The paper presents microcontroller-based interface for testing of piezoelectric vibration energy harvesters testing and measurement of their parameters. The interface is proposed as a low-cost solution for laboratory stands with electrodynamic shakers. The proposed system contains power processing circuits for piezoelectric harvesters. The microcontroller sets circuit interconnections suitable for a given test, controls circuitry operation, acquires measurement results and presents them to a user. The investigated piezoelectric harvester parameters include optimal load resistance, maximum generated power, resonant frequencies and mechanical damping coefficient. Output power gain can be also examined for AC/DC converter topology with nonlinear voltage processing SSHI circuit.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a miniature DC source based on a dual system of nonlinear vibration energy converters along with a converter of an induced voltage. The considered electromagnetic system converts vibrations into electrical energy using internal nonlinearity due to magnetic force dependent on relative position of a moving part. This results in a significant widening of the operating frequency band in comparison to linear system. Based on initial design, the output power and voltage were investigated as functions of the scale factor for the systems with the optimized winding. The result of the study is a construction of a DC power source that generates the output power of minimum of 2 mW (with maximum reaching 8.5 mW) over the frequency range between 15 and 40 Hz, proving the applicability of the system in powering of wireless sensor systems.
PL
W pracy zaprezentowano miniaturowe źródło prądu stałego oparte o układ podwójny nieliniowych przetworników energii drgań wraz z przetwornicą napięcia. Zastosowane elektromagnetyczne układy przetwarzające drgania na energię elektryczną charakteryzują się dodatkową siłą wewnętrzną, co powoduje znaczne poszerzenie pasma częstotliwości pracy w stosunku do układów liniowych. Na podstawie początkowego projektu, przeprowadzono badania mocy oraz napięcia wyjściowego w zależności od współczynnika skalującego, z uwzględnieniem optymalizacji rozłożenia zwojów cewek. W wyniku badań zbudowano źródło prądu stałego generujące minimum 2 mW (max 8.5 mW) w zakresie częstotliwości od 15 do 40 Hz, co dowodzi możliwości zastosowania w zasilaniu bezprzewodowych systemów pomiarowych.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przedstawia ideę wykorzystania przekształconej energii drgań mechanicznych do zasilania bezprzewodowych modułów pomiarowych oraz strukturę i rozwiązania układowe dla bloku przetwarzania energii. Opisane zostały w skrócie piezoelektryczne generatory odzyskujące energię drgań wraz z ich obwodem modelującym. Przedstawione są wyniki i wnioski z wykonanych symulacji komputerowych różnych wariantów układów prostownika AC/DC i przetwornicy DC/DC.
EN
The paper presents the idea of using vibration energy harvesters for powering of wireless measurement modules as well as the structure and circuits of a power processing block. Piezoelectric generators and their model are described in short. The results and conclusions from the performed computer simulations of various types of AC/DC rectifiers and DC/DC converters are also presented.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.