1. 前言：

近年來大眾對於IoT設備需求越來越大量，而傳感器於IoT中則扮演關鍵角色，但”電池壽命”一直是傳感器的痛點，當使用者擁有好幾十個傳感器時，監控電量以及更換電池將會是件苦差事，另外換下來的廢棄電池也將導致生態汙染問題。

因此Atmosic於ATM3系列提出了創建永久電池或無電池解決的方案，讓使用者不必擔心電池沒電及減少額外購買電池的成本，同時解決廢棄電池對於生態環境的影響。Atmosic於ATM3中支持＂RF能量收集＂、＂太陽能能量收集＂、＂溫差能量收集＂及＂動能轉電能能量收集＂，此方案均可提供小尺寸的無電池設備操作，接下來我們將說明各自能量收集功能。

2. 能量收集功能說明

A.RF能量收集(圖1)

現今我們周遭有許多RF能量如：GSM、LTE、Wi-Fi、無線電波等訊號產生，而這些訊號目前於任何商業、住宅和工業領域都存在；因此當RF能量足夠大時則可以透過RF能量採集器轉化為電能供給Atmosic，將能夠達到遠程設備供電方法。

 

RF能量收集(圖1)

 

B. 太陽能能量收集(圖2)

近幾年來太陽能技術已明顯改善，現今的先進太陽能板具有更好的耐久性和轉換效率，並且在給定的光強度下可以產生更大的輸出電壓。太陽能板產生的功率與其大小成正比。然而，所產生的功率可以根據環境光的強度而急劇變化。同一塊太陽能板在直射陽光下可能產生比室內辦公環境光還高1000倍的高功率。這意味著在不同的室內光源（例如白熾燈，熒光燈和LED燈）下得到的功率也有所不同。

 

太陽能能量收集(圖2)

 

C. 熱能量收集(圖3)

熱傳導發電機（Thermoelectric generator - TEG）是一種固態設備，可通過利用環境中的溫度梯度來發電。產生的功率取決於溫度差以及可以成功地通過TEG設備移動的熱量。TEG的結構越好，越可將熱量從熱端傳遞到冷端，並在熱量到達冷端時將其散發出去，從而產生更多的功率。

 

熱能量收集(圖3)

 

D. 動能轉電能能量收集(圖4)

常見的動能轉電能分兩大類型， 1.) 使用線圈和磁鐵進行發電(如：風力發電、水力發電、人力發電…等等)，2.) 使用壓電效應進行發電，而壓電效應主要從機械轉變產生電能，可依連續機械運動/振動的形式產生電能，如：按壓發電機自發電模塊，經由單擊按鈕產生電能。

 

動能轉電能能量收集(圖4)

 

接下來我們將利用藍牙Beacon來實測並呈現以上4種能量收集方式的效果。

3.實測展示

我們使用Atmosic AT3201測試能量收集功能，當收集能量滿足供給Atmosic AT3201啟動時，Atmosic AT3201會發送Beacon訊號讓手機搜尋到，當手機搜尋到Atmosic AT3201 Beacon後會於螢幕上顯示資訊；因此我們分別做了下列4種展示：

 

a. RF能量收集(圖5)，此實驗使用Atmosic提供的ATM3301發射板(圖6)做能量供給。

(圖5)	(圖6)

 

b. 太陽能能量收集(圖7)，此實驗使用Panasonic AM-1454CA太陽能板(圖8)做能量供給。

(圖7)	(圖8)

 

c. 熱能量收集(圖9)，此實驗使用SP1848半導體溫差發電晶片(圖10)做能量供給。

(圖9)	(圖10)

 

d. 按壓發電機自發電模塊做能量收集(圖11)，此實驗使Enocean PTM200C (圖12)做能量供給。

 

(圖11)	(圖12)

 

        詳細Atmosic能量收集實際測試請看下方影片介紹。

結語：

Atmosic  ATM3能量收集可利用多種環境能源，為低功耗設備提供無限的運作壽命，也消除了對眾多IoT產品來說價格高昂又麻煩的電池替換。同時可減輕IoT用戶的痛苦並減少對環境的危害。無電池IoT時代即將來臨，讓我們準備見證未來。

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