UBITO, входящая в семейство технологических компаний FRABA, объявила о разработке технологии Wiegand в качестве источника энергии для интеллектуальных датчиков. После более чем двухлетних усилий в научно-исследовательском центре FRABA в Ахене (Германия) исследовательская группа продемонстрировала прототип беспроводного датчика, работающего по технологии Wiegand, который мог бы поддерживать сети Интернета вещей (IoT). Проект включал разработку нового комбайна Wiegand, способного улавливать энергию, достаточную для питания электронного блока датчика, включая высокоэффективный сверхширокополосный радиопередатчик. Это достижение (первое в мире) помогает позиционировать технологию Wiegand (которая собирает энергию от движений внешнего магнитного поля) наряду с устоявшимися методами сбора энергии, такими как солнечная энергия, пьезоэлектрика или термоэлектрика в качестве источника энергии для сенсорных узлов в формирующемся промышленном IoT (также называемом Индустрией 4.0).

“Датчики Wiegand уже более 15 лет являются основным компонентом наших продуктов для кодирования”, — говорит Тобиас Бест, глобальный руководитель стартапа UBITO. “Несмотря на то, что эта технология обеспечила высоконадежный способ обнаружения и регистрации оборотов в расходомерах и многовитковых датчиках, мы всегда с нетерпением ожидали ее более широкого потенциала, особенно для сбора энергии”.

Имея в виду эту цель, FRABA предприняла проект разработки, направленный на повышение энергопотребления устройств Wiegand и демонстрацию возможностей датчиков с автономным питанием, которые могли бы обнаруживать события и передавать данные по беспроводной сети в сеть Интернета вещей. Научно-исследовательский проект проводился специалистами из ФРАБЫ и Университета прикладных наук Аахена при финансовой поддержке Министерства образования и технологий Германии. Команде проекта удалось создать новый Комбайн Wiegand — устройство, которое могло бы генерировать более чем в пятьдесят раз больше энергии, чем коммерческие датчики Wiegand.

Бест продолжает: “Такой уровень производительности позволяет мечтать об энергонезависимых датчиках, которые могут передавать данные по беспроводной сети на значительное расстояние”.

Команда выбрала оконную сенсорную систему для практической демонстрации сенсорного узла Интернета вещей, работающего на энергии, собранной Wiegand. На окне были установлены два комбайна Wiegand и связанная с ними электроника, а на раме — стержневые магниты. Комбайны, состоящие из отрезков проволоки Wiegand длиной 21 мм, окруженных медной катушкой, имеют размер батарейки типа ААА (d=7,5 мм). Всякий раз, когда окно открывается или закрывается, комбайны проходят мимо магнитов, вызывая резкие изменения магнитной полярности в проводах Wiegand. Количество подаваемой энергии в значительной степени не зависит от того, насколько быстро или медленно перемещается окно, что является ключевым преимуществом технологии Wiegand.

Импульсы тока, вызванные этими изменениями полярности, генерируют около 10 микроджоулей энергии. Ключевая цель была достигнута: количество улавливаемой энергии было достаточным для активации микроконтроллера и получения показаний от датчика температуры, встроенного в систему. Команда добавила модуль сверхширокополосного передатчика (UWB), который мог передавать 134 байта данных на приемную станцию, расположенную на расстоянии 60 метров. Эта лабораторная демонстрация, которая знаменует собой важную веху на пути к созданию самодостаточных сенсорных узлов интернета вещей на базе Wiegand, была представлена в апреле на выставке EnerHarv 2022 в США.

Бест заключает: “Это лабораторная демонстрация, а не коммерческий продукт. Однако, демонстрируя возможности системы, состоящей из устройств Wiegand и готовых электронных компонентов, мы надеемся пробудить интерес к замечательному потенциалу этой технологии. Учитывая, что промышленный интернет вещей, по прогнозам, вырастет в три раза в течение следующего десятилетия, будущее очень захватывающее”.

UBITO — это недавно созданное предприятие, специализирующееся на разработке и продвижении технологий Wiegand для коммерческого и промышленного применения. Он функционирует как концептуальный инкубатор, одновременно занимаясь маркетингом сенсорных продуктов Wiegand для промышленного применения, таких как расходомеры жидкости и многовитковые поворотные энкодеры. UBITO является членом международной группы FRABA, история которой восходит к 1918 году, когда ее предшественник, Франз БаКомпания umgartner elektrische Apparate GmbH была основана в Кельне, Германия, для производства реле. Для получения дополнительной информации посетите www.ubito.com.