Este artículo describe el concepto y el desarrollo de un control remoto de recolección de energía sin batería. El autor describe brevemente el proceso de desarrollo del dispositivo. También discutimos cómo el procesador ARM Cortex-M0+ se ha convertido en uno de los aspectos esenciales del diseño exitoso de un dispositivo, lo que facilita el bajo consumo de energía y la compatibilidad con los sistemas existentes.
Este artículo describe el concepto y el desarrollo de un control remoto de recolección de energía sin batería. El autor describe brevemente el proceso de desarrollo del dispositivo. También discutimos cómo el procesador ARM Cortex-M0+ se ha convertido en uno de los aspectos esenciales del diseño exitoso de un dispositivo, lo que facilita el bajo consumo de energía y la compatibilidad con los sistemas existentes.
concepto:
El control remoto de recolección de energía sin batería fue un proyecto realizado para demostrar la baja potencia del procesador ARM Cortex-M0+. Queríamos crear un control remoto de muy bajo consumo que fuera compatible con la mayoría de los sistemas existentes. Como resultado, los controles remotos debían poder aprender, almacenar y repetir protocolos y comandos infrarrojos.
Además de este propósito principal, queríamos usar la mayor cantidad posible de funciones en el chip. El uso de MCU para tantas tareas como sea posible tiene la ventaja de un menor consumo de energía y también nos permite demostrar algunas de las adiciones más recientes a MCU, como el MkL25Z128VLK4 de Freescale que usamos. . Al usar los periféricos integrados de la MCU, como la detección táctil, pudimos reducir la cantidad de circuitos integrados en la PCB y hacer que el diseño sea mucho más simple que de otra manera. Esto tuvo el beneficio adicional de reducir la lista de materiales del diseño final resultante.
También quería agregar algunos sensores adicionales y una interfaz de usuario interesante al control remoto para que se destaque en comparación con el control remoto “cotidiano”. Era muy importante que el dispositivo no tuviera batería y que el usuario pudiera recolectar energía sin intentar generarla activamente.
dispositivo final:
Nuestro control remoto puede “aprender” los códigos IR de los controles remotos existentes, almacenarlos en flash y reproducirlos a pedido. Utiliza el receptor IR y el PIT de la MCU para determinar el protocolo. El control remoto puede controlar hasta 4 dispositivos. Nuestros controles remotos de demostración incluyen televisores, reproductores de DVD, decodificadores y sistemas de alta fidelidad. Los protocolos incluidos en el control remoto de demostración incluyen los protocolos RC-5, NEC, LG, JVC, SONY y Samsung.
El MkL25Z128VLK4 utilizado en el control remoto permitió que la MCU realizara todo el control de administración de energía. Se utilizaron módulos ADC, PWM, SMC y Low Leakage Wakeup Unit (LLWU) para lograr esto. Además, la interfaz de usuario que usaba la pantalla E-Ink requería comunicación SPI, y los sensores de acelerómetro y magnetómetro agregados requerían comunicación I2C. La serie MkL25 también agrega una característica interesante de detección táctil. Aproveché esta capacidad de detección táctil en el chip para crear una red de electrodos en lugar de botones.
Como se mencionó anteriormente, la interfaz de usuario del control remoto constaba de una pantalla de tinta electrónica con una superposición de detección táctil. Las pantallas de tinta electrónica eran una solución de bajo consumo con una interfaz de usuario configurable que, combinada con capacidades de detección táctil, proporcionaba una solución flexible y eficaz. Podría tener una interfaz de usuario que cambiara según el dispositivo que quisiera controlar. La pantalla de tinta electrónica requirió solo 20 mA de corriente durante 4 segundos para cambiar la interfaz de usuario, minimizando así el consumo de energía. Además, se han agregado acelerómetros y magnetómetros para permitir que el control remoto aprenda la ubicación del dispositivo. Esto me permitió crear un control remoto que, por ejemplo, cuando apuntaba a un televisor, cambiaba automáticamente el dispositivo seleccionado con el control remoto al televisor.
El control remoto que fabricamos es completamente sin batería. Cosecha de energía a partir de celdas solares. La energía obtenida de estos se almacena en un supercondensador de 5 voltios y 3 faradios. El control remoto también tiene una bobina con un imán incorporado que recolecta y almacena la energía adicional generada simplemente moviendo el control remoto.