Plataforma horrek energia biltzeko (energy harvesting) teknikak erabiltzen ditu sentsoreen bizi-zikloa hedatzeko, haien baterien autonomia areagotuz, sisteman mantentze-lanak egiteko beharra minimizatzeko. Sistema ziberfisiko bat da, 4.0 industrian zerbitzuak emateko eta hodeian jarduteko antzeko beste modulu edo plataforma batzuekin hari gabe sensatzeko eta komunikatzeko gaitasuna duena. Industria-ingurune gogorretan (50 ºC-tik gorako tenperaturaren, bibrazioen, eremu elektromagnetikoen… eraginpean daudenetan) instalatutako sentsore konplexu eta autoelikatuen hari gabeko sareetan hobekuntzak garatu dira. Proiektu honek hari gabeko sistemak ditu ardatz, neurtutako seinalearen (hau da, maiztasunaren domeinuan prozesatzea FFT bidez, alarmen bidezko jakinarazpen- eta alerta-algoritmoak, etab.) neurketa eta tratamendurako diseinatuak.
Sistema horiek energia-premia eta prozesatze-behar handiagoak dituzte maiztasun baxuko neurketak soilik egiten dituztenek baino; horregatik, emaitza horiek IoT-en edo 4.0 industriaren beste monitorizazio-sistema batzuetara estrapolatu ahal izango lirateke.
Hauek dira proiektu honen helburuak:
- 4.0 industriara bideratutako autoelikatutako hari gabeko sentsoreen sareen hardware/software plataforma modular bat garatzea, kostu txikikoa eta kontsumo txikikoa.
- Industria-ingurune gogorrak aprobetxatzea nodoak energia biltzeko (energy harvesting) tekniken bidez elikatzeko hondar-energia lortzeko, sentsoreen auto-elikadura edo beren baterien autonomiaren hedapena hornitzeko.
- Bateriak ordezkatzeko beharrezko mantentze-lanak minimizatzea.
Energy harvesting termoelektrikoko sistema bat diseinatu eta garatu da. Sistema horrek Ion-Litiozko bateria kargagarria, seriean jarritako bi Peltier Laird UT 15-200 zelula eta Texas Instruments-en BQ25570 energia-kudeaketako txip bat ditu. Transduktoreetatik (Peltier zelulak) datorren sarrera-tentsioa igo eta erregulatu egiten da, irteerako elikatze-tentsio egonkorra eskaintzeko eta soberako energia bateria kargagarrian biltegiratzeko. Bateria horrek irteerako potentzia ematen du transduktore termoelektrikotik datorren sarrera-potentzia nahikoa ez denean. Horretarako, bi Peltier Laird UT 15-200 zelula erabiltzen dira seriean (bakoitza 4 x 4,4 cm-koa eta 3,5 mm-ko lodierakoa).
Sentsoreen bizi-zikloa maximizatzeko, sentsorearen bateria ahalik eta gehien kargatzeaz gain, ahalik eta gehien minimizatu behar da haren kontsumoa. Horretarako, software txertatua optimizatu da, egindako eragiketak minimizatuz, hari gabeko komunikazioak minimizatuz eta energia aurrezteko konfigurazioak erraztuz. Konfigurazioak urrunetik aldatzeko eta energia-kontsumoa murrizteko funtzionaltasunak garatu dira.
Simulazio- eta konfigurazio-software bat ere garatu da, sentsoreen konfigurazioa urrunetik aldatzeko eta haien portaera simulatzeko aukera ematen duena. Tresna hori bereziki garrantzitsua da telekontrolerako, instalazioan sartu eta industriako ekoizpen-prozesuak eten edo nahasi behar izatea saihesten baitu. Honakoak ditu: mahaigaineko aplikazio bat, parametroen irakurketa/idazketarako; biki digital bat, funtzionalitate eta konfigurazio jakin batzuk simulatu eta probatu ahal izateko, hardwarearekin elkarreragin beharrik izan gabe; eta monitorizazioko cloud aplikazio bat.
Diseinua baliozkotzeko probak garatu dira eta, ondoren, nodoen eta sentsoreen bertsio berriak fabrikatu eta baliozkotu dira instalazio pilotuaren antzeko inguruneetan (>50 ºC-ko tenperaturan).
