Advances in low power VLSI design,

Advances in low power VLSI design, along with the potentially low duty cycle of wireless sensor nodes open up the possibility of powering small wireless computing devices from scavenged ambient power. A broad review of potential power scavenging technologies and conventional energy sources is first presented. Low-level vibrations occurring in common household and office environments as a potential power source are studied in depth. The goal of this paper is not to suggest that the conversion of vibrations is the best or most versatile method to scavenge ambient power, but to study its potential as a viable power source for applications where vibrations are present. Different conversion mechanisms are investigated and evaluated leading to specific optimized designs for both capacitive MicroElectroMechancial Systems (MEMS) and piezoelectric converters. Simulations show that the potential power density from piezoelectric conversion is significantly higher. Experiments using an off-the-shelf PZT piezoelectric bimorph verify the accuracy of the models for piezoelectric converters. A power density of 70 μW/cm3 has been demonstrated with the PZT bimorph. Simulations show that an optimized design would be capable of 250 μW/cm3 from a vibration source with an acceleration amplitude of 2.5 m/s2 at 120 Hz.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ออกแบบก้าว VLSI พลังงานต่ำ พร้อมภาษีอาจต่ำ วงจรของเซ็นเซอร์ไร้สายโหนเปิดสามารถเปิดขนาดเล็กไร้สายอุปกรณ์คอมพิวเตอร์จากพลังงานแวดล้อม scavenged ก่อนจะแสดงความเห็นกว้างมีศักยภาพพลังงาน scavenging เทคโนโลยีและแหล่งพลังงานทดแทน สั่นสะเทือนระดับต่ำเกิดขึ้นกันในครัวเรือนและสำนักงานเป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพได้ศึกษาในเชิงลึก เป้าหมายของเอกสารนี้คือการ แนะนำว่า การแปลงการสั่นสะเทือนหลากหลายมากที่สุด หรือดีที่สุดวิธี scavenge พลังงานแวดล้อม แต่ศึกษาศักยภาพเป็นแหล่งพลังงานที่ทำงานสำหรับโปรแกรมประยุกต์ที่สั่นสะเทือนอยู่ กลไกการแปลงที่แตกต่างกันมีการตรวจสอบ และประเมินนำไปออกแบบให้เหมาะเฉพาะสำหรับระบบ MicroElectroMechancial ควบคุม (MEMS) และแปลง piezoelectric จำลองได้แสดงว่า ความหนาแน่นพลังงานอาจเกิดขึ้นจากการแปลง piezoelectric อย่างมีนัยสำคัญ ทดลองใช้มีรูป PZT piezoelectric bimorph ตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองสำหรับแปลง piezoelectric มีการสาธิตพลังงานหนาแน่น 70 μW/cm3 กับ PZT bimorph จำลองแสดงว่า การออกแบบให้เหมาะจะสามารถ μW 250 cm3 จากแหล่งสั่นสะเทือน ด้วยคลื่นการเร่งความเร็วของ m 2.5 s2 ที่ 120 Hz

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ความก้าวหน้าในการออกแบบ VLSI พลังงานที่ต่ำพร้อมกับรอบการทำงานต่ำที่อาจเกิดขึ้นของโหนดเซ็นเซอร์ไร้สายเปิดขึ้นเป็นไปได้ของการเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์แบบไร้สายกับอุปกรณ์ขนาดเล็กจากอำนาจโดยรอบพายุ ความคิดเห็นในวงกว้างของเทคโนโลยีไล่พลังงานที่มีศักยภาพและแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมจะนำเสนอเป็นครั้งแรก การสั่นสะเทือนในระดับต่ำที่เกิดขึ้นในครัวเรือนทั่วไปและสภาพแวดล้อมที่สำนักงานเป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพมีการศึกษาในเชิงลึก เป้าหมายของการวิจัยนี้ไม่ได้ที่จะชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของการสั่นสะเทือนเป็นวิธีที่ดีที่สุดหรือที่หลากหลายมากที่สุดในการไล่อำนาจโดยรอบ แต่เพื่อศึกษาศักยภาพของการเป็นแหล่งพลังงานที่ทำงานได้สำหรับการใช้งานที่แรงสั่นสะเทือนที่มีอยู่ กลไกการแปลงที่แตกต่างกันจะถูกตรวจสอบและประเมินผลที่นำไปสู่​​การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบที่เฉพาะเจาะจงสำหรับทั้ง capacitive MicroElectroMechancial ระบบ (MEMS) และตัวแปลง piezoelectric จำลองแสดงให้เห็นว่ามีความหนาแน่นพลังงานที่อาจเกิดขึ้นจากการแปลงสภาพ piezoelectric ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การทดลองใช้ออกจากชั้นวางของ PZT piezoelectric bimorph ตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองสำหรับแปลง piezoelectric ความหนาแน่นของพลังงาน 70 μW / cm3 ได้รับการพิสูจน์ที่มี PZT bimorph ที่แสดงให้เห็นการจำลองการออกแบบที่ดีที่สุดจะเป็นความสามารถในการ 250 μW / cm3 การสั่นสะเทือนจากแหล่งที่มีการเร่งความเร็วของความกว้าง 2.5 เมตร / s2 ที่ 120 เฮิร์ตซ์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความก้าวหน้าในการออกแบบด้วยพลังงานต่ำ พร้อมกับอาจต่ำรอบหน้าที่ของโหนดเซ็นเซอร์ไร้สายเปิดขึ้นเป็นไปได้ของการจ่ายไฟอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ไร้สายขนาดเล็กจากคือที่มีอำนาจ รีวิวกว้างศักยภาพของพลังการเทคโนโลยี และแหล่งพลังงานแบบเดิม คือ ก่อนนำเสนอการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในระดับต่ำและสภาพแวดล้อมที่สำนักงานที่ใช้ในครัวเรือนทั่วไปเป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพเชิงลึก เป้าหมายของบทความนี้คือไม่แนะนำให้แปลงของการสั่นสะเทือนเป็นวิธีที่ดีที่สุด หรือ เอนกประสงค์มากที่สุดเพื่อหาทางอำนาจ แต่เพื่อศึกษาศักยภาพของแหล่งพลังงานที่ทำงานได้สำหรับการใช้งานที่สั่นสะเทือนอยู่กลไกการตรวจสอบและประเมินผลแตกต่างกันนำไปสู่การออกแบบที่เหมาะเฉพาะสำหรับระบบทั้งแบบ microelectromechancial ( MEMS ) และตัวแปลงเพียโซอิเล็กทริก . การจำลองแสดงให้เห็นว่าศักยภาพพลังงานความหนาแน่นจากการแปลงเพียโซอิเล็กทริกเป็นอย่างมีนัยสำคัญที่สูงขึ้นการทดลองโดยใช้การปิดชั้นเตรียมเพียโซอิเล็กทริกไบมอร์ฟตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองสำหรับแปลง piezoelectric . ความหนาแน่นพลังงานของμ w 70 ลิตรได้แสดงด้วยวิธีไบมอร์ฟ . การจำลองแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบจะสามารถμ W 250 ลิตรจากแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนด้วยการเร่งความเร็วขนาด 2.5 m / S2 ที่ 120 Hz .