Trådlös snabbladdning för framtidens IoT-lösningar
Inom ramen för sitt examensarbete i elektroniksystem har teknisk fysik-studenten Franz Wikner fördjupat sig i induktiv snabbladdning för inkapslade Internet of Things-enheter. Målet är att förlänga enheters livslängd och skapa robusta system som kan skydda mot fukt och damm.
Internet of Things-enheter är ofta batteridrivna och väl inkapslade för att klara tuffa industriella förhållanden. Det är en utmaning att få dem att utföra sina uppgifter under långa perioder utan att störas av driftavbrott på grund av batteribyte. Idealet vore i stället att enheterna laddas trådlöst och snabbt. Det förlänger livstiden för systemen och färre system behöver kasseras.
– Om vi kan undvika driftstörningar vid varje batteribyte kan vi förlänga enheternas livslängd. Och är systemen ordentligt inkapslade kan de skyddas mot fukt eller damm. Den metod jag använt säkerställer helt slutna inkapslingar och minimerar risken för systemskador eller kalibreringsproblem vid batteribyte, säger Franz Wikner som pluggat teknisk fysik.
– Liknande tekniker används redan i daglig elektronik, till exempel i telefonladdare, men mitt arbete tar steget mot högre effekter och större tillförlitlighet för IoT-enheter.
Grönare batterianvändning
I sitt projekt har Franz Wikner simulerat och testat elektromagnetiska fält, effektöverföring och effektivitet hos sändar- och mottagarsystem som utgörs av olika typer av spolar. Den ena spolen är en traditionell transformatorliknande spole och den andra en plan spiralspole, möjliggör överföring av elektromagnetisk energi genom det inducerade elektriska fältet. För att maximera effektiviteten har spolarna kompenserats med seriekopplade kondensatorer och uppnått hög effektöverföring med upp till 92 procent effektivitet.
– Tekniken jag har utvecklat har paralleller i användningen av induktiva elbilsladdare, där större spolar och högre effekter används över längre avstånd. Genom att applicera de här principerna på IoT-enheter skulle de kunna laddas med minst 30 watt. Det i sin tur förbättrar eller förlänger användningen av IoT i olika branscher. Livstiden för systemen förlängs och färre system kasseras, förklarar Franz Wikner.
Hur har det varit att göra examensarbete i ett skarpt projekt inom akademin?
– Det har varit både utmanande och givande. Att samarbeta med professorer och doktorander har inte bara gett mig djupare kunskaper, utan också en insyn i forskningsprocessens dynamik. Att vara en del av akademiska diskussioner har utmanat min problemlösningsförmåga och gett mig en ny förståelse för hur forskning driver innovation och kunskap framåt.
Uppdaterad:
Sidansvarig: Kontakta oss