Kebanyakan kajian di dalam pengurusan kuasa nod WSN adalah cara untuk meminimumkan arus pada nod penderia dengan menggunakan berlainan jenis algoritma yang berkaitan dengan teknik radio penghantaran dan bagaimana untuk meminimumkan kuasa kepada unsur penderia tanpa memberi kesan pada kejituan data terkumpul. Kajian lain menggunakan algoritma menghalang kuasa kepada radio penghantaran pada masa yang terpilih bagi menjimatkan tenaga. Manakala yang lain memilih unsur penderia yang menggunakan tenaga yang rendah. Pendekatan yang diambil dalam kajian ini adalah sedikit berbeza dari kajian sebelumnya dengan pemfokusan kepada pengurusan simpanan takungan tenaga. Secara teknikalnya dengan penggabungan secara selari dua jenis penyimpan berbeza iaitu lithium ion bateri yang dapat dicas semula dan kapasitor lampau. Kapasitor lampau disambung secara siri dengan sel pengimbang, seterusnya pengawal atur arus dapat diwujudkan untuk memberi keseimbangan pada cas dan nyah cas arus dan cas voltan di antara dua siri tersebut. Beban denyut iaitu radio WSN akan dibekalkan oleh kapasitor lampau dengan keupayaan kapasitor lampau dalam pengendalian arus denyut pantas dan dengan ciri kadar cas dan nyah cas yang lebih cepat membolehkan lebih keseimbangan kepada kadar cas dan nyah cas bateri. Pendekatan di sini ialah dengan menciptakan suatu keadaan terpasang/tidak terpasang. Keadaan ini memberikan masa bagi gabungan simpanan takungan tenaga (ESD) untuk di cas dengan panel kuasa solar melalui pengecas sedia ada tanpa gangguan daripada beban. Kawalan terpasang/tidak terpasang ini juga digunakan untuk mengawal aliran kuasa dari ESD, untuk penambahbaikan kuasa, dan untuk penghantaran kuasa kepada beban penderia dengan lebih cekap. Ini meningkatkan masa penggunaan bateri dan masa operasi nod WSN. Eksperimen dilakukan dengan empat situasi, pertama ialah kawalan dengan keadaan asal beban tanpa pengurusan tenaga dan tiga jenis reka bentuk dengan pengurusan tenaga. Keputusan eksperimen menunjukkan dengan gabung teknik tepasang/tidak terpasang dan hibrid memberikan lebih masa penggunaan kuasa. Hybrid ini dibina dengan satu bateri lithium ion dan enam 10F supercapacitor. Dua supercapacitor ini disambung secara siri dan siri ini digabungkan menjadi tiga gabungan secara selari menghasilkan 15F kapasitans. Penambahan masa operasi sebanyak 160% direkodkan. Reka bentuk yang dikemukan dalam kajian ini dapat di skalakan kepada kuasa yang lebih besar atau lebih kecil mengikut kesesuaian aplikasi.
_______________________________________________________________________
Most of the study in managing power on wireless sensor network node (WSN) is mainly on how to minimize current of the sensor node by using different types of algorithm applied to the radio transmission technique and on how to minimize power consumed by the sensing elements without affecting the accuracy of the data collected. Other research applied algorithm on radio transmission technique are by turning off the radio whenever possible to obtain energy savings. In other hand the sensoring element chosen must be very low energy consumed. The approach taken in this thesis is slightly different compared to other studies. The approach is to focus on the energy storage reservoir. Technically a parallel combination between two different types of energy storage chosen are the rechargeable lithium ion battery and supercapacitor. Supercapacitor are connected in series by using a simple cell balancer, a current regulator is created to give a balance charge and discharge current and charge voltage between the two series. Pulse load which is WSN radio will be supplied by supercapacitor since the capability of supercapacitor in handling pulse current faster due to the ability of faster charged and discharge characteristic giving a more balanced charge and discharge of the battery. The approach here is to create an on/off charging environment, giving the combination of energy storage device (ESD) time to being charged from solar panel through available charger without disturbance from the load. The on/off control from the timer is also used to control the power flow from the ESD, for power enhancement, and to deliver the power to the load efficiently. This improves the battery usage time and WSN nodes operation times. Experiments taken under four different approaches, the first one is control using the initial condition of the load without energy management and three designs with energy managements. The experimental results show that with the combination of on/off technique and the hybrid ( battery and supercapacitor) can achieve much longer runtime for the WSN node. The hybrid are built with one lithium ion battery and six 10F supercapacitor. The supercapacitor is connected two in series in three parallel combination giving total of 15F capacitance. An improvement of 160 % of the operating time for the WSN node is observed. The design presented in this research can be scaled to larger or smaller power capacities for a variety of other applications.
Energy storage reservoir management system for wsn with solar harvesting_Nur Amira Amran_E3_2016_MYMY