A self-powered analog sensor-data-logging device based on Fowler-Nordheim dynamical systems.
A self-powered analog sensor-data-logging device based on Fowler-Nordheim dynamical systems.
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DOI：
10.1038/s41467-020-19292-w
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发表时间：
2020-10-28
影响因子：
16.6
通讯作者：
Chakrabartty S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mehta D;Aono K;Chakrabartty S
传感器节点的连续无电池操作需要超低功耗传感和数据记录技术。在这里，我们报告说，通过直接耦合传感器/传感器信号到全局渐近稳定的单调动力学系统的基础上福勒-诺德海姆量子隧穿，可以实现自供电的传感在能量预算，目前无法实现使用传统的能量收集方法。所提出的设备使用差分架构来补偿环境变化，并且该设备可以将感测到的信息保持从数小时到数天的持续时间。在理论工作能量预算小于10阿焦的情况下，我们证明，当与微型压电传感器集成时，拟议的传感器数据记录器可以测量由于环境机械加速度而产生的累积“作用”，而无需任何额外的外部电源。设计具有传感器节点的无电池操作的超低功耗感测和数据记录技术仍然是一个挑战。在这里，作者提出了一种自供电的传感器数据记录器设备，该设备记录传感器信号强度在其整个持续时间内的累积测量。
Continuous, battery-free operation of sensor nodes requires ultra-low-power sensing and data-logging techniques. Here we report that by directly coupling a sensor/transducer signal into globally asymptotically stable monotonic dynamical systems based on Fowler-Nordheim quantum tunneling, one can achieve self-powered sensing at an energy budget that is currently unachievable using conventional energy harvesting methods. The proposed device uses a differential architecture to compensate for environmental variations and the device can retain sensed information for durations ranging from hours to days. With a theoretical operating energy budget less than 10 attojoules, we demonstrate that when integrated with a miniature piezoelectric transducer the proposed sensor-data-logger can measure cumulative “action” due to ambient mechanical acceleration without any additional external power. Designing ultra-low-power sensing and data-logging techniques with battery-free operation of sensor nodes remains a challenge. Here, the authors present a self-powered sensor-data-logger device that records a cumulative measure of the sensor signal intensity over its entire duration.
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DOI：
10.1109/tbcas.2016.2523992
发表时间：
2016-12
影响因子：
5.1
作者：
Zhou L;Abraham AC;Tang SY;Chakrabartty S
通讯作者：
Chakrabartty S
影响因子：
2.4
作者：
Torah, R.;Glynne-Jones, P.;Beeby, S.
通讯作者：
Beeby, S.
影响因子：
8.4
作者：
Bergveld, P
通讯作者：
Bergveld, P
DOI：
10.1177/1045389x05054042
发表时间：
2005-10-01
影响因子：
2.7
作者：
Roundy, S
通讯作者：
Roundy, S
影响因子：
3.5
作者：
Auciello, O;Scott, JF;Ramesh, R
通讯作者：
Ramesh, R