Engenheiros da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, construíram o menor sensor autônomo já construído, alimentado por energia solar, com apenas 9 milímetros cúbicos.
O minúsculo aparelho poderá finalmente viabilizar uma série de tecnologias promissoras, mas que ainda dependiam de miniaturização das fontes de alimentação.
Suas aplicações incluem implantes biomédicos e redes de sensores ambientais, destinados ao monitoramento de pontes e outras grandes obras de construção civil, além de coletar dados ambientais propriamente ditos, como a qualidade do ar e da água.
Microssensor - O aparelho, constituído por células solares e bateria, para permitir que o sensor funcione 24 horas por dia, além do circuito de gerenciamento de todo o sistema, mede 2,5 por 3,5 por 1 milímetro.
Segundo os pesquisadores, além de ser mais de 1.000 vezes menor do que os sensores hoje disponíveis, ele poderá funcionar virtualmente de forma perpétua.
A miniaturização do sensor foi possível graças ao processador ARM Cortex-M3, um microprocessador RISC de 32 bits altamente eficiente em termos de consumo de energia, exigindo 2.000 vezes menos potência em modo sleep do que seus concorrentes comerciais mais próximos.
Sensor perpétuo - "Nosso sistema pode funcionar quase perpetuamente se exposto a condições de iluminação razoáveis, mesmo em ambientes fechados", afirma David Blaauw, um dos criadores do novo sensor. "Seu único fator limitante é o desgaste da bateria, mas a bateria deverá durar muitos anos".
A limitação não se refere à energia contida na bateria, já que ela é recarregada pelas células solares, mas pela sua durabilidade em termos de ciclos de carga e recarga.
O sensor passa a maior parte de seu tempo no modo sleep, acordando brevemente a cada poucos minutos para fazer suas medições e transmitir os resultados. Seu consumo de energia total médio é inferior a 1 nanowatt. Um nanowatt corresponde a um bilionésimo de um watt.
Gestão de energia - Os engenheiros afirmam que a maior inovação é o seu método de gestão de energia. O processador precisa de apenas 0,5 Volt para funcionar, mas a bateria Cymbet de estado sólido libera perto de 4 volts. A tensão, que é essencialmente a pressão da corrente elétrica, deve então ser reduzida para que o sistema funcione de forma mais eficiente.
"Se usássemos os métodos tradicionais, o processo de conversão de tensão consumiria muitas vezes mais energia do que o próprio processador," explica Dennis Sylvester, outro membro da equipe.
A solução foi diminuir a frequência (clock) do chip de gerenciamento de energia quando a carga sobre o processador está baixa. "Nós pulamos batimentos (do relógio) se a tensão estiver suficientemente estável," diz Sylvester.
Sensor de pressão - Os pesquisadores já estão trabalhando com colegas médicos para explorar o potencial de aplicações do novo dispositivo na área da saúde.
O microssensor permitirá a criação de formas menos invasivas para monitorar mudanças da pressão nos olhos, no cérebro e em tumores em pacientes com glaucoma, traumas na cabeça, ou câncer. No corpo, o sensor poderá retirar sua energia do movimento ou do calor, em vez da luz.
(Fonte: Site Inovação Tecnológica)
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