EO

Een mogelijke oplossing voor batterijloos, betrouwbaar IoT

29 mei 2020 om 09:04 uur

De onderzoekers integreerden hun nieuwe methode voor tijdsregistratie in een op maat gemaakt software en hardware platform, Botoks genaamd

Onderzoekers van de TU Delft en de Amerikaanse Northwestern University hebben een nieuw systeem ontworpen en ontwikkeld waarmee apparaten tijdens korte stroomonderbrekingen de tijd kunnen onthouden. Zonder batterij. Dit opent de weg naar betrouwbare, batterijloze apparaten, bijvoorbeeld voor IoT.


Veel kleine, batterijloze apparaten die onderdeel uitmaken van het IoT zouden kunnen werken op basis van omgevingsenergie, zoals zonne-energie, kinetische energie en thermische energie. Als deze apparaten op grote schaal op de markt worden gebracht, belanden er veel minder gebruikte batterijen op de vuilstort. Batterijloze apparaten hebben echter regelmatig last van korte stroomonderbrekingen, omdat ze tussen energiebronnen schakelen.

 

"Uiteraard heeft het weglaten van batterijen gevolgen", zegt Przemyslaw Pawelczak. "Het betekent een kleinere opslagcapaciteit en minder betrouwbaarheid. Daarnaast valt niet altijd te voorspellen hoeveel energie aan de omgeving kan worden onttrokken." "Met dat in het achterhoofd hebben we nu een systeem gebouwd dat gefragmenteerde actieve periodes aan elkaar rijgt,' vertelt Josiah Hester. "We hebben een systeem gebouwd dat betrouwbaar de tijd bijhoudt voor IoT-apparaten, ook bij een groot aantal stroomonderbrekingen."

 

De tijd werkt in ons voordeel

Het bijhouden van de tijd is voor elk computersysteem van groot belang. Het vormt de basis van vrijwel alle systeemservices en veiligheidsvoorzieningen en helpt de computer om actieve applicaties te controleren. De meeste mensen merken echter pas dat het systeem de tijd bijhoudt wanneer dat niet meer gebeurt.

 

Iedereen bij wie de stroom weleens is uitgevallen tijdens het gebruik van een computer weet hoe lastig het kan zijn om het systeem opnieuw op te starten. Dat kan enkele minuten duren, omdat de computer moet nagaan op welk punt de werking werd onderbroken en verschillende handelingen moet verrichten. En zelfs als de computer dan weer werkt, kan er toch niet-opgeslagen werk verloren zijn gegaan.

 

Als dat iedere keer gebeurt als een klein IoT-apparaat even geen stroom krijgt, dan zijn deze apparaten gewoonweg onbruikbaar. En dat is het mooie van het systeem van Hester en Pawelczak. Een klein apparaat houdt altijd de tijd bij, ook als de stroom even wordt onderbroken. Daardoor kan het snel opnieuw opstarten, zodat je misschien niet eens merkt dat de stroom werd onderbroken. "Ons apparaat kan de tijd en status snel reconstrueren op basis van "broodkruimels" die we hebben achtergelaten voordat de stroom uitviel", aldus Hester.

 

Geen batterijen meer

Hester en Pawelczak worden gedreven door het grotere doel om het aantal lithium-ionbatterijen terug te dringen dat in het milieu belandt. Niet alleen kost de winning van lithium ongelofelijk veel energie en water, lithium is ook nog eens een zeer brandbare, giftige stof die zelfs in recyclinginstallaties vlam kan vatten. Grote techbedrijven schatten momenteel in dat er de komende 50 jaar biljoenen IoT-apparaten bijkomen. Dat betekent talloze batterijen, die uiteindelijk allemaal worden weggegooid.

 

"Het spreekt eigenlijk voor zich dat we batterijloze systemen ontwikkelen die energie aan de omgeving onttrekken, gezien de milieueffecten van batterijen", aldus Pawelczak. "We weten niet hoeveel apparaten er precies bij zullen komen, maar niemand twijfelt eraan dat het aantal enorm zal zijn. Daarnaast bevat steeds meer consumentenelektronica batterijen. Deze batterijen moeten weer worden vervangen en vervolgens gerecycled, en daarom moeten we een systeem ontwikkelen dat de koolstofvoetafdruk van elektronica verkleint." "Als we tot een visie op duurzaam computergebruik willen komen, moeten we op een andere manier gaan nadenken over het ontwerp van deze systemen", voegt Hester toe. "Onze technologie zal van invloed zijn op het ontwerp van de volgende generatie apparaten, waardoor een IoT ontstaat dat praktisch, schaalbaar en bruikbaar is."

 

Gerelateerd nieuws

Beter begrip van het gedrag van elektronen in plasma's

Beter begrip van het gedrag van elektronen in plasma's

Promovendus Bart Platier van de TU/e heeft een nieuwe op plasma gebaseerde productietechniek ontwikkeld voor belichtingsdiffusors, met behulp van plasma’s op lage temperatuur en onder atmosferische druk.…

Nieuwe scanmethode keert objecten razendsnel binnenstebuiten

Nieuwe scanmethode keert objecten razendsnel binnenstebuiten

Live meekijken met een CT-scan in plaats van achteraf de beelden pas te analyseren. Als het aan de Leidse wiskundige Jan-Willem Buurlage ligt, is dat binnenkort realiteit. Hij ontwikkelt methodes om de algoritmes achter…

Zonnig Coronanieuws: grotere opbrengst zonnepanelen door schone lucht

Zonnig Coronanieuws: grotere opbrengst zonnepanelen door schone lucht

Een onverwachte uitkomst van de Covid-19-pandemie is een vermindering van de luchtverontreiniging. In sommige steden in China lagen de sterftecijfers gedurende de lock-down zelfs lager dan ervoor: wetenschappers…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuwe kleine transponderschakelaar CTM

De nieuwe CTM is heel klein en is geschikt voor elke radius vanaf slechts 15cm. Toch is het een volwaardige PL e - Cat....

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

14 juli 2020, online

Hannover Messe Digital Days

Een digitaal overzicht van actuele ontwikkelingen op het gebied van industrie, energie en logistiek en...

11 augustus 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

11, 12 , 18, 19 augustus 2020

19 augustus 2020, Vianen

Machineveiligheid in een dag

Meer agendapunten »