Hệ thống cảm biến năng lượng mặt trời nhỏ nhất thế giới

Các nhà khoa học tại đại học Michigan vừa cho ra đời một hệ thống cảm biến năng lượng mặt trời nhỏ nhất thế giới với kích thước chỉ 9 mm³. Thiết bị này có thể hoạt động vĩnh viễn bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời sau đó nạp vào một bộ pin hợp sẵn bên trong.

Hệ thống cảm biến có tên U-M bao gồm một thiết bị cảm biến ánh sáng mặt trời, một bộ pin dữ trữ được gói gọn thành một khối hộp có kích thước 2,5×3,5×1 mm. Thiết bị này nhỏ hơn 1000 lần so với những thiết bị cảm ứng năng lượng mặt trời đang bán trên thị trường.

Thiết bị mới này có thể được cấy ghép vi sinh mới cũng như để sử dụng như các thiết bị cảm biến độ rung trong các cổng trình… Nó cũng có thể nâng cao hiệu quả và chi phí của các mạng cảm biến trong môi trường như phát hiện chuyển động hoặc theo dõi chất lượng không khí và nguồn nước.

Với việc sử dụng bộ vi xử lý chuẩn công nghiệp ARM Cortex-M3, hệ thống cảm biến này bao gồm một vi điều khiển sử dụng ít năng lượng nhất trên thế giới. Nó chỉ sử dụng năng lượng bằng 1/2000 so với những thiết bị hiện có trên thị trường khi hoạt động trong chế độ stand by.

Thiết bị này thường xuyên được đặt trong chế độ stand by và “thức dậy” mỗi vài phút một lần để thực hiện các lệnh đã được lập trình sẵn. Tổng năng lượng tiêu thụ trung bình của thiết bị khoảng dưới 1 nanowatt.

Các nhà phát triển nói rằng những sự đổi mới chính là phương pháp của họ trong việc quản lý năng lượng. Thiết bị chỉ sử dụng khoảng nửa volt để vận hành, nhưng điện áp của nguồn pin – một tấm film mỏng Cymbet – đưa ra là gần 4 volt. Điện áp, chủ yếu là cường độ dòng điện phải được giảm bớt để hệ thống có thể vận hành một cách hiệu quả nhất.

Một cách mà các kĩ sư phát triển U-M sử dụng trong quá trình chuyển đổi điện thế một cách có hiệu quả là giảm bớt xung của đơn vị quản lý năng lượng khi thiết bị đang tải nhẹ.

Các nhà thiết kế đang làm việc với các bác sĩ nhằm tìm cách ứng dụng thiết bị này vào trong y khoa. Thiết bị có thể cho phép theo dõi áp lực của mắt, não, và khối u của những bệnh nhân bị tăng nhãn áp, chấn thương đầu hoặc ung thư mà không cần phải can thiệp quá sâu. Trong cơ thể người, các kỹ sư tin rằng bộ cảm biến có thể lấy năng lượng từ hoạt động của tim thay vì ánh sáng.

Theo Đại học Michigan

Cap nhat tu: thongtincongnghe.com