Progettazione di un nodo sensore wireless per il monitoraggio della batteria dei droni

Le batterie sono sempre più appetibili negli ultimi anni, essendo impiegate non più solo per applicazioni a bassa potenza, ma risultano una soluzione attuabile per applicazioni di potenza come ad esempio il settore automotive e l'accumulo energetico. Fra le più utilizzate vi sono quelle agli ioni di litio per via della loro alta densità energetica e dimensione contenuta. Per aumentare l'efficienza, nonché garantire una maggior sicurezza durante l'operabilità, è di primaria importanza ricavare State of Charge (SoC) e State of Health (SoH) in vari scenari, consentendo una caratterizzazione che permetta di sviluppare algoritmi per la gestione delle stesse. Mediante la spettroscopia d'impedenza si ottengono i parametri del modello della batteria, consentendo di ricavare in modo indiretto SoC e SoH. Al giorno d'oggi come punto di riferimento per la misurazione d'impedenza delle batterie si hanno degli strumenti di laboratorio piuttosto ingombranti che consentono di eseguire un'analisi con la batteria a riposo. Il traguardo da raggiungere per settori in pieno sviluppo, come ad esempio il biomedicale ed il monitoraggio ambientale, che hanno bisogno di sistemi sempre più performanti in termini di consumi e prestazioni, prevede la capacità di effettuare la lettura dell'impedenza durante il normale esercizio. Il gruppo di ricerca del DEI ha sviluppato un Vector Impedance Analyzer (VIA) miniaturizzato a bassi consumi, che necessita di un collegamento via cavo ad un PC che ne limita l'applicabilità in scenari reali. Per risolvere questa problematica, si effettueranno delle modifiche: il dispositivo verrà alimentato a batterie, e comunicherà con una stazione base mediante un collegamento wireless. Quest'ultimo aspetto sarà oggetto di studio per portare alla realizzazione di un sistema di comunicazione wireless formato da un trasmettitore ed un ricevitore realizzati appositamente per l'applicazione d'interesse.