Ученый ЛЭТИ приступил к разработке датчиков, «питающихся» от радиоволн

Аспирант кафедры ЭПУ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Роман Ли

Основной проблемой современных универсальных промышленных систем мониторинга параметров внешней среды, таких как температура и влажность воздуха, является малая длительность работы от аккумуляторной батареи. Ограниченный срок автономной работы создает необходимость в замене источников питания, а в некоторых случаях и датчиков целиком. Это приводит к увеличению стоимости обслуживания системы, особенно в промышленных условиях с необходимостью в наличии большого числа датчиков. Снизить расходы, связанные с периодической заменой аккумуляторной батареи или самого датчика в беспроводных сенсорных устройствах за счет увеличения длительности автономной работы и увеличить время работы устройства до пяти лет призван проект аспиранта кафедры электронных приборов и устройств (ЭПУ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Романа Ли «Разработка беспроводных датчиков с увеличенной длительностью автономной работы и системы мониторинга параметров на их основе». Работа молодого ученого была отмечена на конкурсе грантов для студентов вузов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, аспирантов вузов Комитета по науке и высшей школе. Научная новизна разрабатываемой беспроводной системы мониторинга заключается в идее увеличения длительности автономной работы за счет обеспечения питания системы и осуществления подзарядки аккумуляторной батареи с помощью системы сбора энергии радиоволн дециметрового диапазона, получающей энергию от генератора незатухающих гармонических колебаний», – говорит аспирант кафедры ЭПУ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Роман Ли Разрабатываемое Романом решение представляет собой две соединенные платы размером 50х50 миллиметров. Первая собирает данные с датчиков температуры и влажности для последующей беспроводной передачи этих данных в приемное устройство.

Вторая плата является стационарной – питается от персонального компьютера и осуществляет приём, обработку данных с первой платы и передачу этих данных в персональный компьютер. На данный момент широко используемых в промышленности прямых аналогов не существует. По словам Романа, длительность автономной работы и системы мониторинга параметров разрабатываемых датчиков будет увеличена за счет возможности подключения модуля системы сбора энергии, состоящего из антенны, выпрямителя и DC-DC преобразователя – устройства, применяющегося для изменения выходного напряжения как в большую, так и в меньшую сторону, относительно напряжения на входе. Для повышения эффективности системы сбора энергии также будут оптимизированы алгоритмы работы устройства для максимального снижения потребляемой мощности. Основная сфера применения разрабатываемого устройства – создание температурных карт в складских помещениях промышленных предприятий, использующих более 100 датчиков. Принцип системы сбора энергии электромагнитных волн может быть адаптирован для любого устройства, автономная работа которого обеспечивается за счет аккумулятора», – объясняет аспирант кафедры ЭПУ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Роман Ли. Проект реализуется на базе лаборатории кафедры ЭПУ и научно-исследовательского конструкторско-технологического института биотехнических систем (НИКТИ БТС).