Autonomie énergétique des systèmes embarqués sans fil et sans batterie : applications aéronautiques

Auteur(s) :

Dilhac, Jean-Marie (1956-....) Découvrir l'auteur

Résumé

La question de l'autonomie énergétique se pose en particulier pour l'aéronautique à cause du problème de poids. Des réponses aux problématiques concernant l'autonomie énergétique utilisant la récupération de l'énergie ambiante sont apportées. Le cadre général des réseaux de capteurs sans fil et de l'autonomie énergétique et l'architecture de circuits de traitement de l'énergie sont analysés. ©Electre 2017

Autre(s) auteur(s)
- Boitier, Vincent
Éditeur(s)
- Iste éditions
Date
- 2017
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (168 p.) : illustrations en noir et en couleur ; 24 cm
Collections
- Collection énergie
Sujet(s)
ISBN
- 978-1-78405-229-4
Indice
- 621.31 Énergie électrique (production, transport, distribution)
Quatrième de couverture
- Gestion de l'énergie dans les systèmes embarqués
  Autonomie énergétique des systèmes embarqués sans fil et sans batterie examine la question de l'autonomie énergétique des systèmes embarqués sans fil, en particulier dans le contexte aéronautique où la problématique du poids et de la complexité du câblage électrique sont essentiels alors que de nouveaux besoins en termes de réseaux de capteurs apparaissent.
  Cet ouvrage propose des éléments de réponse aux problématiques concernant l'autonomie énergétique utilisant la récupération de l'énergie ambiante. Il décrit tout d'abord le cadre général des réseaux de capteurs sans fil et de l'autonomie énergétique. Les architectures de circuits de traitement de l'énergie sont ensuite abordées. Fruit d'une collaboration ancienne avec un avionneur, cet ouvrage présente enfin des applications réelles et concrètes et traite aussi bien des aspects généraux que pratiques - principes physiques, architectures, choix et qualification des composants.
Tables des matières
- - Autonomie énergétique des systèmes embarqués sans fil et sans batterie
  - applications aéronautiques
  - Jean-Marie Dilhac
  - Vincent Boitier
  - iste
  - La série Gestion de l'énergie dans les systèmes embarqués9
  - Préface
    Frédéric Sutter11
  - Avant-propos15
  - Chapitre 1. Réseaux de capteurs sans fil17
  - 1.1. Brève perspective historique17
  - 1.2. Quelques principes et définitions18
  - 1.2.1. Architecture d'un réseau de capteurs sans fil18
  - 1.2.2. Architecture d'un noeud19
  - 1.3. La question de l'énergie21
  - 1.4. Contexte aéronautique24
  - Chapitre 2. Autonomie énergétique29
  - 2.1. Introduction29
  - 2.2. Source électrochimique et stockage électrostatique29
  - 2.3. Généralités sur la récupération d'énergie ambiante34
  - 2.3.1. Architecture d'un système basé sur la capture de l'énergie ambiante34
  - 2.3.2. Justification et dimensionnement du stockage37
  - 2.3.3. Quelques éléments à propos des supercondensateurs39
  - 2.4. Energies ambiantes et transducteurs associés42
  - 2.4.1. Capture de l'énergie lumineuse43
  - 2.4.2. Exploitation des gradients thermiques47
  - 2.4.2.1. Aspects généraux de la thermo-électricité47
  - 2.4.2.2. Insertion d'un thermogénérateur dans son environnement53
  - 2.4.2.3. Thermogénération et aéronautique55
  - 2.4.3. Exploitation des vibrations61
  - 2.4.3.1. Oscillations à basse fréquence62
  - 2.4.3.2. Récupération d'énergie vibratoire63
  - 2.4.3.3. Quelques considérations sur l'énergie acoustique66
  - 2.5. Conclusion68
  - Chapitre 3.Architectures et circuits électriques69
  - 3.1. Introduction69
  - 3.2. Différents modes de stockage70
  - 3.2.1. Système sans stockage70
  - 3.2.2. Système avec un stockage électrochimique71
  - 3.2.3. Stockage à base de supercondensateurs72
  - 3.2.3.1. Energie massique74
  - 3.2.3.2. Puissance massique74
  - 3.2.3.3. Tenue en tension74
  - 3.2.3.4. Cyclage et vieillissement75
  - 3.2.3.5. Influence de la température76
  - 3.2.3.6. Courant de fuite et autodécharge77
  - 3.2.3.7. Conclusion80
  - 3.3. Mise en route et fonctionnement du récupérateur d'énergie80
  - 3.3.1. Démarrage initial80
  - 3.3.2. Démarrage du récupérateur d'énergie sous faible tension82
  - 3.3.3. Fonctionnement du récupérateur d'énergie sous faible tension83
  - 3.4. Activation retardée de la charge (Undervoltage Lockout, UVLO)85
  - 3.4.1. Mise en évidence des problèmes85
  - 3.4.2. Réalisation de l'UVLO88
  - 3.4.2.1. Interrupteur sur la ligne de masse88
  - 3.4.2.2. Interrupteur sur la ligne d'alimentation89
  - 3.4.2.3. Commutateur de charge (Load Switch)91
  - 3.4.2.4. Utilisation d'une commande de type Pin Enable92
  - 3.4.3. Logique de contrôle92
  - 3.4.3.1. Comparateur à hystérésis à éléments discrets93
  - 3.4.3.2. Comparateur à hystérésis intégré94
  - 3.4.3.3. Circuit intégré dédié94
  - 3.5. Convertisseurs DC/DC95
  - 3.5.1. Fonctions d'usage95
  - 3.5.2. Topologie et règles de dimensionnement96
  - 3.5.3. Convertisseur abaisseur97
  - 3.5.3.1. Structure97
  - 3.5.3.2. Dimensionnement du condensateur d'entrée98
  - 3.5.3.3. Dimensionnement de l'inductance99
  - 3.5.3.4. Dimensionnement du condensateur de sortie100
  - 3.5.3.5. Choix des composants en commutation101
  - 3.5.4. Convertisseur élévateur102
  - 3.5.4.1. Structure102
  - 3.5.4.2. Choix de la capacité d'entrée103
  - 3.5.4.3. Choix de la capacité de sortie104
  - 3.5.4.4. Choix de l'inductance104
  - 3.5.4.5. Choix du MOS et de la diode Schottky105
  - 3.5.5. Alimentation de l'électronique des convertisseurs105
  - 3.5.5.1. V_EH > VSS106
  - 3.5.5.2. V_EH < VSS106
  - 3.5.5.3. V_EH< 0,7 V106
  - 3.6. Protections106
  - 3.6.1. Protections en entrée107
  - 3.6.2. Protections en sortie109
  - 3.6.2.1. Surintensité109
  - 3.6.2.2. Surtension111
  - 3.7. Conclusion112
  - Chapitre 4. Exemples de réalisations115
  - 4.1. Introduction115
  - 4.2. Alimentation autonome de capteurs externes pour campagne d'essais en vol116
  - 4.2.1. Généralités sur les essais en vol116
  - 4.2.2. Cas des capteurs externes116
  - 4.2.3. Eléments principaux du cahier des charges117
  - 4.2.4. Choix technologiques119
  - 4.2.4.1. Choix des composants majeurs119
  - 4.2.4.2. Définition de l'architecture électronique120
  - 4.2.4.3. Aspects algorithmiques128
  - 4.2.5. Réalisations et tests129
  - 4.3. Alimentation autonome de capteurs de suivi de vieillissement131
  - 4.3.1. Introduction au Structural Health Monitoring131
  - 4.3.2. Contexte de notre étude132
  - 4.3.3. Cahier des charges134
  - 4.3.4. Module de thermogénération136
  - 4.3.5. Système électronique de gestion de l'énergie140
  - 4.3.6. Tests du système de gestion de l'énergie145
  - 4.3.6.1. Tests en température145
  - 4.3.6.2. Tests de compatibilité électromagnétique147
  - 4.3.6.3. Test d'intégration150
  - 4.3.7. Montage sur avion et essais en vol151
  - 4.4. Récupération d'énergie aéro-acoustique152
  - 4.4.1. Introduction152
  - 4.4.2. Principe153
  - 4.4.3. Résultats expérimentaux154
  - 4.4.4. Conclusion sur la récupération de bruit aéro-acoustique157
  - 4.5. Conclusion générale sur les exemples de réalisations présentés158
  - Annexes. Certifications et normes en bref159
  - Conclusion163
  - Bibliographie165
  - Index169
Origine de la notice:
- Electre