振動(dòng)為無(wú)線傳感器供電

Perpetuum公司的發(fā)電機(jī)是機(jī)電式的（不同于壓電式，有些研究人員在回收振動(dòng)能量時(shí)采用的就是這種壓電式原理），其基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)承載一對(duì)永久磁鐵的彈性梁。振動(dòng)使磁鐵產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，而且在這對(duì)磁鐵之間安放了一個(gè)由多匝細(xì)線纏繞而成的線圈。發(fā)電機(jī)中的電路負(fù)責(zé)AC整流，并對(duì)一個(gè)電容器或超級(jí)電容器進(jìn)行充電，電容器本身又為傳感器節(jié)點(diǎn)供電。該設(shè)計(jì)能夠聚集有用的能量值，因?yàn)閺椥粤菏且环N諧振結(jié)構(gòu)，它被調(diào)諧至所有AC電動(dòng)機(jī)都會(huì)產(chǎn)生的50Hz～60Hz振動(dòng)頻率。Perpetuum產(chǎn)品的本質(zhì)就是諧振梁的設(shè)計(jì)，該彈性梁具有寬的（機(jī)械）帶寬；某一范圍內(nèi)的振動(dòng)頻率將使其產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，而且用戶無(wú)需把每個(gè)發(fā)電機(jī)調(diào)諧至一個(gè)特定的電動(dòng)機(jī)頻率。雖然有一種機(jī)械頻率調(diào)諧功能，但Perpetuum公司CEO（首席執(zhí)行官）Roy Freeland聲稱，當(dāng)與“全世界所有用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備的絕大多數(shù)（遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)90%）AC電動(dòng)機(jī)”相連時(shí)，PMG7將立即開始工作。Freeland認(rèn)為，對(duì)于802.15.4網(wǎng)絡(luò)的推廣而言，這樣一種電源是必不可少的 ：“例如，您可以看到，當(dāng)（無(wú)線傳感器）這一想法被介紹給工藝工程師的時(shí)候，他們對(duì)之充滿了熱情，但當(dāng)提到‘電池’這個(gè)字眼時(shí)，他們的熱情便戛然而止了。我們知道，石油公司在其工作現(xiàn)場(chǎng)是不接受任何形式的電池供電型設(shè)備的。”

PMG7發(fā)電機(jī)將從一個(gè)100mg的振級(jí)產(chǎn)生高達(dá)5mW/3.3V的輸出功率。這足以滿足一個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的供電需要，使其能夠周期性地報(bào)告諸如溫度、壓力或向發(fā)電機(jī)供能的相同振動(dòng)的頻譜等傳感器數(shù)據(jù)。來(lái)自美國(guó)的制造商RLW公司已經(jīng)采用該原理來(lái)設(shè)計(jì)其基于加速計(jì)的狀態(tài)監(jiān)控傳感器節(jié)點(diǎn)。目前，它傳送的是用于遠(yuǎn)程分析的原始加速計(jì)頻譜，不過(guò)Perpetuum公司稱，可提供足夠的能量在傳感器內(nèi)部執(zhí)行FFT并報(bào)告經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)。用戶可以把一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)用螺栓緊固在電動(dòng)機(jī)、泵或風(fēng)扇外殼上，或者，他們也可以簡(jiǎn)單地臨時(shí)連接一個(gè)磁性線夾，以實(shí)現(xiàn)真正的“即時(shí)傳感器網(wǎng)絡(luò)”操作。

Perpetuum公司的目標(biāo)是在大批量生產(chǎn)之后將價(jià)格控制在100歐元以下。雖然剛上市時(shí)的價(jià)格較高，但Freeland表示：“我們認(rèn)為該產(chǎn)品已經(jīng)具備了與電池供電型替代方案展開競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力，當(dāng)您把采用電池時(shí)的使用壽命成本以及安排維修人員更換電池的成本考慮在內(nèi)時(shí)，就會(huì)體會(huì)到這一點(diǎn)。”