Tombol nirkabel bertenaga otonom (kurang baterai)

Apa yang akan menjadi pendekatan / desain sirkuit yang layak untuk membuat tombol nirkabel mandiri, dengan asumsi itu bahkan realistis?

Inilah yang saya maksud dengan masing-masing dari tiga istilah:

• Self-powered: Daya yang diperoleh hanya dari tindakan mekanis menekan tombol

• Nirkabel: Menekan tombol tekan membuat transmisi RF (mari kita pertimbangkan kasus dengan arus gambar puncak 40 mA selama transmisi)

• Tombol tekan: Semua jenis tombol yang bisa saya dapatkan di toko hobi atau bahkan membangun sendiri, tetapi bukan tombol tekan di mana saya harus memutar engkol untuk mengaktifkan sakelar;)

Saya ingin membuat proyek "jaringan" kecil di rumah saya (di dalam ruangan), dengan tombol-tombol ini terletak di berbagai titik, tetapi ingin menghilangkan sumber daya baterai apa pun, maka saya bereksperimen dengan ide swadaya . Setelah semua, menekan tombol tidak membawa energi mekanik yang dapat digunakan, dan terlebih lagi, acara transmisi RF yang dihasilkan akan menjadi satu-satunya saat sirkuit akan hidup atau perlu menarik arus (sekitar 40 mA).

Pikiranku yang hancur sejauh ini:

• Saya sedang mempertimbangkan menggunakan kapasitor / supercap yang mengisi daya selama acara mekanik.
• Mungkin saya bisa menggunakan beberapa metode panen (piezoelektrik, berbasis gigi, dll.) Dari energi mekanik dari dorongan.
• Saya perhatikan ada chip yang menarik yang mungkin bisa digunakan di sini: LTC3588

Bagi siapa pun yang tertarik pada pendekatan piezoelektrik yang cukup sederhana, saya menemukan satu laporan yang sukses (menggunakan tombol piezoelektrik dari korek api) di makalah berikut dari tahun 2001 oleh dua peneliti di MIT Media Lab (kebetulan makalah berjudul sangat mirip dengan saya Pertanyaan!):

• Pengontrol Tombol Tekan yang Kompak, Nirkabel, dan Bertenaga Sendiri oleh J Paradiso, M Feldmeier - Ubicomp 2001: Ubiquitous Computing, 2001 - Springer

Ekstrak dari makalah ini merangkum metode mereka dengan baik:

Kapasitor tangki 4,4 μF mengintegrasikan muatan yang ditransfer dari pemogokan tombol. Ini, pada gilirannya, memberi daya pada regulator linier putus-putus MAX666 yang rendah, yang menyediakan pasokan +3 volt yang stabil (meskipun sangat tidak efisien) sampai muatan kapasitor tangki dikeringkan. Ketika MAX666 diaktifkan, encoder ID digital HT12E diaktifkan, menghasilkan siaran ID serial 12-bit yang berulang melalui modul pemancar On-Off-Keyed (OOK).

Gambar sirkuit mereka:

Gambar papan / komponennya:

Berikut adalah detail spesifik lebih lanjut yang saya ambil dari implementasinya:

• Untuk bagian piezoelektrik / tombol, mereka mengambil inti dari Scripto "Aim 'N Flame" lebih ringan dan memodifikasi aksi pegas untuk membuat serangan lebih lembut.

• Elemen piezo menghasilkan puncak sekitar beberapa ribu volt - ini dilewatkan melalui transformator, dengan rasio belok 90: 1, menghasilkan 30V pada kapasitor tangki.

• Efisiensi konversi (mekanik ke listrik) untuk piezo dan transformator bersama adalah 7%.

• Pada titik setelah regulator linier, mereka mengukur 0,5 mJ telah dikirimkan (pada 3V).

• Untuk transmisi nirkabel, mereka menggunakan encoder Holtek HT-12E yang menghasilkan 8 bit ID dan 4 bit data, yang pada gilirannya ditransmisikan oleh RFM HX1003 (418MHz, konsumsi 7,5 mW, konsumsi 50 kaki).

Saya pikir Anda mungkin bisa melakukannya dengan cara yang semi-wajar jika Anda melakukan sesuatu seperti mengambil lightswitch dan menghubungkannya ke gigi. Mintalah gear itu menggerakkan beberapa jenis generator, dan memanen listriknya (Anda mungkin membutuhkan gearing dan pegas). Anda juga bisa melakukan ini dengan tombol tekan yang dibuat khusus:

Sekarang, ini jelas mengharuskan Anda untuk membangun semacam tombol sendiri untuk membuat alat itu pergi, dan Anda harus menindaklanjutinya dengan skema koreksi kerugian yang sangat rendah, atau memiliki stroke panjang yang sangat lama pada penekanan tombol. Anda bisa melakukannya, tetapi saya tidak tahu itu praktis. Bagian transmisi RF tampaknya kurang masalah dan lebih banyak mekanisme untuk mendapatkan muatan yang cukup. Anda dapat menjalankan elektronik saat ini dengan daya yang sangat kecil, tetapi bagaimana menghasilkan daya sama sekali sepertinya adalah masalah.

Woo mencoret-coret!