WIRELESS
approfondimenti
Settembre 2013
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Automazione e Strumentazione
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Le fonti di ricarica potranno anche essere inte-
grate in oggetti d’arredo e si potranno ricaricare
cellulari, computer, etc. semplicemente “appog-
giandoli” su una superficie compatibile: un
tavolo, un banco da lavoro etc.
Fatte le dovute considerazioni, è verosimile
immaginare l’industria del futuro con zone di
ricarica sparse in vari ambienti e mascherate in
svariate fogge. Infatti, molte aziende stanno pun-
tando a sviluppare applicazioni compatibili che
possano essere implementate nei settori indu-
striali.
Siccome però anche questa tecnologia richiede
la presenza di un’alimentazione da rete fissa,
rimane ancora indispensabile e vincolante l’uso
di batterie o kit fotovoltaici in ambienti dove
necessario monitorare dei dati e non esiste una
fonte di alimentazione fissa.
Il futuro sarà Harvesting?
Nell’ambiente che ci circonda possiamo trova-
re energia ovunque, disponibile sotto forma di
energia termica, energia solare, energia eolica,
energia cinetica e energia meccanica. Tuttavia,
l’energia da queste fonti si trova spesso in
picco-
la quantità
; talmente piccola da non poter esse-
re in grado di fornire energia sufficiente per ali-
mentare qualsiasi dispositivo. Infatti, fino a po-
co tempo fa, non è stato possibile acquisire ta-
le energia in modo sufficiente per esegui-
re qualsiasi lavoro utile. Questo scenario
è destinato a cambiare, infatti
l’Energy
Harvesting
è il processo di acquisizione
di qualsiasi forma di energia presente nel-
la natura, il suo accumulo e immagazzina-
mento per un successivo riutilizzo.
I dispositivi utilizzati nell’Energy Harve-
sting hanno tutti
un’alta efficienza ener-
getica
, per essere in grado di gestire que-
sta forma di alimentazione nelle specifiche
applicazioni.
Analogamente, un modulo Energy Harve-
sting è un dispositivo elettronico in grado
di svolgere tutte queste funzioni per alimentare
una varietà di applicazioni per un utilizzo inter-
mittente.
Perché Energy Harvesting?
Sviluppi tecnici avanzati hanno aumentato l’ef-
ficienza dei dispositivi nel
catturare l’energia
ambientale e nel trasformarla in energia elettrica.
Inoltre, i progressi nella tecnologia dei micro-
processori hanno aumentato l’efficienza energe-
tica, riducendo sensibilmente i consumi.
In combinazione, questi miglioramenti tecno-
logici hanno suscitato interesse nella comunità
ingegneristica per sviluppare sempre più appli-
cazioni che utilizzano l’Energy Harvesting per
l’alimentazione di particolari applicazioni.
L’Energy Harvesting, nel caso di un’applica-
zione remota ed in presenza di una fonte energe-
tica naturale, a volte inesauribile, diventa un’al-
ternativa sempre più attraente rispetto all’utilizzo
di adattatori di rete o batterie primarie costose.
Le fonti naturali di energia sono essenzialmente
libere; inoltre, quando un’applicazione viene
progettata e installata correttamente, è esente da
manutenzione ed è disponibile in tutto il ciclo di
vita dell’applicazione.
L’Energy Harvesting può anche essere utilizzata
come
fonte di energia supplementare
, inte-
grando una sorgente di alimentazione primaria,
migliorando l’affidabilità del sistema comples-
sivo e supplendo le interruzioni di alimentazione.
Le applicazioni di Energy Harvesting
Le reti di
sensori wireless
(WSN, Wireless Sen-
sors Networks) sono la tecnologia emergente più
promettente per il monitoraggio di ambienti sia
interni che esterni. Ci sono ormai molte appli-
cazioni wireless reali che usano l’harvesting
come sorgente di alimentazione. Reti di sensori,
soprattutto nel mondo
ZigBee
ma non solo,
quando un nodo viene distribuito in siti remoti,
a volte l’alimentazione non è disponibile o inaf-
fidabile.
L’ultra low power Energy harvesting
rappre-
senta una tecnologia innovativa per l’alimenta-
zione delle reti di sensori. L’unica possibile solu-
zione per eliminare il bisogno di reti di alimen-
tazione e di batterie primarie, e disporre, così, di
nodi sensori indipendenti, funzionanti sul lungo
periodo, che una volta installati non necessitino
di alcuna cura particolare. La tipica architettura
di un sistema wireless autoalimentato è compo-
sta da più elementi. È possibile dividere il gene-
rico dispositivo in più blocchi funzionali (come
in figura), a partire dall’accumulatore di energia,
il vero e proprio Energy harvester, che si occupa
di convertire l’energia raccolta dall’ambiente e
