Wenn Sie vernetzte Produkte für medizinische, industrielle oder landwirtschaftliche Anwendungen entwickeln, sind Energiemanagement und Energieeffizienz von entscheidender Bedeutung für Ihre Entwürfe. Es gibt viele Möglichkeiten, den Stromverbrauch zu verwalten und die Leistung Ihres Produktdesigns zu verbessern, wenn Sie über die richtigen Werkzeuge verfügen und wissen, wie Sie die richtigen Prinzipien in Ihr Design integrieren können.

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Aufgezeichnetes Webinar

Strom: Es geht um Effizienz

Aug 30, 2021 | Länge: 55:11

Wenn Sie vernetzte Produkte für medizinische, industrielle oder landwirtschaftliche Anwendungen entwickeln, sind Energiemanagement und Energieeffizienz von entscheidender Bedeutung für Ihre Entwürfe. Es gibt viele Möglichkeiten, den Stromverbrauch zu verwalten und die Leistung Ihres Produktdesigns zu verbessern, wenn Sie über die richtigen Werkzeuge verfügen und wissen, wie Sie die richtigen Prinzipien in Ihr Design integrieren können.

In diesem aufgezeichneten Webinar, das von Embedded Computing Design veranstaltet wird, erfahren Sie von einem Digi-Experten mehr über die wichtigsten Überlegungen zu Power Management und Energieeffizienz in Ihren Designs. Außerdem erfahren Sie, wie die System-on-Modules (SOMs) von Digi Ihre Anforderungen an das Powermanagement sowie das Rapid Prototyping und die Entwicklung Ihres Produktdesigns für eine schnelle Markteinführung unterstützen.

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Follow-up Webinar Q&A

Nochmals vielen Dank für Ihre Teilnahme an unserer Sitzung über Strom und Effizienz. Hier finden Sie die Fragen, die sich an die Präsentation anschlossen, und die Antworten darauf. Wenn Sie weitere Fragen haben, wenden Sie sich bitte an uns .

Sam, Sie haben zwei Dinge gesagt, die ich gerne klären möchte. Das eine ist, dass Sie oft den Begriff "Schattierung" verwenden. Meinen Sie wörtlich Schattierung? Sie wissen schon, wenn es einen Schatten über der Zelle gibt?

Ja. Wörtliche Beschattung oder Abdeckung, beides.

Sam, Sie sagten etwas über das Hinzufügen eines Supercaps, und Sie verwenden Supercap und niedrige Kosten im gleichen Sinne. Ist das richtig? Ich meine, wenn man eine Superkappe hinzufügt, ist das dann nicht relativ teuer für das System, über das wir hier sprechen?

Das hängt von der Größe, der Kapazität und dem Formfaktor ab. Wenn man sie also mit einer Standard-Lithium-Batterie vergleicht, sind sie vielleicht vergleichbar, aber sie kosten nicht 5 Cent. Ich denke, so würde ich die Frage beantworten.

Martin, du bist mein nächstes Ziel hier. Lassen Sie uns also die erste Frage aus dem Publikum stellen. Wie schwierig ist es für einen Entwickler, eine batteriebetriebene Lösung mit einem Digi SOM zu entwickeln?

Dies ist eine normale Aufgabe bei der Entwicklung und Integration des SOM in eine kundenspezifische Trägerkarte. In unserer Digi ConnectCore 6UL-Dokumentation und Digi ConnectCore 8X-Dokumentation finden Sie eine vollständige Dokumentation dazu, einschließlich Schaltplänen, und es ist absolut machbar. In unserem Dokumentationsportal gibt es sogar einen schönen Vergleich zwischen der Entwicklung eines netzbetriebenen und eines batteriebetriebenen Geräts, einschließlich Vergleichsschaltplänen, die beide Anwendungsfälle im Detail zeigen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es absolut machbar ist, und wir stellen die Dokumentation für unsere Kunden als Anleitung zur Verfügung.

Sam, kann jede beliebige Photovoltaikzelle mit einem handelsüblichen Energy Harvesting PMC verwendet werden?

Eine gute Frage. Ich denke, wie ich schon auf meiner Folie zum Wirkungsgrad sagte, müssen Sie in erster Linie sicherstellen, dass Ihre Zelle für Ihre Umgebung optimiert ist, d. h. wenn es sich um einen Innenraum handelt, brauchen Sie eine Innenraum-PV-Zelle. Außerdem sollten Sie darauf achten, dass die Spannung Ihrer Zelle unter der maximalen Spannung des PMC liegt, die oft fünf bis sechs Volt beträgt. Es gibt also viele Zellen, die, wenn man sie nach draußen bringt, eine sehr hohe Spannung aufweisen und möglicherweise den PMC beschädigen können. Bei der Auswahl ist also zu beachten, dass nicht alle handelsüblichen PV-Module mit den standardmäßigen Energy Harvesting Power Management ICs kompatibel sind.

Sam, würden Sie das noch einen Schritt weiter ausführen? Was ist eine Innenzelle im Gegensatz zu einer Außenzelle? Ist Licht nicht Licht und eine Zelle eine Zelle?

Licht ist Licht, aber wenn man die Lichtintensität um das 1.000-fache reduziert, funktioniert die Technologie nicht auf die gleiche Weise. Wenn also die Verarbeitungs- und Herstellungsschritte nicht optimiert werden, um diese Materialfehler zu reduzieren, kann eine Zelle eine sehr, sehr, sehr geringe Leistung haben, selbst wenn sie weniger als 1.000-fach ist. Wenn man sie von draußen in eine Innenraumumgebung bringt, kann sie sehr nahe bei Null liegen. Auch das Spektrum ändert sich. Einige PV-Zellen benötigen bestimmte Komponenten eines Spektrums, und wenn diese Komponenten fehlen, funktioniert das Panel einfach nicht mehr.

Sam, aber gibt es nicht auch Anwendungen, bei denen man nicht weiß, ob man drinnen oder draußen sein wird?

Ja. Bei diesen Anwendungen muss man also ein wenig herumprobieren und auf jeden Fall die richtige Technologie dafür wählen. Aber es gibt in der Regel ein paar Tricks, die man anwenden kann, um das Problem zu umgehen. Normalerweise wählt man eine Technologie für Innenräume, die dann auch im Freien funktioniert, aber man muss vorsichtig sein.

Martin, gibt es noch andere Anwendungen, bei denen die Energieeffizienz Ihrer Meinung nach entscheidend ist, abgesehen von der von Ihnen genannten? Ich glaube, Sie waren es, der das erwähnt hat.

Ja, ich habe vorhin schon ein paar genannt, zum Beispiel anspruchsvolle industrielle Anwendungen und medizinische Geräte, aber das sind nur zwei Beispiele. Wir sehen bei allen unseren Kunden, dass Energieeffizienz und Energiemanagement ein wichtiges Thema sind. Wir haben auch viele Kunden aus dem Solarbereich. Darüber hinaus ist es für die Logistik relevant, z. B. bei der Lagerüberwachung, bei der die Geräte immer häufiger drahtlos sind. Sie müssen sich fortbewegen, und es gibt Roboter und andere intelligente mobile Geräte in Lagerhäusern. Das ist ein großer Markt, auf dem wir viele Diskussionen über Energiemanagement und Energieeffizienz sehen. Zu erwähnen sind auch die Bereiche Verkehr und Landwirtschaft. In der Landwirtschaft zum Beispiel werden neue Erntemaschinen und Traktoren entwickelt, die eine Menge moderner Technologie an Bord haben, wie GPS und hochpräzise Lokalisierung, so dass die Landwirte sich mit einem mobilen Gerät in der Hand fortbewegen können und nicht im Traktor sitzen müssen. Wir sehen eine enorme Technologieexplosion in diesem Bereich, und in diesem Markt ist es auch wichtig, über Energieeffizienz zu sprechen. Wenn jemand im Publikum eine bestimmte Anwendung im Sinn hat und darüber sprechen möchte, kann er sich mit uns in Verbindung setzen und wir können den Anwendungsfall besprechen. Für uns ist es natürlich immer schön, über Kundenanwendungen zu sprechen.

Hier ist also meine Bewerbung, Martin. Ich bin hier in Florida und es ist heiß, wirklich heiß, und alles ist in der Sonne. Was hat das mit der Sache zu tun? Werde ich mein Handy einfach schmelzen? Ist das ein großes Problem, dass diese Dinger super heiß werden?

Martin - Im Allgemeinen würde ich sagen, nein. Ich meine, ich kann über unsere Lösung sprechen. Sie ist voll industrietauglich, so dass sie bis zu einer CPU-Temperatur von 105° C und einer typischen Umgebungstemperatur von 85° C eingesetzt werden kann. In dieser Hinsicht sind sie ziemlich robust. Und wir haben Kunden mit sehr anspruchsvollen Anwendungen, bei denen ein gewisser Luftstrom im System erforderlich ist. Wir haben eigentlich nur sehr wenige Kunden, die Lüfter oder andere aktive Kühlvorrichtungen in unseren Lösungen verwenden. Unsere SOMs basieren auf den ARM-Anwendungsprozessoren von NXP, die recht wärmeeffizient sind. Normalerweise entsteht bei diesen Lösungen nicht so viel Wärme. Das bedeutet, dass die Kunden nur sehr selten Lüfter verwenden. In der Regel funktionieren nur passive Wärmeableitungsvorrichtungen, Kühlkörper und ähnliche Lösungen gut. Ich würde in Ihrer Anwendung kein Problem sehen.

Sam - Ja, ich meine, es ist sehr anwendungsabhängig, und das ist ein Teil dessen, was wir hier bei PowerFilm tun, nämlich die PV-Zelle an die Umweltanforderungen anzupassen. Ich meine, Anwendungen, die mir in den Sinn kommen, sind Sattelschlepper, bei denen das Panel hinter dem Auspuff eines Kühlaggregats montiert sein könnte. Dort können Temperaturen von 85 oder 100 Grad Celsius herrschen, und wir müssen die Module so anpassen, dass sie das aushalten. Ich meine, oft sind die Innenräume sehr viel großzügiger. Sie brauchen keine 85 °C. Vielleicht können Sie also mit preiswerteren Laminaten und Verkapselungen auskommen, die Ihnen etwas Geld sparen, aber ja, es ist sehr anwendungsabhängig.

Ich glaube, du hast das gerade beantwortet, Martin, aber nur um das klarzustellen, jemand aus dem Publikum hat diese Frage gestellt: Kann meine eigene App die Temperatur überwachen und dann die CPU-Frequenz steuern?

Ja, absolut. Es ist möglich, wenn Sie einen Low-Level-Zugriff auf das System haben, aber bei der Digi-Lösung ist es bequemer, wenn Sie die APIX-Programmierschnittstelle verwenden, die wir als zusätzliche Komponente des Systems bereitstellen und die es Anwendungsentwicklern ermöglicht, die Hardware-Schnittstellen und Energieverwaltungsfunktionen des SOM auf sehr einfache Weise zu nutzen. Das bedeutet, dass es möglich ist, dies direkt von Ihrer Anwendung aus im eigentlichen Anwendungscode zu tun, ohne dass Sie auf die Systemebene gehen müssen.

Und was muss ich tun, um bei den ConnectCore-Modulen in den Stromsparmodus zu wechseln?

Das ist eine sehr gute Frage. Ein eingebettetes Gerät in einen Energiesparmodus wie den Standby-Modus zu versetzen, ist in vielen Fällen nicht trivial, weil man darauf achten muss, dass alle Komponenten des Systems ordnungsgemäß heruntergefahren werden. Bei der drahtlosen Schnittstelle beispielsweise muss die Verbindung ordnungsgemäß hergestellt werden, nachdem sie aus dem Energiesparmodus zurückgekehrt ist, damit die Verbindung wiederhergestellt werden kann. Ein weiteres Beispiel ist der Zugriff auf das Dateisystem. Sie wollen natürlich nicht die Stromversorgung unterbrechen, wenn Sie Daten in eine Datei schreiben. Sie müssen alle diese Aufgaben bewältigen. Normalerweise wird dies in einem manuellen Prozess erledigt. In der Lösung Digi ConnectCore gibt es jedoch mehrere Skripte, die Kunden bei diesen Herausforderungen unterstützen. Um die Schnittstellen und den Zugriff auf das Dateisystem richtig zu handhaben, muss nur ein Skript namens "Standby" aufgerufen werden, und alle Komponenten, die für einen reibungslosen Übergang in den Standby-Modus erforderlich sind, werden von diesem von Digi hinzugefügten Skript behandelt. In unserer Lösung ist das sehr praktisch.

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