نام پژوهشگر: طاهره فنایی شیخ‏الاسلامی

طراحی و مدلسازی برداشت کننده انرژی از ضربان قلب به روش الکتروستاتیکی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سیستان و بلوچستان - دانشکده برق و الکترونیک 1392
  بهاره ساسان پور   طاهره فنایی شیخ‏الاسلامی

کاهش توان مورد نیاز افزاره¬های میکرو¬الکترونیکی همراه با افزایش تعداد افزاره¬های بی¬سیم، برداشت¬کننده¬های انرژی محیطی را به موضوع مورد توجه محققان تبدیل کرده است. در این پایان¬نامه عملکرد افزاره¬های الکتروستاتیکی جهت برداشت انرژی الکتریکی از نیروی مکانیکی ورودی با قابلیت حرکت در یک بعد (1d)، دو بعد (2d) و سه بعد (3d) شبیه¬سازی می¬شود. مدل¬های حرکت 1d برای برداشت¬کننده¬های همپوشانی در سطح و نزدیک شدن شکاف در سطح می¬باشد که در جهت x و یا y حرکت می¬کند. جهت افزایش قابلیت حرکت این افزاره¬ها، دو مدل مرکب2d و 3d به ترتیب با دو و سه درجه آزادی در حرکت در این پایان¬نامه پیشنهاد و طراحی می¬شود. افزاره¬های طراحی شده در فرکانس¬¬های حدود hz 1200 توسط یک ورودی سینوسی شبیه¬سازی می¬شوند که مقدار توان ماکزیمم nw 656/2، nw 439/6، µw 015/1 و µw 15 به ترتیب برای برداشت¬کننده¬های همپوشانی در سطح، نزدیک شدن شکاف در سطح، مرکب 2d و مرکب 3d محاسبه شده است. جهت نزدیک سازی نتایج برای سیگنال قلب، به عنوان ورودی، افزاره¬های طراحی شده در فرکانس حول hz 30 نیز شبیه¬سازی شدند که در این حالت توان معادل pw 68/14، nw 61/15، µw 789/1 و µw 37/49 به ترتیب برای برداشت¬کننده¬های همپوشانی در سطح، نزدیک شدن شکاف در سطح، مرکب 2d و مرکب 3d بدست آمد. سپس چهار افزاره طراحی شده با مدل سیگنال ضربان قلب تحریک شده و توان خروجی مجددا بررسی می¬شود. توان بدست آمده از برداشت¬کننده¬ها در این حالت برابر با pw 7627/1، nw 3578/0، µw 147/21 و µw 038/35 به ترتیب برای برداشت¬کننده¬های همپوشانی در سطح، نزدیک شدن شکاف در سطح، مرکب 2d و مرکب 3d می¬باشد. نهایتاً با استفاده از نتایج شبیه¬سازی در بازه¬های فرکانسی ذکر شده، منحنی¬های مربوط به جابجایی و شتاب این قطعات محاسبه، رسم و مقایسه می¬گردند. با توجه به نتایج بدست آمده، مدل¬های 1d بدلیل توان کمی که دارند برای برداشت انرژی از ضربان قلب مناسب نمی¬باشند، اما مدل¬های مرکب توان مناسبی دارند و همچنین در محدوده فرکانسی خوبی کار می¬کنند. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان می¬دهد که برداشت¬کننده¬های 3d را بخوبی می¬توان جایگزین باتری در دستگاه تنظیم کننده ضربان قلب کرد.