Senzori, radijski odašiljači i GPS moduli imaju vrlo malu potrošnju energije. Sve što je potrebno da ih se pokrene je nekoliko miliwata. Energija iz okoliša – iz izvora kao što su svjetlo ili vibracije – može biti dovoljna da zadovolji te zahtjeve. Novi uređaj za mjerenje može odrediti da li je energetski potencijal takvih izvora dovoljno visok.
Zamislite teretni vlak koji juri krajolikom velikim brzinama, dok se vagoni truckaju po pruzi. Vagoni se grubo drmaju, naprijed i natrag. Što je pruga grublja, vagoni se jače tresu. Ove vibracije pružaju dovoljno energije za punjenje male elektroničke opreme. To je način kako senzori koji prate temperaturu u hladnjaku automobila ili GPS prijemnike mogu dobiti struju koja im je potrebna za rad.
Stručnjaci ovu tehnologiju nazivaju “energetskom berbom”, gdje se energija dobiva od svakodnevnih izvora kao što su razlike u temperaturi ili tlaku, zračnih struja, mehaničkih pokreta ili vibracija. No je li to stvarno dovoljno za opskrbu elektroničkih mikro sustava? Odgovor daje uređaj za prikupljanje podataka koji se također instalira na ploču, proizvod njemačke istraživačke ustanove Fraunhofer Institut za integrirane sklopove (IIS).
Ovaj kompaktni sustav analizira i opisuje potencijal iskoristive energije – u ovom slučaju, oscilacije stvorene tijekom vožnje. Mjere se ključni parametri izvora vibracija, kao što su amplitude i frekvencijski spektar ubrzanja.
“Možemo iskoristiti prikupljene podatke za izradu pretvarača vibracija, kao što su piezoelektrični generatori, za proizvodnju struje za senzore, radio prijemnike, prijenosne sustave za praćenje i druga trošila koja traže malo struje za svoj rad”, objašnjava direktor IIS i inženjer dr. Peter Spies. “Današnji sustavi za praćenje za svoj rad trebaju tek baterije. Ali te baterije trebaju stalnu zamjenu, a to uključuje puno truda i troškova. Zahvaljujući energetskoj berbi, možemo zamijeniti baterije i ožičenje.”
Međutim, ovakvi logistički procesi nisu jedini kandidati za primjenu ove tehnologije. Prikupljena energija se može koristiti za mnoge druge primjene, na primjer za rad monitora za srce, senzora u strojevima za pranje i proizvodnim postrojenjima ili za mjerne sustave u automobilima koji mjere tlak zraka u gumama.
Elementi uređaja za prikupljanje podataka uključuju senzor ubrzanja, GPS modul, mikro kontroler, SD karticu te WiFi sučelje. Senzor mjeri ubrzanje teretnog vlaka po tri osi. U isto vrijeme, GPS modul određuje poziciju vozila i pohranjuje podatke zajedno s vrijednostima ubrzanja na SD karticu. Ovi parametri se mogu koristiti za označavanje brzine vlaka i količinu dostupne energije. “Na taj način možemo fino podesiti energetski pretvarač i oblikovati ga prema zahtjevu sudionika,” dodaje Spies.
Uređaj za prikupljanje podataka je već u uporabi u teretnim vozilima, kamionima i strojevima. Spies i njegova ekipa trenutno rade na razvoju kompletnog sustava za praćenje koji uključuje ne samo GSM modul i GPS prijemnik, nego i pretvarač vibracija koji pretvara mehaničku energiju u električnu.
Izvor: Fraunhofer.de
