«Мы разрабатываем системы, у которых настолько низкие потребности в энергии, что они теоретически могут работать годами, питаясь от одной крошечной батареи», - рассказывают ученые-разработчики. Работа сенсора описывается в статье, опубликованной в Scientific Reports.
Датчик почти нулевой мощности имеет диапазон температур от -4 до 104 градусов по Фаренгейту (от -20 до +40 по Цельсию) и потенциально может использоваться, как в носимых устройствах, так для систем мониторинга окружающей среды, дома или промышленных площадок (подробнее о температурных датчиках см. https://olil.ru/thermoolil/submersiblesensor).
Одним из факторов, влияющих на энергопотребление разработанного датчика, является то, что он дает показания немного медленнее, чем используемые современные аналоги – данные о температуре обновляются один раз в секунду. Но исследователи отмечают, что это не должно быть проблемой при считывании температуры в местах, где она меняется не слишком быстро (или той же температуры человеческого тела).
Энергопотребление температурного датчика удалось снизить за счет реорганизации двух вещей – источника тока и схемы преобразования энергии.
При этом ученые использовали явление, от которого многие исследователи пытаются избавиться. У транзисторов часто бывают затворы, с помощью которых они могут остановить поток электронов в цепи, но транзисторы становятся все более и более мелкими. Чем меньше они становятся, тем более тонкий материал затвора, и электроны начинают просачиваться через него. Но если большая часть исследователей видят в этом проблему, то калифорнийским ученым удалось увидеть в этом возможность. Потому что как раз эти «просочившиеся электроны и питают работу сенсоров:
«Многие исследователи стараются побороть утечку тока, но мы используем ее для создания источника питания с ультранизким энергопотреблением».
Ученые также снизили энергопотребления на этапе того, как сенсор преобразовывает температуру в цифровой сигнал. В результате получился температурный датчик, который использует в 628 раз меньше электроэнергии, чем самый современный аналог.
Сейчас исследователи работают над оптимизацией дизайна и повышением точности датчика.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
