Новое в клипарте

Исследователи разработали датчик температуры, который работает практически без питания

Исследователи разработали датчик температуры, который работает практически без питания

Исследователи разработали датчик температуры, который работает практически без питания

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали датчик температуры, который работает на малой мощности — всего 113 пиковатт, что примерно в 10 миллиардов раз меньше мощности, чем один ватт. Датчик был описан в статье, недавно опубликованной в журнале Scientific Reports . «Мы строим системы, которые имеют такие низкие требования к электропитанию, что они потенциально могут запитываться в течение многих лет только крохотной батарейкой», — сообщил Хуей Ванг, автор разработки.

Команда создала устройство, уменьшив мощность потребления сразу в двух направлениях. Первым направлением был собственно источник. Для этого они использовали явление, от которого многие исследователи в этой области на самом деле пытаются избавиться. У полевых транзисторов есть затвор, с помощью которого они могут управлять потоком электронов в цепи исток-сток, но транзисторы продолжают уменьшаться в размерах. Чем меньше они получаются, тем меньше становятся площадь затвора и толщина изолирующего слоя, что приводит к тому, что через него начинают течь электроны — проблема, называемая «утечкой затвора». В разработанном устройстве именно величина тока утечки электронов является датчиком. «Многие исследователи пытаются избавиться от тока утечки, но мы используем это явление для создания источника питания с ультранизким энергопотреблением», — сказал Хуэй Ванг.

Исследователи также уменьшили потребляемую мощность АЦП-преобразователя температуры (тока утечки затвора) в цифровые данные. Результатом этого явился датчик температуры, который использует в 628 раз меньше мощности, чем любые современные датчики.

Исследователи разработали датчик температуры, который работает практически без питания

Датчик почти нулевой мощности имеет диапазон температур от -4 до 104 градусов по Фаренгейту (от -20 до +40 градусов Цельсия) и потенциально может использоваться как в устройствах, встроенных в одежду, так и для систем мониторинга окружающей среды или для домашних приложений. Одним из факторов, влияющих на мощность потребления, является то обстоятельство, что датчик выдаёт показания немного медленнее, чем используемые в настоящее время датчики, при темпе считывания температуры один раз в секунду. Но исследователи говорят, что это не должно быть большой проблемой, когда речь идёт о таких вещах, как человеческое тело, температура которого не меняется слишком быстро. Сейчас они работают над оптимизацией дизайна и повышением точности датчика (линеаризацией преобразователя).

Источник

Поделиться:

Категории сайта

Новости