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Aumente la vida útil de la batería con el detector de voltaje UB20M – Calendae

Hola, un placer verte por aquí. Te habla Jordi Oriol y en el día de hoy hablaremos sobre Aumente la vida útil de la batería con el detector de voltaje UB20M – Calendae

Los ingenieros de la Universidad de Bristol han desarrollado un chip pico de potencia de tres terminales que puede reducir el consumo en espera en los nodos de sensores, incluso en comparación con los microcontroladores de baja potencia actuales.

Lo hace reemplazando el modelo de sueño-vigilia-sueño de ciclo de trabajo bajo utilizado en los monitores de sensor basados ​​en MCU, con «apagado». Un detector de voltaje alimentado por sensor (no hay otra fuente de energía) enciende el procesador cuando el sensor produce un voltaje.

A 5pA (20 ° C 1V), el consumo de corriente del sensor a través del pin de entrada / alimentación es tan bajo que el chip puede interactuar directamente con sensores de alta impedancia como antenas, acelerómetros piezoeléctricos o fotodiodos. Con tan poca corriente requerida, el chip no reduce el voltaje del sensor.

«Funcionará con cinco diodos infrarrojos en serie, alimentados por un control remoto de TV a 5 metros de distancia, o un acelerómetro sin alimentación», dijo el ingeniero de Bristol Bernard Stark a Electronics Weekly.

Llamado UB20M, la única energía que extrae del sistema es una pérdida de 100pA (máx.) A través de su transistor de salida de drenaje abierto. El umbral de entrada se establece en 0,6 V.

Una vez que el sensor tiene una entrada superior a 0,6 V, la salida FET se enciende (RDSon ~ 800Ω) y su baja resistencia se puede usar para encender un p-FET para alimentar un microcontrolador o puede despertar un microcontrolador de dormir.

En un ejemplo de aplicación extrema, dijo la Universidad, un detector de terremotos podría mantenerse en estado de sueño durante años, hasta que un temblor hiciera que el chip se despertara de su anfitrión.

A pesar de su impedancia y sensibilidad, el dispositivo puede soportar 20 V en su pin de entrada / alimentación y está equipado con protección ESD. Los parámetros máximos de los pines de salida son 5,5 V 7 mA. El tiempo de activación de la salida es de 0,25 μs, mientras que el apagado depende de la resistencia y la capacidad de la carga, normalmente 8 μs con una carga de 5 MΩ y 180 μs con 100 MΩ.

Como las patentes están pendientes, no se revela exactamente cómo funciona el chip. Tiene alrededor de 40 transistores y está hecho en un proceso CMOS de 180 nm, eso es todo lo que Stark pudo decir.

Las muestras están disponibles a través de un acuerdo de obleas de proyectos múltiples con Europractice e IMEC, fabricado en AMS en Austria, y la Universidad ha creado un comité de evaluación. Debido a que Europractice y IMEC hacen un esfuerzo adicional, dijo Stark, las muestras están en SOT323-5 en lugar de paquetes de investigación torpes.

El equipo advierte que cualquier persona que pruebe el chip deberá comprender los circuitos de alta impedancia, ya que de lo contrario, los campos de red perdidos, por ejemplo, lo encenderán continuamente y el transistor de salida permanecerá encendido. Evite las conexiones de sensor largas.

En general, el sensor debe conectarse al pin de entrada / alimentación con suficiente resistencia en paralelo para escapar de la carga parásita y asegurarse de que el UB20M se apague.

«Ahora estamos trabajando en formas de incorporar otros consumos de energía, como la adquisición, el cálculo y la transmisión de datos, dentro del presupuesto de energía de nW de un sensor al eliminar completamente las baterías de los nodos de los sensores», dijo la Universidad. «Un ejemplo de esto (derecha) es donde la administración de energía con unas pocas decenas de nW en reposo hace coincidir activamente su impedancia de entrada con un colector de energía de 80MΩ con pulsos de salida intermitentes de 10ms».

Se puede acceder a la hoja de datos y a los detalles de la hoja de puntuación de UB20M desde esta página web introductoria, y ahí está un video introductorio.

Fuente: Electrónica semanal

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