{en_GB=Vibration Energy Harvesting for LPWAN Connected Devices} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Nos últimos anos o armazenamento de energia através da vibração tem sido objeto recorrente de estudos e pesquisas com o intuito de encontrar uma solução autónoma para alimentar dispositivos eletrónicos de pequena escala. O armazenamento de energia é o processo pelo qual a energia que deriva de fontes externas, é capturada e armazenada. As fontes de vibração fornecem energia que pode ser usada para alimentar sensores sem fios ou produzir eletricidade. Esta tese apresenta uma breve explicação sobre a teoria dos três principais métodos mais populares e amplamente estudados. Esclarece também como a energia é obtida através da vibração nos três tipos de transdutores mais importantes, através de um material piezoelétrico, através de uma variação na capacidade de um condensador (eletrostática) e através de um íman e uma bobina (eletromagnética). O transdutor de captura de energia da vibração por levitação magnética é a base da tese, é inicialmente apresentada a sua estrutura e características. É também elaborado um transdutor com base na levitação magnética e explicado o procedimento que foi feito na sua construção. Foi desenvolvido um setup de caracterização para permitir a análise do funcionamento e do comportamento do transdutor, quando aplicado a diferentes fontes de vibração. A instrumentação presente no setup de caracterização é apresentada e graças a essa instrumentação é possível analisar o transdutor, tanto quando uma onda sinusoidal é aplicada ao gerador de vibração como quando é aplicada uma onda arbitrária que origina uma simulação de fontes de vibração reais. , en=Vibration energy harvesting has been, in recent years, the recurring object of a variety of research efforts aimed toward providing an autonomous solution to the power supply of small-scale electronic devices. Energy harvesting is the process in which energy is captured from a system's environment and converted into usable electric power. Vibration sources provide energy that can be harvested to charge wireless sensors or produce electricity. This thesis presents a brief explanation of the theory behind the phenomenon of harvesting and some of the transducers used for this purpose. It clarifies how energy is obtained from vibration using transducers with three different physical principles, through a piezoelectric material, a variation in capacitance (electrostatic), and a magnet and a coil (electromagnetic). The magnetic levitation vibration energy harvesting transducer is the basis of this thesis; its structure and characteristics are presented in the beginning of this document. A transducer based on magnetic levitation is also elaborated, and the procedure used in its construction is explained. A characterization setup was developed to allow the analysis of the operation and behaviour of the transducer, when applied to different vibration sources. The instrumentation used in the characterization setup is presented and, thanks to that instrumentation, it is possible to analyse the transducer when a sinusoidal wave is applied to the vibration generator and when an arbitrary wave that originates a simulation of real sources is applied. }

Discussão: novembro 16, 2021, 10:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

Hugo Miguel Maltez Cunha (ist187722)

ORIENTADOR

Luís Filipe Soldado Granadeiro Rosado

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar