Revista de sensores IEEE<\/em>los investigadores ofrecen una gu\u00eda de dise\u00f1o para un sensor de recolecci\u00f3n de energ\u00eda que permite a un ingeniero equilibrar la energ\u00eda disponible en el medio ambiente con sus necesidades de detecci\u00f3n.<\/p>\nEl documento establece una hoja de ruta para los componentes clave de un dispositivo que puede detectar y controlar el flujo de energ\u00eda continuamente durante el funcionamiento.<\/p>\n
El marco de dise\u00f1o vers\u00e1til no se limita a sensores que recolectan energ\u00eda de campo magn\u00e9tico y puede aplicarse a aquellos que utilizan otras fuentes de energ\u00eda, como vibraciones o luz solar. Podr\u00eda usarse para construir redes de sensores para f\u00e1bricas, almacenes y espacios comerciales cuya instalaci\u00f3n y mantenimiento cuesten menos.<\/p>\n
\u201cHemos proporcionado un ejemplo de un sensor sin bater\u00eda que hace algo \u00fatil y hemos demostrado que es una soluci\u00f3n pr\u00e1cticamente realizable. Ahora se espera que otros utilicen nuestro marco para poner en marcha el dise\u00f1o de sus propios sensores\u201d, afirma el autor principal Daniel Monagle, estudiante de posgrado de EECS.<\/p>\n
A Monagle y Leeb se les une en el art\u00edculo el estudiante graduado de EECS, Eric Ponce.<\/p>\n
John Donnal, profesor asociado de ingenier\u00eda de armas y controles en la Academia Naval de EE. UU. que no particip\u00f3 en este trabajo, estudia t\u00e9cnicas para monitorear los sistemas de los barcos. Obtener acceso a la energ\u00eda en un barco puede ser dif\u00edcil, dice, ya que hay muy pocos enchufes y restricciones estrictas en cuanto a qu\u00e9 equipos se pueden enchufar.<\/p>\n
\"La medici\u00f3n persistente de la vibraci\u00f3n de una bomba, por ejemplo, podr\u00eda brindar a la tripulaci\u00f3n informaci\u00f3n en tiempo real sobre el estado de los cojinetes y soportes, pero alimentar un sensor modernizado a menudo requiere tanta infraestructura adicional que la inversi\u00f3n no vale la pena\", a\u00f1ade Donnal. . \"Los sistemas de recolecci\u00f3n de energ\u00eda como este podr\u00edan permitir modernizar una amplia variedad de sensores de diagn\u00f3stico en los barcos y reducir significativamente el costo total de mantenimiento\".<\/p>\n
Una gu\u00eda pr\u00e1ctica<\/strong><\/p>\nLos investigadores tuvieron que afrontar tres desaf\u00edos clave para desarrollar un sensor de recolecci\u00f3n de energ\u00eda eficaz y sin bater\u00eda.<\/p>\n
Primero, el sistema debe poder arrancar en fr\u00edo, lo que significa que puede encender sus componentes electr\u00f3nicos sin voltaje inicial. Lo lograron con una red de circuitos integrados y transistores que permiten que el sistema almacene energ\u00eda hasta que alcance un cierto umbral. El sistema solo se encender\u00e1 una vez que haya almacenado suficiente energ\u00eda para funcionar completamente.<\/p>\n
En segundo lugar, el sistema debe almacenar y convertir la energ\u00eda que recolecta de manera eficiente y sin bater\u00eda. Si bien los investigadores podr\u00edan haber incluido una bater\u00eda, eso agregar\u00eda complejidades adicionales al sistema y podr\u00eda representar un riesgo de incendio.<\/p>\n
\u201cEs posible que ni siquiera puedas darte el lujo de enviar a un t\u00e9cnico para reemplazar una bater\u00eda. En cambio, nuestro sistema no requiere mantenimiento. Recoge energ\u00eda y funciona por s\u00ed solo\u201d, a\u00f1ade Monagle.<\/p>\n
Para evitar el uso de bater\u00eda, incorporan un almacenamiento de energ\u00eda interno que puede incluir una serie de condensadores. M\u00e1s simple que una bater\u00eda, un capacitor almacena energ\u00eda en el campo el\u00e9ctrico entre placas conductoras. Los condensadores se pueden fabricar a partir de una variedad de materiales y sus capacidades se pueden adaptar a una variedad de condiciones operativas, requisitos de seguridad y espacio disponible.<\/p>\n
El equipo dise\u00f1\u00f3 cuidadosamente los condensadores para que fueran lo suficientemente grandes como para almacenar la energ\u00eda que el dispositivo necesita para encenderse y comenzar a recolectar energ\u00eda, pero lo suficientemente peque\u00f1os como para que la fase de carga no demore demasiado.<\/p>\n
Adem\u00e1s, dado que un sensor puede pasar semanas o incluso meses antes de encenderse para realizar una medici\u00f3n, se aseguraron de que los condensadores puedan retener suficiente energ\u00eda incluso si algo se escapa con el tiempo.<\/p>\n
Finalmente, desarrollaron una serie de algoritmos de control que miden y presupuestan din\u00e1micamente la energ\u00eda recolectada, almacenada y utilizada por el dispositivo. Un microcontrolador, el \"cerebro\" de la interfaz de gesti\u00f3n de energ\u00eda, comprueba constantemente cu\u00e1nta energ\u00eda se almacena e infiere si se debe encender o apagar el sensor, tomar una medici\u00f3n o poner la cosechadora en una marcha m\u00e1s alta para que pueda recolectar m\u00e1s energ\u00eda para necesidades de detecci\u00f3n m\u00e1s complejas.<\/p>\n
\u201cAl igual que cuando cambias de marcha en una bicicleta, la interfaz de gesti\u00f3n de energ\u00eda observa c\u00f3mo est\u00e1 funcionando la cosechadora, esencialmente viendo si est\u00e1 pedaleando demasiado fuerte o demasiado suave, y luego var\u00eda la carga electr\u00f3nica para que pueda maximizar la cantidad de energ\u00eda. est\u00e1 cosechando y adapta la cosecha a las necesidades del sensor\u201d, explica Monagle.<\/p>\n
Sensor autoalimentado<\/strong><\/p>\nUtilizando este marco de dise\u00f1o, construyeron un circuito de gesti\u00f3n de energ\u00eda para un sensor de temperatura disponible en el mercado. El dispositivo recolecta energ\u00eda del campo magn\u00e9tico y la utiliza para muestrear continuamente datos de temperatura, que env\u00eda a la interfaz de un tel\u00e9fono inteligente mediante Bluetooth.<\/p>\n
Los investigadores utilizaron circuitos de muy baja potencia para dise\u00f1ar el dispositivo, pero r\u00e1pidamente descubrieron que estos circuitos tienen estrictas restricciones sobre la cantidad de voltaje que pueden soportar antes de fallar. Recolectar demasiada energ\u00eda podr\u00eda hacer que el dispositivo explote.<\/p>\n
Para evitar eso, su sistema operativo de recolecci\u00f3n de energ\u00eda en el microcontrolador ajusta o reduce autom\u00e1ticamente la recolecci\u00f3n si la cantidad de energ\u00eda almacenada se vuelve excesiva.<\/p>\n
Tambi\u00e9n descubrieron que la comunicaci\u00f3n (transmitir datos recopilados por el sensor de temperatura) era, con diferencia, la operaci\u00f3n que consum\u00eda m\u00e1s energ\u00eda.<\/p>\n
\"Asegurar que el sensor tenga suficiente energ\u00eda almacenada para transmitir datos es un desaf\u00edo constante que implica un dise\u00f1o cuidadoso\", dice Monagle.<\/p>\n
En el futuro, los investigadores planean explorar medios de transmisi\u00f3n de datos que consuman menos energ\u00eda, como por ejemplo la \u00f3ptica o la ac\u00fastica. Tambi\u00e9n quieren modelar y predecir de manera m\u00e1s rigurosa cu\u00e1nta energ\u00eda podr\u00eda ingresar a un sistema, o cu\u00e1nta energ\u00eda podr\u00eda necesitar un sensor para tomar mediciones, de modo que un dispositivo pueda recopilar a\u00fan m\u00e1s datos de manera efectiva.<\/p>\n
\u201cSi s\u00f3lo tomas las medidas que crees que necesitas, puedes perderte algo realmente valioso. Con m\u00e1s informaci\u00f3n, es posible que pueda aprender algo que no esperaba sobre las operaciones de un dispositivo. Nuestro marco le permite equilibrar esas consideraciones\u201d, afirma Leeb. <\/p>\n
\u201cEste art\u00edculo est\u00e1 bien documentado sobre lo que deber\u00eda implicar internamente un nodo sensor autoalimentado pr\u00e1ctico para escenarios realistas. Las pautas generales de dise\u00f1o, particularmente en la cuesti\u00f3n del arranque en fr\u00edo, son muy \u00fatiles\u201d, dice Jinyeong Moon, profesor asistente de ingenier\u00eda el\u00e9ctrica e inform\u00e1tica en la Facultad de Ingenier\u00eda de la Universidad Estatal de Florida, que no particip\u00f3 en este trabajo. \"Los ingenieros que planean dise\u00f1ar un m\u00f3dulo de autoalimentaci\u00f3n para un nodo de sensor inal\u00e1mbrico se beneficiar\u00e1n enormemente de estas pautas, al completar f\u00e1cilmente listas de verificaci\u00f3n tradicionalmente engorrosas relacionadas con el arranque en fr\u00edo\".<\/p>\n
El trabajo cuenta con el apoyo, en parte, de la Oficina de Investigaci\u00f3n Naval y la Fundaci\u00f3n Grainger.<\/p>\n<\/p><\/div>\n
[ad_2]
\n
Source link <\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"[ad_1] Investigadores del MIT han desarrollado un sensor autoalimentado y sin bater\u00eda que puede recolectar energ\u00eda de su entorno. Debido a que no requiere bater\u00eda que deba recargarse o reemplazarse, y debido a que no requiere cableado especial, dicho sensor podr\u00eda incrustarse en un lugar de dif\u00edcil acceso, como dentro del funcionamiento interno del motor […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":169950,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_et_pb_use_builder":"","_et_pb_old_content":"","_et_gb_content_width":"","footnotes":""},"categories":[52],"tags":[14290,14286,14288,5924,14289,14287],"class_list":["post-169949","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia","tag-cosecha-de-energia","tag-daniel-monagle","tag-eric-ponce","tag-internet-de-las-cosas","tag-sensores","tag-steven-leeb","et-has-post-format-content","et_post_format-et-post-format-standard"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/rbnews247.com\/v1\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/169949","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/rbnews247.com\/v1\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/rbnews247.com\/v1\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/rbnews247.com\/v1\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/rbnews247.com\/v1\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=169949"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/rbnews247.com\/v1\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/169949\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/rbnews247.com\/v1\/wp-json\/wp\/v2\/media\/169950"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/rbnews247.com\/v1\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=169949"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/rbnews247.com\/v1\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=169949"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/rbnews247.com\/v1\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=169949"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
![](\"https:\/\/news.mit.edu\/sites\/default\/files\/styles\/news_article__cover_image__original\/public\/images\/202401\/MIT-Harvesting-Sensors-01-PRESS.jpg?itok=ymZs5BEu\")
<\/p>\n