Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Piotr DZIURDZIA"

Comparative analysis of electrothermal models of TEGs based on constant and temperature dependent parameters

Czytaj za darmo! »

The paper presents a comparative analysis of three different electrothermal models of a thermoelectric generator (TEG) implemented in SPICE. It starts from a model that is based on the constant parameters theory. Next, the one that takes into account a mean temperature at the both sides of the thermogenerator is described. Finally, a modified model is shown that calculates the values of parameters according to the actual temperatures at the hot and cold sides of a Peltier module respectively. Results of simulations for these three models are presented and discussed. Streszczenie. W artykule przestawiono analizę porównawczą trzech różnych elektrotermicznych modeli generatorów termoelektrycznych zaimplementowanych w programie do analizy obwodów elektronicznych SPICE. Począwszy od modelu opartego na teorii stałych parametrów, poprzez model uwzględniający temperaturę średnią, jako ostatni opisano model biorący pod uwagę termiczne zależności parametrów modułu Peltiera niezależnie od temperatury strony zimnej i gorącej. W pracy zaprezentowano wyniki symulacji dla przedstawionych modeli oraz wnioski. (Analiza porównawcza modeli elektrotermicznych generatorów termoelektrycznych) Keywords: thermogenerator (TEG), electrothermal model, energy harvesting, ubiquitous sources of energy. Słowa kluczowe: termogenerator (TEG), model elektrotermiczny, pozyskiwanie energii ze środowiska, wszechobecne źródła energii. Introduction Thermoelectric generator (TEG) is a solid-state device based on a Peltier module, capable of converting heat into electrical energy. It consists of N pairs of thermocouples connected electrically in series and thermally in parallel, sandwiched between two ceramic plates. When it is placed between two objects with two different temperatures - e.g. heat sink and heat sources in form of waste industrial heat, geothermal, isotopic, etc. - it can produce an electrical power P (Fig. 1). Fig.1. The idea of thermoelectric generator Nowa[...]

A compact thermoelectric harvester for waste heat conversion


  Ambient energy harvesters have been playing more and more important role in the electronic industry in recent years. Not so long ago, energy scavenging was treated in R & D laboratories with some timidity and used only in some niche applications. Nowadays, development of autonomous power sources for supplying microelectronic systems is strongly driven by market demands following recent advances in smart mobile equipment, wireless sensor networks (WSN), monitoring of industrial processes, etc. Since transmission lines have been replaced with wireless channels a long time ago, now the energy harvesters are removing the last obstacle on the way to developing quite autonomous electronic systems. By providing electrical voltage to the sensor nodes from harvested pieces of ambient energy (for instance: heat, light and vibrations) they do not need external sources of energy, for instance power mains or batteries, any more [1-3]. For the last few years our team has been focused on developing of thermoelectric energy harvesters for supplying wireless sensor nodes. At the beginning, basing on the phenomena of Seebeck, Peltier, Joule and Thomson, an original model of thermoelectric generator was elaborated [4]. It was next subjected to simulations in order to investigate the maximum ratings of TEG against available heat power sources and different ambient conditions. In the next steps first prototypes of TEGs were designed and fabricated. Thermoelectric harvester As a rule, thermoelectric generators suffer from relatively low conversion efficiency (not exceeding 10%), so they are practically not applicable to large-scale systems, not to mention power stations. On the other hand they seem to be promising solu[...]

Analiza własności energetycznych wielopoziomowych dekoderów n-na-2n w technologii CMOS DOI:10.15199/ELE-2014-214


  Dekodery, ogólnie n-na-m linii, są ważnymi elementami układów cyfrowych. Można je znaleźć w każdym układzie wyboru, np. multipleksery, dekodery adresowe, a także mogą być wykorzystane do realizacji funkcji logicznych. Dekodery adresowe są bardzo ważnym elementem układów pamięciowych. W szczególności ich optymalizacja jest bardzo istotna w przypadku układów pamięciowych o bardzo dużej pojemności. Dlatego, w literaturze, można znaleźć wiele prac poświęconych projektowaniu dekoderów adresowych w układach pamięciowych. Stosuje się np. różnego rodzaju techniki wstępnego ładowania dekoderów dynamicznych [1], [2] lub dekodery hierarchiczne z wstępnym dekodowaniem. W pracy [3] przedstawiono implementację drzewa binarnego Dekodery przedstawione w tej pracy mieszczą się pomiędzy dekoderami hierarchicznymi, a dekoderami z dekodowaniem wstępnym. Zastosowana metoda rozszerzania dekoderów została zaczerpnięta z pracy [4] i polega na powiększaniu dekoderów przez dodanie kolejnego poziomu dwu-wejściowych bramek AND. Budowa dekodera zaczyna się od dekodera 1‑na‑4 linie z bramkami AND i polega na dokładaniu kolejnych stopni zbudowanych z bramek AND i inwertera. Zasada rozbudowy dekoderów została przedstawiona na rysunku 1. Ta metoda została zaimplementowana w technologii CMOS i pierwotnie przedstawiona w pracy [5]. Następnie została udoskonalona [6]. Rozszerzono zaproponowaną metodę projektując dekodery wielopoziomowe z wykorzystaniem wcześniej opracowanych bloków składowych oraz przeprowadzono wstępną analizę parametrów tych dekoderów [7].Projekty dekoderów Schematy Dekodery n-na-m linii mogą być w ogólności opisane przez zbiór m funkcji o n‑wejściach zrealizowanych jako ich mintermy, ponieważ na swym wyjściu przyjmują "1" tylko w jednym określonym przypadku stanów wejściowych: (1) gdzie: 0 1 1 , , ... n- l l l to literały - zmienna lub jej negacja. Stosując prawo de Morgana, równanie (1), można przekształcić[...]

A Concept of a Self-Powering Heat Meter

Czytaj za darmo! »

In the paper a concept and a study of a self-powering solution for heat energy consumption measurement in home or industrial heating systems is presented. The batteryless heat meter, equipped with a wireless transceiver could constitute a long life completely autonomous device that would not need any servicing nor power sources replacement. The proposed thermoelectric generator attached to a heat source can provide single miliwatts of power when the temperature difference exceeds a few grades. . Streszczenie. W artykule przedstawiono koncepcję i studium rozwiązania samo-zasilającego się licznika energii cieplnej dla systemu ogrzewania mieszkań i/lub powierzchni przemysłowych. Miernik energii cieplnej pracuje bez baterii i wyposażony jest w bezprzewodowy system nadawczoodbiorczy system, który może pracować dostatecznie długo jako system autonomiczny nie wymagający serwisowania czy wymiany źródeł zasilających. Dołączony do źródła ciepła generator termoelektryczny może dostarczać mocy rzędu kilku miliwatów gdy różnica temperatur na grzejniku przekracza kilka stopni Celsjusza (Koncepcja samo-zasilającego się licznika energii cieplnej). Keywords: ambient energy harvesters, heat meters, self-powering devices, thermoelectric generators. Słowa kluczowe: ambient energy harverters, liczniki energii cieplnej, urządzenia samozasilające się, generatory termoelektryczne Introduction Optimization of thermal energy utilization is one of the most important issues in times of increasing costs of energy production. On the other hand, the more and more restrictive environmental regulations force the end users as well as heat energy providers to pay more attention to power consumption and accurate heat flow metering. With the very fast development of wireless technology during the last few decades, it is now possible to constitute distributed telemetry systems consisting of many nodes performing simple measuring and calculation tasks [1], [2], [3]. Wirele[...]

Precise Time Distribution and Time Synchronized Transmission Aspects in the Industrial Ethernet Networks

Czytaj za darmo! »

In the article the main principles of transmissions in the Industrial Ethernet are described with the special attention to the real time transmission implementations. The requirements for transmissions in automation and control systems and the possibility of their realization using synthesized TCP/IP and Ethernet protocols are discussed. Additionally some practical aspects of ultra-precise clock signal distribution are presented. Streszczenie. W artykule przedstawiono główne zasady transmisji w przemysłowych sieciach Ethernet, ze szczególnym uwzględnieniem transmisji realizowanych w czasie rzeczywistym. Omówiono wymagania stawiane procesowi transmisji w systemach automatyki i układach kontrolnosterujących oraz dokonano analizy możliwości ich realizacji przy wykorzystaniu stosu protokołów TCP/IP oraz sieci Ethernet. Ponadto przedstawiono w zarysie metody dystrybucji ultra-precyzyjnego sygnału zegarowego. (Dystrybucja precyzyjnego sygnału zegarowego oraz synchronizacja transmisji w przemysłowych sieciach Ethernet). Keywords: clock distribution system; industrial Ethernet; real time transmissions. Słowa kluczowe: systemy dystrybucji sygnału zegarowego, Ethernet przemysłowy, transmisje czasu rzeczywistego. Introduction Ethernet protocol is currently the most popular local area networking method of data transmission in the home and office environment. Very high transmission speed (100Mb/s, 1Gb/s) and possibility of cheap implementation (computer devices usually have built-in Ethernet interface) are the reasons for its use not only in computer networking but also for data transmission in automatic control and sensor networks. However Ethernet protocol does not guarantee possibility of real-time transmission, which is often required for this type of network. In order to solve this problem a number of improvements to Ethernet time restricted transmission have been proposed in recent years [1][2]. Depending on the real time requirements, pro[...]

System tekstroniczny do pomiaru częstości oddechu DOI:10.15199/13.2017.10.2


  W sytuacjach zagrożenia zdrowia lub życia, gdy ciągła, 24-godzinna opieka lekarska jest niemożliwa, niezbędny jest monitoring parametrów życiowych takich jak: puls, temperatura ciała, częstotliwość oddechu. Ze względu na dbałość o komfort osoby monitorowanej, pomiary parametrów życiowych muszą mieć charakter nieinwazyjny. Jest to możliwe do osiągnięcia przez zaimplementowanie czujników pomiarowych w strukturę elementów ubioru (np. elastycznej koszulki). Informacja z czujników, po wstępnym przetworzeniu przy pomocy miniaturowego układu elektronicznego, umieszczonego również na ubraniu, może być przesłana drogą radiową do centrum monitoringu. Koszulka taka wraz z czujnikami i układem elektronicznym oraz źródłem zasilania, stanowi typowy przykład systemu tekstronicznego. Tekstronika jest stosunkowo nową dziedziną wiedzy, opartą na bazie takich obszarów nauki jak: włókiennictwo, elektronika i informatyka. Przedmiotem badań tekstroniki są tzw. tekstylia inteligentne. Tekstylia takie powstają przez wprowadzanie do włókien tekstylnych, określonych materiałów aktywnych, powodujących nadanie im określonych właściwości elektrycznych, magnetycznych lub optycznych. Pod wpływem stymulacji zewnętrznej (zmiany naprężenia, temperatury, wilgotności, promieniowania widzialnego lub UV) tekstylia inteligentne odpowiadają na bodźce zmianą parametrów fizycznych np. rezystancji, czy też generacją sygnałów elektrycznych (efekt piezoelektryczny). W chwili obecnej integracja mikroelektronicznego sprzętu z tkaninami umożliwia produkcję tekstyliów i odzieży, które mogą znaleźć zastosowanie w różnych dziedzinach: medycynie, ratownictwie, rozrywce, itp. [1]. W systemach tekstronicznych najczęściej wykorzystywanym materiałem są włókna elektroprzewodzące. Włókna te służą do konstrukcji sensorów, wykonywania połączeń elektrycznych pomiędzy sensorami a układami elektronicznymi, budowy elementów grzejnych itp. Włókna przewodzące, z uwagi na rodzaj surowca u[...]

 Strona 1