Bouton-poussoir sans fil à alimentation autonome (sans batterie)

Quelle serait une approche / conception de circuit réalisable pour fabriquer un bouton-poussoir sans fil auto-alimenté, en supposant qu'il soit même réaliste?

C'est ce que je veux dire par chacun des trois termes:

• Auto-alimenté: puissance dérivée uniquement de l'action mécanique de la pression sur le bouton-poussoir

• Sans fil: une pression sur le bouton-poussoir fait une transmission RF (considérons un cas avec un pic de courant de 40 mA pendant la transmission)

• Bouton-poussoir: Tout type de bouton-poussoir que je peux obtenir dans un magasin d'amateur ou même construire moi-même, mais pas un bouton-poussoir où je dois tourner une manivelle pour activer l'interrupteur;)

Je voudrais mettre en place un petit projet "réseau" dans ma maison (à l'intérieur), avec ces boutons-poussoirs situés à différents points, mais je voudrais supprimer toute source d'alimentation par batterie, donc j'expérimente l'idée auto-alimentée . Après tout, le fait d'appuyer sur le bouton-poussoir apporte de l'énergie mécanique qui pourrait être utilisée, et de plus, l'événement de transmission RF qui en résultera sera la seule fois où le circuit sera vivant ou aura besoin de tirer du courant (d'environ 40 mA).

Mes pensées brisées jusqu'à présent:

• J'envisage d'utiliser un condensateur / supercap qui se charge pendant l'événement mécanique.
• Je pourrais peut-être utiliser une méthode de récupération (piézoélectrique, à engrenages, etc.) de l'énergie mécanique de la poussée.
• J'ai remarqué qu'il y a cette puce intéressante qui pourrait être utile ici: le LTC3588

Pour tous ceux qui sont intéressés par une approche piézoélectrique assez simple, j'ai découvert un rapport réussi (en utilisant un bouton-poussoir piézoélectrique d'un briquet) dans le document suivant de 2001 par deux chercheurs du MIT Media Lab (d'ailleurs, le document est intitulé très similaire à mon Question!):

• Un contrôleur à bouton -poussoir compact, sans fil et auto-alimenté par J Paradiso, M Feldmeier - Ubicomp 2001: Ubiquitous Computing, 2001 - Springer

L'extrait suivant de l'article résume bien leur méthode:

Un condensateur de réservoir de 4,4 μF intègre la charge transférée d'une frappe de bouton. Ceci, à son tour, alimente un régulateur linéaire à faible chute de tension MAX666, qui fournit une alimentation stable (bien que très inefficace) de +3 volts jusqu'à ce que la charge du condensateur du réservoir soit épuisée. Lorsque le MAX666 est activé, l'encodeur d'identification numérique HT12E est activé, produisant un ID série répétitif de 12 bits diffusé via le module émetteur On-Off-Keyed (OOK).

Un dessin de leur circuit:

Images de leur carte / composants:

Voici d'autres détails spécifiques que j'ai retenus de leur mise en œuvre:

• Pour la section piézoélectrique / bouton, ils ont pris le cœur d'un briquet Scripto «Aim 'N Flame» et ont modifié l'action du ressort pour rendre la frappe plus douce.

• L'élément piézoélectrique génère des pics autour de quelques milliers de volts - ils sont passés à travers un transformateur, avec un rapport de 90: 1 tours, produisant 30 V au condensateur du réservoir.

• Le rendement de conversion (mécanique en électrique) du piézoélectrique et du transformateur ensemble est de 7%.

• Au point après le régulateur linéaire, ils ont mesuré 0,5 mJ à délivrer (à 3V).

• Pour la transmission sans fil, ils ont utilisé un encodeur Holtek HT-12E qui génère 8 bits d'ID et 4 bits de données, qui sont à leur tour transmis par un RFM HX1003 (418 MHz, 7,5 mW de consommation, plage de 50 pieds).

Je pense que vous pourriez probablement le faire de manière semi-raisonnable si vous faisiez quelque chose comme prendre un interrupteur et le connecter à un équipement. Demandez à cet engrenage d'entraîner une sorte de générateur et de récolter l'électricité (vous auriez probablement besoin d'un engrenage et d'un ressort). Vous pouvez également le faire avec un bouton-poussoir sur mesure:

Maintenant, cela vous oblige évidemment à construire vous-même une sorte de bouton afin de faire fonctionner l'engin, et vous devrez le suivre avec un schéma de rectification des pertes très faible, ou avoir un coup long et réel sur les pressions de bouton. Vous pouvez le faire, mais je ne sais pas si c'est pratique. La partie de transmission RF semble moins la question et plus le mécanisme pour gagner suffisamment de charge. Vous pouvez exécuter l'électronique actuelle avec très peu d'énergie, mais la façon de générer de l'énergie semble être le problème.

Woo griffonner!