IoT Tracking und Naturschutz
München, 28.09.2022
Wie IoT Tracking und Naturschutz zusammenpassen haben Energy Harvesting-Spezialist e-peas gemeinsam mit Movetech Telemetry und Miromico unter Beweis gestellt. Forscher und Naturschutzorganisationen haben die herausfordernde Aufgabe, umherziehende Tiere über längere Zeiträume zu beobachten und müssen dabei nachvollziehen können, wo sie sich aufhalten. Noch komplexer wird diese Thematik, wenn es darum geht, kleinere Tiere über mehrere Jahre hinweg zu verfolgen.
Die dabei eingesetzen, Batterie-betriebenen Tracker stellen sowohl die produzierende Industrie als auch die Forschungszentren vor enorme Herausforderungen. Gerade der Austausch der Energieträger in den Trackern ist problematisch, weil in diesen speziellen Forschungsgebieten ein ununterbrochenener Datenstrom unerlässlich ist. Manche Batterien sind früher leer als andere, manche sind schwierig zu erreichen. Das führt letztlich zum Verlust wichtiger Daten, die für ein lückenloses Monitoring essentiell sind.
Das Nachverfolgen und dauerhafte Beobachten von umherwandernden Tieren (vor allem kleinere Vögel) zu Gunsten der Forschung, stellt eine der komplexesten Applikationen für das IoT dar. Dabei sollte eine gute Anwendung insbesondere folgende Aufgaben erledigen können:
- Genaues Messen verschiedener Parameter (bspw. Ort)
- Sammeln und Speichern komplexer Daten von Tier und Umgebung
- Beobachten der Migration mit Hilfe präziser Ortsdaten
- Sammeln von Aktivitätsinformationen der Tiere (bspw. Geschwindigkeit)
Alle diese energiehungrigen Aufgaben benötigen permanente Versorgung mit Strom, um für viele Jahre ohne Unterbrechung funktionieren zu können.
Die Lösung – Solar-basierte AEMs
Das Tracking kleinster Spezies ist mittlerweile kein Problem mehr – dank kleiner, wiederaufladbarer Batterien, die dauerhauft mit Energie aus Solarzellen gespeißt werden. Dadurch können großen Datenmengen von verschiedenen Sensoren (GPS, Geschwindigkeitssensor, Gyroskop) gesammelt werden, auch bei schwachen Lichtverhältnissen. Möglich machen das die Ambient Energy Manager von e-peas. Dabei können die Solarzellen die Batterien auch bei schlechten Lichtbedingungen wiederaufladen. Außerdem schützen die AEMs die Batterien bei besonders extremen Umwelteinflüssen (extrem viel Licht, hohe Temperaturen). Auch andere Umgebungsenergien wie Hitze, Vibration oder Elektromagnetismus können als Quellen dienen.
Movetech Telemetry und Miromico’s mini GPS Tracker – Nomad verfügt über diese Technologie und wird bereits von den Universitäten East Anglia und Porto für das Tracking von Vögelbewegungen eingesetzt. Das Power Management des Trackers wird von e-peas’ Solar-gestütztem AEM10941 angetrieben, der auch bei gedimmtem Licht funktioniert. Dadurch kann der Tracker ohne Batteriewechsel und damit wartungsfrei arbeiten, während der AEM Energie sammelt und speichert, um sie abrufen zu können, wenn sie gebraucht wird.
Vier direkte Vorteile von Energy Harvesting Sensoren
- Verlängerte Lebensdauer – keine fehlenden Daten im Monitoring
- Einfache Anwendung – Plug & Play-Installation
- Wartungsfreiheit – arbeiten ohne Batteriewechsel
- Müllvermeidung – Batterieentsorgung/Aufbereitung entfällt
Der Nomad Tracker im Überblick:
- LoRaWAN® class A compliant device
- Supports EU868, US915, AU915, AS923
- Low power GNSS module with integrated antenna
- Ultra-small and lightweight (4 grams)
- Stores 100’000 locations and transmits them when in range of a network
- E-peas Solar Ambient Energy Manager (PMIC) for autarkic operation
- 100mAh rechargeable battery for continuous supply
Der AEM10941 von e-peas im Überblick:
- AEM10941 – Solar Energy Harvester
- Vin 50 mV to 5 V
- Cold start 3 μW @ 380 mV
- Pin 3 μW to 550 mW
- Pout 20 mA @ 1.2/1.8 V and 80 mA @ 1.8-4.1 V
- MPPT
- Package QFN28, 5 x 5 mm
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