Piccole batterie si autoricaricano

The New Blog Times
La Redazione
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Pubblicato il: 05/09/2011
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Il mondo dei sensori, specie quello wireless, è amplissimo e hanno tutti un problema: vanno a batterie e le batterie vanno periodicamente sostituite. Una startup sta pensando proprio di risolvere questo problema

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In questo prototipo la batteria di un sensore wireless usa quattro generatori (in alto). Dettaglio del corpo vibrante che converte energia (in basso). Photo Credit: MicroGen Systems
In questo prototipo la batteria di un sensore wireless usa quattro generatori (in alto). Dettaglio del corpo vibrante che converte energia (in basso). Photo Credit: MicroGen Systems
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Roma – Il mondo dei sensori è molto più vasto di quanto si possa immaginare. Ne esistono migliaia, un esempio sono quelli che rilevano la pressione delle gomme dell’auto, oppure quelli che misurano le condizioni ambientali (umidità, pressione, temperatura, ecc.). Ognuno di essi richiede alimentazione, anche se poca, e proprio per questo sono frequentemente alimentati a batteria. Il che non li esime dal vedersela di quando in quando sostituire, manovra non sempre agevole. A questo sta pensando una startup newyorkese, MicroGen Systems, che sta realizzando un chip capace di produrre quella poca energia necessaria per sensori e altri device a basso assorbimento, servendosi semplicemente delle vibrazioni.

In buona sostanza si tratta di un microchip di appena un centimetro quadrato. Esso contiene un vero e proprio schieramento di piccolissimi corpi oscillanti che si muovono già con le semplici vibrazioni. Alla base di tutto, ancora una volta, un meccanismo basato sulla piezoelettricità: quando il materiale su cui i corpi sono ancorati viene compresso e rilasciato, genera energia.

Il tutto può essere assemblato su una batteria grande quanto un francobollo, che può ricaricarsi grazie a questa novità. Tra generatore e batteria c’è un’opportuna circuiteria che provvede alle necessarie operazioni di filtraggio, livellamento e controllo al fine di caricare la batteria come si conviene.

L’aspetto interessante è la quantità di energia generata dal chip, a fronte di un solo centimetro quadrato. Se “scosso”, ad esempio, dalle vibrazioni di uno pneumatico in rotazione, produce 200 Microwatt. “Se si pensa in piccolo, 200 Microwatt sono piuttosto utili”, spiega David Culler, preside della facoltà di informatica all’Università della California-Berkeley e pioniere nello sviluppo di sensori senza fili per monitoraggio ambientale e altre applicazioni simili. E precisa che non si tratta che di uno dei molteplici sistemi che gli ingegneri di tutto il mondo inseguono per produrre energia da qualunque fonte: luce, calore, onde radio, vibrazioni e convertirla in qualcosa che possa caricare una batteria.

Una precisazione importante viene dal fondatore e presidente della MicroGen Systems, Robert Andosca: ciò che contraddistingue il loro metodo è il tipo di materiale piezoelettrico scelto. Questo, a differenza di quello tradizionalmente usato, non contiene piombo.

Il dirigente chiarisce anche che i costi di produzione dovrebbero essere relativamente bassi. Mentre gli altri dispositivi piezoelettrici sono “grandi” e debbono essere assemblati a mano con costi non indifferenti, il sistema scoperto da MicroGen è micromeccanico, basato sul silicio, lo stesso usato nei chip. Di conseguenza, secondo Andosca non si dovrebbe superare il dollaro a chip, secondo il volume di produzione.

Per il momento la produzione è stata provata utilizzando le strutture dell’Università di Cornell e dei campioni sono stati inviati ai maggiori produttori di semiconduttori. L’azienda spera di divenire operativa in proprio nell’arco di un anno.

E il primissimo impiego a cui Andosca spera di connettersi è proprio quello dei sensori per pneumatici: essi (negli USA) sono obbligatori per legge in quanto l’impiego di ruote gonfiate alla pressione prescritta riduce il consumo di carburante. L’unico vero problema è sostituirgli la batteria: oggi va cambiata ogni tre anni e richiede l’intervento di un tecnico, una circostanza che – ove l’iniziativa abbia successo – potrebbe divenire solo un lontano ricordo.


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