高性能類比與混合信號IC領導廠商Silicon Laboratories（芯科實驗室有限公司）宣佈推出業界最節能的採用太陽能收集系統供電的無線感測器節點解決方案。這項新的參考設計使開發人員能實現自維持的、超低功耗的無線感測器網路，適用于家居和樓宇自動化、安全系統、工業控制應用、醫療監視裝置、財產跟蹤系統以及基礎設施和農業監視系統。

近十年來，能量收集裝 置的市場保持著指數級增長。 IDTechEx預測到2019年將有超過100億的能量收集裝置推向市場，這是2009年5億出貨量的20倍。雖然採用能量收集系統供電已經存在多年， 但是在以超低功耗實現無線感應節點上，開發人員仍面臨許多挑戰。Silicon Labs公司通過創建基於其Si10xx無線微控制器（MCU）產品系列的無線能量收集系統克服了這些設計挑戰。該設計方案是業內最節能的單晶片MCU和無線收發器解決方案，能夠以超低功耗實現控制和無線介面功能。

除了環保和取之不盡的優點，在許多應用中（例如無線網路系統） 可收集型能量也是一種具有經濟效益的、便利的電池替代方案。在大規模無線感測器節點的應用中，電池成本高且替換麻煩，並且在極端溫度條件下也不十分穩定。 無線感測器節點使用電池供電是因為它們的放置點通常不可能或不方便由主電源供電，而可收集型能量通過消除更換電池的麻煩，簡化了這些應用的設計，同時也減 少了廢舊電池的回收或填埋處理。

Silicon Labs公司完整的能量收集參考設計包括無線網路和USB軟體，以及完整的RF佈局、物料清單（BOM）、原理圖和Gerber檔的電路設計。該設計由三個部分組成：

● 一個太陽能供電的無線感測器節點，用於測量溫度、亮度和充電量。使用一顆Si10xx無線MCU來控制感測器系統和無線傳輸資料，一塊薄膜電池用於儲存收集的能量。

● 一個無線USB適配器，用於連接感測器節點到PC端以顯示感測資料；該適配器由Silicon Labs公司的Si4431 EZRadioPRO收發器和運行USB-HID類軟體和EZMac無線協定棧軟體的MCU組成。

● 一個無線感測器網路圖形化使用者介面（GUI），用於顯示多達四個感測器節點的資料。

能量收集參考設計中使用的薄膜電池具有0.7mAh的容量，在日光直射下，電池僅需2個小時即可充滿電；而在休眠模式下，無線感測器節點能維持供電7,000小時。若無線系統不間斷發射，可持續供電3個小時，然而薄膜電池會不斷的自行充電，維持一定電量以避免完全斷電。

Silicon Labs公司嵌入式混合信號產品線副總裁Mark Thompson表示：“作為我們對綠色技術全球承諾的一部分，Silicon Labs公司擁有先進的能量收集使用技術，使得無線網路系統可以從根本上擺脫傳統電池高成本、更換麻煩和污染環境的影響。通過結合超低功耗無線MCU技術 和最先進的能量收集系統，Silicon Labs公司實現了業界最節能和自維持的無線網路解決方案。”

Silicon Labs公司的能量收集參考設計支持廣泛能源，板上旁路連接器使得開發人員可以靈活使用旁路太陽能電池，連接其它能量來源，例如動能（壓電式）、熱能和RF。

Silicon Labs公司的能量收集參考設計現已上市，售價45美元。

本文來源：電子工程專輯