EMB 91

EMBEDDED 91 • FEBBRAIO • 2024 50 HARDWARE | ENERGY HARVESTING lità consente l’accumulo di carica su un condensatore di ingresso finché un convertitore buck interno non riesce a trasferire in modo efficiente all’uscita una par- te della carica immagazzinata. In questo modo si può accumulare quanta più energia possibile nel conden- satore di ingresso, anche se la corrente della sorgente disponibile è molto bassa. Energia dal sole La scheda STEVAL-ISV021V1 di STMicroelectronics (Fig. 2) è un kit costituito da un modulo completo di raccolta di energia e ha lo scopo di mostrare le pre- stazioni elettriche del convertitore di potenza e molte altre grandezze elettriche fondamentali. Il convertito- re buck-boost presente nel sistema si adatta alle carat- teristiche elettriche del pannello fotovoltaico e della batteria. Una scheda di monitoraggio della potenza, in- sieme a una GUI software, vengono utilizzati per mo- nitorare e rappresentare graficamente la tensione e la corrente sia del pannello fotovoltaico sia della batteria, nonché le prestazioni del sistema e l’efficienza di con- versione. Il sistema rappresenta un modulo di raccolta autonomo che può essere interfacciato con un sensore wireless per fornire l’energia recuperata e immagazzi- nata nella batteria al microcontrollore, al trasmettitore e ai sensori. Inoltre, prevede un connettore di estensio- ne per interfacciare e monitorare alcuni segnali di in- gresso e di uscita dell’SPV1050 (su cui è basato) attra- verso una scheda con microcontrollore. Dispone di un modulo fotovoltaico saldato sul retro, di una batteria a bottone al litio e di un sensore di luce ambientale per la misurazione del livello di irraggiamento. Energia dalle onde elettromagnetiche Anche la raccolta di energia dalla radio frequenza oggi è una delle questioni più rilevanti, ai fini della green economy. Le onde elettromagnetiche costituiscono energia a tutti gli effetti e sono irradiate da innume- revoli dispositivi wireless (telefoni cellulari, router, sistemi di videosorveglianza, antifurto e così via). La cattura di tale energia costituisce un approccio pos- sibile per il trasferimento di potenza wireless. Solita- mente un dispositivo per la raccolta di energia dalle onde radio è composto da un’antenna, da un circuito di adattamento e da un raddrizzatore. Segue, natural- mente, un sistema di accumulo dell’energia e il cari- co vero e proprio. Il problema maggiore della raccolta di energia dalle onde elettromagnetiche (solitamente di livello estremamente basso) è costituito dall’impe- denza dell’antenna, la quale deve essere adattata alla tipologia del carico e dai sistemi di accumulo. La sche- da harvester P2110B di Powercast (Fig. 3) è un valido dispositivo di raccolta di energia RF che converte la radiofrequenza in corrente continua, per dispositivi micro-power senza batteria. Essa è alloggiata in uno spazio compatto. L’energia catturata è immagazzinata in un condensatore. Quando viene raggiunta una de- terminata soglia di tensione, il condensatore rilascia l’energia verso il carico e il processo si ripete all’infini- to. È possibile utilizzare un microprocessore per otti- mizzare ulteriormente il consumo energetico del P211. Le applicazioni possono essere svariate e annoverano i sensori wireless senza batteria, il monitoraggio indu- striale, la rete intelligente, l’automazione degli edifici, la ricarica delle batterie e, in generale, l’elettronica a basso consumo. Fig. 1 – Il circuito integrato LTC3588-1 di Analog Devices