Modelagem comportamental como ferramenta de análise e projeto de um coletor de energia piezelétrico com investimento de energia controlado para busca do ponto de máxima coleta
Abstract
Coletar energia das vibrações por meio de transdutores está tornando-se uma solução
promissora, dentro do contexto de IoT (Internet of Things), para a alimentação de nós
microssensores e microcircuitos. Contudo, para extrair energia elétrica a partir das vibrações
é necessária a utilização de transdutores piezelétricos, que por sua vez, convertem
a energia cinética das vibrações em energia elétrica. Para tal, este trabalho busca desenvolver
um coletor de energia vibracional, o qual é composto por um indutor comutado
como meio de transferência de energia de baixa perda, e por módulos funcionais requeridos
pelo coletor para transformação e condicionamento do sinal. De forma sistemática,
os diversos módulos sensores do sistema, necessários para o efetivo controle do processo
de coleção de energia, são catalogados e as variáveis de controle são definidas em função
desses sensores por meio de um módulo de controle lógico descrito e modelado em
linguagem Verilog-A. Os diversos módulos que compõem o sistema de coleta de energia
(Energy-Harvester System) foram simulados e o controle verificado. Resultados de simulação
mostraram o correto funcionamento do sistema, o impacto do investimento de energia
no perfil de carga da bateria e a possibilidade de se operar com máxima coleta de energia
a partir do controle dos tempos de investimento e coleta com a adição de um algoritmo de
MPPT (Maximum Power Point Tracking).
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