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Récupération d’énergie à partir des vibrations ambiantes :

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Academic year: 2022

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Texte intégral

(1)

Récupération d’énergie à partir des vibrations ambiantes :

dispositif électromagnétique et circuit électronique d’extraction synchrone

Emmanuelle Arroyo

Adrien Badel

Jacques Lottin

21 novembre 2012

(2)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

© IMEC Holst Centre

Contexte global 2

• RÉSEAUX DE CAPTEURS SANS FIL

Mesurer Traiter Transmettre

Des données

environnementales

• « Smart dust »

© Intesens

(3)

Contexte global 3

• RÉSEAUX DE CAPTEURS SANS FIL

Autonomie

- Communication sans fil - En énergie

- Pas de maintenance

100 μW - 10 mW

• Caractéristiques d’un nœud

Architecture d’un nœud

Module de communication

Module de traitement (microprocesseur /

microcontrolleur)

Capteur Alimentation

Unité de gestion de

l’énergie Batterie

Energie ambiante

Circuit de stockage

Générateur

(4)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

Contexte global 4

• RÉSEAUX DE CAPTEURS SANS FIL

• Sources d’énergie ambiante

Architecture d’un noeud

Module de communication

Module de traitement (microprocesseur /

microcontrolleur)

Capteur Alimentation

Unité de management de

l’énergie

Energie ambiante

Circuit de stockage Générateur

*Avec un gradient de 5°C

** Pour une vitesse de 5m/s et une efficacité de 5%

S. Roundy, et al., 2005

Sources d’énergie P (μW/cm

3

)

Solaire (extérieur) 100000 Solaire (intérieur) 10 Flux d’air 380**

Vibrations 200

Mvts du corps 330

Température 40*

(5)

Contexte global

• Structure d’un récupérateur d’énergie vibratoire

5

• RECUPERATION D’ENERGIE

Architecture d’un noeud

Module de communication

Module de traitement (microprocesseur /

microcontrolleur)

Capteur Alimentation

Unité de management de

l’énergie

Vibration ambiante

Système mécanique

Transducteur électromécanique

Circuit d’extraction et stockage

Récupérateur d’énergie vibratoire

Vibration ambiante

Générateur

Circuit de stockage

(6)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

6

• OBJECTIFS DE DÉVELOPPEMENT DES RÉCUPÉRATEURS D’ÉNERGIE

• Optimisation de chaque étape de conversion

- Miniaturisation des générateurs

- Maximisation de la puissance convertie

Contexte global

Système mécanique

Transducteur électromécanique

Circuit d’extraction et stockage Vibrations ambiantes

Récupérateur d’énergie vibratoire

Maximisation de la densité de puissance

Générateurs large bande

- Elargissement de la plage de fréquences récupérées

- Récupération de vibrations

aléatoires

(7)

• OBJECTIF DES TRAVAUX DE THESE

- Modélisation des générateurs - Circuit d’extraction non linéaire - Conception, optimisation d’un EMG

Objectifs de développement 7

Maximisation de la densité de puissance

Système mécanique

Transducteur électromécanique

Transducteur électromécanique

Circuit d’extraction et stockage Circuit d’extraction

et stockage Vibrations ambiantes

Récupérateur d’énergie vibratoire

• Optimisation des deux derniers étages de conversion

(8)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

Plan de la présentation

Etat de l’art

de la récupération d’énergie vibratoire

Modélisation unifiée et comparaison des EMGs et PEGs

Circuit non linéaire d’extraction de l’énergie pour un EMG

Conception, réalisation, validation d’un EMG

et de son circuit

1 2

3

4

(9)

Etat de l’art

Conversion mécanique-mécanique Conversion électromécanique

Conversion électrique-électrique

(10)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

1. Etat de l’art 10

• SYSTEMES DE CONVERSION MECANIQUE-MECANIQUE

• Enjeux des recherches actuelles

- Maximisation de la puissance mécanique récupérée - Elargissement de la bande passante

Système mécanique

Système mécanique

Transducteur électromécanique

Circuit d’extraction et stockage Vibrations ambiantes

Récupérateur d’énergie

vibratoire

(11)

1. Etat de l’art 11

• SYSTEMES DE CONVERSION MECANIQUE-MECANIQUE

• Solutions proposées

- Systèmes résonants

Rou nd y e t a l. 2 00 4, L u e t a l. 2 01 1

- Systèmes à fréquence de résonance ajustable

- Systèmes multi fréquences

Liu et al. 2008

- Systèmes non linéaires

(12)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

1. Etat de l’art 12

• SYSTEMES DE CONVERSION ELECTRIQUE-MECANIQUE

• Enjeux des recherches actuelles

- Maximisation de la puissance convertie Système

mécanique

Transducteur électromécanique

Transducteur électromécanique

Circuit d’extraction et stockage Vibrations ambiantes

Récupérateur d’énergie

vibratoire

(13)

- Piézoélectrique

1. Etat de l’art 13

• SYSTEMES DE CONVERSION ELECTRIQUE-MECANIQUE

• Différents modes de transduction

- Electromagnétique

- Electrostatique - Magnétostrictif - Combinaisons - …

- Autres

- Robustesse

- Facilité de mise en œuvre

- Coût

(14)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

Bobine extérieure Bobine intérieure Structures multipolaires

Saha et al. 2006

Rahimi et al. 2011 Zhu et al. 2011

1. Etat de l’art 14

• SYSTEMES DE CONVERSION ELECTRIQUE-MECANIQUE

• Réalisations électromagnétiques

128 μW = 21 cm

3

2 - 10 Hz 0.07g

120 μW ~ 12 cm

3

45 Hz 0.3g 3 mW ~

3.2 cm

3

(sans poutre)

84 Hz, 0.8g

(15)

1. Etat de l’art 15

• SYSTEMES DE CONVERSION ELECTRIQUE-ELECTRIQUE

• Enjeux des recherches actuelles

Système mécanique

Transducteur électromécanique

Circuit d’extraction et stockage Circuit d’extraction

et stockage Vibrations ambiantes

Récupérateur d’énergie vibratoire

- Redressement des tensions

- Adaptation des tensions à la charge

- Maximisation du transfert énergétique

(16)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

1. Etat de l’art 16

• SYSTEMES DE CONVERSION ELECTRIQUE-ELECTRIQUE

• Circuit d’extraction classique

- Circuit classique simplifié

- Circuit SECE (Synchronous Electrical Charge Extraction)

V,u V V

DC

V

OUT

• Circuits non linéaires (pour les PEGs)

t

V

OUT

PEG/EMG PEG/EMG

t t

t

PEG

(17)

1. Etat de l’art 17

• SYSTEMES DE CONVERSION ELECTRIQUE-ELECTRIQUE

• Circuit d’extraction classique

• Circuits d’extraction pour les EMGs

Problématique :

- Niveaux de tensions faibles

- Adaptation d’impédance à effectuer

- Circuit classique simplifié

V V

DC

V

OUT

PEG/EMG PEG/EMG

t t

t

(18)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

Modèle unifié

pour les PEGs et EMGs

- Modèle normalisé

- Paramètres caractéristiques - Dualités des générateurs - Evolution de la puissance

- Comparaison de générateurs de la littérature

E. Arroyo, A. Badel, F. Formosa, Y. Wu, J. Qiu, Comparison of electromagnetic and piezoelectric vibration energy harvesters : model and experiments, Sensors and Actuators A: physical, vol 183, pp 188-156, Aug.2012.

[ [

(19)

Circuit d’extraction de

l’énergie

Circuit d’extraction de

l’énergie

Transducteur piézoélectrique

• EMG

Circuit d’extraction de

l’énergie

Circuit d’extraction de

l’énergie

Transducteur électromagnétique

1

2. Modèle unifié EMG / PEG 9 19

• MODÈLE COMMUN NORMALISÉ

• PEG

Modèle normalisé commun:

(20)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012 Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

Coefficient de couplage au carré

Coefficient de pertes résistives

Facteur de qualité mécanique

2 0 2

2. Modèle unifié PEG / EMG 0 20

• PARAMÈTRES CARACTÉRISTIQUES

• PEG • EMG

3 paramètres adimensionnels pour décrire

le comportement d’un générateur.

(21)

2 1 2 1 2

2. Comparaison EMG / PEG 1 21

• DUALITÉS

• Du comportement

PEG EMG

Déplacement

faible élevé

Contraintes

élevées faibles

Ratio résistance bobine/réactance

élevé Fort couplage électromécanique

• Des paramètres caractéristiques

PEG EMG

Tensions

élevées faibles

Impédance

capacitive

Inductive/résistive

PEG EMG

k

m2

<< 1 >> 1

ξ

e

<< 1 >> 1

Faible couplage électromécanique

Pertes diélectriques

négligeables

(22)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

2 2

- Tend vers une puissance limite

- Dépend des paramètres caractéristiques seulement

2 2 2 2 2

2. Comparaison EMG / PEG 2 22

• PUISSANCE RÉCUPÉRÉE SUR CHARGE RÉSISTIVE

• Expression théorique

Puissance pour ξ

c

optimal

Q

m

=50, γ

M

=1g, M=11 g, f

0

= 150 Hz

(23)

2 3

Cas du PEG (Faible k², Faible ξ

e

) : - Un ou deux maxima

- Augmente avec k

m

² - ω= ω

0

Objectif:

Maximiser le couplage 2 3 2 3 2

2. Comparaison EMG / PEG 3 23

• PUISSANCE RÉCUPÉRÉE SUR CHARGE RÉSISTIVE

• Evolution en fonction du couplage, pour de faibles pertes

P

(24)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

Cas de l’EMG (Fort k², Fort ξ

e

) : - Un seul maximum

- Décroît avec ξ

e

Objectif:

Minimiser les pertes

2 4 2 4 2

2. Comparaison EMG / PEG 4 24

• PUISSANCE RÉCUPÉRÉE SUR CHARGE RÉSISTIVE

• Evolution en fonction des pertes, à couplage élevé

P

(25)

2 5 2 5 2

2. Comparaison EMG / PEG 5 25

• POINT DE FONCTIONNEMENT DE GÉNÉRATEURS DE LA LITTÉRATURE

• Critère de comparaison : quotient P/Plim

• Critère de développement : valeur des paramètres caractéristiques

Axes d’amélioration des performances EMGs:

- Transducteur optimisé - Circuit d’extraction

EMG

PEG

(26)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

Circuit non linéaire

d’extraction de l’énergie

- Circuit SMFE, principe - Puissance récupérée

- Comparaison avec le circuit classique

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

E. Arroyo, A. Badel, electromagnetic vibration energy harvesting device optimization by synchronous energy extraction, Sensors and Actuators A: Physical, Volume 171, Issue 2, November 2011, Pages 266-273

[ [

(27)

2 7 2 7 2 7

27

• CIRCUIT SMFE

• Principe de fonctionnement

1 1

2

2

À l’instant T/2 :

- φ optimisé pour être à i

max

- Commutation

- Charge de C

1

ou C

2

φ T/2

3. Circuit d’extraction de l’énergie

(28)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

2 8 2 8 2 8

28

• CIRCUIT SMFE

• Principe de fonctionnement

1

- Tensions redressées et amplifiées - Puissance indépendante de la charge

1

φ T/2

3. Circuit d’extraction de l’énergie

(29)

2 9 2 9 2 9

29

• CIRCUIT SMFE

• Puissance récupérée

- Indépendante de ξ

c

- Tend vers P

lim

quand k

2

augmente - P

LIM

atteinte pour moins de couplage

Classique

3. Circuit d’extraction de l’énergie

(30)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

3 0 3 0 3

3. Circuit d’extraction de l’énergie 0 30

• SYNTHÈSE

• Niveaux de puissance en fonction des paramètres caractéristiques

P / P

LIM

P

S

/ P

R

- Faible couplage

2.5 fois plus de puissance

- Zone cible

> 90% de PLIM - Fort couplage

Intersection

(31)

Conception, optimisation, validation d’un EMG

- Objectifs

- Structure considérée - Optimisation analytique - Optimisation EF

- Réalisation

- Validation expérimentale

E. Arroyo, A. Badel, F. Formosa, Energy harvesting from ambient vibrations: electromagnetic generator and synchronous extraction circuit, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, soumis en novembre 2012

[ [

(32)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

3 2 3 2 3

4. Conception d’un EMG 2 32

• OBJECTIFS

• Récupérer plus de 90 % de P

LIM

Maximiser β

• Profiter des avantages de la technique SMFE Augmenter l’inductance

(33)

S N N S

3 3 3 3 3

4. Conception d’un EMG 3 33

• STRUCTURE

- Canalisation des lignes de champ - Augmentation de l’inductance - Intégration totale du générateur - Calcul analytique des champs

• Culasse ferromagnétique fermée

Maximiser β

φ

Inductance optimale

(34)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

3 4 3 4 3

4. Conception d’un EMG 4 34

• OPTIMISATION ANALYTIQUE

Paramètre Valeur fixée

V 10 cm

3

f

0

100 Hz

γ

max

2g

Q

m

50

[ h

t

, r

i

, e

a

, h

a

, e]

P

r

ou P

s

S N N S

h

a

h

t

r

i

e

a

• Paramètres mécaniques:

• Variables :

• Fonction objectif :

(35)

3 5 3 5 3

4. Conception d’un EMG 5 35

• OPTIMISATION ANALYTIQUE

Saturation à 0.4 T Perméabilité de 1200 Champ rémanent de 1.37 T

Champ coercitif 812 kA/m Produit BH

max

de 382 kJ/m

3

• Paramètres matériaux :

Maximiser β

Inductance optimale

Aimant permanent Terre rare NdFeB

Culasse ferrite

Alliage MnZn

(36)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

Méthode d’optimisation Hypothèses du modèle

3 6 3 6 3

4. Conception d’un EMG 6 36

• OPTIMISATION ANALYTIQUE

- Méthode du gradient

- Vérification par l’exploration de tout l’espace des variables

• Programme :

- Flux de fuites négligés

- Pertes magnétiques négligées

- Perméabilité culasse >> perméabilité air

(37)

3 7 3 7 3

4. Conception d’un EMG 7 37

• OPTIMISATION ANALYTIQUE

Ps max Pr max

P

smax

18.9 mW 3.2 mW P

rmax

15.4 mW 19 mW

ξ

e

0.0037 0.043

k

m2

0.016 0.3

β 0.83 V.m

-1

.s 1.8 V.m

-1

.s

L

0

22 mH 4.8 mH

- Optimum pour la technique classique

- Optimum pour la technique SMFE

Deux optimum distincts

• Résultats :

Puissance très proche de P

LIM

=19.1 mW

(38)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

3 8 3 8 3

4. Conception d’un EMG 8 38

• OPTIMISATION ELEMENTS FINIS

• Programme :

Prise en compte des flux de fuites magnétiques Prise en compte des flux

de fuites magnétiques

(39)

3 9 3 9 3

4. Conception d’un EMG 9 39

• OPTIMUM ÉLÉMENTS FINIS

Hauteur de l’aimant augmentée pour compenser les pertes de flux

• Géométrie finale réalisée (technique SMFE)

Validité du modèle analytique en première approche

• Evolution du flux coupé par la bobine Analytique EF

P

smax

18.9 mW 18.9 mW P

rmax

15.4 mW 15.5 mW ξ

e

0.0037 0.0037 k

m2

0.016 0.009 β 0.83 V.m

-1

.s 0.66 V.m

-1

.s

L

0

22 mH 22 mH

(40)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

4 0 4 0 4

4. Conception d’un EMG 0 40

• RÉALISATION

Volume total : 10 cm

3

• Composants

Culasse Bague Ressort Support bobine Aimant

• Assemblage

(41)

4 1 4 1 4

4. Conception d’un EMG 1 41

• VALIDATION EXPÉRIMENTALE

• Installation

Vibromètre laser différentiel Vibromètre laser

différentiel

Générateur Générateur

Pot vibrant Pot vibrant M es ur e d’ ac cé lé ra tio n

M es ur e d’ ac cé lé ra tio n

(42)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

4 2 4 2 4

4. Conception d’un EMG 2 42

• VALIDATION EXPÉRIMENTALE

• Caractérisation mécanique

Liu et al. 2012

Caractérisation pour γ=0.2g (comportement linéaire)

Facteur de qualité mécanique :

Q

m

= 55

(43)

4 3 4 3 4

4. Conception d’un EMG 3 43

• VALIDATION EXPÉRIMENTALE

• Caractérisation électrique

Coefficient électromécanique : β = v

M

/ωu

M

Coefficient de couplage : k

m2

= β

2

/KL

0

β = 1.3 Vm

-1

s

k

m2

= 0.67

Coefficient de pertes : ξ

e

=r

L

/2L

0

ω

0

ξ

e

= 1.4

(44)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

4 4 4 4 4

4. Conception d’un EMG 4 44

• VALIDATION EXPÉRIMENTALE

• Caractérisation

Paramètre Valeur

Q

m

50

β 0.66 V.m

-1

.s

L

0

22 mH

ξ

e

0.0037 k

m2

0.016

Paramètres de simulation Paramètres expérimentaux Avec inductance de 12 mH Paramètre Valeur

Q

m

55

β 1.3 V.m

-1

.s

L

0

2.2 mH

ξ

e

1.4

k

m2

2.03

Paramètre Valeur

Q

m

55

β 1.3 V.m

-1

.s

L

0

14 mH

ξ

e

0.2

k

m2

0.1

(45)

4 5 4 5 4

4. Conception d’un EMG 5 45

• VALIDATION EXPÉRIMENTALE

• Puissance récupérée à 0.2g

- 96 % de Plim

- Bande passante de 5 Hz

Technique classique Technique SMFE

- 75 % de Plim

- Bande passante de 5 Hz

Extraite

Charge

(46)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

4 6 4 6 4

4. Conception d’un EMG 6 46

• VALIDATION EXPÉRIMENTALE

• Puissance maximale (à 1g)

45 % de Plim

Bande passsante de 10 Hz

Technique classique Technique SMFE

43 % de Plim (redressée)

bande passante de 10 Hz

P

MAX

= 2.75 mW P

MAX

= 2.6 mW (1.6 mW à la charge)

(47)

Conclusion

Apports

Perspectives

(48)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012 Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

5. Conclusion 48

• APPORTS DU TRAVAIL

• Nouvelle approche d’étude, de comparaison et de conception des EMGs

• Nouveau circuit d’extraction non linéaire pour les EMGs

Générateur caractérisé par 3 paramètres adimensionnels

Evaluation des performances relativement à la puissance limite

• Nouvelle structure de générateur électromagnétique

Résolution de difficultés pratiques (redressement, adaptation d’impédance)

Description des valeurs objectifs pour les paramètres caractéristiques pour récupérer le maximum de puissance

Culasse ferromagnétique fermée, générateur de type inductif

90 % de PLIM et 2.75 mW récupérés avec la technique classique

1.6 mW directement exploitables récupérés avec la technique SMFE

(49)

5. Conclusion 49

• PERSPECTIVES

• Amélioration du circuit

Optimisation des composants Auto-alimentation

Démonstration sur l’alimentation d’un capteur

• Adaptation à un système mécanique large bande

• Générateur avec culasse du commerce

- Plus économique

- Choix du matériau avec limite de saturation plus haute

• Deuxième prototype

Limiter la saturation magnétique

Culasses du commerce

(50)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

Récupération d’énergie à partir des vibrations ambiantes :

dispositif électromagnétique et circuit électronique d’extraction synchrone

Emmanuelle Arroyo

Adrien Badel

Jacques Lottin

21 novembre 2012

(51)

5 1 5 1 5 1 5

2. Comparaison EMG / PEG 1 51

• BANDE PASSANTE

(52)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

5 2 5 2 5

3. Circuit d’extraction de l’énergie 2 52

• CIRCUIT SMFE

• Puissance récupérée

Classique

(53)

5 3 5 3 5

3. Circuit d’extraction de l’énergie 3 53

• CIRCUIT SMFE

• Puissance récupérée

(54)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

5 4 5 4 5

4. Conception d’un EMG 4 54

• VALIDATION EXPÉRIMENTALE

• Puissance récupérée à 0.2g

Technique SMFE

(55)

Générateur Générateur Réglage de l’instant de

commutation +

Temps de commutation Réglage de l’instant de

commutation +

Temps de commutation

5 5 5 5 5

4. Conception d’un EMG 5 55

• VALIDATION EXPÉRIMENTALE

Mesure de déplacement

Mesure de déplacement

Charge Charge

Signal VSW

Commande des switch

Signal VSW

Commande des

switch

(56)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

5. Conclusion 56

• PERSPECTIVES

• Adaptation à un système mécanique bistable

(57)

5. Conclusion 57

• PERSPECTIVES

• Alimentation d’un capteur autonome

RF connection

USB connection Link Board (LB)

Sensors board 3-axis accelerometer RF transceiver ULP microcontroller Energy harvester

Average power ~1mW

Autonomous Wireless Sensor

Data Request

2cm

Host Computer (HC) Energy harvesting

and storage board

(58)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

5. Conclusion 58

• PERSPECTIVES

• Alimentation d’un capteur autonome

AT T T T T R T R T

WSN power

(not to scale)

Time

(not to scale)

Time

(not to scale)

LB power

(not to scale

)

M T M T

Se n d C o n f. Se n d C o n f.

Wait data from WSN Read conf. from HC Wait data from WSN

Read conf. from HC

Wait data from WSN Read conf. from HC Wait data from WSN

Read conf. from HC

Se n d C o n f. Se n d C o n f.

AT T T T T R T R T M T M T

RF connectionData PC link board (LB) Request

WSN

(59)

5. Conclusion 59

AT T T T T R T R T

WSN power

(not to scale)

Time

(not to scale)

Time LB power

(not to scale

)

M T M T

Se n d C o n f. Se n d C o n f.

Wait data from WSN Read conf. from HC Wait data from WSN

Read conf. from HC

Wait data from WSN Read conf. from HC Wait data from WSN

Read conf. from HC

Se n d C o n f. Se n d C o n f.

AT T T T T R T R T M

T M T

Acquisition and calculation tasks (ACT) - 800 μW

→ Acquire a specified number of samples from the measured acceleration with a specified sampling frequency (up to 2000 kHz).

The RMS value of the acceleration is calculated on the fly.

→ and / or acquire the temperature

→ and / or acquire the storage unit voltage level

Transmission task (TT) - 69 mW

→ Send the acceleration RMS value and/or temperature and/or voltage level

Reception task (RT) - 36 mW

→ Check if the LB is sending a new configuration and perform the change if so

Maintenance task (MT) - 300 μW

→ Check the quantity of stored energy and tune the duty cycle if necessary to keep the WSN energetically alive

(60)

Soutenance de thèse – Emmanuelle Arroyo – 21 novembre 2012

Contexte global 6

0

• VIBRATIONS AMBIANTES

• Transports • Industriel

• Corps humain

Mesures pour un homme de 1.7m, 76 kg marchant à 5 km/h:

Cheville : accélération >100 m/s

2

, 1.2 Hz (dans la direction du mvt).

20 m/s

2

.( dans la direction verticale)

(61)

5. Conclusion 61

(62)

T1 Coordination T1 Coordination

T2.1 Usual vibrations characterization T2.1 Usual vibrations characterization T2.2 Bistable oscillator - Theory T2.2 Bistable oscillator - Theory

T2.3 NL EM/Piezo energy harvesting - Theory T2.3 NL EM/Piezo energy harvesting - Theory

T2.4 NL EM/Piezo + Bistable - Theory T2.4 NL EM/Piezo + Bistable - Theory

T3 Optimized transducer for NL energy harvesting T3 Optimized transducer for NL energy harvesting

T4 Mechanical demonstrator T4 Mechanical demonstrator

T5 Energy harvesting and storage exp. validation T5 Energy harvesting and storage exp. validation

T6 Self powered electronics T6 Self powered electronics

T7.1 VEH demonstrators T7.1 VEH demonstrators

T7.2 Autonomous VEH demonstrator(s) T7.2 Autonomous VEH demonstrator(s)

T7.4 WSN Demonstrator T7.4 WSN Demonstrator T8.1 Stochastic resonance

T8.1 Stochastic resonance T8.2 MEMS feasibility T8.2 MEMS feasibility

T7.3 Platform for WSN T7.3 Platform for WSN

03/24/2022 REViLaBa 62

Tasks

5. Conclusion 62

• PERSPECTIVES

• Projet REViLaBa

Références

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