VP3永久电池规格书DW

原创：Xidas Inc

一、在美国国家科学基金会的大量资助下，Xidas loT 推出了永久性物联网电池解决方案。

这款永久性电源舱集成了能量收集技术，该技术可捕获环境（例如工业机械）中微小振动产生的能量，并将其转换为可缓慢为专用的板上电池充电的电能。通过破坏性的电磁换能器设计、专有的模拟升压电路和专门的电池集成，VP3 为传感器提供了长达 20 年的使用寿命。利用数十年的 3D 制造研究成果，Xidas 为物联网市场最大的问题，即电池寿命，提供了一种经济高效的解决方案。 

1. 传感器使用寿命长达 20 年* 

2. 加速度小于 1 g(重力加速度)的振动可产生高达 10 mW（毫瓦）的直接电池电量 

3. 小尺寸（直径 54 毫米 x 高 42 毫米） 

4. 电源处理适用于所有无线技术   

5. 即插即用  

6. 坚固的设计 

二、电源、尺寸和成本-价值三角 

无线传感器具有独特的电源特征，可对普通电池造成压力。随着智能传感技术的不断发展，传感器可以捕获和分析机器特征、监测警报和环境，具有网络意识并传输到客户网络。这导致电源需求的范围从监测时的小电流消耗到传输时的大脉冲，在不确定的时间内将电池输出电压降至无法使用的水平，并大大缩短了标准电池的使用寿命。当前由电池驱动的无线传感器的使用寿命只有 1-2 年，因此用于更换的维护成本很高。

XIDAS 物联网永久电源舱 


更换一块电池的估计费用  

●时间 

●成本 


●识别和定位......... ......... ......... ......... ......... .........30(分钟) 

●文书和物流 ......... ......... ......... ......... 30(分钟)  

●提取维修库存项目 .... ......... ......... ......... .........15(分钟)  

●前往和定位设备 ......... ......... ......... .........30 分钟)  

●电源模块更换............ ......... ......... ......... 5 (分钟)  

●返回并验证操作 ......... ......... ......... .........40(分钟)  

●旧电池的处理 ......... ......... ......... ......... ......... 15(分钟)  

●总时间（以分钟为单位）........................ 165(分钟)  

●小时人工费率.................... .................... ....................85 美元   

●人工费.................... .................... ....................233.75 美元  

●消耗品/其他费用.................... .................... ....................15.00  

●备件库存成本.................... .................... ....................45.00 美元  

总计                            293 美元  

超过 10 年的成本                1,465 美元  

（两年的电池寿命周期） 

 

振动式能量收集解决方案已有十多年的历史了，但是在物联网界中并未得到广泛接受，因为可以从中收集能量的大多数机器都以非常低的频率和非常低的加速度振动。要正确地为物联网传感器供电，这些能量收集器需要提供至少 1 毫瓦的功率。传统的机电解决方案可以获得这种能量，但是规模太大，而且非常昂贵（是无线传感器成本的 7 到 10 倍）。遗憾的是，更小、更具成本效益的压电能量收集器无法从无线物联网应用的频率和 g（加速度）产生足够的能量。

 

具有集成式能量收集功能的 Xidas 永久电源舱将所有这些限制排除在外。我们的“价值三角”使该产品成为物联网无线传感器标准电池的理想替代品——高功率输出、小尺寸、价格适中。我们已经为您完成了数十年的工程设计，以支持您的传感器。您所要做的就是提供一个自然振动源。当移除能量收集源（即，火车/卡车/船停泊，或者由于维护或停电而导致被监测的机器关闭）时，Xidas 永久电源舱甚至可以运行数周。 

 

三、工业设计 

利用最新的工程仿真工具和建模技术，并结合加速的激进测试，Xidas永久电源舱的设计和测试使用寿命为 20 年。这款工业永久性电池还具有很广的温度范围（-20 至+ 85°C）、坚固、防水（IP67）， 从而使其成为任何无线传感器应用的理想能量收集伴侣。 

 

四、集成到现有和新的无线传感器中  

VP3 提供了几种输出选项，可以使电池真正实现即插即用。例如，引脚 4 提供了一个无条件的稳定输出电压，因此您的传感器可以像普通电池一样直接插入其中，您就可以使用了！对于需要更高电流（峰值> 150 mA）的应用，引脚 5 使您可以访问高达 4.1V的系统电压。 

 

Xidas还提供了一条线路，用于监测进入电池（所收集的）的电流量，以及输出电流。您会一直知晓电池寿命的状态。 

 

Xidas永久电源舱的内部结构非常模块化，具有三个不同的模块：电磁传感器、模拟升压电路和专用的宽温度高脉冲可充电电池。即使在振动能量不可用的情况下，这个板上电池也可使该产品为传感器供电。 

 

我们鼓励领先的传感器公司与我们合作，将这些组件集成到您的传感器中，从而在不增加巨大成本的情况下延长解决方案的使用寿命和价值。例如，根据您现有的设计和应用，利用我们的小型能量采集传感器，与您自己的功率调节电路（带/不带额外电池）集成在一起。或者只是将传感器电路集成到这些构建模块中。Xidas还提供工程服务，可帮助您集成或开发能量收集无线传感器。

电磁换能器     振动永久电源舱      传统D型电池 


五、如何订购 

VP3—— X.X 指定您的输出电压（比如 1.8 V、2.5 V或 3.3v）——XX 指定您的共振频率（比如 30 Hz） 

 

六、 振动能量收集器规格 

*如果传感器的平均功耗小于所需频率和加速度下的能量收集功率输出，则可以实现 20 年的使用寿命。 

 

料号: VP3-50, 调试成 50Hz的共振频率 频率（横坐标）加速度（纵坐标）

振动加速度 电源输出
0.2g 1mW
0.6g 5mW
1g 10Mw 

  

料号: VP3-30, 调谐至 30Hz谐振频率 频率（横坐标）加速度（纵坐标）      

振动加速度  电源输出 
0.2g 2mW
0.4g 5mW
0.6g 9Mw

请与南频公司联系以调谐其他谐振频率。


七、总体规格

尺寸 直径 54 毫米x高度 42 毫米 
外壳 IP 67 
安装 1/4 英寸螺柱安装或粘合剂 
工作温度 -20 至+85℃ 
输出值 1.8 V、2.5 V、或 3.3 V 
输入/输出连接

引脚 1 

接地回路 

引脚 2 

充电功率监测器（0.1 欧姆分流电阻器接地） 

引脚 3 

5v直流 @ 50 mA充电输入电压（例如来自 USB） (如果长时间存放，则可充电） 

引脚 4 

稳压输出电压，出厂设置（1.8 V、2.5 V或 3.3 V @150 mA） 

引脚 5 

系统输出电压（最大 4.1 v至 3.0 v @ 250 mA最 大值
容量（内置电池） 160 mAh(@ 22℃)


 

内置电池 

电流放电电压（@ 22°℃） 

放电电压（V）（纵坐标）放电电流（mA）（横坐标） 

 

50mA放电容量曲线（@ 22°℃） 

输出电压（V）（纵坐标）容量（mAh）（横坐标）


八、目标应用 

消除了传感器布线和敷设电缆的需求，这确实令人惊奇。现在，您可以省去昂的安装成本，并将监测功能添加到您以前无法实现的地方和事物中。无论传感应用是什么，无线传感器的最大问题就是电源......电池没电了。每隔几年更换几块电池可能是一个巨大的维护难题，它阻碍了这些下一代系统的实施。Xidas 物联网的电池解决方案已不再为这个问题所困扰。 

 

1. 用于机器状态监测（预测性维护）的电力无线传感器 

工业工厂不再需要通过劳动密集型的预防性维护方法来监测和维修机器，这是很昂贵的。这是维护人员按计划定期诊断和维修资产的时候。预防性维护费用包括日常维修零件的成本、日常维修的劳动力成本、由于频繁的设备停机而造成的生产损失、管理预防性维护计划的成本以及确定日常维护有效性的成本。

 

预测性维护使用传感器来监测工厂机械状况（数据）并将其传输到云端，然后在云端使用机器学习对其进行分析以预测维护需求。通过这种方法，要对电动机、泵、鼓风机、风扇、压缩机、传送带、齿轮箱和其他机械的健康状况进检查和监督，以确保其正常运行。可以检测出轴承缺陷、不对中、不平衡、松动以及其他导致故障的缺陷。 


预测性维护可以将计划维护所需的时间减少 20-50％，将设备的正常运行时间和可用性提高 10-20％，并将总体维护成本降低 5-10％。VP3 非常适合为用于工业资产状况监测的传感器供电；有效地收集这些机器的振动，为安装的无线传感器供电。

电动机; 泵; 压缩机; 冷却器; 变速箱; 风扇和鼓风机; 传送带; 自动化 


2. 用于列车状态监测的功率无线传感器

列车维护仍然依靠目视检查和预防措施，难以及时发现故障并满足维护需求。有计划的预防性维护和零件更换是基于行驶时间和距离的，并且通常与不频繁且简单的目视检查结合在一起。这种维护方法并不总是能够识别和检测新出现的故障，从而导致计划的维护情况之间发生故障。

 

另一个问题是所谓的“未发现故障”情况。这是在在乘客抱怨乘坐舒适性差之后，再进行维护工作并试图重现故障。由于缺少可用的数据和初始报告中的详细信息，因此维修人员无法保证确定问题的原因。通常，最终可能会维修一些错误的组件。 


无线传感器可用于监测火车上的车轮、轴箱和齿轮箱状态。对这些资产进行频繁的数据收集和分析可以提供对次优性能的深刻见解，检测潜在的故障，并最终避免为乘客带来颠簸的旅程。VP3 的工业设计使其成为用于监测列车部件的永久性电源传感器的理想之选！ 


3. 在其他振动表面的电源无线传感器 

物联网无线传感器的潜力和用例不胜枚举。如果附近有振动源，则Xidas 物联网的“振动永久电源舱”可为传感器提供非常长的使用寿命。这完全消除了每隔几年更换电池的麻烦。想象一下，通过桥梁、HVAC单元、卡车/车辆等的振动为传感器供电。可能性是无穷无尽的。 

 

3.1 货车 

GPS车队管理，包括所有传感器 

3.2 建筑设备 

3.3 风力发电机 

结合了预警、安全性和新涡轮机设计中的关闭/关闭等响应，以及优化性能和更好地预测维护需求的能力。 

3.4 管道 

油气管道监测对油气产品的安全有效物流至关重要。 

3.5 石油钻井 

 如果没有足够的井底压力使液体一直流到地面，则将液体从井中机械提升。


视频: 开发跨操作系统(OS)的嵌入式应用程序Developing OS agnostic Embedded Applications


一、锁住了(0’58”)

1. 应用程序是用一个特殊的平台开发的

1.1 软件被锁在了当前的平台

1.2 如果这个平台的组件更改,?应用程序将不能运行,?除非进行昂贵的代码更改

2. 平台改变的原因

2.1 技术要求的更改

2.2 切换至更加经济的平台

2.3 平台变得过时

2.4 市场&行业的要求


二、软件复用的优势(1’55”)

1. 花了太多的时间和金钱来开发一个应用程序

1.1 此投资在平台改变的时候必须要受保护

1.2 开发者需要利用现有软件来弥补时间和费用

2. 软件复用可以通过一个抽象平台来完成,用于新代码的开发


三、什么是抽象? (2’16”)

1. 抽象提供了可以在多个环境下面重复使用来开发软件的能力,而不需要对代码进行更改

2. 一个好的抽象保护了软件投资

2.1 从第一天开始就避免它被锁入一个特定的平


四、抽象的重要性(2’34”)

1. 杜绝了未来的移植问题,保护了代码

1.1 避免了从企业核心竞争力的焦点中转移

2. 确保了基础的OS资源在所有的跨平台下表现一样

3. 减少了潜在的学习曲线,使得代码复用的观念轻松地采纳

4. 允许了基于主机的概念验证阶段的应用程序快速开发(3’25”)

5. 产品开发知识不被锁入一个特定供应商的工具,IDE或者平台

6. 硬件更改不会影响应用程序

6.1 应用程序开发团队能够继续开发,?而不需要担心硬件或者其下面平台的改变


五、抽象的挑战(3’52”)

1. 必须支持一系列的操作系统,且对未来的新版本负责

2. 不应影响应用程序的性能

3. 不应完全依赖于下面的OS


六、Mapu公司的跨OS开发平台(5’22”)


Xidas Inc样品&购买&技术&评估板&演示请咨询代理商商:

座机 0755-82565851 
邮件 dwin100@dwintech.com 
手机 156-2521-4151
网站 www.dwintech.com/MapuSoft.html
深圳市南频科技有限公司
D-Win Technology(HongKong) Co.,Ltd

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