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ENERGY HARVESTING
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- ELETTRONICA OGGI 447 - luglio/agosto 2015
Elettromeccanici europei
per l’energy harvesting
vibrazionale
I
sistemi embedded diventano sempre più interattivi
con il mondo fisico e per far ciò utilizzano principal-
mente i sensori che assumono il fondamentale ruolo
di tecnologia d’interfaccia con le applicazioni e poi ine-
vitabilmente almeno un piccolo trasmettitore wireless,
che serve per abilitarne la connettività. D’altra parte,
questi sistemi sono basati sui microcontrollori di ultima
generazione che consumano talmente poco da sminuire
il tradizionale ruolo degli alimentatori che, per quanto
piccoli possano essere, necessitano pur sempre di una
batteria da ricaricare o sostituire di tanto in tanto. Per
mantenerli in funzione molto a lungo e dare loro il valo-
re aggiunto dell’autonomia operativa, è oggi sufficiente
recuperare un po’ dell’energia che viene abbondante-
mente dispersa dappertutto, con valori che tipicamente
superano di parecchio il fabbisogno della maggior parte
dei sistemi embedded, compresi quelli per le applicazio-
ni industriali.
Inoltre, i dispositivi di energy harvesting sono essenziali
per i nuovi microsistemi embedded dedicati alle applica-
zioni di Internet-of-Things di prossima diffusione.
Sono state sviluppate diverse tecnologie che consento-
no di recuperare l’energia dispersa e, attualmente, la più
efficiente sembra essere la cattura delle differenze ter-
miche, che permette di generare stabilmente decine di
mW/cm
2
; si trovano poi con pari aspettative i dispositivi
che catturano l’energia luminosa e l’energia vibraziona-
le, che riescono a fornire qualche mW/cm
2.
Questi ulti-
mi sono dispositivi microelettromeccanici fabbricabili a
basso costo nelle stesse linee produttive dei comuni cir-
cuiti integrati e consentono di trasformare i movimenti e
l’energia cinetica in elettricità. Inoltre, sono particolar-
mente indicati per alimentare i piccoli sistemi di moni-
toraggio installati nei punti particolarmente critici come,
ad esempio, legati al telaio delle macchine industriali o
dei treni oppure anche sulle attrezzature utilizzate per lo
sport agonistico.
Vibrazioni elettromagnetiche
Oggi i MEMS si ottengono depositando su una base di
ossido di silicio alcune geometrie di silicio una sopra
Lucio Pellizzari
Nel nostro continente sono molte le
ricerche in corso finalizzate a catturare i
movimenti meccanici dispersi nell’ambiente
e recuperarne l’energia cinematica ed
elettromagnetica, altrimenti perduta, per
tradurla in energia elettrica utilizzabile in una
varietà di sistemi miniaturizzati
Fig. 1 – Il processo di fabbricazione dei Vibration Energy Harvester con
le attuali tecnologie MEMS a basso costo