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讓物聯網真正起飛的關鍵:無線充電
 

【作者: Mark Hopgood】   2017年11月14日 星期二

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從一般郊區家庭到工廠裝配生產線,我們生活中的每個角落都正在經歷「智能」技術強化的過程。物聯網(IoT)技術看似無所不在,但是為這些裝置持續供電仍是一大挑戰,除非這個問題能夠解決,否則許多令人興奮的物聯網創新應用終將無法實現。



圖1 : (source: InternetofThings)
圖1 : (source: InternetofThings)

預計到2020年為止將有超過307億個物聯網裝置湧入市場,這相較於2015年的154億(個),幾乎成長了兩倍;不過比起2025年的754億(個),尚還未及一半。想使用目前常見的鹼性電池與有線充電器為所有物聯網裝置供電顯然不太可行。利用無線充電為物聯網無線通訊裝置供電,無疑將最有效。最大的問題是,這樣的無線遠距充電方案何時能面世呢?其實需要的時間並不如你所想的那般遙遠。


DA4100射頻傳輸IC是一個完整的系統單晶片,能實現高整合、小體積、高成本效益的WattUp無線電力傳輸系統。此一解決方案可以透過無線傳輸,充分供電給毫米到數公尺範圍內的所有裝置;無線充電將是啟動物聯網全部潛能的關鍵。


未來家庭不應拘泥於「線」

今日家庭生活中經常需要更換電池或使用電線的裝置已經超過三位數。其中可能包括支援安全監控系統或甚至是火災及一氧化碳安全警報器的感測器,這些技術必須保持不斷電才能確保人的安全。倘若接下來五年內,消費者家中的物聯網裝置的確成長近乎兩倍,那麼為了避免家中出現每個牆壁插座上纏繞眾多電線的景象,最好是能採用無線充電。


從房屋所有權的經濟學觀點,這項因素尤其重要,現今越來越多的美國人租屋而非購屋,所以想要讓住處更現代化也有種種限制。但是,無線充電可以讓屋主利用IoT恆溫器和門鈴降低電費帳單,提高安全性,得以使用最新技術,同時不動到租用空間的電路佈線。


唯有無線電源管理能讓工業4.0實現

只要工作流程中某個特定功能的感測器沒電,整個工廠就可能因而停止運作,無線充電對工業領域的影響可能更大。今日工業級感測器的成本平均約為50美元,保持供電的接線成本卻可能超過1,000美元。有線感測器通常沒有備用電源,所以即使能利用低功耗藍牙連接,看似具有無線特性,然而這些感測器終究是依賴不完善的電路以保持開啟狀態。


在這樣的環境設定中,無線電源將有助於工業4.0真正發揮,同時幫助企業簡化電源管理基礎架構成本。無線充電可以配置備援系統,將多個無線功率發射器放置在每一感測器的範圍內,其中一個感測器故障時,作為備份的發射器就能發揮功效。



圖2 : (source: internetsociety.org)
圖2 : (source: internetsociety.org)

毋庸置疑,無線充電需要具有普遍性、安全性和遠距範圍傳輸等特性,一如現代Wi-Fi功能。Energous的近距離無線充電(Near Field)已獲得美國監管部門批准,隨即應用於穿戴式、可聽式等物聯網裝置。現在正在努力取得中距離(Mid Field)認證,將發射器和物聯網接收器之間的距離延長至數英尺,讓更多物聯網應用能夠受益。最終,我們將看到全房(full room)充電的實現,支援高達5公尺的遠距離充電(Far Field)。透過與Energous的合作,我們正在持續努力推升無線充電功能的基準。


(本文作者Mark Hopgood任職為Dialog Semiconductor企業戰略資深總監)


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