چه باید کرد تا سنسورها در بدن انسان بیشتر عمر کنند؟




دانشمندان حوزۀ اینترنت اشیا همواره در تلاشند تا مصرف انرژی ابزارهایی را که داده‌ها را جمع‌آوری و ارسال می‌کنند، بهینه‌ سازند. گروهی از این دانشمندان به پیشرفت عمده‌ای دست یافته‌اند.

فناوری‌هایی مانند micropower که می‌توانند انرژی الکتریکی را در کوچک‌ترین دستگاه‌ها تولید و ذخیره نمایند، به گونه‌ای طراحی شده‌اند تا در آینده‌ای که میلیاردها دستگاه اینترنت اشیا (IoT)، انبوهی از اطلاعات را به یکدیگر ارسال می‌کنند، نقشی حیاتی داشته باشند.
اقدامات زیادی انجام گرفته است تا جمع آوری اطلاعات با صرف کمترین میزان انرژی صورت گیرد و دستگاه‌ها تنها زمانی که به آن ها نیاز است روشن شوند؛ با این حال نمی‌توان این مقوله را درمورد ارسال این اطلاعات به گیرنده‌های رادیویی در مسافت‌های دور نیز مطرح کرد.
اکنون اما محققان آزمایشگاه‌های فناوری میکروسیستم دانشگاه ام‌آی‌تی (MIT ) از کشف روشی جدید برای تبدیل انرژی پرده برداشته‌اند که می‌تواند مصرف انرژی دستگاه‌ها را به شدت بهبود بخشد و تا ۵۰pc کاهش دهد.
طراحی مبدل کاهنده بدین معناست که ولتاژ خروجی دستگاه کمتر از انرژی واردشده به آن خواهد بود؛ این مبدل ولتاژی بین ۱٫۲ و ۳٫۳ را دریافت می‌کند و آن را به ۰٫۷ تا ۰٫۹ ولت کاهش می‌دهد.
“آرون پِیدیماری”، از دست‌اندرکاران این پروژۀ تحقیقاتی، می‌گوید: «عملکرد این مبدل‌ها مبتنی بر جریان مداوم انرژی نیست. بلکه عملکرد آن‌ها مبتنی بر بسته‌های انرژی است. شما در این مبدل چند سوییچ، یک القاگر و یک خازن دارید و اصولاً همین سوییچ‌ها را روشن و خاموش می‌کنید».

از سنسورهای درون بدن تا دستگاه‌های برداشت انرژی

حتی هنگامی که یک دستگاه از یک مبدل، جریانی دریافت نمی‌کند، بین یک تا چند صد بستۀ انرژی در ثانیه آزاد خواهد شد، و زمانی که سیگنالی رادیویی درحال ارسال باشد، این تعداد به حدود یک میلیون بسته در هر ثانیه افزایش می‌یابد.
برای تطابق با این میزان انرژی خروجی، مبدل‌های معمولی در همین نرخ بالای ارسال عمل خواهند کرد. این امر بر خالی شدن انرژی دستگاه‌های معمول تاثیر زیادی ندارد، اما برای دستگاه های اینترنت اشیا مناسب نخواهد بود.
گروه تحقیقاتی MIT مبدلی را بر روی یک تراشه طراحی کردند که دارای کلاک متغیر است و می‌تواند کنترلرهای سوییچ را با نرخ‌های مختلف فعال نماید و درنتیجه، مصرف انرژی دستگاه را در زمان توقف فعالیت تا ۵۰pc کاهش دهد.
این پیشرفت مهم می‌تواند راه را برای تولید تجهیزات الکترونیکی بادوام درون بدن انسان و همچنین انواع جدیدی از منابع برداشت انرژی درآینده هموار کند.
“یوگش راماداس”، مدیر بخش تحقیقات مدیریت انرژی آزمایشگاه‌های Kilby شرکت Texas Instruments، می‌گوید: «این کار تحقیقاتی مرزهای علم و فناوری را در مبدل‌های کم مصرف DC-DC جابجا می‌کند».


منبع: iott.ir