Využití alternativních zdrojů energie pro napájení biotelemetrických čidel

Zuzana Almášyová

Master's thesis

Using Alternative Energy Sources to Power the Biotelemetry Sensors

Abstract:

Diplomová práce se zabývá jednou z možností využití alternativních zdrojů energie pro napájení biotelemetrických čidel a to s malým příkonem. K získání energie pro napájení cílového zařízení bylo využito z dostupných obnovitelných zdrojů právě fotovoltaického jevu. Prakticky je využito technologie „Energy Harvesting“ neboli „sklízení energie“. V práci byl sestaven měřící řetězec, na jehož začátku dochází k měření a vyhodnocování hodnot napětí a proudu, hodnoty jsou přes I2C rozhraní zasílány do kontroléru, ze kterého jsou již zpracovaná data bezdrátově posílána do mobilního zařízení. Mobilní zařízení koncentruje a ukládá dat buď do paměti, nebo do databáze. Další část práce se zabývá experimentálním ověřením „Energy Harvesting“ systému s využitím Peltierova jevu. Nejprve v kalibrační vaně, kdy docházelo k ohřevu vody a na základě různých teplotních diferencí mezi chladnou a teplou stranou Peltierova článku docházelo ke vzniku napětí. Vytvořený prototyp obsahující Peltierův článek byl experimentálně ověřen také na lidské kůži, přesněji na zádech a to jak v klidovém režimu, tak při zátěži. V poslední řadě bylo měření zařízení experimentálně testováno i na dvou psech.

Abstract:

Diploma thesis deals with possibility of using alternative source of energy to power low consumption biotelemetric sensors. To obtain energy for powering desired device was used photovoltaic phenomenon as a most suitable type of alternative source of energy. Practically is used technology of „Energy Harvesting“. At the beginning of the measuring chain voltage and current values are measured and evaluated, in the next step measured values are sent via the I2C interface to the controller, from which the already processed data is wirelessly sent to the mobile device. Mobile device concentraces and stores data to the memory or to the database. In the second part of the thesis is experimentally verified „Energy Harvesting“ by using the Peltier's phenomenon. First, heated water in the calibration bath was used to make thermal gradient between warm and cold side of Peltier module, which led to the generation of voltage. In the next step the created prototype containing the Peltier module was experimentally verified also on human skin, specifically on backs. Finally, the device was experimentally tested on two dogs.

Keywords

Alternativní zdroje energie, sklizeň energie, solární energie, BQ25570, INA230, CC2640, Peltierův článek

Keywords

Alternative Sources, Energy Harvesting, Solar Energy, BQ25570, INA230, CC2640, Peltier cell

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 1. 6. 2017
• Supervisor: David Vala
• Reader: Jiří Kazárik

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme / field:
Elektrotechnika / Biomedicínské inženýrství