28 / 108
אנרגיה לרשת תדרוש מיליוני חיישנים
לקבלת החלטות מושכלות ולהעביר אותם
בצורה אופטימלית, החיישנים יכולים להיות
חיישנים אלחוטיים ללא מקור אנרגיה קבוע
אלא אל ידי סוללה ולכן חייבות להיות עם
צריכה אופטימלית (חיישן במצב רדום).
מכשירים רפואיים מושתלים בגוף האדם וכלי
רכב אוטונומיים גם ידרשו חיישנים חסכוניים
באנרגיה. מהנדסים יכולים להשתמש בכלי
לתכנון
ANSYS
MAXWELL
סימולציה של
טעינה אלחוטית וקצירת אנרגיה אשר תשמש
ברוב מערכות אלו.
משום שמעגלים משולבים הם בלב מהפכת
האלקטרוניקה, מהנדסים חייבים לשים
לב לתכנון שבבים. תכנון מעגלים משולבים
Verilog
מתחיל עם אופטימיזציה של קוד ,
. על ידי ביצוע שינויים בקוד
RTL
ו-
VHDL
מהנדסים יכולים להפחית את צריכת
RTL
החשמל באופן משמעותי בשבב. אבל עםמספר
אלמנטים שהולך וגובר רמת אופטימיזציה
היא משימה מרתיעה. כלי סימולציה כמו
RTL
יכולים לזהות איזה שינוי
Power Artist
יעזור עם חסכון באנרגיה.
יעילות צריכת החשמל אינה מסתיימת בתכנון
השבב. כדי להשיג את הביצועים הטובים
ביותר, מהנדסים צריכים לקחת בחשבון
את כלל המערכת, כולל אנטנה ומערכות
אלחוטיות. מערכת עם אנטנה מתואמת יכולה
לספק טווחי תקשורת טובים יותר וחיי סוללה
ארוכים יותר. לדוגמא, סימולציה מאפשרת
למדל ביצועים של אנטנות בסביבה פתוחה
וסטרילית, בתוך מארז המכשיר ולאחר מכן
ליד ראש אדם. כל אחד מסביבות הסימולציה
תיתן עקומת קרינה שונה וביצועיים שונים.
להישאר בקשר
כדי לנצל את מלוא היתרונות של האינטרנט
התעשייתי, חיישנים אלחוטיים ורשתות
יפורשו בתוך מפעלים מודרניים ותחבורה.
אבל זה מהווה אתגרים עבור קישוריות
אלחוטית. הביצועים האלחוטיים של
אנטנות יכולים להיות שונים מאוד כאשר
אנטנות מותקנות בסביבה תעשייתית או
רכב, בהשוואה לסביבה סטרילית. צימוד בין
האנטנות, דעיכת האות בגלל ערוץ מרובה
החזרות הם רק חלק מהתופעות שנוצרות על
«
«
. חלק מהתמונה
5
איור
- דפוס הקרינה האידיאלי בצורת סופגנייה של חיישן מופר בסביבה תעשייתית בשל מבנים
6
איור
ESSS
סמוך לאנטנה. סימולציה יכולה לזהות ולמתן בעיות אלה .באדיבות
ידי הנוכחות של אנטנות אחרות, גיאומטריה
וחומרים של המבנים וניידות של מערכות
הללו גורמים לערוץ התקשורת להיפגע.
לדוגמא, כאשר רשת חיישנים אלחוטית
נפרסה בבית חרושת, כל חיישן משתמש
באנטנה דיפול לתקשר עם חיישנים אחרים.
דפוס הקרינה האידיאלי של אנטנת דיפול
דומה לסופגנייה, אבל כאשר נפרוס בסביבה
תעשייתית המבנים התעשייתיים המורכבים
יגרמו לעיוות של עקום הקרינה, להפחתת
יעילות האנטנה שמובילה לביצועים נמוכים
וכישלונות.
אז, כיצד מהנדסים יכולים להבטיח קישוריות
אלחוטית אמינה בתוך סביבה תעשייתית, או
על מכונית, מטוס או ספינה מבלי להיזקק
לזמן רב לבנות ולבחון?
ANSYS SAVANT
,
ANSYS HFSS
שימוש ב-
מהנדסים יכולים לבצע סימולציה לבדיקת
שדה קרוב כדי למתן את ההשפעות של
הסביבה התעשייתית על ביצועי האנטנות
ומכשירים אלחוטיים. בעזרת מנועי
הסימולציה:
Finite Element Method (FEM)
Domain Decomposition
3-D Method of Moments (MoM)
Hybrid MoM
+
FEM
Shooting and Bouncing Ray (SBR)
ניתן לפתור בעיות גדולות ומסובכות. בעזרת
כלי הסימולציה נקבל תובנה גדולה יותר של
המערכת ושיפור אמינות, דיוק ועלויות.
הפניות:
Floyer
,
D
.
Wikibon
,
wikibon
.
org
/
wiki
/
v
/ ]1[
Defining
_
and
_
Sizing
_
the
_
Industrial
_
Internet
)09/01/2015(,
Defining
and
Sizing
the
Industrial
Internet
evertiq
.
evertiq
.
com
/
design
/36385 ]2[
)09/01/2015(,
IC
Growth
for
Automotive
,
Cellphones
,
IoT Remains Solid
בעל תואר שני בהנדסת חשמל
מר ולדימיר וולפין
עם התמחות באלקטרומגנטיות מאוניברסיטת בן
שנים בפיתוח בתחום
12
גוריון. ניסיון של מעל
מיקרוגלים, אנטנות וסימולציות אלקטרומגנטיות,
EM
. מייסד
IoT-
כולל בתחום הביו-רפואי ו
.Infinity
בעל תואר ראשון בהנדסת
שי סייפן-אלטמן
חשמל מאוניברסיטת בן גוריון עם ניסיון
שנים בפיתוח. מתמחה בסימולציות
15
מעל
אלקטרומגנטיות. מהנדס אפליקציות בחברת
.ANSYS
לפרטים נוספים ניתן לפנות לנציגות
ANSYS
המקומית של חברת
New-Tech Military Magazine l 28