Lo sviluppo delle infrastrutture elettroniche ci ha posto di fronte al problema di come andare ad alimentare gli apparecchi, specie quelli integrati, senza doversi necessariamente vincolare all'uso di accumulatori chimici come le batterie, che sono, purtroppo per noi, non riducibili per peso e ingombro e poco durature. L'impiego di una tecnologia come come quella sviluppata da EnOcean e che fa uso dell'applicazione del principio dell'Energy Harvesting, viene incontro alle esigenze del pubblico, con soluzioni estremamente affidabili dal punto di vista della resa.

Energy Harvesting

Il principio su cui si basa l'Energy Harvesting è virtuoso e pratico. In un ambiente qualunque esistono sorgenti di energia che non vengono sfruttate. In passato questo non era considerato un problema perché gli apparecchi radio avevano consumi di parecchi ordini di grandezza superiori rispetto a quanto poteva essere raccolto con sistemi senza filo. Progressivamente, con la scalatura dei dispositivi e la crescita della branca ingegneristica che abbraccia RFID e il comportamento sottosoglia dei MosFet, le cose sono cambiate in maniera radicale. Onde elettromagnetiche disperse da sistemi radio di potenza oppure dalle linee di trasmissione cablate, oggetti in movimento come cancelli e porte, e fonti radianti come la luce solare o quella emessa dalle lampade hanno cominciato a diventare appetibili per essere convertite in corrente continua a bassa intensità sufficiente per il fabbisogno degli apparecchi.

Tramite trasduttori ottimizzati, queste piccole quantità di energia possono essere raccolte e convertite in elettricità, ed innalzate di valore quanto basta per il raggiungimento dei livelli necessari. Si tratta di potenze estremamente contenute ma che sono dell'ordine di grandezza adatto per alimentare l'elettronica onboard di molti sistemi. Un sensore EnOcean montato su un oggetto di uso comune, riesce a prelevare dall'ambiente energia a sufficienza per ottenere ad esempio 50µWs che pur essendo una quantità minuscola viene sfruttata per trasmissioni che in campo aperto toccano i 300m, e che danno anche buoni risultati al chiuso con 30mdi portata. Le applicazioni sono infinite ed aprono orizzonti inimmaginabili appena vent'anni fa.

Durata del segnale

L'energia raccolta dall'ambiente, viste anche le dimensioni dei sensori è pochissima, ma con la coniugazione di elementi attivi e passivi a basso consumo ed una durata breve della trasmissione si riesce ad ottimizzare la resa. Tutto il ciclo di comunicazione si conclude in meno di un millesimo di secondo, che è un tempo più che sufficiente perché il pacchetto codificato venga trasmesso nella sua interezza al gateway che raccoglie le informazioni e che è compatibile con i protocolli KNX, LON, DALI, BACnet e TCP/IP che sono fra i più diffusi. La rete può essere quindi integrata all'interno di altri sistemi.

La brevità della comunicazione gioca anche a vantaggio della riduzione delle collisioni possibili che sono fra le principali cause del consumo energetico. Poter fare affidamento su un singolo flusso di dati, permette di non dover predisporre sistemi per accumulo di carica di lunga durata e per la generazione di segnali ridondanti, che in parole povere porta ad un circuito molto piccolo. Da test di laboratorio sono stati ottenuti risultati di affidabilità del 99,99% con 100 dispositivi in trasmissione casuale 1 volta al minuto, a garanzia delle prestazioni attese. Sono disponibili sensori in banda di frequenza 868 MHz per compatibilità con norma RED , 902 MHz per le specifiche FCC/IC e 928 MHz per quelle ARIB.

Perché scegliere un sensore EnOcean

In un'ottica di controllo degli accessi e dei movimenti in generale è indispensabile poter ricevere informazioni in tempo reale, minimizzando le spese di gestione e soprattutto eliminando alla radice il problema della cablatura non necessaria. Le performance nette dei sensori in fatto di distanza coperta e collisioni, già da se sarebbero sufficienti per indirizzare la scelta, unitamente alla compatibilità coi protocolli e alla facilità di integrazione. Applicazioni come smart home, building automation e outdoor monitoring sono i principali campi per i sensori, che grazie alla portata possono essere dislocati anche in punti di difficile raggiungimento come cancelli perimetrali e zone periferiche.

Se da un lato si ha la naturale incidenza dell'oggetto sensore come elemento di costo, dall'altro, l'abbattimento delle spese per l'alimentazione favorisce la distribuzione di una grossa quantità di punti di controllo e ripaga ampiamente lo sforzo iniziale con l'alta affidabilità. Pochissime collisioni garantiscono una sostanziale univocità delle informazioni e riducono l'incidenza dei falsi positivi. A garanzia della resa, inoltre, il brevetto per l'Energy Harvesting di EnOcean che attualmente è uno standard internazionale col codice ISO/IEC 14543-3-1X, garantisce il know how profondo sul prodotto. EnOcean è azienda leader nel settore e punta molto sulla costante innovazione e sul miglioramento delle prestazioni dei dispositivi wireless.

Supporto

La scelta di un sensore wireless EnOcean si accompagna ad un’ampia struttura di supporto e sviluppo per poterlo gestire in maniera integrata. A fianco delle application notes disponibili in PDF, sono disponibili tool compatibili con varie piattaforme. EnOcean fornisce lo strumento di sviluppo DolphinAPI in free download dopo il login sul sito, con varie versioni ed una suite. Sempre sul sito troviamo i video tutorial sia per prendere rapidamente visione di ciò che si può realizzare con i sensori sia per acquisire le competenze necessarie per programmare direttamente i gateway. EnOcean garantisce poi supporto per Knowledge Base & System Specification per imparare rapidamente e risolvere eventuali problematiche riscontrate in fase di implementazione dell’impianto.