Caracterización de células Peltier para la alimentación de sensores inteligentes

Autor: Pérez Prieto, Sandra
Director: Robles Muñoz, Guillermo

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Resumen – Los sensores proporcionan información que permite tener un control sobre parámetros del ambiente, del funcionamiento de un dispositivo o de un proceso industrial, y por tanto, permiten detectar si existe alguna situación de peligro sobre la que es necesario actuar. El problema es que a veces se deben situar en zonas inaccesibles y no es posible cambiar la batería de alimentación de manera sencilla. Por este motivo, se ha hecho necesario diseñar sistemas de energy harvesting, que son sistemas autoalimentados con la energía del ambiente y suministran energía al sistema electrónico en el que se encuentra el sensor. Este proyecto se centra en alimentar los sensores mediante diferencias de temperaturas obtenidas del sol o de procesos industriales empleando para ello una célula Peltier. Con el fin de determinar si estas fuentes proporcionan la energía suficiente se va a caracterizar el comportamiento de la célula Peltier y el sistema de energy harvesting en función de la
diferencia de temperaturas. Para confirmar la validez de la fuente se va a tener en cuenta el consumo del microcontrolador STM32L432, en el que estarán conectados los sensores y un módulo de comunicación inalámbrica encargado de transmitir los datos. Estos dispositivos son de bajo consumo ya que la energía recibida del ambiente es pequeña, y su selección y configuración se realiza en un proyecto complementario a este denominado “Sensor inteligente basado en microprocesador de bajo consumo”.

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Abstract – Sensors provide information that allows to have control over parameters of the environment, the operation of a device or an industrial process, and therefore, allow to detect if there is any dangerous situation on which it is necessary to act. The problem is that sometimes they must be located in inaccessible areas and it is not possible to change the battery power easily. For this reason, the design of energy harvesting systems has become necessary. These systems are self-powered with the energy of the environmenta nd supply energy to the electronic system in which the sensor is located. This project focuses on supplying the sensors using the differences in temperatures obtained from the sun or industrial processes using a Peltier cell. In order to determine if this source provides the sufficient energy, the behavior of the Peltier cell and the energy harvesting system will be characterized as a function of temperature difference. To confirm the validity of the source, the consumption of the STM32L432 microcontroller, which is the microcontroller in which the sensors and a wireless communication module will be connected, will be taken into account. This module will transmit the data and all these devices are of low-power because the energy received from the environment is limited and its selection and its configuration are carried out in a project complementary to this called “Smart sensor based on low power microprocessors”.