基於Semtech LoRA 長距離無線技術之電源供應器過載警告方案

我們工作及生活中充滿了需多讓生活方便的大大小小電器,其中有些是持續使用從不斷電;例如大致局端的伺服器、不斷電系統、防盜器系統,或是小到液晶電視、熱水瓶等。其中最常發生故障的部分是電源供應器方塊,因為其電路需要轉換大能量所以一但因元件的老化造成效率的劣化將會造成損耗及溫度的提高。如此惡性循環後將導致過載;幸運的只是機器燒毀,不幸的因為保護作用失效造成火災。

對此現象我們提出的一個方案是使用TI 德州儀器INA28x 系列共模式電流放大器來偵測電源迴路的輸出路徑中的一個低阻抗R-sense兩端的電壓差比例來換算成電流,再經微處理器處理為可讀的數據後供監測之用。本方案就是以LoRa傳輸因此電流信號至雲端供該使有者可以藉PC或是APP上Internet監測。 

在過去此類資訊大都以有線方式連結感測器,然後將收集到的把資料或是警告以PSTN、Wifi或GSM等方式傳送出去。而現今物聯網的興起可以讓我們開始把周遭的一些物品透過網路互相溝通,這個趨勢可以讓人們以更簡單更可靠的方式來連接網路。但是對於如何延展蒐集器到感測器的這一段路一直是困擾著IOT設計者。而Semtech LoRa長距離無線產品就是符合這一需求,Semtech長距離的無線傳輸技術的優點是在極低耗電下可以提供高達-148dB的靈敏度讓應用可以使用在長距傳輸及高穿透性的傳輸。此點可以確保監測電器產品上的電流使用訊息可以確實傳輸到資料收集器再經網路上傳至雲端供監控。

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

① 感測器端 : 以單晶片接收由ACS712 霍爾效應電流感測器傳來的資料轉換為可判讀的電壓資料數據後經UART送至LoRa模組發送至空中。 ② 資料接收端 : 由LoRa模組接收到資料後經UART讓單晶片讀到有效數值後以SPI介面經W5100送至Internet。 ③ 網路端 : 把由單晶片送來的API、Sensor ID、Device ID及Co Data送至雲端服務紀錄資料。 ④ 用戶端 : 使用者以電腦或是手機隨時可以上網檢查數據。

►方案規格

① 超長距離,低成本 : 因其Sensitivity 可達-148dB,此點可以讓感測器部件的範圍大幅增加。此點可減少repeater 用量節省成本。 ② 延長使用時間 : 由於待機電流低至2.5uA, 此低耗電特性比起GPRS來可以大大的減少耗電。所以可減小電池體積而增加其感測器待機時間。

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