Smaoinich gu bheil an uaireadair smart agad a’ bàsachadh ron dinnear. Bidh thu ag ionndrainn rabhaidhean, cunntadh cheumannan agus fiosrachadh mu ìre cridhe. Bidh beatha bataraidh goirid a’ dèanamh luchd-cleachdaidh mì-thoilichte.
Is e am bataraidh an rud as dìriche a tha luchd-cleachdaidh a’ mothachadh. Tha beatha ghoirid bataraidh agus cosgais leantainneach a’ cur dragh air luchd-cleachdaidh.
Tha dùbhlan mòr romhpa aig dealbhadairean. Feumaidh iad barrachd fheartan a chur ri innealan-làimhe nas lugha gun a bhith gan toirt gu bhith a’ cleachdadh cus cumhachd. Feumaidh iad sùil gheur a chumail air cleachdadh lùtha. Chan urrainn do sheann dhòighean cumhachd stèidhichte cumail suas ris an dòigh anns a bheil luchd-cleachdaidh ag atharrachadh an cleachdaidhean, agus mar sin bidh cumhachd air a chall. Bidh seo ag adhbhrachadh cosgais tric agus drèanadh obann bataraidh.
Tha an t-artaigil seo a’ mìneachadh mar a dhèiligeas tu ri dealbhadh innealan so-ghiùlain le cumhachd ìosal. Tha e a’ toirt seachad plana soilleir airson cothromachadh a dhèanamh air coileanadh, cleachdadh lùtha, agus eòlas an neach-cleachdaidh. Chì thu an duilgheadas, coimheadaidh tu air roghainnean cumhachd, agus ionnsaichidh tu roghainnean snasail.
Na prìomh ghiùlan-bidhe
Tagh pàirtean cumhachd ìosal leithid an MSP430 no ARM Cortex-M0+ gus am mair am bataraidh nas fhaide.
Cleachd rothaireachd dleastanais gus mothachairean a thionndadh air agus dheth ann am buillean, a lughdaicheas cleachdadh lùtha còrr is leth.
Cleachd mothachadh co-theacsa gus cleachdadh cumhachd atharrachadh a rèir na tha an neach-cleachdaidh a’ dèanamh, a’ sàbhaladh bataraidh nuair a bhios iad a’ gabhail fois.
Cleachd buain lùtha agus riaghladh cumhachd stèidhichte air AI gus cleachdadh cumhachd a lughdachadh eadhon nas motha.
Cothromaich coileanadh agus èifeachdas le bhith a’ cur ghnìomhan troma gu inneal co-cheangailte agus a’ cleachdadh protocolaidhean gun uèir cumhachd ìosal leithid BLE.
Caitheamh Cumhachd ann an Eileagtronaig So-ghiùlain
Tha an aon dhuilgheadas aig a h-uile inneal-làimhe a nì thu: chan eil mòran lùtha ann an cùis bheag. Feumaidh fios a bhith agad càite an tèid an lùth sin mus urrainn dhut dad a leasachadh. Is iad na prìomh luchd-cleachdaidh cumhachd mothachairean, pròiseasairean, rèidiothan gun uèir, agus taisbeanaidhean . Bidh gach pàirt a’ toirt beagan bataraidh, agus còmhla bidh iad a’ co-dhùnadh dè cho fada ‘s a bhios an inneal agad ag obair.
Prìomh Dhrèanaichean Cumhachd ann an Innealan So-ghiùlain
Bidh mothachairean a’ cruinneachadh dàta fad na h-ùine. Bidh pròiseasairean ag atharrachadh an dàta sin gu fiosrachadh feumail. Bidh rèidiothan gun uèir a’ cur thoraidhean gu fòn no sgòth. Bidh taisbeanaidhean a’ sealltainn do luchd-cleachdaidh dè tha cudromach. Bidh gach pàirt a’ cleachdadh cumhachd na dhòigh fhèin, agus feumaidh fios a bhith agad air na figearan.
Roinn-seòrsa de cho-phàirtean | Pàirt Shònraichte | Cumhachd Cumhachd |
|---|---|---|
Braitear (Togail Ìre Cridhe) | Braitear tatù dealanach | 3 mW |
Sreath OLED sìnte le mothachaire PPG | 16.5 mW | |
IC PPG mothachaidh teannaichte | 1.66 mW | |
Siostam le ìre samplachaidh àrd | 13.468 mW | |
Pròiseasar (Àireamhachadh Ìre Cridhe) | Pròiseasar BioAIP | 46.8 μW |
Pròiseasar lìonra neoni trì-fhillte | 746 nW | |
FFT staitistigeil cumhachd ìosal | 2.4 mW | |
Gun Uèir (Tar-chur) | Paiste mothachaidh gun uèir BLE | fo 3 mW |
Algairim teannachaidh DCT-IV | fo 5 mW | |
Mion-atharrachadh fios-air-ais fiùghantach | 60 mW | |
Siostam sgrùdaidh ìre cridhe le tar-chur gun uèir | 44.57 mW | |
Siostam tar-chuir gun uèir so-ghiùlain trì-luaidhe |
Tha an raon iongantach. Chan eil pròiseasar lìonra neoni beag bìodach a’ cleachdadh ach 746 nW, ach bidh siostam tar-chuir gun uèir iomlan a’ cleachdadh 72.6 mW. Tha an diofar sin mòr. Bidh buaidh dhìreach aig na roghainnean pàirtean agad air a’ bhuidseit cumhachd agad.
Dreuchd Factar Foirm ann am Beatha Bataraidh
Tha meud an inneil-làimhe agad a’ cur crìoch air dè an ìre bataraidh as urrainn dha a bhith ann. Nuair a nì thu am pasgan bataraidh nas lugha, faodaidh e nas lugha de lùth a chumail . Tha tòrr nas lugha de dh’àite aig fàinne snasail na tha aig uaireadair smart, agus mar sin bidh am bataraidh aige a’ stòradh nas lugha de lùth. Tha an crìoch seo gad dhèanamh a’ smaoineachadh mu èifeachdas bhon toiseach.
Bidh ceannach phàirtean a bhios a’ cleachdadh nas lugha de lùth a’ cuideachadh le bhith a’ dèanamh cinnteach gum mair am bataraidh nas fhaide. Tha planaichean riaghlaidh cumhachd glè chudromach. Chan urrainn dhut dìreach bataraidh nas motha a chur ris. Feumaidh tu an ìre de chumhachd a bhios tu a’ cleachdadh a lughdachadh.
Smaoinich air conaltradh gun uèir. Bidh sanasachd BLE ann am modh luath a’ cleachdadh mu 0.48 mA . Bidh modh meadhanach a’ cleachdadh mu 0.078 mA. Bidh modh slaodach a’ cleachdadh dìreach 18 µA. Bidh am microcontroller agad ag obair aig mu 4 mA nuair a bhios e gnìomhach, agus bidh sensor IMU a’ cleachdadh nas lugha na 5 µA. Tha na h-àireamhan seo a’ sealltainn cho cudromach sa tha do phlana conaltraidh.
Feumaidh do phlana riaghlaidh cumhachd cothromachadh a dhèanamh eadar na rudan seo uile. Feumaidh tu co-dhùnadh dè na pàirtean a dh’fhanas air agus dè na pàirtean a thionndaidheas dheth. Feumaidh tu taghadh cuin a chuireas tu dàta agus cuin a shàbhaileas tu e gu h-ionadail. Bidh buaidh aig gach roghainn air beatha do bhataraidh agus air eòlas an neach-cleachdaidh.
Dealbhadh Bathar-cruaidh airson Leasachadh Cumhachd Ìosal
Bidh taghadh nam pàirtean ceart a’ tòiseachadh le bhith eòlach air a’ bhuidseit cumhachd agad. Feumaidh tu pròiseasairean as urrainn cadal gu domhainn. Feumaidh tu mothachairean a bhios a’ cleachdadh glè bheag de chumhachd, chan e feadhainn mhòra. Bidh am pròiseasar GPX10 bho Ambient Scientific a’ cleachdadh dealbhadh coimpiutaireachd analogach sònraichte, in-chuimhne. Leigidh seo le innealan meidigeach so-ghiùlain AI a ruith airson mìosan air bataraidhean beaga. Tha sin na cheum mòr air adhart ann an teicneòlas sliseagan cumhachd ìosal.
Bidh na roghainnean pàirtean agad a’ cumadh do phlana cumhachd. Tagh siostam-air-sliseag le grunn mhodhan cumhachd ìosal. Cùm am prìomh phròiseasar na chadal fad na h-ùine. Cleachd rianadair cumhachd ìosal gus dàta a chruinneachadh fad na h-ùine. Chan eil an rianadair sin a’ dùsgadh a’ phrìomh phròiseasar ach nuair a bhios feum air. Bidh an dealbhadh roinnte seo a’ sàbhaladh tòrr lùtha.
Smaoinich gu faiceallach air an taisbeanadh a thaghas tu. Bidh scrionaichean AMOLED as urrainn gach piogsail a chuir dheth a’ cleachdadh suas ri 40% nas lugha de chumhachd na LCDs. Tha an diofar sin cudromach ann an inneal beag. Bidh meud do bhataraidh a’ fuireach mar a tha e, agus mar sin bidh gach milleavat a shàbhaileas tu ga dhèanamh nas fhaide.
A’ taghadh phàirtean èifeachdach a thaobh lùtha
Tòisich leis a’ phròiseasar. Coimhead airson sgoltagan a bhios gu nàdarrach a’ cleachdadh glè bheag de chumhachd. Tha an teaghlach MSP430 fhathast na dheagh roghainn airson gnìomhan sìmplidh. Airson obraichean nas duilghe, coimhead airson pròiseasairean le sgèileadh bholtaids is tricead fiùghantach (DVFS) . Bidh DVFS ag atharrachadh a’ bholtaids agus an astar a rèir na tha a dhìth air an t-siostam aig an àm sin. Rè gnìomhan furasta, bidh an siostam ag obair nas slaodaiche . Nuair a dh’ fheumas an neach-cleachdaidh freagairt luath, bidh am pròiseasar a’ luathachadh. Tha sgrùdaidhean a’ sealltainn gu bheil DVFS a’ sàbhaladh 27.74% gu 47.74% de lùth ann an dealbhaidhean VLSI cumhachd ìosal. Tha an raon sin a’ sealltainn sàbhalaidhean cumhachd fìor, tomhaiste.
Tha do roghainn gun uèir cudromach cuideachd. Tha Bluetooth Low Energy (BLE) fhathast na inbhe airson innealan so-ghiùlain. Bidh e a’ dèiligeadh gu math ri cearcallan dleastanais ìosal. Airson astaran glè ghoirid, bidh NFC a’ cleachdadh eadhon nas lugha de chumhachd. Sàbhail Wi-Fi no ceallach airson gluasadan tearc, àrd-astar.
Tha teicneòlas bataraidh a’ sìor fhàs nas fheàrr. Bidh anodan co-dhèanta silicon-carbon ag àrdachadh dùmhlachd lùtha mu 25% gun an inneal a dhèanamh nas motha. Tha sin a’ ciallachadh barrachd cumhachd san aon àite. Bidh buain lùtha a’ cur roghainn eile ris. Bidh IC bq25570 aig Texas Instruments a’ glacadh lùth lag bho theas bodhaig, gluasad no solas. Bidh e ag àrdachadh an cuir-a-steach 300–400 mV sin gu 3–5 V gus bataraidh a ghearradh. Chan urrainn dha lùth a chaidh a bhuain leis fhèin smartwatch a ruith, ach bidh e a’ cuideachadh a’ bhataraidh agus a’ leudachadh ùine ruith.
Cruth PCB agus Dòighean-obrach Geataidh Cumhachd
Bidh buaidh dhìreach aig cruth a’ bhùird-chuairt agad air riaghladh cumhachd. Cleachd geataichean cumhachd gus blocaichean nach eilear a’ cleachdadh a chuir dheth gu tur. Bidh seo a’ gearradh sruth aodion ann am pàirtean neo-ghnìomhach. Bidh sgèileadh bholtaids fiùghantach ag obair le geataichean cumhachd. Còmhla, bidh iad a’ dèanamh plana lughdachadh cumhachd iomlan.
Dealbhaich do PCB le iomadh rèile cumhachd. Bidh Cuairt Amalaichte Riaghlaidh Cumhachd (PMIC) a’ cumail smachd air agus a’ cur cumhachd thairis air na rèilichean seo. Bidh am PMIC a’ làimhseachadh cosgais agus a’ cur feartan sàbhailteachd ris. Bidh e cuideachd a’ toirt diofar ìrean bholtaids do dhiofar phàirtean. Dh’ fhaodadh do rèile mothachaidh ruith aig 1.2V fhad ‘s a dh’ fheumas do rèile rèidio 1.8V.
Tha riaghladh teirmeach cudromach cuideachd. Bidh barrachd cleachdadh cumhachd a’ cruthachadh barrachd teas. Faodaidh an teas sin mì-chofhurtachd no cùisean sàbhailteachd adhbhrachadh airson innealan a thèid a chaitheamh air a’ cheann no air a’ chaol-dùirn. Cleachd PCBan le strì teirmeach ìosal gus teas a sgaoileadh gu math. Bidh pàirtean àrd-èifeachdais a’ lughdachadh puingean teth mus tòisich iad.
Cuir dheth clocaichean iomaill nach eilear a’ cleachdadh taobh a-staigh an SoC. Bidh gach cloc gnìomhach a’ cleachdadh cumhachd. Suidhich cruthan frèam dàta air an leasachadh gus meud an luchd a lughdachadh. Tha luchdan nas lugha a’ ciallachadh amannan tar-chuir nas giorra. Tha tar-chuirean nas giorra a’ ciallachadh nas lugha de chumhachd rèidio.
Ceangail pàirtean fiosrachaidh euslaintich leithid crith-thonnadairean, solais LED, agus taisbeanaidhean ris an rianadair cumhachd ìosal. Leigidh an rèiteachadh seo leis a’ phrìomh phròiseasar fuireach na chadal. Bidh an rianadair cumhachd ìosal a’ làimhseachadh ghnìomhan sìmplidh. Chan eil e a’ dùsgadh a’ phrìomh phròiseasar ach airson mion-sgrùdadh iom-fhillte. Bidh am pàtran dealbhaidh seo a’ meudachadh ùine cadail agus a’ lughdachadh sgudal lùtha.
Feumaidh do phlana riaghlaidh cumhachd smaoineachadh air gach pàirt. Bidh buaidh aig gach roghainn air an t-siostam gu lèir. Bidh deagh riaghladh cumhachd a’ leudachadh beatha bataraidh. Bidh dealbhadh cùramach a’ cothromachadh coileanadh le èifeachdas. Is e an toradh inneal a mhaireas fad an latha agus a chumas luchd-cleachdaidh toilichte. Ann an eileagtronaig so-ghiùlain, tha cudromachd aig gach co-dhùnadh. Feumaidh eileagtronaig so-ghiùlain dòigh-obrach làn-shiostam. Bidh èifeachdas lùtha a’ tòiseachadh aig ìre a’ phàirt. Tha an leasachadh seo a’ dol nas fhaide na pàirtean fa leth.
Ro-innleachdan Bathar-bog is Conaltraidh airson Riaghladh Cumhachd
Bidh na roghainnean bathar-cruaidh agad a’ suidheachadh a’ bhunait, ach bidh am bathar-bog a’ co-dhùnadh dè cho math ‘s a chleachdas tu an cumhachd sin. Faodaidh bathar-bog snasail beatha bataraidh a leudachadh gu mòr gun phàirtean sam bith atharrachadh. Is e am prìomh bheachd fios a bhith agad cuin a dh’ fheumas an inneal agad a bhith gnìomhach agus cuin as urrainn dha cadal gu sàbhailte.
Leasachadh Bathar-bog agus Rothaireachd Dleastanais
’S e rothaireachd dleastanais aon de na h-innealan as làidire anns a’ phasgan riaghlaidh cumhachd agad. An àite a bhith a’ ruith mothachairean fad na h-ùine, bidh thu gan cuisleadh aig ìrean nas ìsle rè amannan dìomhain. Smaoinich air mothachaire gas le teasadair a bhios a’ tarraing 34 mA gu leantainneach. Le bhith a’ cuisleadh an teasadair sin aig cearcall dleastanais 40%, bidh thu a’ lughdachadh an t-sruth cuibheasach gu 15.65 mA. Bidh cleachdadh cumhachd a’ tuiteam bho 102 mW gu 46.95 mW . Bidh am mothachaire a’ fuireach blàth gu leòr airson freagairt gu luath, ach bidh thu a’ sàbhaladh barrachd air leth na lùtha.
Tha am pròiseas a’ leantainn pàtran sìmplidh. An toiseach, teasaich an sensor le sruth cuisleach aig 2 kHz. Chan eil cearcall dleastanais os cionn 40% a’ lughdachadh ùine ro-theasachaidh gu mòr. An uairsin, gluais gu modh dìomhain, a’ cumail a’ chuisle 40% sin gus teas a chumail. Mu dheireadh, nuair a dh’ fheumas tu leughadh, cuir làn shruth DC an sàs. Bheir an teas stòraichte an sensor gu teòthachd obrach gu sgiobalta, agus mar sin chan eil thu a’ caitheamh mòran lùtha a’ feitheamh.
Bidh bathar-bog stèidhichte air tachartasan a’ neartachadh nan sàbhalaidhean sin. Cuir loidsig stèidhichte air briseadh an àite lùban bhòtaidh . Cuir gnìomhan ann am buidhnean gus am bi iad a’ ruith ann an aon chearcall dùsgadh. Cuir dheth innealan-iomaill is clocaichean nach eilear a’ cleachdadh. Cleachd Ruigsinneachd Dhìreach air Cuimhne airson gluasadan dàta. Bidh gach dòigh a’ gearradh ùine ghnìomhach, agus bidh ùine ghnìomhach a’ cosg cumhachd.
Bidh ionnsachadh innealan freumhaichte a’ toirt seo nas fhaide. Bidh ionnsachadh neartachaidh domhainn ag atharrachadh a rèir cleachdaidhean gach neach-cleachdaidh ann an àm fìor. Bidh siostam ioma-ghnìomhaiche a’ cumail smachd air gach pàirt air leth. Bidh ionnsachadh gluasaid a’ luathachadh an t-suidheachaidh airson luchd-cleachdaidh ùra. Bidh an dòigh-obrach seo a’ leudachadh beatha bataraidh le 36% agus ag àrdachadh sàsachd luchd-cleachdaidh le 25% . Bidh an inneal agad ag ionnsachadh cuin a bhios tu a’ cadal, cuin a bhios tu ag eacarsaich, agus cuin a bhios tu a’ sgrùdadh rabhaidhean. Bidh e ag atharrachadh obrachaidhean gus a bhith co-ionnan.
A’ cleachdadh Pròtacalan gun uèir cumhachd ìosal
Bidh an roghainn gun uèir agad a’ cumadh do bhuidseit cumhachd gu lèir. Tha Bluetooth Low Energy fhathast mar an ìre àbhaisteach airson innealan so-ghiùlain, a’ tabhann beatha bataraidh 3-5 bliadhna . Bidh protocolaidhean LPWAN a’ sìneadh gu 10-15 bliadhna, ach tha iad nas freagarraiche do chleachdaidhean cleachdaidh is dìochuimhneachaidh na innealan so-ghiùlain eadar-ghnìomhach. Tha an co-rèiteachadh a’ toirt a-steach dàil agus ìre dàta. Bidh BLE a’ làimhseachadh tar-chuiridhean beaga, tric gu math. Bidh LPWAN a’ deàrrsadh aig ùrachaidhean tearc, beaga thairis air astaran fada.
Bidh luchdachadh sìos àireamhachadh gu inneal co-cheangailte a’ lughdachadh cumhachd an t-siostaim suas ri 20%. Bidh an inneal-làimhe agad a’ tional dàta amh, ga chur gu fòn, agus a’ faighinn air ais toraidhean air an giullachd. Bidh seo a’ gluasad giullachd throm far a’ bhataraidh bhig. Bu chòir don phlana riaghlaidh cumhachd agad smaoineachadh air an dòigh-obrach measgaichte seo.
Tha roghainnean dealbhaidh ann an clàradh conaltraidh cudromach cuideachd. Cuir aig amannan cunbhalach. Teann luchdan. Dùisg an rèidio dìreach nuair a bhios feum orra. Bidh na roghainnean beaga seo a’ cur ri sàbhalaidhean lùtha mòra thar beatha an inneil agad.
Cothromachadh Coileanaidh agus Èifeachdais ann an Innealan So-ghiùlain
Bidh thu an-còmhnaidh a’ coinneachadh ri roghainnean nuair a bhios tu a’ dealbhadh inneal-làimhe. Bidh a h-uile feart a chuireas tu ris a’ cleachdadh cumhachd. Bidh a h-uile mothachair a chuireas tu ris a’ drèanadh a’ bhataraidh. Is e an iuchair fios a bhith agad dè a dh’ fheumas do luchd-cleachdaidh agus cuin a dh’ fheumas iad e.
A’ riaghladh cho-rèiteachaidhean ann an eòlas an neach-cleachdaidh
Tòisich leis an roghainn meanbh-riaghladair agad. Bheir an ARM Cortex-M0+ am measgachadh as fheàrr de choileanadh agus cumhachd gnìomhach ìosal. Bidh leudachain DSP an M4 a’ luathachadh ghnìomhan leithid sìoladh Kalman. Leigidh amannan dùsgadh luath agus innealan iomaill fèin-ghluasadach leis an MCU agad fuireach na chadal gus am bi stairsnich mothachaidh a’ piobrachadh gnìomh. Bidh am plana cumhachd seo a’ lughdachadh cleachdadh cumhachd gu mòr.
Bidh teicneòlas bataraidh a’ cur co-rèiteachadh eile an sàs. Bidh bataraidhean cuidhteasach a’ cumail barrachd lùtha ach a’ dèanamh dealbhadh nas duilghe. Leigidh bataraidhean ath-luchdaichte le dealbhadh nas taine. Bidh bataraidhean cumadh gnàthaichte a’ cleachdadh àite as fheàrr. Tha do mheud beag a’ cuingealachadh comas bataraidh, agus mar sin feumaidh tu dealbhadh timcheall air a’ chrìoch sin.
Tha dùbhlain coltach ri seo an lùib amalachadh mothachairean. Bidh mothachairean stèidhichte air CMOS a’ comasachadh fheartan beairteach ach feumaidh iad roghainnean faiceallach. Feumaidh mothachairean optigeach stuthan a tha a’ dol a-steach do sholas. Bidh geatachadh cumhachd a’ cur stad air drèanadh bataraidh ach a’ cur ri iom-fhillteachd dealbhaidh. Tha an ìre amalachaidh as fheàrr agad an urra ri eòlas an neach-cleachdaidh, cosgais agus cùisean cleachdaidh. Bidh an roghainn seo a’ cumadh do phlana cumhachd gu lèir.
Bidh conaltradh gun uèir a’ cleachdadh a’ chumhachd as motha anns an t-siostam agad. Is e Bluetooth Smart am prìomh roghainn cumhachd ìosal fhathast. Tha buaidh mhòr aig cho tric agus dè an ìre dàta a chuireas tu. Faodaidh meudan mòra dàta am bataraidh a dhrèanadh ann an uairean a thìde. Bidh dòighean-obrach faiceallach ga leudachadh gu seachdainean no mìosan. Feumaidh tu co-dhùnadh dè cho tric ‘s a bhios an inneal-làimhe agad a’ sioncronachadh le fòn. Tha an clàr-ama seo na phàirt chudromach den phlana cumhachd agad.
Bidh mothachadh co-theacsa a’ gearradh dheth mothachadh nuair nach eil feum air. Dh’fhaodadh an inneal-caitheamh agad sgrùdaidhean ìre cridhe a lughdachadh fhad ‘s a bhios an neach-cleachdaidh a’ gabhail fois. Bidh e ag àrdachadh sgrùdaidhean rè eacarsaich. Bidh seo a’ sàbhaladh lùth aig amannan sàmhach agus a’ cumail làn-ghnìomhachd rè cleachdadh gnìomhach.
Bidh mothachadh co-theacsa a’ sàbhaladh bataraidh aig amannan sàmhach agus a’ cumail làn-ghnìomhachd rè cleachdadh gnìomhach.
Eisimpleirean Fìor-shaoghal de Chothromachadh Soirbheachail
Bidh innealan so-ghiùlain an latha an-diugh a’ roinn obair thar iomadh pròiseasar. Bidh MCU àrd-choileanaidh prìomh a’ paidhir le mòr-ionadan mothachaidh sònraichte agus co-phròiseasairean a bhios an-còmhnaidh air. Nuair a bhios e neo-ghnìomhach, bidh am prìomh CPU a’ dol a-steach do chadal domhainn le glè bheag de chumhachd. Bidh mòr-ionad mothachaidh beag bìodach a’ ruith air microamps a’ làimhseachadh ghnìomhan sìmplidh leithid cunntadh cheumannan. Chan eil am prìomh phròiseasar a’ dùsgadh ach airson gnìomhan duilich leithid grafaigean no gairmean.
Tha teannachadh cuimhne atharrachail a’ sealltainn fìor thoraidhean. Tha an dòigh seo a’ lughdachadh feumalachdan ruigsinneachd cuimhne agus a’ cumail coileanadh. Tha sgrùdaidhean a’ sealltainn sàbhalaidhean cumhachd 20-25% . Bidh clàradh cuimhne mothachail air cumhachd a’ tionndadh air cuimhne a bharrachd dìreach aig amannan trang ris a bheil dùil. Bheir seo suas ri 30% èifeachdas bataraidh nas fheàrr.
Method | Buaidh Mhìneachail air Malairt-dheth |
|---|---|
Samplachadh atharrachail (sgrùdadh NSF) | A’ gearradh meud dàta suas ri 69% agus a’ lughdachadh cumhachd an fho-shiostaim chridhe còrr is 57% |
AI Edge / TinyML (rannsachadh MDPI) | A’ faighinn còrr is 88% de chruinneas airson tracadh gluasaid agus a’ lughdachadh cur dàta amh |
Co-aonadh mothachaidh le rothaireachd-dhleastanais | A’ sàbhaladh mu 35% de lùth gun cha mhòr call sam bith ann an cruinneas tomhais |
Tha leasanan dealbhaidh cumanta aig innealan so-ghiùlain luchd-cleachdaidh math. Bidh iad a’ cur spòrs is toileachas ris gus tlachd luchd-cleachdaidh a bhrosnachadh. Bidh iad a’ cumail cosgais thar ùine agus a’ lughdachadh tricead cosgais. Bidh iad a’ tabhann moladh, duaisean, agus rabhaidhean aig an àm cheart. Leigidh iad le luchd-cleachdaidh eadar-aghaidhean agus amasan a ghnàthachadh. Bidh iad a’ cur fòcas air so-leughaidh le cruthan-clò soilleir agus deagh eadar-dhealachadh. Bidh iad a’ togail earbsa tro chlàradh dàta earbsach agus dìon prìobhaideachd.
Bidh gluasad ghnìomhan àrd-chumhachd a’ sàbhaladh bataraidh. Bidh obraichean giullachd is taisbeanaidh a’ dol gu fòn cliste paidhir a’ cleachdadh Bluetooth Low Energy. Bidh MCUn cumhachd ìosal mar an ARM Cortex-M0 no TI MSP430 a’ giullachd dàta gu luath agus a’ dol a-steach do chadal cumhachd ìosal nuair a bhios iad gun ghnìomh. Bidh suidheachadh comharran mothachaidh cumhachd ìosal, mar op amp OA4NP aig STMicro a’ cleachdadh 580nA gach seanail , a’ lughdachadh tarraing cumhachd iomaill. Tha na roghainnean seo a’ sealltainn cleachdadh lùtha snasail ann an innealan so-ghiùlain.
Tha crìochan ann an sgèileadh bholtaids is tricead fiùghantach . Bidh lùban èifeachdais riaghlaiche bholtaids, cosgaisean os cionn suidseadh, agus ìrean bholtaids as ìsle a’ cruthachadh ‘sònaichean marbha’. Chan eil ìsleachadh tricead an-còmhnaidh a’ ciallachadh sàbhalaidhean cumhachd co-ionann. Tha dàil dùsgadh bho chadal domhainn a’ dol bho mhicro-dhiogan gu mìle-dhiogan. Feumaidh tu taghadh eadar freagairt luath agus sàbhalaidhean lùtha.
Cuiridh riaghladh teirmeach sreath eile ris. Bidh obair àrd-choileanaidh a’ cruthachadh teas a bhrosnaicheas lughdachadh. Bidh teas àrd a’ luathachadh aois agus a’ lughdachadh comas èifeachdach. Bidh bataraidhean lithium-ion a’ sealltainn lùban sgaoilidh neo-loidhneach. Faodaidh crìochan sruth as àirde tuiteaman bholtaids adhbhrachadh rè spreadhaidhean àrd-choileanaidh. Feumaidh do bhuidseat cumhachd dealbhadh a dhèanamh airson nan fhìrinnean sin.
Feumaidh làn shealladh airson leasachadh cumhachd ìosal. Bidh thu a’ cothromachadh feumalachdan luchd-cleachdaidh an aghaidh crìochan lùtha. Bidh thu a’ taghadh phàirtean a tha a’ freagairt air na cùisean cleachdaidh agad. Bidh thu a’ cleachdadh dhòighean mothachail air co-theacsa a bhios ag atharrachadh a rèir fìor ghiùlan. Bheir an dòigh-obrach seo inneal-caitheamh a mhaireas fad an latha agus a chumas luchd-cleachdaidh toilichte.
Gluasadan a tha a’ tighinn am bàrr ann an dealbhadh cumhachd ìosal
Tha leasachadh cumhachd ìosal a’ sìor leasachadh. Leigidh teicneòlasan ùra leat a dhol nas fhaide na crìochan a bh’ ann roimhe. Tha dà ghluasad a’ seasamh a-mach: buain lùtha agus riaghladh cumhachd air a stiùireadh le AI.
Buain Lùtha agus Bataraidhean Adhartach
Bidh buain lùtha a’ toirt cumhachd bhon àrainneachd agad. Bidh stuthan piezoelectric ag atharrachadh gluasad bodhaig gu lùth dealain. Bidh Koninklijke Philips NV a’ cur stuthan piezoelectric sùbailte ann an aodach is sgeadachadh. Bidh na toraidhean aca a’ dèanamh 5-10 mW bho ghnìomhachdan làitheil. Tha an cumhachd seo gu leòr airson mothachairean agus modalan conaltraidh gun uèir.
Thog KAIST structar measgaichte a tha a’ cothlamadh poileamairean piezoelectric sùbailte le ceirmeag cruaidh. Bidh an dealbhadh ioma-fhilleadh a’ neartachadh a’ bhuaidh piezoelectric. Bidh na prototaipean aca a’ ruith mothachairean agus electronics beaga gun stad a’ cleachdadh dìreach cumhachd a chaidh a chruinneachadh.
Tha ceallan photovoltaic a’ tabhann roghainn eile. Bidh ceallan PV silicon sùbailte agus perovskite a’ freagairt ann am bannan-dùirn no aodach. Bidh iad a’ toirt cumhachd do dh’ innealan leithid uaireadairean smart agus oximeters cuisle. Bidh gineadairean teirme-electric a’ cleachdadh teas bodhaig faisg air 37°C airson aodach snasail. Bidh nano-ghineadairean triboelectric (TENGn) a’ cleachdadh modhan dealachaidh-conaltraidh gus cumhachd a thoirt do mothachairean fallas a ghabhas caitheamh. Bidh nano-ghineadairean piezoelectric (PENGn) nan suidhe ann an insoles bhrògan no strapan uaireadair. Bidh siostaman tar-chinealach a’ cothlamadh iomadh stòr airson solar nas seasmhaiche.
Tha margaidh buain lùth piezoelectric fhathast òg. Bidh cluicheadairean mar Hong Kong Applied Science & Technology Research Institute, Intel Corp., agus Analog Devices a’ cuideachadh le bhith a’ brosnachadh ùr-ghnàthachaidh. Tha ceallan bith-chonnaidh a’ tabhann roghainn eile. Bidh iad a’ tarraing cheimigean bho fallas. Faodar na ceallan seo a dhèanamh mar chraiceann dealanach sìnte no ceallan clò-bhuailte stèidhichte air aodach. Bidh ceallan adhartach cuideachd a’ fàs nas fheàrr. Leigidh ceallan sùbailte agus co-phàirtean tana le cumaidhean ùra agus amannan ruith nas fhaide. Bidh buain lùtha a’ cur ris an stòr cumhachd agad. Bidh e a’ leudachadh ùine ruith gun mheud a chur ris.
Riaghladh Cumhachd air a stiùireadh le AI
Bidh algairim ionnsachaidh innealan a-nis a’ ro-innse giùlan luchd-cleachdaidh. Bidh an inneal-làimhe agad ag ionnsachadh cuin a bhios tu a’ cadal no ag eacarsaich. Bidh e ag atharrachadh obrachaidhean airson an èifeachdas as fheàrr gun chuir a-steach bhon neach-cleachdaidh. Bidh an leasachadh seo, a tha stèidhichte air AI, a’ lughdachadh dealan a tha air a chall. Bidh na h-algairim ag atharrachadh a rèir do chleachdaidhean thar ùine. Bidh iad ag ionnsachadh cuin a bu chòir dhaibh sùil a thoirt air mothachairean agus cuin a bu chòir dhaibh fuireach gun ghnìomh.
Cumaidh coimpiutaireachd oir a’ giullachd gu h-ionadail. Ro 2025, bidh toraidhean a’ gluasad seachad air tracadh slàinte gu bhith nan eileamaidean cudromach de IoT. Bidh iad a’ ceangal ri siostaman dachaigh snasail, àrd-ùrlaran AR, agus carbadan. Bidh dòighean AI/ML ag obair gu dìreach air bathar-cruaidh airson gnìomhan aithneachaidh, seòrsachaidh, agus ro-innse. Tha seo a’ tachairt às aonais cosgaisean àrda dealain no gluasad dàta. Bidh an inneal agad a’ làimhseachadh nan gnìomhan sin air an oir. Chan eil e an urra ri frithealaichean sgòthan airson a h-uile co-dhùnadh.
Tha an dòigh seo a’ lughdachadh na feumalachd dàta a chur chun sgòthan. Bidh an inneal agad a’ sàbhaladh ghoireasan air tar-chuiridhean gun uèir. Mar thoradh air sin, bidh am bataraidh a’ fuireach nas fhaide le riaghladh cumhachd nas glice. Tha na gluasadan seo a’ comharrachadh àm ri teachd far am bi toraidhean an urra ri pacaidean cumhachd mòra nas lugha. Is e an obair agad na teicneòlasan seo a chur còmhla gu faiceallach.
Chan eil leasachadh cumhachd ìosal mu dheidhinn ìobairt a dhèanamh air coileanadh. Tha e mu dheidhinn roghainnean tuigseach, mothachail air co-theacsa a dhèanamh tron dealbhadh agad. Tha bathar-cruaidh, bathar-bog agus ro-innleachdan conaltraidh anns a’ phasgan innealan agad. Feumaidh tu beachdachadh an-còmhnaidh air an t-siostam gu lèir bho sensor chun sgòth. Bidh buaidh aig gach roghainn co-phàirt air beatha do bhataraidh. Bidh buaidh aig gach co-dhùnadh firmware air an èifeachdas iomlan agad. Gabh dòigh-obrach iomlanach don phròiseas leasachaidh agad. Tha gluasadan a tha a’ tighinn am bàrr leithid buain lùtha agus algairidhean atharrachail a’ gealltainn sàbhalaidhean cumhachd eadhon nas motha. Faodaidh na h-innealan sin ruith fada nas fhaide gun cho-rèiteachadh. Cùm ort ag ionnsachadh agus a’ feuchainn bheachdan ùra. Faodaidh an ath inneal-caitheamh agad cothromachadh a dhèanamh air coileanadh agus cumhachd gu h-èifeachdach. Tòisich air leasachadh an-diugh.
CÀBHA
Dè an ìre cumhachd a bhios pàirt àbhaisteach a ghabhas a chaitheamh a’ cleachdadh?
Tha caitheamh cumhachd ag atharrachadh gu mòr thar gach pàirt. Chan eil pròiseasar lìonra neoni beag bìodach a’ cleachdadh ach 746 nW, agus faodaidh siostam tar-chuir gun uèir iomlan 72.6 mW a tharraing. Bidh na roghainnean agad a’ toirt buaidh dhìreach air a’ bhuidseit cumhachd agad, mar sin dèan measadh faiceallach air gach pàirt mus dèan thu dealbhadh.
Dè a th’ ann an rothaireachd dleastanais agus carson a tha e cudromach?
Bidh rothaireachd dleastanais a’ cur cuislean air is dheth mothachairean an àite an ruith gu leantainneach. Mar eisimpleir, bidh teasadair mothachaidh gas a bhios a’ tarraing 34 mA gu leantainneach a’ tuiteam gu cuibheasachd de 15.65 mA le cearcall dleastanais de 40%. Bidh an dòigh seo a’ lughdachadh cleachdadh lùtha gu mòr agus a’ cumail mothachairean freagairteach nuair a bhios feum orra.
Dè am pròtacal gun uèir a bu chòir dhomh a thaghadh airson an inneal-làimhe agam?
Tha Bluetooth Low Energy fhathast mar an roghainn àbhaisteach airson a’ mhòr-chuid de dh’innealan so-ghiùlain, a’ tabhann beatha bataraidh 3-5 bliadhna. Bidh protocolaidhean LPWAN a’ sìneadh gu 10-15 bliadhna ach tha iad nas freagarraiche do thagraidhean “cur a-mach is dìochuimhnich”. Beachdaich air na feumalachdan tricead dàta agus latency agad nuair a bhios tu a’ dèanamh co-dhùnadh eatorra.
Ciamar a chothromaicheas mi coileanadh le beatha bataraidh?
Tòisich le mothachadh mothachail air co-theacsa. Lùghdaich sgrùdaidhean ìre cridhe rè fois, àrdaich iad rè eacarsaich. Cleachd rianadair cumhachd ìosal airson gnìomhan sìmplidh agus dùisg am prìomh phròiseasar a-mhàin airson mion-sgrùdadh iom-fhillte. Bidh an dòigh-obrach seo a’ sàbhaladh lùth rè amannan sàmhach agus a’ cumail làn-ghnìomhachd nuair a bhios feum aig luchd-cleachdaidh air.
