طراحی و تحلیل یک میکروژنراتور پیزوالکتریک با قابلیت تنظیم پذیری فرکانس طبیعی برای کاربرد در شبکه سنسورهای بیسیم
نویسندگان
1 دانشکده فنی مهندسی - دانشگاه ارومیه
2 دپارتمان مهندسی برق- دانشکده قاضی طباطبایی- دانشگاه فنی و حرفهای استان آذربایجان غربی
3 دانشکده فنی مهندسی - دانشگاه ارومیه
doi
چکیده
در این مقاله یک میکروژنراتور با استفاده از تیر دوسرگیردار همراه با بارگذاری در وسط تیر برای تولید انرژی الکتریکی مورد مطالعه قرار گرفته است. تیر از لایههای مختلفی از سیلیکون، پیزوالکتریک، عایقها و الکترودها بر اساس تکنولوژی میکروماشین تشکیل شده است که توسط نیروی خارجی اعمال شده به قاب ثابت آن نوسان میکند. طراحی ساختار بگونهای بوده که با بیشترین استفاده از فضای موجود، یک تولید کننده انرژی پیزوالکتریک با ابعاد cm2 0.25 با قابلیت کنترل فرکانس طبیعی آن حاصل شده است. علاوه بر لایه پیزوالکتریک مولد، یک لایه دیگر پیزوالکتریک جهت تحریک سیستم نیز در دو طرف تیر لایه نشانی شده است که امکان جابجایی فرکانس طبیعی را تا کمتر از Hz10 برای سیستم فراهم میکند. تحلیل تئوری بروش معادلات دیفرانسیل جزئی برای تیر دوسرگیردار چندلایه انجام شده است که شبیهسازی انجام شده نیز نتایج تئوری را تایید میکند. در میکروژنراتور طراحی شده، فرکانس طبیعی سیستم در حالت بدون تحریک Hz127 بوده که در شتاب g 1، ولتاژ 3.35v ±تولید نموده و توان الکتریکی µW45 از آن قابل دریافت میباشد که برای کاربردهای شبکه حسگرهای بیسیم و زیست حسگرها مناسب میباشد.