El progreso del IoT pasa por los dispositivos y sensores sin batería
Hemos visto en el Blog del Digital Signage que existen tecnologías, más o menos novedosas, para recolectar la energía del ambiente y hacer funcionar dispositivos y sensores de IoT sin batería. Esta energía recolectada puede servir para alimentar directamente el dispositivo (como la calculadora del ejemplo) o para recargar su batería.
Lo cierto es que, a día de hoy, la mayoría de dispositivos y sensores dependen de baterías para su funcionamiento. En unos casos, porque la fuente de energía ambiental no siempre está disponible (como la solar). En otros casos, porque no cuenta con la suficiente potencia para hacer funcionar el dispositivo.
El uso de baterías presentan una serie de inconvenientes en el contexto de un circuito de IoT con decenas o cientos de dispositivos y sensores.
1. Eficiencia: En el propio proceso de almacenamiento de la energía eléctrica, sobre todo por la conversión entre corriente alterna y continua, se producen depreciaciones y fugas.
2. Mantenimiento: Bien por avería o bien por finalizar su vida útil, las baterías deben sustituirse periódicamente de forma manual. Y si el proyecto es de cientos de dispositivos, el coste puede ser poco rentable o incluso inasumible.
3. Medioambiente: Estas baterías desechadas, aunque puedan reciclarse en parte, generan una ingente cantidad de residuos dañinos para el medio ambiente.
La necesidad de cambiar la batería de cientos de dispositivos y sensores, y la mano de obra necesaria para ello, supone actualmente un obstáculo importante para la expansión del IoT. Para lograr un despliegue realmente universal, los elementos deberán ser capaces de funcionar sin interrupción en todo tipo de situaciones y ubicaciones, especialmente en las de difícil acceso.
Recolección de energía ambiental para el uso de IoT sin batería
Por suerte, se empiezan a conocer dispositivos y sensores que han adoptado la recolección de energía ambiental para eliminar la necesidad de una batería por completo. Además de evitar problemas como los anteriormente mencionados, también se simplifica la configuración de los sistemas. Al prescindir de elementos como conversores, controladores o comparadores de voltaje que sí son necesarios cuando se usa batería. Con todo, se consiguen dispositivos más fiables y duraderos. Veamos algunos ejemplos:
Tags de sensores wireless: En 2016 la empresa Mouser Electronics lanzó una solución de sensorización de parámetros como temperatura, humedad, presión, o proximidad. Utilizaba una nueva plataforma de sensores wireless sin batería, y adoptaba el enfoque de mover gran parte de la inteligencia del sistema fuera de donde los sensores están ubicados, colocándola en la nube.
Sensores adhesivos bluetooth: La empresa Wiliot lanzó en 2019 un sensor con antena impresa en papel o plástico del tamaño de un sello postal, y capaz de comunicarse con dispositivos Bluetooth con un bajo consumo energético. Obtiene su energía de la radiación existente por otras tecnologías como bluetooth, WIFI o las propias ondas del espectro de radiofrecuencia. Está dirigido principalmente al sector Retail, a nivel de vendedor para registrar cuándo se recoge un producto o necesita reponerse, y a nivel de usuario, para mostrar instrucciones de uso, localizarlo en caso de pérdida o comunicarse con electrodomésticos inteligentes (por ejemplo, comunicarse con una lavadora para dar opciones de lavado).
Sensores de monitorización autosuficientes: La startup Everactive lanzó en 2021 una plataforma que hace uso de unidades de sensores que pueden crear su propia energía a partir de una variedad de fuentes de energía ambiental: luz solar interior, diferencia de gradiente térmico, piezoeléctrica… Los sensores pueden monitorear temperatura, humedad, niveles de luz, vibración, movimiento, sonido, presión y gas, entre otras cosas. Su principal uso hasta la fecha ha sido un sistema de monitoreo de trampa de vapor, diseñadas para eliminar los desechos del sistema sin perder vapor directo. Los sensores independientes monitorean los niveles de calor y humedad para detectar posibles problemas a medida que surgen.
