2019.01.04

완벽한 IoT 배터리의 열 가지 조건

Fredric Paul | Network World
모바일 사용자라면 잘 만든 디바이스라도 전력이 떨어지면 바보가 된다는 것을 쓰라린 경험으로 배운다. 그리고 이런 전력 문제는 IoT에서는 더욱 심각한데, 많은 IoT 디바이스가 접근하기도 어렵고 외부 전력원이 닿기도 어려운 곳에 있기 때문이다.

ⓒ TECO (CC BY 2.0)

심장병 환자의 가슴에 심든, 원격지 열대우림의 기상 관측대에 설치하든 많은 IoT 디바이스는 반드시 상당히 오랜 시간을 내장 배터리에 의존해야 한다. 즉 IoT 디바이스는 다음의 두 가지가 필요하다.

1. 고용량 배터리. 작은 공간을 차지하면서 디바이스를 구동하기에 충분한 전력을 보유하면서도 시간이 지나도 이 전력을 잃지 않도록 수명도 긴 배터리가 필요하다.
2. 전력 효율 개선. 귀중한 배터리 자원을 적게 사용할수록 좋다.

IoT가 사람이 접근하기 힘든 위치에서 작동하는 역량은 향후 몇 년간 이 두 가지 요구사항을 어떻게 만족하느냐에 따라 달라질 것이다. 다행히도 이 문제는 충분한 관심을 받고 있으며, 전 세계의 연구자들이 두 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다. IoT 정보 사이트인 IoT For All에 따르면, 사실 소프트웨어와 하드웨어 엔지니어는 물론, 설계자, CTO, 제품 관리자 등 모두가 영역을 넘나드는 접근법을 취하기 시작했다. 이들의 공통된 질문은 “이렇게 중요한 데 왜 아직 배터리는 이 모양인가?”이다.

이런 접근법의 기본 개념은 프로토타입부터 실제 배치까지 기술 스택의 전 영역에 걸친 문제에 접근하는 것이 매우 복잡한 문제에 대한 해답을 찾는 데 도움이 된다는 것이다. 배터리 자체뿐만 아니라 애플리케이션과 배치 환경까지 함께 살펴보는 것이다. 예를 들어, 배터리 수명을 결정하는 것도 엄청나게 복잡할 수 있다. 개별 IoT 디바이스는 종종 여러 가지 기능을 수행하는데, 각 기능이 소비하는 전력은 큰 차이가 있다.

이런 문제를 모두 고려할 때, IoT 배터리 기술이 반드시 해야 할 것은 다음과 같다.

1. 작은 공간에 많은 전력을 집적한다.
2. 이 전력을 효과적으로 전달한다. 신속하게 또는 점진적으로 특정 애플리케이션이 필요로 하는 만큼 배터리 용량을 떨어뜨리지 않고 전달한다.
3. 다양한 방법으로 쉽게 재충전한다. 와이파이 네트워크를 통하는 등 무선 충전 방식도 포함한다.
4. 배터리의 전체적인 상태는 물론, 배터리 출력, 남은 수명 등을 원격에서 간단하게 모니터링한다.
5. 험한 환경에서도 상당한 기간 동안 충전 상태를 유지할 수 있도록 자체 방전을 방지한다.
6. 배터리 용량에 영향을 미치지 않고 다양한 방법으로 여러 차례 재충전한다.
7. 문제를 일으킬 수 있는 발열을 방지한다.
8. 조기 폐기를 방지하기 위해 수명이 길고, 폐기 시에도 친환경적이다.
9. 다양한 종류의 IoT 디바이스에 폭넓게 적용할 수 있을만큼 저렴하다.
10. IoT 디바이스 업체가 다양한 제품군에 통합할 수 있도록 유연한 디자인을 사용한다.

이 모든 조건을 만족하는 배터리 제품을 실제로 만들기는 쉽지 않을 것이다. 모든 IoT 디바이스나 애플리케이션이 이 모든 조건을 요구하는 것도 아니다.

이 과정의 이 면에 있는 것은 IoT 디바이스 제조업체가 자사 제품이 최소한의 배터리 전력을 사용하도록 할 수 있는 모든 것을 해야 한다는 것이다. 가능하다면, 다른 대안 전력을 사용하는 것도 필요하다. 즉 모든 것이 다 만들어진 다음이 아니라, 설계 과정의 매우 초기 단계부터 전력 소비 최적화를 염두에 두어야 한다. 여기에 더해 단지 주요 처리 요소만이 아니라 전체 시스템의 전력 요구사항을 생각하는 것도 중요하다. 

이런 모든 고려사항은 전력을 어디에서 가져오든, 즉 전통적인 화학 배터리를 사용하든, 콘덴서나 운동 에너지, 주변 에너지를 수집하든, 아니면 다른 외계 에너지를 사용하든 IoT에 전력을 공급하는 데 결정적인 요소가 될 것이다. editor@itworld.co.kr


2019.01.04

완벽한 IoT 배터리의 열 가지 조건

Fredric Paul | Network World
모바일 사용자라면 잘 만든 디바이스라도 전력이 떨어지면 바보가 된다는 것을 쓰라린 경험으로 배운다. 그리고 이런 전력 문제는 IoT에서는 더욱 심각한데, 많은 IoT 디바이스가 접근하기도 어렵고 외부 전력원이 닿기도 어려운 곳에 있기 때문이다.

ⓒ TECO (CC BY 2.0)

심장병 환자의 가슴에 심든, 원격지 열대우림의 기상 관측대에 설치하든 많은 IoT 디바이스는 반드시 상당히 오랜 시간을 내장 배터리에 의존해야 한다. 즉 IoT 디바이스는 다음의 두 가지가 필요하다.

1. 고용량 배터리. 작은 공간을 차지하면서 디바이스를 구동하기에 충분한 전력을 보유하면서도 시간이 지나도 이 전력을 잃지 않도록 수명도 긴 배터리가 필요하다.
2. 전력 효율 개선. 귀중한 배터리 자원을 적게 사용할수록 좋다.

IoT가 사람이 접근하기 힘든 위치에서 작동하는 역량은 향후 몇 년간 이 두 가지 요구사항을 어떻게 만족하느냐에 따라 달라질 것이다. 다행히도 이 문제는 충분한 관심을 받고 있으며, 전 세계의 연구자들이 두 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다. IoT 정보 사이트인 IoT For All에 따르면, 사실 소프트웨어와 하드웨어 엔지니어는 물론, 설계자, CTO, 제품 관리자 등 모두가 영역을 넘나드는 접근법을 취하기 시작했다. 이들의 공통된 질문은 “이렇게 중요한 데 왜 아직 배터리는 이 모양인가?”이다.

이런 접근법의 기본 개념은 프로토타입부터 실제 배치까지 기술 스택의 전 영역에 걸친 문제에 접근하는 것이 매우 복잡한 문제에 대한 해답을 찾는 데 도움이 된다는 것이다. 배터리 자체뿐만 아니라 애플리케이션과 배치 환경까지 함께 살펴보는 것이다. 예를 들어, 배터리 수명을 결정하는 것도 엄청나게 복잡할 수 있다. 개별 IoT 디바이스는 종종 여러 가지 기능을 수행하는데, 각 기능이 소비하는 전력은 큰 차이가 있다.

이런 문제를 모두 고려할 때, IoT 배터리 기술이 반드시 해야 할 것은 다음과 같다.

1. 작은 공간에 많은 전력을 집적한다.
2. 이 전력을 효과적으로 전달한다. 신속하게 또는 점진적으로 특정 애플리케이션이 필요로 하는 만큼 배터리 용량을 떨어뜨리지 않고 전달한다.
3. 다양한 방법으로 쉽게 재충전한다. 와이파이 네트워크를 통하는 등 무선 충전 방식도 포함한다.
4. 배터리의 전체적인 상태는 물론, 배터리 출력, 남은 수명 등을 원격에서 간단하게 모니터링한다.
5. 험한 환경에서도 상당한 기간 동안 충전 상태를 유지할 수 있도록 자체 방전을 방지한다.
6. 배터리 용량에 영향을 미치지 않고 다양한 방법으로 여러 차례 재충전한다.
7. 문제를 일으킬 수 있는 발열을 방지한다.
8. 조기 폐기를 방지하기 위해 수명이 길고, 폐기 시에도 친환경적이다.
9. 다양한 종류의 IoT 디바이스에 폭넓게 적용할 수 있을만큼 저렴하다.
10. IoT 디바이스 업체가 다양한 제품군에 통합할 수 있도록 유연한 디자인을 사용한다.

이 모든 조건을 만족하는 배터리 제품을 실제로 만들기는 쉽지 않을 것이다. 모든 IoT 디바이스나 애플리케이션이 이 모든 조건을 요구하는 것도 아니다.

이 과정의 이 면에 있는 것은 IoT 디바이스 제조업체가 자사 제품이 최소한의 배터리 전력을 사용하도록 할 수 있는 모든 것을 해야 한다는 것이다. 가능하다면, 다른 대안 전력을 사용하는 것도 필요하다. 즉 모든 것이 다 만들어진 다음이 아니라, 설계 과정의 매우 초기 단계부터 전력 소비 최적화를 염두에 두어야 한다. 여기에 더해 단지 주요 처리 요소만이 아니라 전체 시스템의 전력 요구사항을 생각하는 것도 중요하다. 

이런 모든 고려사항은 전력을 어디에서 가져오든, 즉 전통적인 화학 배터리를 사용하든, 콘덴서나 운동 에너지, 주변 에너지를 수집하든, 아니면 다른 외계 에너지를 사용하든 IoT에 전력을 공급하는 데 결정적인 요소가 될 것이다. editor@itworld.co.kr


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