Show simple item record

The Sensor Systems Design and Optimization for Energy Harvesting Applications

dc.contributor.advisorHubálek, Jaromírcs
dc.contributor.authorŽák, Jaromírcs
dc.date.accessioned2018-10-21T22:45:20Z
dc.date.available2018-10-21T22:45:20Z
dc.date.created2015cs
dc.identifier.citationŽÁK, J. Návrh a optimalizace senzorických systémů využívajících malovýkonových napájecích generátorů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2015.cs
dc.identifier.other91506cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/51777
dc.description.abstractDisertační práce se zabývá problematikou zpracování energie z alternativních zdrojů pomocí tzv. "Energy harvestingu". Řeší aktuální problém s napájením autonomních senzorických sítí, kdy u těžko dostupných zařízení nelze provádět výměnu primárního napájecího zdroje. V takových případech je třeba získávat energii z vnějších zdrojů, např. tepla, světla, pohybu apod. Navrhované řešení nachází uplatnění především v oblasti medicínských aplikací, zvláště u implantovaných zařízení (kochleární implantáty, kardiostimulátory, inzulinové pumpy atd.), ale také u systémů pro dlouhodobé monitorování zdravotního stavu pacienta. V práci byl zpracován aktuální stav problematiky nízkopříkonových senzorických systémů a přehled aktuálních možností alternativního napájení v souvislosti s těmito systémy. Z rešerše vyplynulo, že současné senzorické systémy jsou téměř připraveny pro implementaci malovýkonových zdrojů čerpajících energii z okolního prostředí ("Energy harvesting" zdrojů). Ty jsou vyvíjeny mnoha zahraničními vědeckými týmy, avšak existuje pouze několik variant zapojení následných obvodů pro efektivní čerpání, uchování a zpracování energie z těchto zdrojů, což nabízí široký prostor pro další možný výzkum. Problematika redistribuce energie z malovýkonových generátorů je v práci řešena na komplexní úrovni. Pro tyto účely byl vypracován a diskutován nový simulační model vybraného rozsáhlého senzorického systému (plně implantovatelné umělé kochley) v prostředí SPICE. S jeho využitím bylo navrženo několik nových přístupů pro řešení napájení (především technika protlačení náboje, tzv. "Charge Push Through"), které jsou aplikovatelné na většinu obecných typů senzorických systémů. Díky tomu bude v budoucnu umožněna praktická realizace senzorických systémů využívajících energii čerpanou z okolního prostředí.cs
dc.description.abstractDissertation thesis is focused on using alternative energy sources called energy harvesting. This thesis offers a solution to problems with autonomous powering of sensor networks if primary power source recovery is impossible. In these cases, energy of the external power (e.g. temperature, light, motion) should be used. Proposed solution should be especially used in the field of medical applications (e.g. cochlear implants, pacemakers, insulin pumps). Long time monitoring of the personal health status is also possible when employing automated sensor systems. In this work, there is state of art review relating to the low power energy sources for an alternative powering of sensor systems. It was observed that existing systems are almost prepared for the implementation of energy harvesting power sources. The energy harvesting power sources have been developed by numerous researcher teams around the world, but there are only a few variants of power management circuits for effective energy gaining, storing and using. This area has a huge potential for the next research. The issues regarding to the distribution of gained energy are solved on the complex level in the thesis. For these purposes, a new simulation model of the whole system (fully implantable artificial cochlea) including its subcircuits was developed in the SPICE environment. It connects independent subcircuits into a single comprehensive model. Using this model, a few novel principles for energy distribution (e.g. Charge Push Through technique) was developed. In the near future, these techniques are also applicable to the design of versatile sensor systems.en
dc.language.isocscs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologiícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectsenzorický systémcs
dc.subjectnositelná elektronikacs
dc.subjectřízení spotřebycs
dc.subjectuchování energiecs
dc.subjectsuperkondenzátorcs
dc.subjectCharge Push-Through technikacs
dc.subjectenergy harvestingcs
dc.subjectSPICEcs
dc.subjectkochleární implantátcs
dc.subjectsensor systemen
dc.subjectwearable electronicsen
dc.subjectpower managementen
dc.subjectenergy storageen
dc.subjectsupercapacitoren
dc.subjectCharge Push-Through techniqueen
dc.subjectenergy harvestingen
dc.subjectSPICEen
dc.subjectcochlear implanten
dc.titleNávrh a optimalizace senzorických systémů využívajících malovýkonových napájecích generátorůcs
dc.title.alternativeThe Sensor Systems Design and Optimization for Energy Harvesting Applicationsen
dc.typeTextcs
dcterms.dateAccepted2015-12-10cs
dcterms.modified2015-12-11-08:20:21cs
thesis.disciplineMikroelektronika a technologiecs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. Ústav mikroelektronikycs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
sync.item.dbid91506en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2021.11.10 14:25:02en
sync.item.modts2021.11.10 13:00:08en
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta elektrotechniky a komunikačních technologiícs
dc.contributor.refereeHusák, Miroslavcs
dc.contributor.refereeBajer, Arnoštcs
dc.description.markPcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
but.committeeprof. Ing. Vladislav Musil, CSc. (předseda) doc. Ing Arnošt Bajer, CSc. - oponent (člen) Ing. Ondřej Frantík, Ph.D. (člen) doc. Ing. Jan Maschke, CSc. (člen) prof. Ing. Alena Pietriková, CSc. (člen) Ing. Karel Dušek, Ph.D. (člen)cs
but.defencecs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
but.programElektrotechnika a komunikační technologiecs
but.jazykčeština (Czech)


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record