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Abstract(s)
Esta dissertação tem como principal objetivo desenvolver um sistema de recolha e regulação de energia tendo por base o efeito piezoelétrico, capaz de alimentar dispositivos sensores associados à monitorização de pressão, num sistema de distribuição de água. Neste seguimento, foi projetado e desenhada uma placa de circuito impresso, baseado num conversor DC-DC, fazendo a ligação entre o transdutor à entrada da placa e o microcontrolador à saída. Através do sensoriamento da pressão interna das tubagens, numa rede distribuição de água, é possível detetar uma fuga de água e assim, evitar o desperdício. Dado que estes dispositivos poderão encontrar-se em sítios debaixo de solo, de difícil acesso, torna-se importante dimensionar um sistema energeticamente autossuficiente, com o intuito de evitar o uso de baterias nestes dispositivos. A passagem de água na tubagem produz turbulência o seu interior, dando origem à criação de vibrações mecânicas na sua superfície. Através do uso de um transdutor piezoelétrico devidamente acoplado, é possível aproveitar a energia cinética das vibrações, para gerar energia elétrica. Adicionalmente, procedeu-se à programação do microcontrolador Giant Gecko EFM 32 de maneira a que este seja capaz de realizar tarefas de monitorização de pressão num modo de baixo consumo energético.
The main goal of this dissertation is the development of a piezoelectric energy harvesting system capable of power smart sensors for pressure monitoring application in a water conduction system. In this way, a print circuit board based on a DC-DC converter was designed and produced, making the connection between the transducer (input) and the microcontroller (output). By sensing the internal pressure of the pipes in a water distribution network, it is possible to detect a water leak and thus avoid waste. As these devices may be in underground places of difficult access, it is important to design a self-sufficient energy harvesting system to avoid the use of batteries. Water circulation in a pipe can produce turbulence, resulting the creation of mechanical vibrations on its surface. Through the use of a piezoelectric transducer it is possible to convert the kinetic energy produced by these vibrations into electrical energy. In addition, the Giant Gecko EFM 32 microcontroller was programmed to be able to perform pressure sensing tasks, in a low power mode.
The main goal of this dissertation is the development of a piezoelectric energy harvesting system capable of power smart sensors for pressure monitoring application in a water conduction system. In this way, a print circuit board based on a DC-DC converter was designed and produced, making the connection between the transducer (input) and the microcontroller (output). By sensing the internal pressure of the pipes in a water distribution network, it is possible to detect a water leak and thus avoid waste. As these devices may be in underground places of difficult access, it is important to design a self-sufficient energy harvesting system to avoid the use of batteries. Water circulation in a pipe can produce turbulence, resulting the creation of mechanical vibrations on its surface. Through the use of a piezoelectric transducer it is possible to convert the kinetic energy produced by these vibrations into electrical energy. In addition, the Giant Gecko EFM 32 microcontroller was programmed to be able to perform pressure sensing tasks, in a low power mode.
Description
Keywords
Conversor Dc-Dc Dispositivos Sensores Giant Gecko Efm 32. Microcontrolador Placa de Circuito Impresso Sensor de Pressão Transdutor Piezoelétrico