{en_GB=Battery State of Charge Monitor for Internet of Things Devices} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=As baterias são responsáveis por converter energia elétrica em química, e vice-versa, de forma eficiente e segura para alimentar energeticamente dispositivos Internet das Coisas sem fio. Estas dependem fortemente de certos fatores e devem ser monitorizadas de modo a antecipar determinadas anomalias durante o seu uso. O estado de carga (SOC) é o indicador responsável por indicar a capacidade percentual da carga restante duma bateria. O método de contagem de Coulomb é uma das técnicas mais precisas, projetada para todos os tipos de baterias, e pode ser usado em simultâneo com a medição da corrente descarregada. De modo a beneficiar ao máximo do novo conceito de medição, foi desenvolvido a abordagem da integração de Coulomb. O novo método possui distintos componentes responsáveis pela integração da corrente que substituem o conversor analógico-digital (ADC) do circuito geral: a resistência e o condensador responsáveis pela integração da corrente; o transístor responsável por carregar e descarregar o condensador; e o comparador que, limitando a tensão máxima de carga no condensador, possibilita a contagem da duração entre impulsos. Juntos, o erro máximo da estimativa do SOC é inferior a 3% dentro do alcance de medição de 1 mA até 100 mA a 20-22ºC com um custo de produção aproximadamente igual a 10 €. O objetivo principal é estudar uma nova abordagem de medição de corrente sem comprometer a precisão da medição, o consumo de energia e o custo de produção do circuito do método de contagem de Coulomb., en=Batteries are responsible for converting efficiently and safely electrical to chemical energy, and vice-versa, to power wireless Internet of Things devices. These charge storage devices depend heavily on certain factors and should be monitored to anticipate certain operational anomalies. The state of charge (SOC) is a key indicator responsible for stating a percentual remaining charge capacity of a battery. The Coulomb counting method is one of the most accurate techniques, designed for all types of batteries, convenient since they don’t need to be intervened and may be used simultaneously while measuring the discharged current. To have the maximum benefit from the new measurement concept, the Coulomb integrator approach was developed. Compared with the general circuit of the Coulomb counting method, the new method has distinct electronic components responsible for the current integration that replace the analog-to-digital converter (ADC) of the general circuit: the resistor and capacitor responsible for the current integration; the transistor responsible for charging and discharging the capacitor; and the enhanced comparator that allows the counting between pulses by limiting the capacitor’s maximum charging voltage. Together, the maximum error of the SOC estimation is below 3% within the current range from 1 mA up to 110 mA at 20-22ºC with a production cost of 10€. The main objective of this component replacement is to study another way of measuring current without compromising the measurement accuracy, energy consumption and production cost of the circuit of the Coulomb counting method.}

Discussão: novembro 16, 2021, 9:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

Pedro Miguel Mateus Coutinho (ist187733)

ORIENTADOR

Luís Filipe Soldado Granadeiro Rosado

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar