动力思想刺激可穿戴设计师的创造力

文章作者:Steve Taranovich

可穿戴设备面临的最大挑战是如何让它们保持合适和方便的供电,因为目前的设计迫使用户将设备取出,然后插入有线充电器。万博投注网址

随着物联网和5G技术的不断发展,我们每天使用的智能设备数量也在不断增加。我们现在都在使用多种设备,它们大部分都需要充电和维护电力。

可穿戴设备市场目前主要由腕带和智能手表组成。可穿戴设备面临的最大挑战是如何让这些设备保持正常且方便地供电。目前的腕带和手表万博投注网址的设计迫使用户取出设备并将其插入有线充电器(这就是我停止使用我的设备的原因)。即使是感应式充电,比如苹果的iWatch,也需要取下它,给它装上充电器。

在人类进化的下一个阶段赋予我们更多的手臂、手指和耳朵之前,我们将需要一种不引人注目的充电和使用这些设备的方法,通过新的、不易察觉的方式为可穿戴设备充电,并使用这些美妙的、不断发展的技术。

在这篇文章中,我将介绍这一领域的一些最新发展,以供思考。我希望这将有助于设计师的创造性过程,以一些新的和创新的解决方案,这是迫切需要的行业

无线电力(Nikola Tesla将批准)

我们所有的设备都需要单独充电,所以无线电源绝对是赢家,也是我的首选,在这种应用中。

在服装层面的感应能量转移

使用一种可穿戴的服装,它将包含多个智能设备,作为一个配电主干将是最有意义的(这里需要做更多的研究)。此外,多件服装之间的权力转移可以采用双向感应权力转移技术。参考文献1选择了一个基于LCL-LCL拓扑vs. Series-Series (SS)拓扑的电路,因为SS拓扑负载电流随着负载的变化而变化,例如电池。(见图1)

20170724_EDNA_POWERING-HEADELESELES-01(CR)
图1:这里显示的是在无线功率传输(WPT)设计中使用的四种补偿电路拓扑中的两种:(a) SS拓扑和(b) LCL-LCL拓扑。万博投注网址(来源:参考2)

该电路在99kHz下操作,以便在智能设备之间具有双向电源交换。

多个设备之间的双向功率共享是有意义的。一个设备(比如智能手机)可能比一些较小的设备(比如健身追踪器)拥有更大容量的电池,所以它也可以用来为那些较小的设备供电。佩戴者可以轻松地为智能手机充电,同时延长设备的使用时间。

这里成功的关键是在设计中以最不显眼的方式制作可穿戴的背心或服装。实现这一目标的一个好方法是使用柔性材料制成的馈电线圈。参见图2和图3。

20170724_EDNA_POWERING-itseables-02(CR)
图2:馈电线圈(a)及其等效电路(b)的理想电路图(来源:参考文献1)

20170724 _edna_powering-wearables-03 (cr)
图3:上图显示了由铜带制成的柔性外形馈电线圈;以下是刚性24规格送丝线卷线圈的早期原型(源:参考文献1)

现在可以基于LCL逆变器构造双向功率传输电路,其中双抗相方波分别进入四个MOSFET逆变器的输入1和2。见图4。

20170724 _edna_powering-wearables-04 (cr)
图4:双向电感电力传输电路(源:参考1)

当构造整个系统时,下图5显示了完整的电源共享系统。

20170724_EDNA_POWERING-WEEDABLE-05(CR)
图5:这是完整的电力共享系统的原理图。左边是发射机,中间是馈电线圈,右边是接收线圈。(图片由参考资料1提供)


下一步:使用能量收集来保持可穿戴设备的运行

留下你的评论