مبدل آكوستيك – الكتريك با جمع‌كننده الگوبرداري شده از گوش

امروزه به دليل دسترسي محدود به بعضي نقاط و يا شرايط نامساعد آب و هوايي انتقال توان از نيروگاه و ذخيره‌سازي در باطري بسيار پرهزينه است. اين امر باعث شده تا محققان راهي براي حل اين مشكل پيدا كنند، بنابراين استفاده از انرژي محيطي[i] از جمله نوفه، حركت (يا جابه‌جايي)، نور، باد، و غيره توانسته باب جديدي به روي مهندسان باز كند. در اين مقاله يك صفحه پيزوالكتريك با الگوبرداري از پرده گوش انسان طراحي و شبيه‌سازي شده است. اين صفحه يكي از اجزا مبدل آكوستيكالكتريك است كه قادر به جمع‌آوري نوفه محيط‌هاي شلوغ و پر تردد و تبديل آنها به انرژي الكتريكي است. با ضبط و تحليل سيگنال‌هاي صوتي دو مكان با آلودگي بالا در نرم‌افزار متلب[ii]، دو فركانس كه بيشترين وزن صدا در آنها رخ داده بود، به عنوان فركانس تشديد درنظر گرفته شد. سپس با استفاده از نرم‌افزار كامسول[iii] و داده‌هاي به‌دست آمده، فركانس طبيعي مد اول هندسه مبدل، برابر با فركانس تشديد صوت قرار داده شده است. قطر بهينه صفحه پيزوالكتريك 8 سانتي‌متر انتخاب شد و انرژي معادل با 10.5 ميكرووات بر ثانيه و تغييرات ولتاژي برابر 12 ولت به‌دست آمد. جهت ذخيره‌ و استفاده از ولتاژ به‌دست آمده، مداري به همين منظور ارائه شده است.