Hibridación de energía; Uso de supercondensadores junto con baterías de iones para prolongar la vida activa de los sistemas UGV.
Construido, probado y escrito por: Namin Shah, autor invitado IoT de Ubidots
Editado por: Dr. Daruisz Czarkowski | Descargue el artículo completo sobre hibridación de energía aquí
Hoy en día, los dispositivos electrónicos mecánicos como drones y robots son cada vez más populares y útiles. Desde la vida y la muerte, las operaciones de búsqueda y rescate hasta el entretenimiento y todo lo demás, estos dispositivos están encontrando su camino en nuestra sociedad moderna en el aire, la tierra y el agua. Sin embargo, la energía es un problema constante para estos dispositivos y posiblemente su mayor obstáculo en el desarrollo y uso. El contenido de este blog y del artículo posterior tiene como objetivo resolver una parte de este problema: la longevidad de la energía.
Los vehículos terrestres no tripulados (UGV) representan el grupo de dispositivos más viable donde se puede implementar con éxito un sistema de hibridación de energía. Imaginemos un vehículo terrestre no tripulado que pudiera atravesar un continente entero utilizando únicamente energía solar. Los rovers tradicionales alimentados por baterías se quedarían cortos en este sentido, ya que las baterías de iones de litio a bordo eventualmente se degradarían hasta quedar inactivas. La mayoría de las baterías de iones de litio sólo pueden soportar unos mil ciclos de carga antes de agotarse por completo, sin mencionar la pérdida de capacidad de almacenamiento después de cada ciclo. Esto se puede evitar por completo con el uso de supercondensadores y algoritmos inteligentes. Básicamente, al utilizar más de un sistema de almacenamiento de energía, el rover presentado en el documento adjunto logró más o menos la capacidad de autosostenir energía cíclica cuando se le brinda una protección razonable contra daños físicos. En el artículo adjunto destacamos el uso de supercondensadores junto con las baterías tradicionales de iones de litio de una manera que imita los procesos biológicos en millones de organismos.
Piense en nosotros, los humanos, no almacenamos ni utilizamos toda nuestra energía en un solo mecanismo mediante un solo método. Entonces, ¿por qué deberían hacerlo nuestros robots? Los organismos vivos utilizan las reservas de glucógeno y grasa según la disponibilidad y demanda de energía. Dado que los supercondensadores exhiben las mismas fortalezas y debilidades en los dispositivos electrónicos que el glucógeno en los organismos biológicos, se implementaron software y hardware que permitieron al rover cambiar su propia fuente de energía y analizar la disponibilidad de energía de manera muy similar a un organismo vivo. Se probó un rover equipado con estas herramientas y se obtuvieron resultados que sugieren que podría recorrer largas distancias con una vida útil prácticamente ilimitada, a diferencia de los dispositivos tradicionales que utilizan sólo baterías que se agotan después de varios ciclos de carga.
Descargar ahora : Supercondensadores en conjunto con baterías para prolongar el alcance de los sistemas UGV
Notas del proyecto
Este proyecto utiliza una placa Particle Photon Wifi para fines de prueba principales. Los datos de corriente y voltaje en vivo se procesaron utilizando el servicio web Ubidots . El robot construido, probado y presentado en el documento adjunto puede controlarse manualmente a través de un transmisor de radio de larga distancia o puede funcionar de forma autónoma y gestionar su propia energía. El algoritmo autónomo utiliza una regresión lineal diseñada para funcionar sobre la marcha en el fotón de partículas. La premisa del algoritmo es analizar datos de fotorresistores colocados en cada extremo del rover y "predecir" si moverse en cualquier dirección aumentaría la potencia de entrada de los paneles solares. Al realizar tales acciones, el rover mide la cantidad de energía consumida al realizar dichas acciones y se recompensa o castiga a sí mismo dependiendo del clima o no. Esta acción aumentó o disminuyó la potencia de entrada total que ingresa al banco Supercap. El firmware de fotones se mantuvo intencionalmente simple como una demostración del poder del aprendizaje automático incluso más simple. Con el avance de IoT , se pueden aplicar algoritmos informáticos más potentes para analizar los patrones climáticos y las condiciones del terreno para limitar el uso excesivo o los tiempos de operación inadecuados. Con la ayuda de la plataforma Ubidots , los datos de todos los sensores externos e internos se pueden utilizar para operar el rover de forma autónoma directamente a través de Internet.
