sábado, 28 de maio de 2011

Chip com micromáquina coleta energia do ambiente

O conceito de colheita de energia torna-se cada vez mais importante, à medida que os sensores wireless se espalham, cumprindo as mais diversas funções.

Apesar da miniaturização, os nós dessas redes de sensores precisam ser alimentados, e baterias nem se longe são a solução mais adequada.

Surgiram então os coletores de energia, dispositivos capazes de transformar em eletricidade a vibração do meio ambiente - vibração gerada pelo vento ou por carros passando na rua, por exemplo.

Os nanogeradores piezoelétricos também estão nessa categoria.

Microssensor de pressão perpétuo captura sua própria energia

Energia vibracional

Agora, pesquisadores da Universidade de Furtwangen, na Alemanha, juntaram a ideia dos nanogeradores com as técnicas de fabricação da microeletrônica, para construir um microcoletor de energia vibracional 3D.

O 3D significa que o microgerador - chamado microcoletor vibracional eletrostático - consegue captar as vibrações vindas de qualquer direção e de qualquer sentido e transformá-las em eletricidade.

A segunda vantagem imediata é que o projeto permite que o microcoletor de energia seja escalado, ou seja, fabricado na dimensão apropriada para a quantidade de energia necessária para cada aparelho a ser alimentado.

O pequeno aparelho é um exemplo dos avanços permitidos pela tecnologia de fabricação dos MEMS, ou sistemas microeletromecânicos - o dispositivo é uma minúscula máquina, cujas peças móveis são construídas com tecnologias herdadas da fabricação de chips.

Isso leva à sua terceira vantagem: o dispositivo é essencialmente um chip-gerador, que pode ser incorporado na placa de circuito impresso de qualquer aparelho, ou seja, o próprio aparelho coletaria a energia do ambiente, sem qualquer conexão externa.

Força eletrostática

Uma peça central funciona como centro de massa. O movimento 3D é obtido com sistemas de fim de curso nos eletrodos ao longo do plano (eixos X e Y) e eixos suspensores na perpendicular (eixo Z).

O protótipo coleta vibrações de baixa frequência - menores do 150 Hz - usando eletretos para gerar o efeito eletrostático.

Mas o mesmo efeito eletrostático usado para gerar a energia pode ser a ruína dos MEMS: nas dimensões das micromáquinas, a força eletrostática costuma fazer as peças grudarem umas nas outras, impedindo o funcionamento do aparelho.

Os pesquisadores resolveram o problema criando um sistema de isolamento entre os eletrodos que capturam a energia e os eletrodos que a levam para fora do coletor.

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