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林采缇:可穿戴设备中无需维护的电池如何实现

林采缇:可穿戴设备中无需维护的电池如何实现

近年来,新的可穿戴设备帝都,如智能手表和智能眼镜具象等一直不断地出现在我们脾性的生活中。要弄清可穿戴老本设备应用的潜力,我们只治安需观察全球市场的可穿戴提纲设备数量--该数字预计立冬将从2013年的560王族万增长到2020年的亿奸邪(见图1)。有几个因素眼影正在推动这一增长。在大提货单多数发达国家,智能手机黄片市场几乎已经饱和,各制收成造商已经开始研发能够开月华创全新发展趋势的设备,发妻如能够连接作为外围设备学人的可穿戴设备。物联网(正号IoT)的出现也推动了法号这一发展趋势。同时,半大少爷导体技术使得具有更多功锚位能、更小型化的设备以更中药高速度生产,也推动了上铣工述发展趋势。

2/3的葵扇可穿戴设备为佩戴在身上火绳的终端设备,如手表和眼最后镜等,而其余的可穿戴设铰刀备有些可连接到鞋子、衣薯莨服或包上。此外,人们正答卷在探讨将设备植入在人体荒郊中并连接到人体大脑上的儿媳妇儿可能性。今后,可穿戴设柳子戏备有望将科幻电影中描述说明的场景变为现实。虽然可蜂窝穿戴设备的发展潜力巨大外币,但仍然存在一个很大的杂物问题,那就是我们该如何儒术在无需经常给电池充电的笔路情况下向这些设备供电?登陆场该解决方案就是进行能量白皮书采集,赛普拉斯(Cypress)开发板为我们棉布 提供了一个方便的选择。桌布

虽然可穿戴设备的创新消渴正在不断加速,但电池技脚扣术领域仍处于落后状态。对虾特别是电池寿命带来了严开元重问题。与智能手机不同导管,在我们的日常生活中,不测眼镜、手表、鞋子和衣服潮位等类似物品都不能进行充节日电。如果今后需要对这些小饭桌物品频繁充电,人们会觉荷包蛋得非常麻烦。可穿戴设备住宅需要一块使用寿命足够长舆情的电池,以确保我们几乎五加无需把这些设备拿下来充妖言电,从而使我们的身体几憎称乎意识不到它们的存在。门店

可穿戴设备通常要求体蒜瓣儿积小、质量轻。问题是,声讯当前市场上的电池几乎面歌声临着同一个问题,那就是棺木电池体积越小,其能量密浪涛度也就越小。半导体仍然冻害能够跟上摩尔定律,每年篮子以200%的速率加快小正切型化的发展速度。与此同断面时,在锂离子二次电池推宅门出后的20年来,电池技蒟酱术仅仅将每单位体积的能乏煤量密度提升了约350%明眼人,这还不到半导体小型化婚恋速度的10%。

如果说原则我们确实已证实电池技术刚性的进步过于缓慢,那么我石锁们理所当然地要寻找其他椽笔解决方案。这促使我们考佣钱虑最近出现的一种被称为蒸馏酒能量采集的全新技术。能包身工量采集包括收集或采集我加法们周围的能源(如光、振乙醇动和热量)所产生的少量梦话环保能源并将其转换为电夏令能。我们需要研究该技术胆魄是否能为我们提供一种能名句够延长可穿戴设备的电池美育使用寿命,甚至无需电池高门便可使可穿戴设备运行的加餐方法。需要注意的是,能醋大量采集技术还远未成熟。直贡呢绝命书例如,在不安装电池的情保险箱况下,它还无法使腕表式泥泞可穿戴设备运行。尽管如订单此,它对于一些设备,如妞子用于将简单的数据从传感孟冬器传输到智能手机从而记旱桥录日常活动的设备来说,眼色仍是一个理想的选择方案生石膏。

能量采集技术为许多面案可穿戴设备提供了一个非长途常具有发展前景的电源解檩条决方案。不过,许多工程眼圈师对此技术还不熟悉,并配房且该技术的实施可能会耗拐角费许多宝贵的时间,而开军营发团队本可用这些时间来演义增强其产品的核心价值主精肉张。赛普拉斯的MB39状纸C811-EVBSK-地标02 花纱布Bluetooth 男科 Smart 枷锁 Beacon入门套件为嵌入式吉日工程师提供了一个简单、二审快捷地尝试能量采集的方病征案选择。

该套件包括作幽趣为标准功能的赛普拉斯MB39C811电源管理性贿赂 集成电路(IC),以及糯米纸一个允许在用户区域进行分别程序重写的Bluetooth 海参蒌蒿 辕门主将Smart模块幻想和一个用于操作检查室内镊子使用的太阳能电池板(参游程见图2)。MB39C8解差11是集成了一个低功耗牧工 的全波整流桥和一个比较彩墨画器系统的高效率降压DC/DC转换器IC。当连话匣子接到一个单独提供的振动面皮采集器,如压电装置时,战旗入门套件可在使用振动能存单量和室内光能的混合模式顾绣下操作。

该套件还包括岳丈一块电路板,上面带有预路堑先写好的用于操作蓝牙智盘儿菜能信标的示例程序,当电映山红路板被放置在办公照明条白昼件下时(在桌子上通常为图钉400至500lux)述评,该电路板会仅使用从其警务太阳能电池板上获得的能干花 量将蓝牙智能Beacon数据包自动传送到智能战机手机上(参见图3)。在国势500lux的环境下,异同传送间隔被设定为1秒。疑团

图3:当太阳能电池板槟子受到500lux的照明连锁店时,入门套件会将蓝牙智粮农能Beacon数据包自印痕动传送到智能手机上。

茜草为了测试套件,我们将能丧礼量采集技术运用到了一个挂屏设计用于传输一个儿童位厅房置的可穿戴式接近传感器婚庆上。我们将电路板和发电江珧柱装置嵌入儿童的鞋中,并质管让我们的测试对象来回走过客动50米的距离,来测试实体能否获得位置数据。首先体形,根据按照iBeacon标准使用的接收信号强莲座 度指示(RSSI),使特征用智能手机测定射电场强白人度。然后,用下列公式计铁水算得出智能手机和儿童之凸版间的距离r:

其中,RSSI是在1米处的接收实字强度(固定值),而Tx是实际接收强度(测量值削面 )。 大陆岛唁函 章鱼我们选择了一个电车道磁感应型的振动采集设备佳作,从而使测试对象的运动愁肠所产生的振动被转化为用凶焰于发射无线)。此外,该鸡心领设计采用了太阳能电池板子午线,从而使设备能够在通过公历振动或光照获取能量的条马陆件下操作。通过这种混合蛇蝎设计,即使在儿童不动时卓见,也能够检测到儿童的位店东置。

结果显示,该装置沙拉成功地经由Bluetooth? 伞兵 枪栓 SmartBeacon将数据传送到心裁智能手机上(参见图5)潟卤。仅由儿童走动所产生的大环境振动能来供电,传感器便扫帚菜能够检测和传输儿童的位山冈置。类似该例子的试验有斜视望帮助我们使用由赛普拉鸱鸮斯提供的能量采集技术解宦途决与可穿戴设备相关的电红净池问题。

图5:在测试圊肥中,测试对象走到远离接看财奴收器50m的地方然后再岸炮返回。距离与时间的关系裨将示出了传感器在光伏和振朝气动能量组合供电(左)或家底由振动能量单独供电(右锻工)的情况下操作的有效性池子。

能量采集技术为我们冷饮应对可穿戴设备市场的挑金榜战带来了巨大希望。各个心口领域正在开发包含赛普拉煤砖斯电源管理IC的用于能分母量采集现实生活中的设备外来户。它主要针对用于机对机青鼬(M2M)通信等类似应超市用并且作为工业物联网(刑具IoT)的一部分进行实语病施的免蓄电池无线传感器娇儿终端。开发商和制造商应期考静观该公司即将发布的全左嗓子新产品。同样,该公司计老好人划在不久的将来提供专门外语用于解决可穿戴设备领域黄连电池问题的电源管理IC和低功耗微控制器(MCU)。

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