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Erschienen in: Microsystem Technologies 10-11/2006

01.09.2006 | Technical paper

Microelectromechanical systems vibration powered electromagnetic generator for wireless sensor applications

verfasst von: E. Koukharenko, S. P. Beeby, M. J. Tudor, N. M. White, T. O’Donnell, C. Saha, S. Kulkarni, S. Roy

Erschienen in: Microsystem Technologies | Ausgabe 10-11/2006

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Abstract

This paper presents a silicon microgenerator, fabricated using standard silicon micromachining techniques, which converts external ambient vibrations into electrical energy. Power is generated by an electromagnetic transduction mechanism with static magnets positioned on either side of a moving coil, which is located on a silicon structure designed to resonate laterally in the plane of the chip. The volume of this device is approximately 100 mm3. ANSYS finite element analysis (FEA) has been used to determine the optimum geometry for the microgenerator. Electromagnetic FEA simulations using Ansoft’s Maxwell 3D software have been performed to determine the voltage generated from a single beam generator design. The predicted voltage levels of 0.7–4.15 V can be generated for a two-pole arrangement by tuning the damping factor to achieve maximum displacement for a given input excitation. Experimental results from the microgenerator demonstrate a maximum power output of 104 nW for 0.4g (g=9.81 m s−1) input acceleration at 1.615 kHz. Other frequencies can be achieved by employing different geometries or materials.

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Metadaten
Titel
Microelectromechanical systems vibration powered electromagnetic generator for wireless sensor applications
verfasst von
E. Koukharenko
S. P. Beeby
M. J. Tudor
N. M. White
T. O’Donnell
C. Saha
S. Kulkarni
S. Roy
Publikationsdatum
01.09.2006
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Microsystem Technologies / Ausgabe 10-11/2006
Print ISSN: 0946-7076
Elektronische ISSN: 1432-1858
DOI
https://doi.org/10.1007/s00542-006-0137-8

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