매설형 이벤트 구동 센서의 크기를 산정한다는 것은 그 아래에서 세상이 얼마나 자주 바뀔지 예측한 뒤, 설치 수년 후 -45 °C에서도 그 변화를 알리는 무선 버스트를 보장하는 것입니다. 본고는 그 방법을 다룹니다: 화학 계열 비교, 검출 및 이벤트 에너지 예산, 저온 펄스 크기 산정, 그리고 회전율이 높거나 에너지 하베스팅을 쓰는 현장에서 밀봉 1차 배터리와 충전식 니켈-금속 수소화물 모듈 사이의 결정.
애니메이션 스코어카드는 대기 에너지, 이벤트 무선 펄스 전류, -45 °C 방전, 이벤트 펄스의 사이클 내성, 밀봉 하우징에서의 안전성, 비용을 기준으로 1차 Li-SOCl2/Li-MnO2, NiMH 펄스 예비 전원 또는 충전식 모듈, 슈퍼커패시터, 충전식 리튬이온을 평가합니다. 1차 리튬은 회전율이 낮은 구역의 긴 대기에서 우세하지만 혹한에서 부동태화되고 전압이 강합니다; 슈퍼커패시터는 펄스를 내지만 대기 에너지를 거의 보유하지 못합니다; 리튬이온은 에너지를 저장하지만 BMS가 필요하고 심한 한파와 포장에 데워진 하우징 모두를 싫어합니다; NiMH는 저온에서 강하게 펄스를 내고 반복 이벤트를 사이클로 견디며 수계이고 안전합니다.
견고한 선택은 회전율이 낮은 밀봉 센서를 위한 «1차 리튬 + 소형 NiMH 예비 전원» 설계와, 사용이 빈번하거나 접근 가능한 설치를 위한 충전식 NiMH 모듈(에너지 하베스팅 또는 정기 서비스 포함)입니다.
네 가지 기여분으로 예산을 구성하십시오. 검출 에너지는 자기계(또는 레이더)의 샘플링 전류 × 샘플링 시간 × 하루 샘플 수이며, 빠른 주차를 놓치지 않을 듀티 사이클로 정해집니다. 이벤트 에너지는 무선 송수신 전류 × 시간 × 하루 예상 이벤트 수이고 재시도를 포함합니다. 하트비트 에너지는 주기적 상태 상향 링크입니다. 서비스 에너지는 BLE 커미셔닝 할당량입니다. 이를 합산해 등가 연속 전류로 만들고 자가 방전과 수명 종료 여유를 더하십시오.
두 번째 애니메이션 그림은 에너지 폭포입니다: 검출 기저, 회전율에 따라 커지는 이벤트 무선 기여분, 하트비트, BLE, (포장 열로 가속되는) 자가 방전, 그리고 필요 용량에서 끝나는 수명 종료/저온 정격 감소. 검출을 이벤트와 따로 보여주는 것이 조용한 거주자 구역과 바쁜 주차장 모두에서 설계자가 수명을 예측할 수 있게 합니다.
최악의 경우는 수명 종료 시 -45 °C에서의 이벤트 상향 링크입니다: 부동태화되고 노화된 1차 셀의 전압이 강하는 동안 LoRa/NB-IoT 전력 증폭기가 송신 전류를 끌어씁니다. 혹한 극한에서 상향 링크, 수신 창, 재시도 내내 공급 레일 전압이 무선 최소치 위에 머물도록 펄스 예비 전원의 크기를 정하십시오. NiMH의 낮은 내부 저항과 평탄한 고원은 1차 셀 단독으로는 붕괴될 수 있는 곳에서 그 펄스를 전달하며, 슈퍼커패시터와 달리 NiMH 예비 전원은 확인 응답이 있는 다중 프레임 이벤트에 충분한 에너지도 담습니다.
15톤 하중과 수년간 진동을 견디는 센서에서는 용접된 탭과 매칭된 셀이 필수적입니다; 스프링의 접촉 저항은 기계적 학대를 거치며 커져 저온 펄스를 훼손할 것입니다.
이벤트 수가 1차 배터리 수명을 서비스 주기 아래로 끌어내릴 때, 지상 또는 표면 부착형 센서가 소형 하베스팅 소자를 달 수 있을 때, 혹은 정기 충전이나 팩 교체를 위해 하우징에 접근 가능할 때 충전식 NiMH 모듈을 선택하십시오. 하베스팅 공급원은 (이상화된 태양이 아닌) 실제 가용 에너지로 크기를 정하고, NiMH는 완만한 일상 방전 심도와 충분한 예비분을 갖추도록, 그리고 심한 한파에서 충전을 잠그고 45 °C 위에서 완화하는 충전 관리기와 함께 크기를 정하십시오.
저자기 방전 NiMH는 하베스팅이 만들어내는 불규칙한 부분 충전을 견디고 조용한 기간 동안 대기 예비분을 유지합니다 — 저렴하고 밀봉되며 기계적으로 학대받는 센서 안에서 정밀한 관리를 요구하는 리튬 계열보다 더 나은 짝입니다.
팩은 하중을 지지하고 열 사이클을 겪는 조립체의 일부입니다: -45~+85 °C 범위로 정격된 셀을 고르고(저온 용량을 감소시키고 고온 충전을 제한), 진동과 15톤 충격에 대비해 용접하고 포팅하며, 퓨즈와 NTC를 마련하고, 셀의 가스 배출을 안테나와 전자장치에서 멀리 향하게 하십시오. 침수될 수 있는 도로 기층이나 실의 경우 팩에 컨포멀 코팅을 하고 결로를 가두는 틈새를 피하십시오. 스마트 맨홀에서는 큰 충전식 저장소 대신 작은 펄스 예비 전원으로 10년 대기에 최적화하십시오.
이러한 기계적 세부 사항은 전기 계산만큼이나 현장 생존을 결정합니다 — 서류상 Ah 목표를 달성해도 트럭 바퀴 아래에서 용접부가 터지는 배터리는 실패한 센서입니다.
검출 듀티 사이클, 이벤트 비율 가정(및 높은 회전율에 대한 민감도), 무선 프로필, 온도 및 기계 정격, 충전/하베스팅 결정을 기록하십시오. 밀봉·매설·저회전 센서는 소형 펄스 예비 전원을 갖춘 1차 리튬 설계로 남고, 바쁘거나 하베스팅을 쓰거나 접근 가능한 센서는 NiMH 모듈의 영역입니다. 논문 C는 IP68/IK10, 광역 온도, 셀 증거에 대해 설계를 검증합니다.
Weijiang Power는 무선 주차 검출 및 스마트 맨홀 센서용 밀봉 니켈-금속 수소화물 셀과 충전식 버퍼 모듈을 공급합니다. 검출 샘플링 듀티, 하루 이벤트 수, 무선 기술, 기계 및 온도 정격, 에너지 하베스팅 사용 여부를 알려주시면, 당사 엔지니어가 용접되고 저온 성능을 갖춘 NiMH 모듈 또는 충전 관리와 보호를 갖춘 교체 가능한 팩을 설계하겠습니다. 형태는 제품 페이지에서 확인하십시오.
