Un avenir sans batterie pour les dispositifs IdO
Les dispositifs IdO sont de plus en plus déployés pour surveiller et suivre les données. Cependant, leur dépendance aux batteries pose des défis importants, notamment des coûts de maintenance élevés, une mauvaise expérience utilisateur due aux remplacements fréquents et des préoccupations environnementales liées à la production et à l’élimination des batteries. L’objectif principal du projet EPEAS, financé par l’UE, était de résoudre le problème des batteries dans les dispositifs IdO en leur permettant de s’alimenter grâce à l’énergie de leur environnement. Les dispositifs IdO sont construits autour de quatre composants clés: un capteur pour collecter les données, un microcontrôleur pour les traiter, un système de communication pour les envoyer au cloud et un système de gestion de l’alimentation. «Chez e-peas(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), nous fournissons déjà des circuits de gestion de l’énergie qui, associés à de minuscules capteurs d’énergie, peuvent fournir de l’énergie de manière efficace. En combinant cette technologie avec un microcontrôleur à faible consommation et un capteur d’images, nous pouvons créer des dispositifs autonomes en énergie, éliminant ainsi le besoin de remplacer les batteries», explique Julien De Vos, coordinateur du projet.
IdO sans fil: les éléments essentiels de la technologie
La solution EPEAS combine des circuits avancés dans une plateforme informatique périphérique autonome en énergie, dotée d’un circuit intégré de gestion de l’alimentation pour la récolte d’énergie ambiante(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), d’un microcontrôleur à très faible consommation et d’un capteur d’image CMOS. Le système collecte, stocke et distribue intelligemment l’énergie de son environnement: le circuit de gestion de l’énergie régule le flux d’énergie tandis que le microcontrôleur optimise le fonctionnement du dispositif en fonction de la puissance disponible. Les accélérateurs matériels, tels que le mode veille automatique pour l’unité microcontrôleur (MCU) et la détection de mouvement pour le capteur d’image, garantissent des performances fiables même lorsque l’énergie disponible est minimale. Cela permet à l’appareil de détecter, de traiter et de communiquer des données sans avoir besoin de batteries remplaçables.
Un système tout-en-un établissant une nouvelle norme en matière d’efficacité énergétique
«Notre solution se distingue par le fait que nos circuits sont conçus pour fonctionner ensemble de manière homogène. Par conséquent, notre MCU ne se contente pas d’atteindre une consommation d’énergie record, en obtenant le score ULPBench le plus élevé [benchmark normalisé utilisé pour mesurer l’efficacité énergétique des MCU] pour un microcontrôleur Cortex-M0, mais communique également directement avec notre circuit intégré de gestion de l’énergie afin de surveiller l’état énergétique du système. Cela permet aux utilisateurs d’adapter le comportement de l’application en fonction de facteurs tels que le niveau de charge de la batterie», explique Julien De Vos. À l’inverse, les solutions concurrentes s’appuient souvent sur des modules distincts provenant de différents fournisseurs, ce qui limite l’optimisation. De plus, le capteur d’image d’EPEAS affiche la plus faible consommation d’énergie et intègre un prétraitement d’image breveté sur puce afin de réduire la consommation d’énergie lors du transfert de données et d’améliorer encore l’efficacité globale.
Technologie modulaire pour répondre aux besoins variables en matière d’alimentation et de dispositifs
«Notre système est entièrement modulable et s’adapte à des dispositifs ayant des besoins en énergie différents», déclare Julien De Vos. L’interface entre le circuit de gestion de l’alimentation et le microcontrôleur permet au système d’optimiser l’extraction d’énergie en fonction de la quantité d’énergie produite ou d’intégrer des fonctionnalités supplémentaires. «Notre expertise peut également être étendue à des architectures de microcontrôleurs plus avancées ou à des capteurs d’images à plus haute résolution. Cette flexibilité garantit que la technologie peut tout prendre en charge, des simples capteurs de faible puissance aux dispositifs périphériques plus exigeants, y compris ceux dotés de capacités de vision ou d’intelligence artificielle», ajoute Julien De Vos.
Une technologie énergétiquement autonome alimentant des applications et des marchés diversifiés
La technologie EPEAS est idéale pour les industries où le remplacement des batteries engendre des coûts élevés ou des difficultés logistiques. Elle est particulièrement adaptée aux applications dans le domaine des bâtiments intelligents et du commerce de détail, telles que les étiquettes électroniques de rayon et les capteurs d’occupation, les utilisations de l’Internet des objets industriels comme la maintenance prédictive et les systèmes de surveillance environnementale. Elle convient également aux dispositifs électroniques grand public, aux objets connectés et aux infrastructures des villes intelligentes. En permettant l’autonomie énergétique, elle garantit un fonctionnement à long terme et sans entretien, favorisant ainsi la croissance d’un IdO durable et modulaire. Cette technologie a été présentée lors de grands salons internationaux comme le CES, Embedded World et Electronica, ainsi que dans des livres blancs. Les retours d’information des clients et des partenaires ont permis d’affiner la stratégie commerciale et de préparer le lancement du produit.
