Diseñamos un recolector de energía muy simple hecho de un pequeño imán que se mueve dentro de una bobina.
Tenemos un entorno vibratorio que se mueve a 12 Hz con 10 milímetros de pico a pico. Nuestro pcb se adjuntará a la mesa vibratoria y se encapsulará para evitar problemas con los componentes soldados en el pcb.
Actualmente solo tiene un giroscopio, un acelerómetro y un módulo bluetooth.
Los problemas derivados de la rectificación no son los mayores.
Nuestro PCB tiene que estar conectado a esta mesa vibratoria, que funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Nos dimos cuenta de que nuestro recolector de energía tiene que soportar ca 14 millones de vibraciones en solo dos semanas.
¿Esta enorme cantidad de vibraciones va a destruir mi cosechadora de energía?
¿Deberíamos usar otra solución (pensamos en una solución de batería, pero hay otros problemas que cubro aquí: ¿ Se puede usar la batería de cloruro de tionilo de litio en mi entorno vibratorio? ¿Son seguras? )?
Asumiré que su "amplitud de 10 mm" es de pico a pico. Por lo tanto, la posición puede describirse como
P = 5 sin(2π12t) [mm]
o
P = 5 sin(ωt) [mm], donde ω = 24π
La velocidad es la primera derivada de la posición:
V = 5ω cos(ωt) [mm/s]
La aceleración es la segunda derivada de la posición y la primera derivada de la velocidad:
A = -5ω 2 sen(ωt) [mm/s 2 ]
Reemplazando nuestro valor de ω, la aceleración máxima es
A máx. = 5ω 2 mm/s 2 = 5(24π) 2 mm/s 2 = 28.400 mm/s 2 = 28,4 m/s 2 = 2,9 g
3 g no es tanto . Por supuesto, debe tener en cuenta que esto se aplicará de forma repetitiva, pero aún así, debería ser posible diseñar algo que pueda soportar muchos ciclos de 3 g.
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olin lathrop
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