Energy Harvesting kann als “Betrieb ohne Hilfsenergie” beschrieben werden, da die Energie aus der Umgebung erzeugt und dann umgewandelt wird.
Energy Harvesting System
“ZF nutzt das induktive Prinzip, das heißt, die benötigte Funkenergie wird durch die mechanische Betätigung eines Schaltmechanismus erzeugt.
Anstatt Hilfsenergie über eine integrierte Energiequelle zu erzeugen oder über eine externe Energiequelle hinzuzufügen, wird kinetische Energie, die auf das System wirkt, umgewandelt. Daher wird der Energy Harvester auch als Energiewandler bezeichnet.
Die Funkdaten werden dann drahtlos über Funktechnologie übertragen. Die Vorteile des Systems bestehen darin, dass der Schalter überall platziert werden kann, ohne dass Kabel erforderlich sind. Über seinen gesamten Lebenszyklus erfüllt er seine Funktion völlig wartungsfrei und ohne dass eine Batterie ausgetauscht werden muss, was zu deutlich reduzierten Wartungskosten führt. Der Funkschalter wird mit unterschiedlichen Eingangsparametern gespeist und ist in der Lage, auf seine Umgebung zu reagieren.
Kabellose Funkschalter
Strukturell lässt sich das Gesamtsystem mit seinen vier Hauptparametern in zwei Hauptsysteme unterteilen: Die Versorgungsspannung & die Funkelektronik – diese lassen sich dann in fünf Teilsysteme gruppieren, wie Sie in der untenstehenden Grafik sehen.
Mechanische Funkbetätigung
Durch geeignete Auslenkungen wird die Betätigung des Schalters in die erforderliche Kraft, den Weg und die Richtung des Energiewandlers übertragen.
ZF hat einen induktiven Energiewandler entwickelt, der aus einem elektromagnetischen Generator besteht, der den magnetischen Fluss in den Spulen durch eine plötzliche Bewegung eines Magneten verändert und durch die Betätigung des Funkschaltmoduls einen elektrischen Impuls erzeugt.
Die elektrische Energie wird dann von der Energiemanagementeinheit zwischengespeichert und anschließend von einem Spannungswandler möglichst verlustfrei in eine vordefinierte Versorgungsspannung umgewandelt. Diese Versorgungsspannung versorgt die Funkelektronik des Verbrauchergeräts, die das Funkprotokoll mit allen Nutzdaten über das Antennensystem an einen Empfänger sendet.
Die Energy Harvesting Funkschalter von ZF können mit den Frequenzen 868 MHz, 915 MHz und 2,4 GHz betrieben werden. Für die Übertragung der Schaltinformationen kann ein proprietäres und kundenspezifisches Protokoll verwendet werden, aber auch Funkstandards wie KNX-RF, EnOcean 3.0 oder Bluetooth Low Energy 5.0.
Systemvorteile
Die vorgestellte Energy-Harvesting-Technologie führt zu mehreren Vorteilen und revolutioniert bestehende Systeme in verschiedenen Anwendungsbereichen.
Keine Kabel
- Designfreiheit – Flexibilität für schwer zugängliche Orte
- Stark reduzierter Aufwand – keine aufwendige Kabelverlegung
Keine Batterien
- Wartungsfrei – es müssen keine Batterien ausgetauscht werden
- Keine Batterieentsorgung und kein Abfall – Steigerung der Nachhaltigkeit
- Hohe Energieeffizienz – keine zusätzliche Energiequelle notwendig
- Lange mechanische Lebensdauer – bis zu 1.000.000 Schaltzyklen
Vollständige Systemintegration
- Flexibles “Pairing” – ermöglicht den Betrieb mehrerer Empfänger mit einem Schalter
- Unique IDs – schließen die gegenseitige Beeinflussung zwischen verschiedenen Schaltern und eine gezielte Steuerung verschiedener Funktionen aus
- Netzwerkkompatibilität – Verwendung von Standardprotokollen wie KNX, EnOcean 3.0, BLE 5.0 oder ZigBee Green Power
Kompaktes Design
- Miniatur-Baugröße – ermöglicht das Design-In in Applikationen mit begrenztem Bauraum
ZF Zertifikate
ZF agiert weltweit nach zertifizierten Standards. Auf dieser Seite finden Sie alle aktuell weltweit gültigen Zertifikate.
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