طراحي و تحليل يك ميكروژنراتور پيزوالكتريك با قابليت تنظيم پذيري فركانس طبيعي براي كاربرد در شبكه سنسورهاي بي‌سيم

در اين مقاله يك ميكروژنراتور با استفاده از تير دوسر گيردار همراه با بارگذاري در وسط تير براي توليد انرژي الكتريكي مورد مطالعه قرار گرفته است. تير از لايه هاي مختلفي از سيليكون، پيزو الكتريك، عايق ها و الكترودها بر اساس تكنولوژي ميكروماشين تشكيل شده است كه توسط نيروي خارجي اعمال شده به قاب ثابت آن نوسان مي كند. طراحي ساختار بگونه اي بوده كه با بيشترين استفاده از فضاي موجود، يك توليد كننده انرژي پيزوالكتريك با ابعاد  cm2 0.25 با قابليت كنترل فركانس طبيعي آن حاصل شده است. علاوه بر لايه پيزوالكتريك مولد، يك لايه ديگر پيزوالكتريك جهت تحريك سيستم نيز در دو طرف تير لايه نشاني شده است كه امكان جابجايي فركانس طبيعي را تا كمتر از  Hz10 براي سيستم فراهم مي كند. تحليل تئوري بروش معادلات ديفرانسيل جزئي براي تير دو سر گيردار چندلايه انجام شده است كه شبيه سازي انجام شده نيز نتايج تئوري را تاييد مي كند. در ميكروژنراتور طراحي شده، فركانس طبيعي سيستم در حالت بدون تحريك  Hz127 بوده كه در شتاب g 1، ولتاژ  3.35v ±توليد نموده و توان الكتريكي  µW45 از آن قابل دريافت مي باشد كه براي كاربردهاي شبكه حسگرهاي بي سيم و زيست حسگرها مناسب مي باشد.