Power-Hybridisierung; Verwendung von Superkondensatoren in Verbindung mit Ionenbatterien, um die aktive Lebensdauer von UGV-Systemen zu verlängern

Gebaut, getestet und verfasst von: Namin Shah, Gast IoT Autorin von Ubidots

Herausgegeben von: Dr. Daruisz Czarkowski | Laden Sie hier das vollständige Dokument zur Power-Hybridisierung herunter

Heutzutage werden mechanische elektronische Geräte wie Drohnen und Roboter immer beliebter und nützlicher. Von Leben und Tod über Such- und Rettungseinsätze bis hin zu Unterhaltung und allem dazwischen finden diese Geräte in der Luft, am Boden und im Wasser ihren Weg in unsere moderne Gesellschaft. Allerdings ist die Stromversorgung bei diesen Geräten ein ständiges Problem und möglicherweise ihr größtes Hindernis bei der Entwicklung und Nutzung. Der Inhalt dieses Blogs und des nachfolgenden Artikels zielt darauf ab, einen Teil dieses Problems zu lösen – die Langlebigkeit der Stromversorgung.

Unbemannte Bodenfahrzeuge (Unmanned Ground Vehicles, UGV) stellen die praktikabelste Gruppe von Geräten dar, mit denen ein System der Energiehybridisierung erfolgreich implementiert werden kann. Stellen Sie sich einen unbemannten Bodenrover vor, der einen ganzen Kontinent durchqueren könnte, indem er ausschließlich Solarenergie zur Energiegewinnung nutzt. Herkömmliche batteriebetriebene Rover würden in dieser Hinsicht nicht ausreichen, da die Lithium-Ionen-Batterien an Bord irgendwann inaktiv werden würden. Die meisten Li-Ion-Akkus halten nur etwa tausend Ladezyklen durch, bevor sie völlig leer sind, ganz zu schweigen von der verlorenen Speicherkapazität nach jedem Zyklus. Dies kann durch den Einsatz von Superkondensatoren und intelligenten Algorithmen vollständig vermieden werden. Im Wesentlichen durch die Verwendung von mehr als einem Energiespeichersystem erreichte der im beigefügten Dokument vorgestellte Rover mehr oder weniger die Fähigkeit, sich selbst mit zyklischer Energie zu versorgen, wenn er angemessen vor physischen Schäden geschützt wurde. Im beigefügten Artikel beleuchten wir die Verwendung von Superkondensatoren in Verbindung mit herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien auf eine Weise, die biologische Prozesse in Millionen von Organismen nachahmt.

Denken Sie an uns Menschen: Wir speichern und nutzen nicht unsere gesamte Energie in einem Mechanismus und nur auf eine Weise. Warum sollten unsere Roboter also? Lebende Organismen nutzen Glykogen- und Fettspeicher je nach Energieverfügbarkeit und -bedarf. Da Superkondensatoren in elektronischen Geräten dieselben Stärken und Schwächen aufweisen wie Glykogen in biologischen Organismen, wurden Software und Hardware implementiert, die es dem Rover ermöglichten, seine eigene Stromquelle umzuschalten und die Stromverfügbarkeit ähnlich wie ein lebender Organismus zu analysieren. Ein mit diesen Werkzeugen ausgestatteter Rover wurde getestet und lieferte Ergebnisse, die darauf hindeuten, dass er lange Strecken mit praktisch unbegrenzter Lebensdauer zurücklegen kann, im Gegensatz zu herkömmlichen Geräten, die nur Batterien verwenden, die nach mehreren Ladezyklen leer sind.

Jetzt herunterladen : Superkondensatoren im Tandem mit Batterien zur Verlängerung der Reichweite von UGV-Systemen

Projektnotizen

Dieses Projekt verwendet eine Particle -WLAN -Karte für Primärprüfzwecke. Live -Strom- und Spannungsdaten wurden mit dem Ubidots -Webdienst verarbeitet. Der im angeschlossene Papier gebaute, getestete und präsentierte Roboter kann manuell über einen Fernfunksender kontrolliert oder autonom funktionieren und seine eigene Leistung verwalten. Der autonome Algorithmus verwendet eine lineare Regression, die für die Arbeit auf dem particle entwickelt wurde. Die Prämisse des Algorithmus besteht darin, Daten von Photoresistoren an jedem Ende des Rovers zu analysieren und vorherzusagen, wenn sich das Bewegen in beide Richtungen die Eingangsleistung der Sonnenkollektoren erhöhen würde. Bei solchen Maßnahmen misst der Rover die Menge an Strom, die bei solchen Maßnahmen verbraucht wird, und belohnt oder bestraft sich je nach Wetter, oder nicht diese Aktion erhöhte oder verringerte die Gesamteingangsleistung in die Supercap -Bank. Die Photon -Firmware wurde absichtlich als Demonstration der Kraft von einfachem maschinellem Lernen einfach gehalten. Mit der Weiterentwicklung von IoTkönnen leistungsstärkere Computeralgorithmen angewendet werden, um Wettermuster und Geländebedingungen zu analysieren, um die Verwendung oder unangemessene Betriebszeiten zu begrenzen. Mit Hilfe der Ubidots -Plattform können die Daten von allen externen und internen Sensoren verwendet werden, um den Rover autonom direkt über das Internet zu betreiben.