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Title: Cosechador de energía piezo-inductivo de baja potencia para vibraciones de baja frecuencia
Authors: Vargas Sánchez, Carlos Alberto
Advisor: Tinoco Navarro, Héctor Andrés
Keywords: Cosecha de energía
Piezoelectricidad
Motor de bobina móvil
Generación de energía
Energía limpia por vibraciones
Keywords: Energy harvest
Piezoelectricity
Voice coil motor
Energy generation
Clean energy by vibrations
Publisher: Universidad Autónoma de Manizales
Abstract(esp): Este proyecto consiste en el desarrollo y evaluación de un cosechador de energía con el fin de encontrar valores óptimos de parámetros mecánicos y eléctricos que maximicen la potencia eléctrica cosechada en bajas frecuencias (entre 0 y 15 Hz) y baja potencia (orden de los mW) . Un dispositivo cosechador de energía fue desarrollado a partir de un Voice Coil Motor (VCM) adaptado con transductores inductivos y piezoeléctricos. Mediante ensayos experimentales de vibraciones, el cosechador de energía fue acondicionado a diferentes escenarios mecánicos y eléctricos que fueron valorados mediante las resonancias mecánicas determinadas en el espectro eléctrico medido en el dispositivo. Diferentes longitudes de vigas y masas fueron añadidas para pruebas dinámicas realizadas en el intervalo de frecuencia anteriormente indicado. Elementos magnéticos fueron adheridos como fuentes externas de variación forzada para estimular las resonancias en frecuencias no correspondientes a las propias del sistema cosechador. Esto con el fin de encontrar valores de maximización de cosecha de energía cuanto la fuente vibratoria estimulaba el dispositivo. A partir de un diseño optimo determinado, la carga eléctrica del circuito cosechador fue minimizada obteniendo el mayor beneficio eléctrico, como se expone en los resultados del trabajo.
Abstract(eng): This project consists of the development and evaluation of an energy harvester in order to find optimal values of mechanical and electrical parameters that maximize the electric power harvested at low frequencies (between 0 and 15 Hz) and low power (order of the mW). An energy harvesting device was developed from a Voice Coil Motor (VCM) adapted with inductive and piezoelectric transducers. Through experimental vibration tests, the energy harvester was conditioned to different mechanical and electrical scenarios that were valued by the mechanical resonances determined in the electrical spectrum measured in the device. Different lengths of beams and masses were added for dynamic tests carried out in the aforementioned frequency range. Magnetic elements were adhered as external sources of forced variation to stimulate resonances at frequencies not corresponding to those of the harvester system. This in order to find values of maximization of harvest of energy when the vibratory source stimulated the device. From a determined optimal design, the electric charge of the harvester circuit was minimized obtaining the greater electrical benefit, as it is exposed in the results of the work.
URI: http://repositorio.autonoma.edu.co/handle/11182/849
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