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IoT/CPS【情報・通信・センシング技術】

ポンプや配管の維持管理を自動化
ポンプや配管の維持管理を自動化電池レスで動作するワイヤレス振動センサ端末●● 振動発電を搭載しバッテリーレス●● 超低消費電力電源制御回路●●ワイヤレスかつコンパクトポンプ監視の自動化システムポンプ監視の自動化システムポンプ振動の大きさを常時監視ポンプ振動の大きさを常時監視コンパクトかつメンテナンスフリーなシステムコンパクトかつメンテナンスフリーなシステムLAN/3GLAN/3Gペットボトルキャップ大(< 30mmΦ)自立電源無線センサ端末ペットボトルキャップ大(< 30mmΦ)自立電源無線センサ端末センサ端末受信/中継端末送信機充電池付きセンサ端末受信/中継端末送信機親機②③④①②③④起動から最初の送信まで:50min起動から最初の送信まで:50min充電池付き親機①マッチ箱大電池式マルチホップ無線中継端末マッチ箱大15min15minInput acc.: 0.6m/s2Freq.: 46.56HzInput acc.: 0.6m/s2Freq.: 46.56Hz電池式マルチホップ無線中継端末Payload: 40bitHeader: 42bitPayload: 40bitHeader: 42bit充電用キャパシタ電圧充電用キャパシタ電圧①[Tue②[Tue①[Tue③[Tue②[Tue④[Tue③[Tue④[Tue中継端末を電源を気にせず配置(設置)中継端末を電源を気にせず配置(設置)JanJanJanJanJanJanJanJan050505050505050516:57:35.69517:13:13.75016:57:35.69517:28:05.41017:13:13.75017:42:42.38217:28:05.41017:42:42.3822016]2016]2016]2016]2016]2016]2016]2016]RECRECRECRECRECRECRECREC256,27392,-21248256,27136,-21248256,27392,-21248256,27136,-21504256,27136,-21248256,27136,-21504256,27136,-21504256,27136,-21504タイムスタンプ (受信機PCで付与)40bit受信データ受信データタイムスタンプ (受信機PCで付与)40bit受信データ受信データ自立電源無線振動センサ端末自立電源無線振動センサ端末半導体MEMS技術を用いたコンパクトな振動発電素子半導体MEMS技術を用いたコンパクトな振動発電素子超低消費電力アナログ回路技術を用いたセンシングシステム超低消費電力アナログ回路技術を用いたセンシングシステム1.6→2V1.6→2V発電>1.6V, 0.3uW発電>1.6V, 0.3uW整流回路整流回路充電用<500μF充電用< 500μF(20-30Hz)高周波発電デバイス高周波発電デバイスAlN系MEMS片持ち梁振動発電素子AlN系MEMS片持ち梁振動発電素子d31e 31dV ∝ d31/e[V]ePV ∝ d31/e[V]2dP31∝/e[uW]d312/e[uW]AlN-11.3AlN-1101.31100.0110.01AlN-21.3AlN-2101.32100.0520.05目標目標1.60.31.60.3Sc0.2Al0.8N Sc0.4Al0.6N4.2Sc0.2Al0.8N Sc0.414Al0.6N12144.25.315.412140.342.75.315.40.342.7● 関連技術分野:エネルギーハーベスティング● 連 携 先 業 種:製造業、電気・ガス・水道業整流回路X5整流回路X5目標値目標値81.581.5< 100nA参照電圧参照電圧分圧回路80nA程度分圧回路80 nA程度コンパコンパ低周波発電デバイス低周波発電(20-30Hz)デバイス昇圧昇圧< 100nA< 10nA1.6V, 191nA, 0.3uW1.6V, 191nA, 0.3uWキャパシタX5キャパシタX5昇圧完了< 10nA920MHz帯<1mW920MHz帯昇圧完了ON状態維持回路ON状態< 数ms維持回路< 数ms< 1mW動作電圧動作電圧< 1.6V> 2V< 1.6V> 2VMCUMCURFICRFIC