Applikationen
Applikationen HF-Energieernte versorgt Fernsensor Versteckte Energie Energie kann in Form von Licht, Wind, Wärme und Hochfrequenz auftreten und in nutzbare Energie umgewandelt werden – eine sogenannte Ernte. Die Schwierigkeit ist nur, wie kleinste Energiemengen für eine nutzbringende Funktion geerntet und umgewandelt werden können, um zum Beispiel einen Umweltsensor zuverlässig zu versorgen. Tabelle 1 zeigt eine Reihe von Techniken, um Energie zu ernten. Der Schlüssel zur Energieernte liegt in der genutzten Quelle, den Komponenten und der sorgfältigen Analyse der Leistungsübertragungsbilanz. HF-Energie lässt sich aus der Umgebung oder von einem zugeordneten Sender beziehen. Baugruppen, die HF-Energie ernten, sind unabhängig und arbeiten in nahezu jeder Umgebung. HF als Versorgungsquelle HF-Energie kann von Fernsehund Hörfunksendern, Mobilfunkgeräten und Basisstationen sowie Sendern in den unlizenzierten Bändern 915 MHz, 868 MHz oder 2,4 GHz herrühren und macht sie weltweit kommerziell verfügbar. HF ist nicht zeitgebunden, braucht keine Wärme oder Wind und steht innerhalb eines bestimmten Umkreises um einen Sender an jedem beliebigen Ort zur Verfügung. Die Energie kann kontinuierlich, nach Plan oder auf Anforderung ausgestrahlt werden. Ein Akku oder ein Goldkondensator speichern die umgewandelte HF-Energie für den Spitzenlastbetrieb. Wahl energiesparender Komponenten Eine geeignete und zuverlässige Energiequelle ist nur ein Teil der Lösung, der andere Teil ist ein zweckmäßiges Systemdesign, das aus einer geringen Energiezufuhr maximale Leistung generiert. Dies kann einerseits durch den Einsatz extrem energiesparender Komponenten geschehen oder durch das Konzept der Leistungsbalance zwischen Verbrauch und Erzeugung. Der Trend zu energiesparenden Geräten wird durch Konsumentennachfrage nach portablen Geräten gefördert und hat neue energiesparende Mikrocontroller sowie analoge Funk- und Kommunikationsprotokolle zur perfekten Ergänzung der HF-Ernte hervorgebracht. Bei Mikrocontrollern gehört der Energiesparmodus bereits zum Standard. Der PIC24F von Microchip mit seiner eXtreme Low Power (XLP) Technologie benötigt in diesem Modus lediglich 20 nA und nimmt bei Codeausführung lediglich 8 µA auf. Für einen voll funktionsfähigen Umweltsensor werden analoge Komponenten und ein HF- Sende-/Empfangsteil benötigt, das die Leistungsbalance durch das verwendete Protokoll und den Sende- und Empfangsstrom Jason Tollefson Product Marketing Manager Microchip Technology, Inc Tabelle 1 – Leistungsdichte und Energieernte-Methoden (Quelle: The Journal of Technology Studies) 28 hf-praxis 11/2013
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