電源是用于安裝門禁系統，如電子鎖的主要挑戰(zhàn)。能夠從環(huán)境中可提供成本更低，更容易整合和嵌合的和潛在供電這樣的裝置，使整個系統更加安全通過消除切斷電源的脆弱性。本文著眼于使用能量收集和電源管理提供電源連接到物聯網尤其側重于太陽能加密的無線門禁系統的選項。

提供電源的門禁系統是智能建筑改造的主要限制。由于必須將電源線的上下門既復雜又昂貴，和系統架構師正在尋找不同的方式來提供電源的智能系統。不必以千門鎖定期更換電池是昂貴的，在許多情況下不實用。

相反，能量收集提供了機會，提供功率，而不會大量布線，但也有一些關鍵的考慮因素無論是在安裝和系統設計，根據不同的能量來源。

兩個最適當的能源收集技術用于訪問控制的太陽能和熱電。雖然這些產生相對少量的電流，這適用于其中的功率小的脈沖串被要求來授權訪問的訪問控制 - 通常通過無線鏈路或刷卡 - 并釋放從所捕獲和存儲的當前的鎖。到監(jiān)控網關的無線鏈路背面還提供了更多的安全性，并且可以用來觸發(fā)警報，如果電源被切斷，或有未授權的嘗試條目。使用與無線鏈路能量采集方法省去了昂貴的電纜基礎設施，并簡化了這種系統的改造。

為外門，在溫度差可以通過使用珀爾帖效應的能源被利用。這使得利用金屬的不同的電和熱性能以使得珀耳帖發(fā)動機，如WPG-1從Laird Technologies公司(圖1)，可以安裝在門或通過一個壁與一側比另一溫暖。這隨后產生可用于給電池充電到訪問控制系統供電的電流。

的WPG-1是收割廢熱，并將其轉換為可使用的輸出DC功率的自包含薄膜熱電發(fā)電機。一WPG-1月產能可達1.5 mW的可用輸出功率，并能處理范圍廣泛的負載電阻。一種超低電壓升壓轉換器被結合到在低于20℃的低的溫度差異提供可用的輸出功率。輸出功率可調節(jié)，以適應三種電壓設定值：3.3 V，4.1 V或5.0 V.

萊爾德科技WPG-1能量收集產生的圖像

圖1：WPG-1能量收集發(fā)生器可產生高達1.5兆瓦的溫差。

甲局部電池，需要既捕捉和平穩(wěn)地從源，它可以是相當易變的電流，而且對于安全性。訪問控制系統需要保持可用，即使在電源被切斷，因此具有局部電池給出優(yōu)于由市電直接供電的系統。

但是，電源的主要來源，可收獲的訪問控制系統是光。使用的太陽能電池板，以提供對系統的電源是符合成本效益的，并且可以使用任一自然光或人造光。當今的能量收集板和電源管理可以跟蹤最佳充電率，以盡量減少損失，并保持盡可能多的所捕獲的電流盡可能地使用無線鏈接和接入授權。

EnOcean公司的入門套件(圖2)的目的是為工程師提供的工具，探討自供電無線技術的性能容量。

EnOcean公司的入門套件的圖片

圖2：EnOcean公司的入門套件使設計人員能夠評估不同架構的無線接入控制器搭載的太陽能電池。

試劑盒包括電 - 機發(fā)電機的開關隨著太陽能供電的傳感器在訪問控制系統中使用。通過一個USB加密狗接收在由自供電開關和傳感器發(fā)送315兆赫的RF信號PC屏幕上被可視化。該DolphinView基本軟件解釋EnOcean無線電電報通過使用從搖臂開關產生的電力來演示如何遠程無線控制無需電池來實現。該系統還支持太陽能電池供電的無線鏈路。

松下的Amorton非晶體太陽能電池提供5.3μA至84μA的室內光線，或向5日均線115毫安從室外光線。將細胞封裝在玻璃為最基本的襯底，或作為可以很容易地添加到任何結構來提供動力的薄膜。隨著備用電池的薄膜為基礎的細胞，而不必擔心線纜或安全很容易地添加。以重量不是問題，在單元陣列的尺寸可以為功率的所需的訪問控制系統的量。與室外系統中，這當然可以較小，但室內系統也可以使用相同的技術，對于系統設計者創(chuàng)建規(guī)模經濟。

松下的Amorton太陽能電池的圖片

圖3：Panasonic的Amorton太陽能電池用玻璃或塑料薄膜基材為不同的環(huán)境。

兩個太陽能電池板和珀爾帖引擎需要專門的電源管理設備，以捕獲當前和管理從電池的功率。

凌力爾特的LTM8062是一個完整的微功率跟蹤電池充電器，可提供恒定電流/恒定電壓充電特性。它采用3.3 V的浮動電壓反饋基準，因此任何期望電池浮動電壓高達14.4 V，用于LTM8062可以用一個電阻分壓器進行編程。

這是用一個輸入電壓調節(jié)環(huán)路，降低充電電流，如果輸入電壓低于一個編程電平，其設置有一個電阻分壓器來實現。此輸入調節(jié)環(huán)路用于維持在峰值輸出功率使用的最大峰值功率跟蹤(MPPT)算法的太陽能電池板。

一個典型的太陽能電池板是由多個串聯連接的單元，每個單元作為一個正向偏置的pn結。這樣，電池的開路電壓具有溫度系數，它類似于一個普通的pn二極管，或約-2毫伏/℃。峰值功率點電壓(VMP)，用于結晶太陽能電池板可以近似為低于V的固定電壓，所以溫度系數為峰值功率點是類似的開路電壓。面板制造商通常指定25℃這兩個值，因此，有溫度傳感器的反饋網絡可以被用來編程的電壓輸入到跟蹤最大峰值功率，以獲得最有效的功率轉換為更多的光落在細胞和它們熱了起來。

所述LTM8062還包括預處理涓流充電從而電池可以從少量的電流從太陽能電池，以及壞電池檢測，以簡化維護和修理不斷但安全充電。

同樣，來自德州儀器的bq25504是專為高效率地獲得并管理從生成微瓦到3×3毫米封裝毫瓦太陽能或熱源的納安。該bq25504的設計開始于一個DC-DC升壓變換器/充電器，需要功率的僅微瓦開始運作。一旦啟動，這能夠有效地提取從低電壓輸出收割機功率如熱電發(fā)生器或太陽能電池板。升壓轉換器可開始電壓低至330毫伏，一旦啟動，可以繼續(xù)獲得能量下降到80毫伏。

該bq25504還實現了一個可編程的最大功率點跟蹤采樣網絡以優(yōu)化電源轉移到設備中。采樣VIN_DC，開路電壓是使用外部電阻編程并與外部電容器保持。對于在最大功率點的80%的開路電壓的(MPP)操作太陽能電池，電阻分壓器可以被設置為80%的VIN_DC電壓和網絡將控制VIN_DC鄰近該取樣參考電壓來操作。可替代地，外部參考電壓可以通過微控制器MCU被提供以產生更復雜的MPPT算法。

德州儀器bq25504的功能框圖

圖4：bq25504的功能框圖顯示了最大峰值功率跟蹤(MPPT)控制器，用于從太陽能電池收集功率的關鍵作用。

為了防止損壞電池，最大和最小電壓都針對用戶設定的欠壓(UV)和過壓(OV)的水平進行監(jiān)控，當電池上的電壓下降到低于預設臨界功率管理器可以用信號的連接的微控制器水平。這個警告應該觸發(fā)負載電流的脫落防止系統進入欠壓條件而設計的訪問控制系統時，已被考慮到。

結論

的電源管理芯片一體化意味著許多不同類型的能源，可用于在無線接入控制系統中，給予了極大的靈活性，以在系統的實施，大大降低了復雜的布線基礎設施。然而，收獲源的選擇仍然是一個重要的考慮因素為系統設計師。使用內部或外部太陽能電池或熱能將具有不同的功率管理的考慮，從溫度補償和跟蹤下和過壓監(jiān)測。具有關斷為欠壓條件的結果，訪問控制系統不是一個積極的形勢，設計人員需要特別注意的電源管理要求，充分利用自己的能量收集的設計。