आईआईटी-मंडी की टीम को डब्ल्यूएसएन पर अभूतपूर्व कार्य के लिए पेटेंट मिला
इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) के लिए एक सफलता में, आईआईटी-मंडी के शोधकर्ताओं ने एक अभूतपूर्व पावर प्रबंधन इकाई पेश की है जो स्पष्ट रूप से सीधे क्लाउड-सक्षम इनडोर वायरलेस सेंसर नेटवर्क (WSN) नोड्स के लिए डिज़ाइन की गई है। ये नोड्स, कम-शक्ति वायरलेस संचार प्रौद्योगिकियों पर विशिष्ट लाभ प्रदान करते हैं, अक्सर डेटा ट्रांसमिशन के दौरान उच्च पीक करंट की खपत से संबंधित चुनौतियों का सामना करते हैं, जिससे बैटरी क्षमता में गिरावट और जीवनकाल कम हो जाता है।
इस कार्य के परिणाम को भारतीय पेटेंट संख्या 499034 में पेटेंट कराया गया है, जिसके सह-लेखक डॉ. सत्वशील रमेश पोवार, एसोसिएट प्रोफेसर, स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग और डॉ. तुषार जैन, एसोसिएट प्रोफेसर, स्कूल ऑफ कंप्यूटिंग एंड इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, श्री विक्रांत के साथ हैं। दुहान, आईआईटी-मंडी के शोध विद्वान।
प्रस्तावित पावर प्रबंधन इकाई एक नवीन डिज़ाइन है जिसे विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों के लिए तैयार किया गया है जिनके लिए बार-बार डेटा ट्रांसमिशन की आवश्यकता होती है। इस नवोन्मेषी वास्तुकला की एक प्रमुख विशेषता बैटरी जीवन को बढ़ाने के लिए बैटरी-सुपरकैपेसिटर हाइब्रिड स्टोरेज का कार्यान्वयन है।
पावर कंडीशनिंग यूनिट (पीसीयू) कुशल ऊर्जा रूटिंग सुनिश्चित करती है, जिससे सिस्टम अलग-अलग बाहरी परिस्थितियों में बेहतर ढंग से काम कर सकता है।
इसके बारे में बोलते हुए, डॉ. पोवार ने कहा: “हमारी बिजली प्रबंधन प्रणाली वायरलेस सेंसर नोड्स के लिए डिज़ाइन की गई है जो सौर ऊर्जा से संचालित हैं। यह बिजली के लिए सौर पैनलों, बैटरी और सुपरकैपेसिटर का उपयोग करता है और इसमें एक एमपीपीटी नियंत्रक है। यह प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए नोड ऊर्जा वितरण को अनुकूलित करता है। यह बिजली प्रबंधन प्रणाली सौर पैनल दक्षता और बैटरी दीर्घायु को अधिकतम करती है और नेटवर्क लागत को कम करती है। पर्यावरण निगरानी, कृषि, स्मार्ट शहरों, आपदा प्रबंधन और औद्योगिक IoT के लिए उपयोग किए जाने वाले वायरलेस सेंसर नोड्स में इसका कई उपयोग होता है।
हाइब्रिड स्टोरेज सिस्टम बैटरी को बार-बार होने वाले पीक करंट से राहत देने के लिए एक सुपरकैपेसिटर को एकीकृत करता है, जो गिरावट का एक सामान्य कारक है। यह अग्रणी दृष्टिकोण यह सुनिश्चित करता है कि बैटरी चार्ज और डिस्चार्ज रुक-रुक कर होने वाली चोटियों से मुक्त हो, जिससे क्षमता में गिरावट को रोका जा सके और अंततः चक्र जीवन का विस्तार किया जा सके।
पेटेंट के बारे में बोलते हुए, डॉ. जैन ने कहा, “इस पेटेंट में, हमने सेंसर नोड को पावर देने के लिए एक हाइब्रिड तकनीक विकसित की है, जिससे बैटरी जीवन बढ़ाया जा सकता है, जहां लगातार डेटा ट्रांसमिशन की आवश्यकता होती है। यह उत्पाद एक सुपरकैपेसिटर-बैटरी हाइब्रिड स्टोरेज स्कीम का उपयोग करता है, जो डेटा ट्रांसमिशन के दौरान आवश्यक पीक करंट प्रदान करता है, जो भारी लोड की आवश्यकता को पूरा करने के लिए पर्याप्त है। हमने एक नया ड्रिप चार्ज नियंत्रक पेश किया है जो नींद की अवधि और सेंसर नोड की सक्रिय अवधि के साथ समन्वय में काम करता है। विकसित बिजली प्रबंधन इकाई के प्रदर्शन का इनडोर और आउटडोर अनुप्रयोगों के लिए प्रयोगात्मक रूप से सफलतापूर्वक परीक्षण और सत्यापन किया गया है।
उन्होंने यह भी कहा कि सुपरकैपेसिटर के साथ मिलकर नियंत्रक डेटा ट्रांसमिशन के दौरान आवश्यक पीक करंट प्रदान करता है, जब फोटोवोल्टिक (पीवी) स्रोतों से बिजली उपलब्ध नहीं होती है। सिमुलेशन और प्रयोगात्मक परिणामों ने प्रस्तावित डिजाइन की प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया है, जो रुक-रुक कर होने वाली चोटियों को रोकने और क्षमता क्षरण त्वरण को कम करने की क्षमता प्रदर्शित करता है। यह उपलब्धि प्रत्यक्ष क्लाउड-सक्षम सेंसर नोड्स की दक्षता और जीवनकाल को अनुकूलित करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है, जो उन्हें वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में अधिक लचीला और टिकाऊ बनाती है।
उन्होंने कहा, "आईआईटी मंडी में, हम इस पेटेंट तकनीक का उपयोग विभिन्न चल रही परियोजनाओं, अर्थात् कृषि स्वचालन, रोबोटिक्स और ड्रोन इत्यादि में करने की योजना बना रहे हैं। इस तकनीक को और विकसित किया जाएगा।"
