Tính toán kích thước một cảm biến chôn ngầm điều khiển theo sự kiện nghĩa là dự đoán thế giới bên dưới sẽ thay đổi bao lâu một lần, rồi đảm bảo loạt xung vô tuyến báo cáo thay đổi đó ở -45 °C, nhiều năm sau lắp đặt. Bài viết này trình bày phương pháp: so sánh các hóa học pin, lập ngân sách năng lượng phát hiện và sự kiện, tính toán xung lạnh, và quyết định giữa pin sơ cấp kín với mô-đun niken-kim loại hydrua sạc lại được cho các địa điểm có tỷ lệ luân chuyển cao hoặc thu năng lượng.
Bảng chấm điểm động đánh giá Li-SOCl2/Li-MnO2 sơ cấp, nguồn dự trữ xung NiMH hoặc mô-đun sạc lại được, siêu tụ điện và lithium-ion sạc lại được theo năng lượng chờ, dòng xung vô tuyến sự kiện, xả ở -45 °C, khả năng chịu các chu kỳ xung sự kiện, an toàn trong vỏ kín và chi phí. Lithium sơ cấp thắng ở thời gian chờ dài cho các vị trí luân chuyển thấp nhưng bị thụ động hóa và sụt áp trong giá lạnh khắc nghiệt; siêu tụ điện phát xung nhưng giữ năng lượng chờ không đáng kể; lithium-ion trữ năng lượng nhưng cần BMS và không thích cả giá lạnh sâu lẫn vỏ bị mặt đường nung nóng; NiMH phát xung mạnh ở nhiệt độ thấp, vượt qua các sự kiện lặp lại theo chu kỳ và dùng dung dịch nước nên an toàn.
Các lựa chọn bền vững là thiết kế «lithium sơ cấp cộng nguồn dự trữ NiMH nhỏ» cho cảm biến kín luân chuyển thấp, và mô-đun NiMH sạc lại được (với thu năng lượng hoặc bảo trì định kỳ) cho các lắp đặt đông đúc hoặc dễ tiếp cận.
Dựng ngân sách từ bốn thành phần. Năng lượng phát hiện là dòng lấy mẫu của từ kế (hoặc radar) nhân thời gian lấy mẫu nhân số mẫu mỗi ngày, được đặt bởi chu kỳ làm việc cần thiết để không bỏ lỡ một lần đỗ nhanh. Năng lượng sự kiện là dòng phát và thu vô tuyến nhân thời gian nhân số sự kiện dự kiến mỗi ngày, gồm cả các lần thử lại. Năng lượng heartbeat là liên kết ngược trạng thái định kỳ. Năng lượng dịch vụ là khoản dự phòng cho việc khởi tạo qua BLE. Cộng lại thành dòng liên tục tương đương và cộng tự xả cùng biên độ cuối tuổi thọ.
Hình động thứ hai là thác năng lượng: mức nền phát hiện, phần vô tuyến sự kiện tăng theo luân chuyển, heartbeat, BLE, tự xả (tăng nhanh do nhiệt mặt đường) và phần giảm định mức cuối tuổi thọ/lạnh, kết thúc ở dung lượng yêu cầu. Tách bạch phát hiện với sự kiện chính là điều giúp nhà thiết kế dự đoán tuổi thọ ở cả vị trí cư dân yên tĩnh lẫn bãi đậu đông đúc.
Trường hợp xấu nhất là liên kết ngược sự kiện ở -45 °C vào cuối tuổi thọ: bộ khuếch đại công suất LoRa/NB-IoT rút dòng phát trong khi điện áp của tế bào sơ cấp đã bị thụ động hóa và lão hóa thì sụt xuống. Tính toán nguồn dự trữ xung sao cho điện áp cấp duy trì trên mức tối thiểu của vô tuyến suốt liên kết ngược, cửa sổ thu và các lần thử lại, ở cực điểm lạnh. Nội trở thấp và vùng bằng phẳng của NiMH cung cấp xung đó tại nơi mà một mình tế bào sơ cấp có thể sụp đổ, và khác với siêu tụ điện, nguồn dự trữ NiMH cũng mang đủ năng lượng cho một sự kiện nhiều khung kèm báo nhận.
Các tab hàn và tế bào được ghép là thiết yếu ở cảm biến chịu tải 15 tấn và nhiều năm rung động; điện trở tiếp xúc từ lò xo sẽ tăng dần dưới tác động cơ học và làm hỏng xung lạnh.
Chọn mô-đun NiMH sạc lại được khi số sự kiện đẩy tuổi thọ pin sơ cấp xuống dưới chu kỳ bảo trì, khi cảm biến trên mặt đất hoặc gắn trên bề mặt có thể mang một phần tử thu năng lượng nhỏ, hoặc khi vỏ dễ tiếp cận để sạc lại định kỳ hay thay pack. Tính toán nguồn thu từ năng lượng khả dụng thực tế (không phải ánh nắng lý tưởng), và tính NiMH cho độ sâu xả thông thường vừa phải cùng dự trữ đầy đủ, với bộ quản lý sạc khóa việc sạc trong giá lạnh sâu và giảm sạc trên 45 °C.
NiMH tự xả thấp chịu được mức sạc không đều, một phần mà việc thu năng lượng tạo ra, và giữ dự trữ chờ qua các giai đoạn yên tĩnh – phù hợp hơn một hóa học lithium đòi quản lý chính xác bên trong cảm biến giá rẻ, kín và bị tác động cơ học.
Pack là một phần của cụm chịu lực, chịu chu kỳ nhiệt: chọn tế bào được định mức cho dải -45 đến +85 °C (giảm dung lượng lạnh và hạn chế sạc nóng), hàn và đổ keo chống rung và sốc 15 tấn, cung cấp cầu chì và NTC, và hướng mọi lỗ xả khí ra xa ăng-ten và điện tử. Với nền đường hoặc hố có thể ngập, phủ bảo vệ pack và tránh các khe giữ hơi ngưng tụ. Trong nắp hố ga thông minh, tối ưu cho thời gian chờ một thập kỷ với nguồn dự trữ xung nhỏ thay vì kho sạc lại lớn.
Những chi tiết cơ khí này quyết định khả năng sống sót thực địa ngang với tính toán điện – một pin đạt mục tiêu Ah trên giấy nhưng bung mối hàn dưới bánh xe tải là một cảm biến thất bại.
Ghi lại chu kỳ làm việc phát hiện, giả định về tỷ lệ sự kiện (và độ nhạy với luân chuyển cao), cấu hình vô tuyến, định mức nhiệt và cơ, cùng quyết định sạc/thu năng lượng. Một cảm biến kín, chôn ngầm, luân chuyển thấp vẫn là thiết kế lithium sơ cấp với nguồn dự trữ xung nhỏ; cảm biến đông đúc, thu năng lượng hoặc dễ tiếp cận là phạm vi của mô-đun NiMH. Bài C kiểm chứng thiết kế theo IP68/IK10, dải nhiệt rộng và bằng chứng tế bào.
Weijiang Power cung cấp tế bào niken-kim loại hydrua kín và mô-đun đệm sạc lại được cho cảm biến phát hiện chỗ đậu không dây và nắp hố ga thông minh. Hãy cho chúng tôi biết chu kỳ lấy mẫu phát hiện, số sự kiện mỗi ngày, công nghệ vô tuyến, định mức cơ và nhiệt cũng như có dùng thu năng lượng hay không, và các kỹ sư của chúng tôi sẽ thiết kế mô-đun NiMH hàn, chịu lạnh hoặc pack thay thế được kèm quản lý sạc và bảo vệ. Xem các định dạng trên trang sản phẩm.
