La alimentación de sensores inalámbricos de Internet industrial de las cosas (IIoT) para aplicaciones como el monitoreo de la condición de la máquina es un desafío. Los sensores deben ser compactos, robustos, fáciles de implementar, económicos y deben funcionar de manera confiable durante largos períodos de tiempo con poco o ningún mantenimiento. Los efectos de la falla del sensor van desde la pérdida de datos vitales sobre el estado de la máquina hasta reparaciones costosas y fallas catastróficas de un sistema o línea de producción.

Qué es el monitoreo de condición?

El monitoreo de condición supera el problema de la planificación del mantenimiento preventivo para maquinaria y procesos grandes y complejos. La tecnología se basa en conocer el estado de los componentes de la máquina para que puedan repararse o reemplazarse antes de que ocurra una falla. Por ejemplo, al monitorear constantemente la firma de vibración del motor, el software puede determinar el estado de desgaste de los rodamientos e inferir cuándo la tasa de desgaste actual conducirá a la falla. Esta información permite a los ingenieros extender los intervalos de servicio y evitar el tiempo de inactividad no planificado.
Sin mantenimiento, los procesos industriales complejos y las máquinas eventualmente fallan, lo que resulta en un tiempo de inactividad prolongado. Las fallas repetidas de los equipos desgastados continúan ocurriendo incluso después de las reparaciones (abajo). El mantenimiento preventivo programa intervalos de servicio frecuentes para garantizar que los procesos y las máquinas funcionen durante largos períodos de tiempo y que las máquinas no se desgasten, sino que consuman muchos recursos (medio). El monitoreo de condición permite intervalos de servicio extendidos mientras reduce los costos de mantenimiento (arriba) sin riesgo de falla.

Los sensores IoT son una buena opción para aplicaciones de monitoreo de condición. Estos dispositivos compactos se pueden conectar mecánicamente cerca de puntos de falla conocidos de máquinas o procesos para mejorar la precisión de la medición. La conectividad inalámbrica permite actualizaciones periódicas de estado sin necesidad de costosas líneas de comunicación.

Los desafíos de diseño de energía para los sensores de IoT son abrumadores. Los entornos de aplicación típicos son sucios, puede haber mucha vibración, las temperaturas pueden ser muy altas y los voltajes peligrosos son comunes. El espacio es a menudo un bien escaso y los componentes electrónicos sensibles requieren voltajes de CC continuos, limpios y regulados con precisión.

Módulos de potencia de sensores IoT comerciales resistentes:

Los avances en el empaquetado, como la integración de componentes de control y potencia en la misma matriz de silicio y el uso de transformadores de bajo perfil, han permitido a los fabricantes proporcionar convertidores CC/CC aislados de alta especificación para aplicaciones de sensores IIoT. Por ejemplo, los convertidores RECOM Power DC/DC utilizan elementos de diseño como transformadores planos para reducir la altura del chip a menos de 3 milímetros (mm).