Evaluations-Kit Energy Harvesting leicht gemacht

Das »Energy Harvesting Solution To Go«-Kit kostet 199 Euro und ist bei Würth Elektronik erhältlich.
Das »Energy Harvesting Solution To Go«-Kit kostet 199 Euro und ist bei Würth Elektronik erhältlich.

Energy Micro, Linear Technology und Würth Elektronik stellen Entwicklern die Entwicklungsplattform »Energy Harvesting Solution To Go« zur Verfügung.

»Energy Harvesting Solution To Go« bietet folgende Vorteile:
- Entwickler erhalten eine komplette Lösung von der Energieernte über das Energiemanagement und -speicherung bis zur Anwendung.

- Dank der Unterlagen bezüglich Komponentenauswahl, Schaltungsentwürfe und Softwarebeispielen ist eine schnelle Übertragung vom Kit in die Entwicklung eines batterielosen Produktes möglich.

- Der Einsatz von höchstenergieeffizienten Komponenten ermöglicht, dass die wertvoll geerntete Energie der Applikation zur Verfügung steht.

Das Kit besteht aus zwei wesentlichen Komponenten, dem  Energy Harvesting Board und dem Giant Gecko Starter Kit. Auf dem Multi-Source Energy Harvesting Board befinden sich vier Spannungswandler von Linear Technology, die für Energiequellen unterschiedlichen Typs optimiert wurden. Dazu gehören solare, elektromagnetische, piezoelektrische und thermische Energiewandler. Das Energy Harvesting Board hat bereits zwei integrierte Quellen an Bord, um sofort mit der Energieernte zu starten: Eine Solarzelle ( 32 mm x 50 mm) und einen  Thermogenerator (40 mm x 40 mm).  Zudem besteht die Möglichkeit, auch externe Energy-Harvesting-Quellen anzuschließen.

Linear Technology verwendet das IC LTC3588 für Wechselspannungsquellen bis 20V. Dazu zählen piezoelektrische und induktive Generatoren. Der Baustein LTC3108 ist geeignet für sehr kleine Eingangsspannungen von nur einigen zig Millivolt – z.B. für thermoelektrische Generatoren (TEG). Solarzellen werden mit dem LTC3105 optimal genutzt, da der Baustein auch über „Maximum Power Point Control“ (MPPC) verfügt. Der Baustein LTC3459 zusammen mit dem LTC2935 ist eine spezielle Lösung, die schon ausreichend Energie aus einer sehr kleinen Solarzelle bereits bei Raumlicht ernten kann.

Auf dem Multi-Source Energy Harvesting Board wird der passende Energiewandler einfach mit einer Steckbrücke ausgewählt. Für Quellen, die nur sehr unregelmäßig Energie liefern, kann optional eine größere Pufferkapazität zugeschaltet werden.

Die zweite Komponente in diesem Entwicklungskit ist das Giant Gecko Starter Kit. Dieses Board beinhaltet den energiefreundlichsten Mikrocontroller EFM32 Giant Gecko mit der höchsten Ausbaustufe, d.h. mit ARM Cortex M3, 48MHz, 128KB RAM und 1024KB Flash, USB, LCD Control, Low Energy Sense, etc.. Der EFM32GG990F1024 erledigt komplexe Aufgaben im Deep Sleep Mode auf Mikroampere-Level und benötigt im aktiven Mode nur 200 μA/MHz. Auf dem Starter Kit sind unter anderem folgende Funktionen integriert:  Ein 160-Segment LCD Display,  2 programmierbare Taster, ein Touch-Slider, ein Umgebungslichtsensor, ein induktiv-kapazitiver Metallsensor,  32 MB NAND Flash und eine Backup-Kapazität mit 0.03F zum Evaluieren der integrierten „Back-up Power Domain“.  Die Programmierung und das Software-Debugging des EFM32 erfolgt über die auf dem Starter Kit integrierte Segger J-Link USB-Schnittstelle. 

Die notwendigen Software-Entwicklungswerkzeuge, SW-Beispiele, SW-Bibliotheken und Application Notes finden Sie in Energy Micro’s Simplicity Studio. Teil dieses Entwicklungstools ist auch der energyAware Profiler. Mit Hilfe des Profilers und dem auf dem Starter Kit integrierten „Advanced Energy Monitoring“ lässt sich der Stromverbrauch des Mikrocontrollers messen und mit der Debugging-Information korrelieren. Somit es ist möglich „Energy Bugs“ in der Applikationssoftware zu ermitteln und zu beseitigen.