Pulsador inalámbrico con alimentación autónoma (sin batería)

Para cualquiera que esté interesado en un enfoque piezoeléctrico bastante sencillo, descubrí un informe exitoso (usando un botón piezoeléctrico de un encendedor) en el siguiente artículo de 2001 de dos investigadores del MIT Media Lab (dicho sea de paso, el artículo tiene un título muy similar a mi ¡Pregunta!):

• Un controlador de botón compacto, inalámbrico y autoalimentado por J Paradiso, M Feldmeier - Ubicomp 2001: Ubiquitous Computing, 2001 - Springer

El siguiente extracto del documento resume bien su método:

Un condensador de tanque de 4,4 μF integra la carga transferida al pulsar un botón. Esto, a su vez, alimenta un regulador lineal de caída baja MAX666, que proporciona un suministro estable (aunque muy ineficiente) de +3 voltios hasta que se agota la carga del capacitor del tanque. Cuando se activa el MAX666, se habilita el codificador de identificación digital HT12E, lo que produce una transmisión de identificación serial de 12 bits repetida a través del módulo transmisor On-Off-Keyed (OOK).

Un dibujo de su circuito:

Imágenes de su placa/componentes:

Aquí hay más detalles específicos que recogí de su implementación:

• Para la sección de botones/piezoeléctricos, tomaron el núcleo de un encendedor Scripto “Aim 'N Flame” y modificaron la acción del resorte para hacer que el golpe sea más suave.

• El elemento piezoeléctrico genera picos de unos pocos miles de voltios, que pasan a través de un transformador, con una relación de vueltas de 90:1, que emite 30 V en el condensador del tanque.

• La eficiencia de conversión (mecánica a eléctrica) para el piezoeléctrico y el transformador juntos es del 7%.

• En el punto posterior al regulador lineal, midieron que se habían entregado 0,5 mJ (a 3V).

• Para la transmisión inalámbrica se utilizó un codificador Holtek HT-12E que genera 8 bits de ID y 4 bits de datos, que a su vez son transmitidos por un RFM HX1003 (418 MHz, 7,5 mW de consumo, 50 pies de alcance).

Creo que probablemente podría hacerlo de una manera semi-razonable si hiciera algo como tomar un interruptor de luz y conectarlo a un engranaje. Haga que ese engranaje impulse algún tipo de generador y recolecte la electricidad (probablemente necesite algunos engranajes y un resorte). También puede hacer esto con un botón personalizado:

Ahora, esto obviamente requiere que usted mismo construya algún tipo de botón para hacer que el artilugio funcione, y tendrá que seguirlo con un esquema de rectificación de muy baja pérdida, o tener un golpe muuuy largo en las pulsaciones del botón. Puedes hacerlo, pero no sé si es práctico. La parte de transmisión de RF parece menos el problema y más el mecanismo para obtener suficiente carga. Puede ejecutar la electrónica actual con muy poca energía, pero el problema parece ser cómo generar energía.

Woo garabatos!