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Ein Energy-Harvesting-System funktioniert nicht zuverlässig, solange mehr Energie gewonnen als verbraucht wird

Wie wählt man die richtigen Komponenten für die Energieernte aus?

21. Mai 2012, 10:16 Uhr | Karin Zühlke

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Funktechnik: vom proprietären ISM-Band über ZigBee bis hin zu Bluetooth 4.0

Dass die gewählte Funkübertragungstechnologie strom sparend sein muss, versteht sich natürlich von selbst. In Energy-Harvesting-Anwendungen ist vor allem die Reichweite und nur bedingt die Datenübertragungsrate wichtig. Außerdem empfiehlt Delmer Funkprotokolle, die sich selbst organisieren können, d.h. bei denen die einzelnen Funkknoten auch eine Router-Funktion haben, um Datenpakete von anderen Knoten weiter zu leiten – also ein Mesh Network. »Allerdings stellt sich hier noch die Herausforderung, dass die Funkschnittstelle aufgrund einer Datenübertragung aus dem Low-Power-Modus rechtzeitig aufwachen muss«, erläutert der Arrow-Manager. Verwendet werden normalerweise proprietäre ISM-Band-Lösungen oder auch Standard-Protokolle wie ZigBee. Neu ist hier auch das 6LowPAN Konzept: Internet Protokoll Vers. 6 über Low Power Wireless Personal Networks, das mit IEEE802.15.4 Funkchips arbeitet. Bei vielen Energy-Harvesting-Applikationen werden Anlagen überwacht. Deshalb ist es sehr interessant, die Daten durch ein Gateway über IP abzufragen. Im Bereich Gebäudeautomation oder für Sport- oder medizinische Geräte ist auch Bluetooth 4.0 (BTLE) interessant, weil man hier direkt mit einem Mobiltelefon kommunizieren kann.

Um den Einstieg in die Energy-Harvesting Thematik zu erleichtern hat Arrow einen Entwicklungsbeschleuniger zusammen mit dem italienischen Technologieberatungsunternehmen @m2el konzipiert: Mit dem Energy Harvesting Evaluation Kit »The Drop« kann der Anwender Daten über Module senden und empfangen, die über Solarenergie oder Temperaturunterschiede mit Strom versorgt werden. Das Kit ist mit Komponenten von Atmel und Linear Technology ausgestattet und besteht aus zwei Energy-Harvesting-Einheiten: einem Solar Board und einem Peltier Board. Beide Boards verfügen über einen 2,4-GHz-Funk-Transceiver (802.15.4 ZigBee ready) für die drahtlose Datenübertragung, über den sie als Netzwerk-Knotenpunkt agieren können. Ein dritter, wireless-enabled Netzwerk-Knotenpunkt (UBN) kann über einen Windows-basierten PC mittels USB angeschlossen werden. Die Daten, die von den beiden Boards gesendet werden, lassen sich am PC sammeln und darstellen.