Elettronica_Oggi_447

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componentsENERGY HARVESTING
64 - ELETTRONICA OGGI 447 - luglio/agosto 2015
da 60 a 100 µW di potenza elettrica. Una prima impor-
tante evoluzione dei VEH è l’Electromagnetic Vibration
Energy Harvester, o EVEH, nel quale si salda al substrato
di base una spirale conduttiva mentre sulla controparte
che può vibrare per effetto dei movimenti del telaio si
salda un magnete di ferro. In questo modo si ottiene un
campo magnetico tempovariante che si traduce in tensio-
ne ai morsetti esterni. Il progetto europeo Vibration Ener-
gy Scavenging, o capitanato dalla celebre univer-
sità inglese di Southampton, sta studiando da tempo gli
EVEH e ha già presentato un prototipo capace di fornire
ben 55 µW di potenza.
In pratica, la base fissa è costruita verticalmente e ospita
una spirale costituita da un filo di rame spesso 12 µm, av-
volto per 2800 volte in un diametro totale di soli 2,8 mm,
mentre il magnete libero di vibrare pesa 60 milligram-
mi e può oscillare a 50 Hz per un’erogazione continua
di 700 mVrms. Questa tensione viene rettificata da un
ponte di diodi e immagazzinata in un supercondensatore
da cui può essere utilizzata. Nel prototipo viene, infat-
ti, usata per alimentare un piccolo microcontrollore, un
accelerometro e un trasmettitore wireless, che possono
così funzionare autonomamente e svolgere un servizio di
monitoraggio.
All’École Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)
hanno realizzato un sistema completo su tre basette di
1 cm 2 impilate una sull’altra con in alto un sensore Asic
e un trasmettitore UWB (Ultra-Wide Band), in mezzo un
microcontrollore e in fondo un harvester vibrazionale
piezoelettrico che funziona da alimentatore. A quest’ul-
timo basta un’accelerazione vibrazionale di 230 milli-g
alla frequenza di risonanza di 160 Hz per generare una
corrente di 16 µA che a 5 Vrms fornisce una potenza di
81 µW mentre a 3,3 Vrms si ottengono stabilmente 54
µW. Dato che allo stadio UWB basta funzionare per un
secondo ogni 110 per trasmettere tutti i pacchetti dati
raccolti, ne consegue che mediamente consuma circa 8,2
Fig. 4 – Il progetto europeo
Vibes ha presentato un EVEH in
grado di fornire 700 mVrms e 55 µW
sufficienti per alimentare un piccolo
microcontrollore, un accelerometro
e un trasmettitore wireless
▲ Fig. 5 – Un sistema completo
realizzato all’EPFL con uno stadio
UWB, un microcontrollore e un
harvester piezoelettrico capace
di alimentare il tutto con 16 µA
e 54 µW
Fig. 6 – Il prototipo di VEH polimerico capacitivo realizzato da DTU
Nanotech danese consente di estrarre energia dalle vibrazioni oriz-
zontali di basso valore
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