česky english Vítejte, dnes je středa 26. leden 2022

RF prvky pro dálkové ovládání, které nepotřebují napájení

DPS 5/2016 | Součástky - články
Autor: Ing. Milan Klauz
03-titul.png

Americká společnost ISM Enigma [1], která spolupracuje se známým výrobcem vf techniky – anglickou společností RF Solutions [2], nabízí zajímavé komponenty pro dálkové ovládání, které nepotřebují zdroj napájení, protože si potřebnou energii umí vyrobit formou tzv. harvesting.

Jako příklad výrobků tohoto typu je možné uvést ovládací prvky, které jsou k dispozici v několika provedeních (kolíbkové ovladače, tlačítka pro panel, nožní pedály, koncové spínače atd.). Vlastní ovládací prvky jsou mechanické součástky s patentovaným generátorem energie, zatímco elektronika, která vysílá kódovaný signál pro dálkové ovládání, je stranou. Dosah signálu je asi 250 metrů v otevřeném terénu a kolem 75 metrů uvnitř budov, při použití odpovídajícího RF přijímače dálkového ovládání. Výstupní vf výkon vysílače ovladače je větší než 10 dBm, což bohatě stačí na spolehlivý provoz dálkového ovládání. Přenos signálu probíhá na kmitočtu 433 MHz. Tlačítka jsou bezúdržbová, neobsahují žádné mechanické části, které by mohly později způsobit problém, např. pružiny.

Série tlačítek KAPRION 10/22 představuje tlačítka na panel s otvorem 22 mm (obr. 1). Vrchní hlavice se odšroubuje, zbytek tělesa prostrčí otvorem panelu a hlavice se našroubuje zpět na prostrčenou část tělesa. Tyto ovladače mají zabudovaný magnetický generátor elektrické energie (harvester). Při každém stisknutí tlačítka generuje harvester energii potřebnou k napájení připojeného externího vysílače.

 

01

Obr. 1 Tlačítko KAPRION 10/22 s vysílačem dálkového ovládání

 

Nás pochopitelně zajímá elektrická stránka věci, a tak se podívejme dovnitř tlačítka, kde je ukrytý vlastní generátor (obr. 2). V jeho dolní části jsou umístěny magnety. Červený horní magnet spolu se spodním modrým magnetem fungují jako vratná pružina tlačítka. Prostřední modrý magnet je volný a při stisknutí a uvolnění tlačítka během svého pohybu osciluje. Tento oscilační pohyb magnetu vyvolá ve vodiči proud (vodič je zřejmě v podobě cívky na dně tlačítka). Důležité je, že volný magnet osciluje ještě chvíli potom, co bylo tlačítko uvolněno – tyto oscilace mají sestupný sinusový průběh po dobu v řádech několika set milisekund.

 

02

Obr. 2 Řez tlačítkem

 

Tento patentovaný magnetický harvester by měl dodávat až 50× větší výkon v jediné operaci (zde stisknutí tlačítka) než jakýkoliv jiný harvester. Získané napětí dosahuje až 18 V, doba odezvy kmitání magnetu je asi 300 ms.

Protože se jednotlivé ovládací prvky liší mechanickou konstrukcí a velikostí, jsou i generátory energie provedeny různě, ale vždy používají magnetický harvester, i když pracují na různých principech. Tak např. kolíbkový spínač má dva válce s magnety, ve kterých se střídavě pohybuje magnet směrem nahoru a dolů při každém stlačení kolíbkového ovladače. Cívky zabudované do válců jsou zapojeny do série, takže se dosahuje dvakrát většího výkonu.

Pochopitelně, že kromě různých ovládacích prvků s harvestory nabízí ISM Enigma i samostatný generátor energie, který může zákazník využít pro své vlastní aplikace. Výrobek Energy Harvesting Generator pod označením SAFA9CC-OEMG dodává 48,6 V AC (špička-špička) s doběhem na 2,8 V AC po 300 ms. K tomuto generátoru lze přidat i regulátor, na jehož výstupu je potom 3,3 V DC při odběru 0,030 mA. Opět se jedná o magnetický harvester, který funguje zřejmě na principu mechanického oscilátoru tak, že se rozkmitá individuálním impulzem nebo kontinuálním pohybem. Jediná informace o principu jeho činnosti říká, že generátor pracuje s průměrným mechanickým rezonančním kmitočtem 420 rad/s, což generuje sinusový průběh 67 Hz.

 

Odkazy:

[1] http://ismenigma.com/

[2] https://www.rfsolutions.co.uk/

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik