지난 글에 이어 이번 글에서는 IoT 연결성을 지원하는 무선기술, 센싱을 활용하는 법과 에너지 하베스팅의 미래 도전과제에 대해 알아본다.

에너지 효율은 모든 제품과 서비스에 있어 중요한 요구사항이며 향후에도 중요성이 커질 전망이다. 낮은 운영비, 규제 준수, 환경 의식, 배터리 수명 등이 에너지 효율 기준에 포함된다.

IoT 엣지 노드의 상당 부분이 무선이나 배터리로 작동되므로 초저전력 소모는 실용적이며, 사용 가능한 솔루션을 개발하려는 장치 제조사들에게는 더욱 필수적이다. 이는 연결 비용이 없고 중량이 줄어들어 무선으로 배치 시 자본 지출을 줄일 수 있다.

배터리가 필요 없는 솔루션은 운영비용이 적게 들고, 배터리 유지 서비스가 필요 없으므로 오염과 연관이 있는 에너지 발전을 피할 수 있다.

그렇다면 연결과 센싱, 배터리가 필요 없는 작업이 어떻게 한번에 이뤄질 수 있을까? 하나의 엔드 노드는 구성 요소 기술과 사용 가능한 통신 프로토콜을 스마트하게 결합함으로써 100 나노줄(µjoules)의 예산으로 연결성을 확보한다.

현재까지 출시된 많은 에너지 하베스터는 200-500 나노줄의 에너지를 생산한다. 에너지 하베스터는 스위치와 같은 이벤트로 구동되거나 태양열 패널, 지열 발전기 등으로 지속적으로 활용되고 있다.

IoT 내 연결성
블루투스는 IoT 생태계에서 지배적인 시장 점유율을 가진 연결 표준 중 하나다. 온세미컨덕터의 RSL10 블루투스 저에너지 시스템온칩(SoC) 플랫폼은 IoT 애플리케이션의 성능을 위한 선도적 입지와 새로운 업계 벤치마크를 구축했다.

지그비(ZigBee) 프로토콜의 그린 파워(Green Power) 기능은 자가 전원 또는 에너지 하베스팅 사물의 연결도 허용한다. 이와 유사하게 온세미컨덕터의 LPWAN용 시그폭스(Sigfox) 서브-GHz 트랜시버와 SoC 포트폴리오를 통해 사용자들은 협대역 전송 애플리케이션에서 연결 범위를 확장할 수 있다.

센싱
에너지 하베스팅 스마트 수동센서(SPS)와 근거리무선통신(NFC) EEPROM은 센싱을 위한 혁신적 에너지 효율 솔루션을 제공하는 보완 기술이다. 또 위치 추적, 주변광 측정, 움직임 감지는 기계와 인간의 환경을 이해하는데 중요한 역할을 한다.

온세미컨덕터 IoT 개발키트

사용 가능한 통합 솔루션이나 작동 가능한 개념 증명 프로토타입을 제공하기 위해 이 장치들을 함께 사용하는 것은 흥미로운 도전이다. 온세미컨덕터는 IoT 개발키트(IDK)를 공급하고 있으며 개념 개발을 원활하고 신속하게 간소화해 사용자들이 IoT 애플리케이션을 위한 데이터 측정과 집계, 분석을 쉽고 빠르게 할 수 있도록 지원하고 있다.

IoT의 세계는 '시스템의 시스템'이다. IoT를 구현하려면 시스템 수준의 접근 방식이 필요하다. IoT는 지속적으로 산업과 소비자 영역에서 프로세스와 사물에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 잠재적 규모를 감안하면 IoT 구현을 위한 최적의 에너지 효율을 달성하는 것이 무엇보다 중요하다고 할 수 있다.

에너지 하베스팅의 미래
앞서 설명한 이유와 더불어 에너지 하베스터 자체가 대부분 중요한 공급원에 의존하므로 새로운 에너지 하베스팅 솔루션을 개발하는데 큰 관심이 쏠리고 있다. 운동으로 에너지 수학이 가능한 초효율적인 자석은 다이나모와 같이 작동한다. 태양전지는 광자에너지를 수확하며, 리튬이온 배터리에 에너지를 저장하기도 한다.

하베스터 원자재의 주요 공급원은 제한돼 있으며 극소수 국가의 공급업체가 이를 제어하고 독점하고 있다. 전세계 연구 개발 커뮤니티는 이를 매우 시급한 사안으로 평가하고 있으며 향후 방향성에 대한 논의가 필요한 시점이다.


글 : 브루노 다미엔(Bruno Damien) / 세일즈매니저 / 온세미컨덕터

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