Tego typu urządzenia są kluczowe w wielu różnych miejscach, choćby w zakresie monitorowania krytycznej infrastruktury. Problem polega na tym, iż zazwyczaj potrzebują one do działania akumulatorów bądź energii dostarczanej przewodowo. Ogranicza to możliwości ich instalacji i prowadzi do konieczności tworzenia sieci zasilających lub okresowej wymiany baterii.
Czytaj też: Rozwiąże kryzys wodny i energetyczny. Nowatorskie urządzenie jest zasilane w wyjątkowy sposób
Z tego względu naukowcy szukają alternatywnych rozwiązań. Jednym z takowych mogłyby być czujniki zasilane energią produkowaną z… powietrza. Samozasilające się instrumenty pomiarowe mogłyby być montowane na przykład wewnątrz silników, czyli obszarów, do których dostęp jest wyjątkowo utrudniony. O szczegółach takiego rozwiązania możemy przeczytać w IEEE Sensors Journal.
Takie czujniki niewymagające zewnętrznych źródeł zasilania mogłyby być stosowane na przykład wewnątrz silników bądź na statkach
Jak w ogóle miałyby działać takie urządzenia? Zacznijmy od tego, że mowa o czujnikach wykonujących pomiary temperatur. Mogą one być mocowane do kabli zasilających (na przykład silniki) i przechwytywać energię pola magnetycznego generowaną przez prąd w przewodzie, by później użyć jej do prowadzenia pomiarów temperatury silnika. Jak dodają pomysłodawcy, kolejną zaletą takiego rozwiązania jest łatwość instalacji czujnika.
Co więcej, może on nieustannie wykrywać i kontrolować przepływ energii oraz przechowywać nadmiar energii do późniejszego wykorzystania. Poza tym jest w stanie uruchomić swoją elektronikę bez napięcia początkowego. W przyszłości w grę miałyby wchodzić nawet szersze sposoby wykorzystania, gdyż takie urządzenia mogą wykorzystywać nie tylko energię pola magnetycznego, ale również inne źródła, choćby w postaci światła słonecznego czy wibracji.
Miejsc zastosowania takich czujników mogłoby być naprawdę wiele, a kolejnym przykładem są statki. Analizując wibracje pompy, takie instrumenty dostarczałyby w czasie rzeczywistym informacji na temat stanu łożysk i mocowań. Jedną z istotnych zalet tej koncepcji jest wykorzystywanie kondensatorów, które przechowują energię w polu elektrycznym między płytkami przewodzącymi. Takowe mogą być wytwarzane z całej gamy materiałów i być dostosowywane do różnych warunków pracy.
Czytaj też: Akumulator, który ładuje się w kilka minut? Nowe urządzenie zachwyca nie tylko pod tym względem
W tym przypadku kondensatory są na tyle małe, by ich ładowanie trwało relatywnie krótko, ale jednocześnie wystarczająco duże, aby magazynować energię potrzebną do uruchomienia urządzenia. Zastosowane algorytmy kontrolne odpowiadają z kolei za dynamiczne pomiary i zużycie energii. Inteligentne zarządzanie tymi zasobami sprawia, iż czujnik “wie” czy powinien być włączony bądź wyłączony oraz zbierać energię, która przyda się w przyszłości. Prototyp wykorzystywał technologię Bluetooth do przesyłanie danych i w toku eksperymentów okazało się, że ten aspekt był najbardziej energochłonną operacją. Z tego względu członkowie zespołu badawczego będą chcieli wykorzystać bardziej energooszczędne rozwiązania, oparte na akustyce lub optyce.
