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Une alimentation autonome pour capteurs sans fil

Ridha Loukil
Une alimentation autonome pour capteurs sans fil

Alimentation perpétuelle récupérant l'énergie thermoélectrique

Développée conjointement par STMicroelectronics et Micropelt, cette alimentation associe un dispositif de récupération d’énergie thermoélectrique et une batterie miniature à couches minces.

La recherche sur la récupération d’énergie naturelle pour l’alimentation autonome de dispositifs électroniques comme les capteurs sans fil s’avère prometteuse. En témoigne, le kit d’évaluation développé conjointement par STMicroelectronics et Micropelt. Il est en démonstration au salon Sensor & Test 2010, qui se tient à Nuremberg (Allemagne) du 18 au 20 mai 2010.

Présenté sous la référence TE-Power NODE, ce système associe un thermo-générateur de Micropelt et une batterie solide à couches minces EnFilm de STMicroelectronics. Le circuit de gestion de l’alimentation et de contrôle de la charge de la batterie est visualisé à travers le logiciel d’interface via une liaison radio à 2,4 GHz. Ce dispositif fonctionne sur le principe de la capture d’énergie (energy harvesting), une technique exploitant les sources disponibles gratuitement telles que les vibrations, la chaleur ou la lumière. Il est destiné à l’alimentation autonome de capteurs sans fil, sans aucune maintenance.

Plus précisément, le générateur thermoélectrique (TEG) développé par la jeune société allemande Micropelt exploite un phénomène physique appelé ''Effet Seebeck'' où l’énergie électrique résulte du flux thermique produit par un différentiel de température sur une couche thermoélectrique micro-structurée. À partir d’un gradient effectif de 10°C, le générateur thermoélectrique produit une tension de 1,4 V. Le système convertit cette tension en une énergie suffisante pour alimenter le réseau de capteurs sans fil et charger la batterie qui sert de secours. Le générateur thermoélectrique est placé entre une plaque d’aluminium solide et un radiateur à ailettes. La plaque est reliée à une source de chaleur appropriée, de sorte que l’effet refroidissant du radiateur peut créer un différentiel de température sur le générateur thermoélectrique enfoui.

La batterie TE-Power NODE offre une capacité de 700 microampère-heure. Elle peut générer un courant crête pulsé élevé (jusqu’à 10 mA) pour alimenter le noeud de capteurs sans fil au cours de ses communications avec le réseau. Lorsque la plaque de base du kit d’évaluation est en contact avec une source de chaleur, le générateur thermoélectrique de Micropelt alimente le système et recharge la batterie EnFilm. Dès que la source de chaleur disparaît, le générateur cesse de fonctionner et seule la batterie EnFilm alimente le capteur sans fil. L’association du générateur et de la batterie EnFilm permet d’équilibrer les écarts d’alimentation thermique et d’alimenter le système sans fil connecté à l’aide d’une source d’énergie virtuellement perpétuelle.

Ridha Loukil

Pour en savoir plus : http://eu.st.com  

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