluetooth Tags" (also ohne "Low Energy") arbeiten, bekommen das Wartungsproblem mit dem Batteriewechsel jedenfalls regelmäßig vorgehalten. Zudem sind Bluetooth Tags recht teuer, soweit ich mich erinnere. 2) Bluetooth (= Funktechnologie) für Ortung/Lokalisierung hat ganz andere Eigenschaften. Zum einen eine niedrigere Reichweite zum anderen eine sehr niedrige Genauigkeit was die Positionsschätzung angeht (Größenordnung: 3-12 Meter; mit Tricks vielleicht noch etwas besser... aber bei 1,8 Meter durchschnittlicher Abweichung ist Schluss bei realistischer Tag-Dichte. Besser als Bluetooth ist noch WLAN einzustufen. Da kommt man mit ner Technik, die ich an der Universität als Doktorand entwickelt habe (basiert auf Signal-Laufzeit-Messungen + Fingerprinting) auf ca. 1 Meter Genauigkeit. Die Signalstärke zu messen ist sehr viel ungenauer, auch wenn man Fingerprinting benutzt. Und zum messen der Signallaufzeit braucht man sehr genaue Uhren. Zur Vorstellung: in 1 µs (Millionstelsekunde) bewegt sich das Funksignal 300 Meter im Raum. Hinzu kommt das Problem von Mehrwegeausbreitung und Wellenüberlagerungen, die sich über die Zeit auch noch verändern. 3) Im Gegensatz zu Funkwellen breiten sich Schallwellen etwa 1000 mal langsamer aus, daher sind die Zeiten viel exakter messbar. Daher will ich Ortung mit Ultraschall genauer untersuchen von dem aber mein damaliger Chef meinte es sei "zu teuer". Nicht weil die Geräte so teuer wären, sondern weil ständig Batterien getauscht werden müssten. Daher will ich dieses Argument entkräften können, indem ich einen Prototyp entwickle, der eben geschätzte 10-20 Jahre ohne Batteriewechsel durchhält. Die Ergebnisse aus den Ultraschall-Versuchen (auch dort wird es Mehrwegeausbreitung geben, aber dafür weniger Clock-Drift) kann ich dann auf WLAN-Funk-Lokalisierung übertragen und möglicherweise letzere damit verbessern. patsch007 schrieb: > By the way wenns ums Stromsparen geht sind PIC XLP und MSP430 besser. > Nordico hat ein paar recht interessante Funk SOCs genau so wie TI. Ich denk der µ-Controller selbst verbrät eigentlich im Vergleich so wenig Energie, dass es nicht ins Gewicht fällt. Der hauptsächliche Energieverbrauch kommt vor allem durch die -gewollte- Energieabstrahlung (akustisches Signal) für die Lokalisierung zustande. Ein Funk-SOC könnte aber relevant sein, um das Gerät zu kontaktieren zu können. D.h. es könnte damit aus dem StandBy-Sleep geholt werden... so dass es nur akustische Signale (=hoher Energieverbrauch) aussendet, wenn es dazu aufgefordert wird. Möglicherweise reicht dafür aber das messen von Umgebungsgeräuschen und ein aktivieren ab einer bestimmten Geräuschkulisse oder eine andere "billige" Variante davon... kopfkratzer schrieb: > Piezofolie auf Treppenstufen oder auf dem Boden vor Türen wäre auch noch > eine Möglichkeit. > Öffnen und schließen von Türen geht auch als Energieerzeuger usw. usf. > Als Zwischenspeicher einen Coldcap o.ä. und das ganze läuft solange die > Energieerzeuger samt Coldcap nicht das zeitliche segnen ... Sinnvollerweise nicht am Boden, weil es bei viel Betrieb "von oben" auf die Menschenmassen herabschallen sollte. Sonst versagt das System sehr schnell bei gefüllten Räumen und Gängen. Die Variante mit den Türen käme z.B. in Frage (insbesondere direkt im Türschließer die Energie abgreifen; das dürfte jede Menge sein). Die Position müsste allerdings fest sein, also z.B. am Türrahmen (nicht am Türflügel selbst). Allerdings wären die Türen leider nicht universell genug, also nur eine gute Variante wo es sich halt anbietet. Der Prototyp sollte überall platzierbar sein. Es sind mindestens 2 bis 3 solcher Geräte in Reichweite nötig, um die Position bestimmen zu können. Davon könnten aber 2 an der gleichen Tür (links und rechts) sein. In jedem Fall könnte man die Reichweite dieser Geräte (wegen viel verfügbarer Energie) sehr hoch drehen UND man hätte gleichzeitig ein Signal zum "aufwachen" aus dem Schlaf-Modus. Denn wenn keiner Türen benutzt, bewegt sich auch keiner wirklich umher. Es sei denn in seinem Raum... dann wird aber üblicherweise keine so genaues Positionsupdate benötigt. Evtl. könnte man diese Geräte (in den Türen) nutzen, um anderen Geräten im Umkreis mitzuteilen, dass sie aufwachen sollen... entweder durch Ultraschall oder ein Infrarotsignal. Die jeweiligen anderen Geräte müssten nur hin und wieder auf so ein Signal warten (=Empfangen) was viel weniger Energie benötigt als das Senden...
Ist es denn zwingend notwendig, daß diese Transponder oder was auch immer wirklich vollkommen autark werkeln? Ein solches System wird doch nit angeklebt, nachdem alles andere fertig ist..??..
Eine Firma die sich mit ausgefallenen kleinst-enenergiequellen beschäftigt wäre EnOcean.Sind aber Funklösungen, obs dort auch Wissen gibt? http://www.enocean.com/de/home/ Ob Solar geht? Kleine Solargartenleuchten haben oft eine Akkuzelle mit 1,2V und wandeln dann für die übliche weiße LED. Oft ist es nicht DC an der LED, sondern Lichtblitze mit mehreren 100kHz ( spart Energie ). Es gab 2001 ein Projekt Solarthermometer, Solarzelle und Elektronik kundenspezifisch, Funktion ab 50Lux für professionelle Anwendungen. Entwickelt von ISET ( gibts so nicht mehr ) für Fa Sika. Das Produkt gibt es noch: http://sika.net/elektronische-mess-und-kalibriertechnik/digitalthermometer/baureihe-solartemp.html Aufgrund dieser Angaben sehe ich wenig Aussichten für einen uC mit 3V. Es gab auch mal eine Untersuchung zu solar betriebenen Kleingeräten, weite Angaben dazu fehlen mir aber.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.