Industria 4.0 e Internet of Things (IoT) sono le parole d’ordine dell’industria moderna, deella cosidetta quarta fase della rivoluzione industriale.
In questi campi si stanno diffondendo numerose soluzioni tecniche, molte di esse basate su reti wireless.
A questo punto diventa fondamentale il controllo e il monitoraggio dei sistemi, componenti con interruttori o sensori che sfruttano i segnali radio.
Per evitare il più possibile la manutenzione, infatti, spesso vengono utilizzati dispositivi senza batteria, ad esempio le applicazioni RFID.
Gli scenari di applicazione sono davvero tanti e diversi tra loro, eccone alcuni dei possibili esempi:
- L’automazione degli edifici
- La casa intelligente (Smart Home)
- Il controllo dell’illuminazione nell’area privata o commericale
- Vari tipi di applicazioni industriali
- Nell’area di sviluppo (es. per nuovi modelli di servizio)
- Per risparmiare, grazie alla riduzione dei costi di manutenzione e dei materiali
Elaborare i dati dei sensori wireless e senza batterie
Concentriamoci sull’elaborazione dei dati, sia nella quotidianità della vita privata che nella vita industriale.
I sensori rappresentano praticamente gli organi sensoriali dell’Internet of Things e sono completamente esenti da manutenzione, in quanto la loro alimentazione è assicurata in modo permanente.
I sensori possono essere usati per controllare e monitorare grandi impianti industriali, nella produzione in serie; qui uno dei principali vantaggi, oltre al non dover usare batterie, è la significativa riduzione di cablaggio e la conseguente riduzione di manutenzione.
Ma da dove prendono l’energia i sensori? La soluzione è tanto semplice quanto geniale. I sensori o gli interruttori, infatti, utilizzano una piccola quantità di energia che proviene dall’ambiente e la convertono in energia elettrica.
L’energia dall’ambiente
Oggi siamo circondati da segnali radio che, in linea di principio, rappresentano tutte le fonti di energia. I dispositivi radio senza batteria utilizzano proprio questa energia e un esempio di applicazione è proprio la tecnologia RFID, che utilizza l’energia di trasmissione della rispettiva controparte per il proprio funzionamento.
I sensori radio del futuro fanno un passo avanti, utilizzano l’energia dei segnali radio provenienti dall’ambiente per immagazzinare elettricità. Le quantità di energia elettrica disponibili sono molto modeste ma sufficienti per il funzionamento dei sensori radio.
Raccogliere energia come soluzione per l’approvvigionamento energetico
Questo processo è chiamato energy harvesting (raccolta di energia) da segnali radio.
A questo scopo oggi si stanno sviluppando diverse tecnologie o sistemi, tutti con un solo obiettivo, l’alimentazione senza cavi.
Non solo possono essere usate le più piccole quantità di energia da segnali radio ma anche altri tipi di energia come vibrazioni su dispositivi, macchinari o strutture.
È possibile sfruttare anche le escursioni di temperatura, come quelle che si verificano soprattutto nel settore industriale, che possono essere utilizzate per generare e fornire energia elettrica.
Le piccole quantità di energia che si generano in questi casi sono del tutto sufficienti per fornire ai sensori o interruttori radio una carica sufficiente.
