Claire Swedberg
A empresa global de tecnologia Ambiq está preparando o lançamento comercial em junho de seu Harvest Kit, um design de referência de coleta de energia integrado a um sensor ambiental de baixa potência com IA para gás, pressão, umidade e temperatura da Bosch Sensortec.
O sistema IoT permite que as empresas construam soluções de detecção sem fio, utilizando energia coletada, com base em sistemas microeletromecânicos (MEMS) para produtos eletrônicos de consumo.
Os sensores Bosch ME688 detectam a presença de compostos orgânicos voláteis (VOCs), compostos voláteis de enxofre (VSCs) e outros gases, como monóxido de carbono e hidrogênio, na faixa de partes por bilhão (ppb). A empresa também oferece o sensor de movimento ICM-45605 MEMS da TDK.
A energia solar elimina a necessidade de bateria
O Apollo3 Blue System on Chip (SoC) da Ambiq permite que o HarvestKit funcione como um nó de computação de ponta de alto desempenho. Ele pode empregar IA e outros algoritmos enquanto extrai energia do meio ambiente, eliminando a necessidade de baterias, disse o diretor de marketing de desenvolvimento de negócios da Ambiq, Chad Solomon.
A primeira geração do Harvest Kit emprega uma célula fotovoltaica da Panasonic que converte luz interna ou solar em eletricidade. Desde que o dispositivo receba uma fonte de luz, essa energia é usada para carregar um supercapacitor na placa Ambiq. Alternativamente, a energia adicional pode ser usada para recarregar uma bateria menor para reduzir o impacto ambiental do sistema.
Um dispositivo que usa o design de referência pode então transmitir os dados do sensor via Bluetooth Low Energy (BLE) para um PC ou outro dispositivo Bluetooth.
Nas primeiras demonstrações, a empresa utilizou uma variedade de dados ambientais para testar as entradas dos sensores. Um indivíduo que estava vaporizando tabaco exalou pelo dispositivo “e observamos a qualidade do ar diminuir em tempo real”, disse Solomon.
Controles de edifícios inteligentes sem fio
Os usuários podem treinar o sensor BME688 para uma ampla variedade de casos de uso, por meio da ferramenta de software BME AI-Studio. Algumas aplicações potenciais incluem casas inteligentes, detecção de odores, qualidade do ar interno, estados de fraldas para cuidados infantis e deterioração de alimentos devido ao crescimento de bactérias.
As empresas que testaram o novo design de referência incluíram desenvolvedores de controles de acesso a edifícios inteligentes para funções como rastrear quantas pessoas estão em uma sala, para ligar e desligar automaticamente as luzes.
E embora a versão inicial utilize energia fotovoltaica (que pode ser extraída de iluminação fluorescente em edifícios), as versões futuras poderão extrair energia de outras fontes ambientais, como a energia RF emitida por roteadores Wi-Fi e extensores celulares que podem ser usado para ajudar a descarregar a corrente de fuga.
Videogames, wearables
As empresas interessadas na nova tecnologia incluem aquelas que fabricam controles remotos e controladores de videogame. Por exemplo, alguns controles remotos de TV movidos a energia solar agora estão sendo construídos com uma célula fotovoltaica na parte traseira para que, cada vez que um usuário coloque o controle remoto voltado para baixo na mesa de centro, ele possa recarregar as baterias.
A Ambiq também está trabalhando com empresas que fabricam dispositivos vestíveis. Esses dispositivos podem incluir rastreadores sem fio, incluindo pulseiras inteligentes que podem ser anexadas a relógios padrão não digitais.
A tecnologia pode ser usada para outras soluções baseadas no consumidor, como o gerenciamento de bens pessoais e também de animais de estimação, destacou Solomon. Um exemplo seria uma coleira inteligente que pudesse rastrear dados relacionados à saúde, localização e atividades de um animal de estimação.
Como o projeto de referência é de baixo consumo de energia, Solomon afirmou que os usuários “podem executar todo o projeto com um supercapacitor, se conseguirem extrair energia suficiente do ambiente” e citou pequenos wearables como dispositivos que não exigiriam recarga. Além dos wearables, os sensores podem monitorar a saúde de rodovias, trilhos ou pontes com base na detecção de deformação.
Sensores Industriais em Forma de Pontos
Outros casos de uso para o projeto incluem automação de fábrica e análise preditiva de falhas para rastrear condições relacionadas a equipamentos em ambientes industriais com uma rede de sensores sem fio de baixo custo. Com detecção de temperatura, umidade ou vibração, esses dispositivos podem prever quando um equipamento poderá exigir reparo ou substituição.
Solomon se referiu aos sensores como pontos sem fio que poderiam ser colocados em toda a fábrica para detectar uma peça superaquecida, vibração ou até mesmo o gás liberado quando uma correia de borracha está desgastada.
Os dispositivos então contam com algoritmos de IA, executados diretamente nos endpoints para determinar se há uma anomalia que possa exigir um alerta.
“Isso dará ao operador a chance de iniciar alguns reparos e, ao fazer isso no limite, você não precisará ligar tanto seus rádios e poderá estender seu tempo de duração da bateria significativamente”, comentou Solomon.
Se os dados do sensor permitirem que o equipamento seja reparado ou substituído antes de falhar, uma instalação de produção poderá ser poupada do encerramento de uma linha de produção inteira.
Lançamento em junho
A empresa pretende lançar oficialmente o Harvest Kit a tempo do evento eletrônico de junho Sensors Converge em Santa Clara, CA, onde demonstrarão a tecnologia com a Bosch Sensortec; e com TDK na InvenSense. O envio começa em agosto.
Embora as primeiras versões do Harvest Kit usem SoCs com funcionalidade BLE, eles também fornecem conectividade via rádios Zigbee para recursos de rede mesh, LoRaWAN ou IoT de banda estreita (NB-) para transmissões de dados de longo alcance e menor alcance, como gerenciamento de gado em áreas amplas como bem.