Utveckling av en solcellsförsörjningsenhet för IoT-sensornoder

Sammanfattning: Internet of Things (IoT) är en kraftfull plattform för att koppla den fysiska världen till den digitala. IoT och modern sensorteknik möjliggör många nya applikationer inom till exempel industriell övervakning, hälsovård,miljöövervakning, smarta städer, smarta transport och smartlivsstil. I många av dessa applikationer är sensornoder utplacerade i utomhusmiljöer, där de bör fungera under långa tidsperioder. IoT-noder lider av kapacitetbergränsade batterier vilket innebär att deras funktion beror på batteriets livslängd. En lösning kan vara att implementera ett energikördsystem till IoT-noder utomhus. Solenergi är den mest lättillgängliga och användbara energikällan utomhus.Denna energi skördas med hjälp av en solcell (PV-cell). Energin som genereras av solcellspaneler varierar beroende på solstrålningsintensitet och andra faktorer. Syftet med denna undersökning har varit att utveckla en solcellsförsörjningsenhet för IoT-noder utomhus. Detta görs genom att hämta energi från omgivningen (solenergi) och använda den i samband med en Power ManagementIntegrated Circuit (PMIC) och en energilagringsenhet kan livslängden för IoT-noder förlängas samtidigt som underhållskostnader minskas.I undersökningen användes en uppskattningsmetod för att uppskatta solcellens totala energiproduktion, vilket hjälper för att konfigurera en solcellspanel som kan leverera lämplig energi till energiskördsystemet och minska energiförlusten i systemet. En lämplig energi krävs för att PMIC:n ska fungera väl samt systemet ska driva IoT-noder. Denna undersökning har visat att solenergiskördsystemet som består av en självgjord mindre panel, en BQ25570 och en energilagringsenhet (antingen en superkondensator eller ett batteri) kan översvämningsmätaren drivas under sommaren för det första fallet och under hela året för det andra fallet. Om två i parallell KXOB25-01X8F-TR används i systemet i stället för den mindre panelen kan luftkvalitetmätaren drivas under sommaren medan om tre iparallell KXOB25-01X8F-TR används i stället kan noden drivas under hela året. Energiskördsystemet ger mer än 80% effektivitet.