““新智联 智世界”中国loT大会近日在深圳南山科兴科学园举办。该大会由电子发烧友网自2016年起开设,至今已吸引超过90%的半导体厂商持续参与,旨在联合物联网上下游产业共同协作,携手更多跨界企业一起开发出物联网商机,探索物联网产业链生态构建。”祝贺 ADI 以下两款产品方案荣获 2019年度中国IoT技术创新奖!
ADI机器健康状态监测解决方案
ADI超低电压、升压型转换器和能量采集管理器LTC3108
“新智联 智世界”中国loT大会近日在深圳南山科兴科学园举办。该大会由电子发烧友网自2016年起开设,至今已吸引超过90%的半导体厂商持续参与,旨在联合物联网上下游产业共同协作,携手更多跨界企业一起开发出物联网商机,探索物联网产业链生态构建。
大会上颁发的中国IoT创新奖旨在发掘和表彰IoT行业中具有开拓精神并为企业带来杰出贡献的,具有创新价值和深远影响的杰出技术,以及在过去一年中,被市场和行业用户所高度关注和认可的创新产品,是中国IoT行业性和影响力的行业奖项。
ADI获奖方案
机器健康状态监测解决方案
传统维护一般是预防性或纠正性维护,通常会占用很大一部分生产成本。现在,使用IIoT(工业物联网)监测机器的健康状态有助于实现预测性维护,让行业人员能够预测故障,从而大幅节省运营成本。由ADI提出的机器健康状态监测解决方案,可以提高工厂生产力和效率,限度地延长机械正常运行时间,加速实现工业 4.0。
技术特点1:采用加速度计测量振动
振动测量可以使用放置在被监测元件附近的加速度计进行。MEMS加速度计更具优势,不仅可以在低频率下提供更好的响应,而且体积小巧。
除ADI MEMS传感器代表ADXL100x系列加速度计(ADXL1001/ADXL1002/ADXL1003/ADXL1004/ADXL1005)之外,ADI还提供许多其他加速度计,对于分析机器状态非常有用。在更严格的带宽范围内观察发现,ADXL35x系列产品(ADXL354/ADXL355/ADXL356/ADXL357)具备低噪声等级特性(噪声低至20 μg/√Hz,带宽为1500 Hz)。与提供模拟输出的ADXL100x系列产品不同,ADXL35x系列产品可以提供数字输出,用于简化与微控制器的接口。
技术特点2:从组件到完整模块
为了简化设计,ADI提供了一套完整的解决方案,采用 ADcmXL3021型号实施三轴测量。这款3.3 V电源电压产品包括三个基于ADXL1002 的测量链、一个温度传感器、一个处理器和一个FIFO。
技术特点3:适用于IIoT的网络SmartMesh,非常适合用于实施预测性维护
无线网络特别适合用于从振动传感器收集维护数据。它的速度不需要多快,但必须足够健壮,能够在通常非常嘈杂、且采用金属结构、传导性很差的工业环境中运行。它还必须能够从大量传感器收集数据,而这些传感器不一定非常靠近数据记录器。
为了满足这一需求,ADI推出 SmartMesh® IP 工业Mesh网络,该网络功耗低,且具有相当高的抗扰性。一个标准对于维护模块非常重要,为其供电的能量采集器或锂电池必须运行5到10年,中间不能进行更换。
SmartMesh IP网络基于6LoWPAN标准(IEEE 802.15.4e),非常适合IIoT,且基于围绕2.4 GHz传输的专有协议构建。该解决方案包含 LTC5800 收发器或预的LTP590x模块,非常易于实施。
技术特点4:简单易用的GUI
本方案还提供一个简单易用的GUI,可以提供时域以及频率域的数据,直观观察振动信号的相关信息。
ADI获奖产品
超低电压、升压型转换器和能量采集管理器LTC3108
LTC3108 是一款高度集成的 DC/DC 转换器,非常适合于收集和管理来自诸如 TEG (热电发生器)、热电堆和小型太阳能电池等极低输入电压电源的剩余能量。该器件所采用的升压型拓扑结构可在输入电压低至 20mV 的情况下正常运作。
传统的DC/DC需要一定的启动电压,通常不会低于700mV, 但是,空间能量场的能量等级通常很低,不仅仅是电流微弱,通常电压等级也不高,单体电压的太阳能电池,每个单元的阳光直射电压也不超过600mV,因此,传统的DC/DC电路,无法直接从普通的换能器微弱能量获取必要的工作条件。
ADI的技术们致力于探索和突破极限,推出了只需要20mV即可启动工作的电压转换器,可以配合TEG热电换能器,单体太阳能单元等,实现IOT设备的能量获取及电压稳定功能。
如图所示,空间能量场非常微弱
LTC3108开创性地在电压吸收端引入了超低电压自谐振回路,配合1:50左右的微型变压器,能够降输入端微弱的不小于20mV的能量源,放大到1V以上,从而推动一个微功耗DC/DC电压变换器共组,稳定输出电压在常见的3.3V,同时提供了2.2V LDO系统维持电压,以及5V左右的储能管理工作。
借由ADI电源团队开创性的思路和工作成功,使IOT节点在有10℃-20℃ 温差的环境下的检测与传感网络的免维护运行,提供了创新的解决方案:
3cm*3cm的TEG换能器
10℃温差时,能够产生198uW 的3.3V@60uA能量
30℃温差时,能够产生1.32mW 的3.3V@400uA能量
除了TEG, LTC3108也适用于其它超过20mV 的微弱能量源。从而提供一个稳定的微功耗电压给IOT传感器节点实现免维护供电。