amerikali
Yeni Üye
Araştırmacılar, California San Diego Üniversitesi'nden (UC San Diego) bilim adamları, yeni bir katı vücut pili ile birlikte bir mikroodaldan yüksek voltaj döşemesini çalıştırmak ve uzun uçuş süreleri elde etmek için bir teknik geliştirdiler. Geliştirilen piezoelektrik aktüatörler ayrıca voltajı depolayabilir ve onları pillere geri bırakabilir.
Reklamcılık
UC San Diego teknolojisi, mikroların çeşitli sorunlarını ele alıyor. Dronlar küçük ve hafiftir, ancak yine de oldukça ağır piller giymek zorundadır. Bu uçuş süresini önemli ölçüde kısaltır. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip, ancak mikrolarda kullanılan piezoelektrik yüksek voltajlı güncellemeler için gerekli voltajı sağlayamayan lityum iyon pilleri kullanmak. Bunlar birkaç düzine ila birkaç yüz volttan gerginlik gerektirir. Bununla birlikte, bir lityum hücre sadece yaklaşık 4 volt verir.
Buna karşılık, voltajın daha yüksek bir voltaja dönüştürülmesi zordur. Devreler büyük indüktörler veya birkaç kapasitör ve dolayısıyla pillerinkinden aynı veya daha yüksek bir hacim ve kütle gerektirir. Bu nedenle böyle bir sistem mikro dronlar için uygun değildir.
Katı gövdeli pilde hücre devresi
UC San Diego araştırma ekibi bu nedenle farklı tekniklerin bir kombinasyonuna dayanmaktadır. Elektrik mühendisleri, Fransız elektronik laboratuvarı CEA-la-la'dan yeni bir tür katı pil kullanıyor. Pil esasen yaklaşık lityum kobalt oksit ve lityum-fosfor oksnitrürün ince katmanlı bir yığınından oluşur. Yarı iletken teknolojisi kullanılarak üretilir ve küçük hücrelere ayrılabilir. Tek bir hücre, 20 mikroamper yükünden tasarruf edebilir. Hücre sadece 0.33 mm³ boyuttadır ve 0.8 g ağırlığındadır. Bir litreye kadar kesmek 60 AH'ye karşılık gelir. Karşılaştırma için: Lityum iyon piller bir litre hacmine 100 AH verir, ancak aynı zamanda yaklaşık 1000 kat daha büyüktür. Teknoloji şu anda hala geliştirilmektedir.
Pil teknolojisi, birçok küçük hücreye sökülmeye izin verdiğinden, araştırmacılar birçok küçük hücrenin bağlantılarını yeniden düzenleyen bir devre geliştirdiler, yani paralel ve seri devre arasında geçiş yaparak. Temel devre çipi sadece 2 mm² boyuttadır.
Pil hücreleri başlangıçta paralel olarak değiştirilir. Gerilim, bir mikro -dronun piezoelektrik aktüatörlerini çalıştırmak için yeterli değildir. Devre, hücreler arasındaki bağlantıları yeniden düzenler. Yavaş yavaş seriye geçerler. Bu saniyenin birkaç yüzü içinde olur. Voltaj yeterince yüksekse ve aktüatör tamamen şarj edilirse, mikro dronun kanatları aşağı hareket eder. Şimdi ters işlem başlıyor: Hücreler, kanatlar geri çekilinceye kadar tekrar paralel olarak değiştirilir. Devam eden tekrarlama nedeniyle, mikro drone bir sinek yapabilen bir kanat grevi var.
Enerji depolama olarak aktüatörler
Prensip hala olumlu bir yan etkiye sahiptir: aktüatör bir kapasitöre benziyor ve enerji depolıyor. Bu, elektrikli otomobillerde iyileşmeye benzer şekilde kısmen batarya döndürülür.
Bununla birlikte, araştırmacılar hala bir sorunla mücadele etmek zorundadır: pillerin iç direnci. UC San Diego'daki elektrik ve bilgisayar teknolojisi profesörü Patrick Mercier, “Zorluk, ne kadar fazla pil istiflenirse, seri direnci ne kadar yüksek olursa ve bu nedenle sistemin çalıştırılma sıklığının daha düşük olması” diyor.
Bununla birlikte, Mercier ve diğer kampanyacılar bu sorunu kontrol altına alabileceklerinden ve sistemleriyle birlikte mikrodların uçmasını sağlayabileceklerinden emindirler.
(OLB)
Reklamcılık
UC San Diego teknolojisi, mikroların çeşitli sorunlarını ele alıyor. Dronlar küçük ve hafiftir, ancak yine de oldukça ağır piller giymek zorundadır. Bu uçuş süresini önemli ölçüde kısaltır. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip, ancak mikrolarda kullanılan piezoelektrik yüksek voltajlı güncellemeler için gerekli voltajı sağlayamayan lityum iyon pilleri kullanmak. Bunlar birkaç düzine ila birkaç yüz volttan gerginlik gerektirir. Bununla birlikte, bir lityum hücre sadece yaklaşık 4 volt verir.
Buna karşılık, voltajın daha yüksek bir voltaja dönüştürülmesi zordur. Devreler büyük indüktörler veya birkaç kapasitör ve dolayısıyla pillerinkinden aynı veya daha yüksek bir hacim ve kütle gerektirir. Bu nedenle böyle bir sistem mikro dronlar için uygun değildir.
Katı gövdeli pilde hücre devresi
UC San Diego araştırma ekibi bu nedenle farklı tekniklerin bir kombinasyonuna dayanmaktadır. Elektrik mühendisleri, Fransız elektronik laboratuvarı CEA-la-la'dan yeni bir tür katı pil kullanıyor. Pil esasen yaklaşık lityum kobalt oksit ve lityum-fosfor oksnitrürün ince katmanlı bir yığınından oluşur. Yarı iletken teknolojisi kullanılarak üretilir ve küçük hücrelere ayrılabilir. Tek bir hücre, 20 mikroamper yükünden tasarruf edebilir. Hücre sadece 0.33 mm³ boyuttadır ve 0.8 g ağırlığındadır. Bir litreye kadar kesmek 60 AH'ye karşılık gelir. Karşılaştırma için: Lityum iyon piller bir litre hacmine 100 AH verir, ancak aynı zamanda yaklaşık 1000 kat daha büyüktür. Teknoloji şu anda hala geliştirilmektedir.
Pil teknolojisi, birçok küçük hücreye sökülmeye izin verdiğinden, araştırmacılar birçok küçük hücrenin bağlantılarını yeniden düzenleyen bir devre geliştirdiler, yani paralel ve seri devre arasında geçiş yaparak. Temel devre çipi sadece 2 mm² boyuttadır.
Pil hücreleri başlangıçta paralel olarak değiştirilir. Gerilim, bir mikro -dronun piezoelektrik aktüatörlerini çalıştırmak için yeterli değildir. Devre, hücreler arasındaki bağlantıları yeniden düzenler. Yavaş yavaş seriye geçerler. Bu saniyenin birkaç yüzü içinde olur. Voltaj yeterince yüksekse ve aktüatör tamamen şarj edilirse, mikro dronun kanatları aşağı hareket eder. Şimdi ters işlem başlıyor: Hücreler, kanatlar geri çekilinceye kadar tekrar paralel olarak değiştirilir. Devam eden tekrarlama nedeniyle, mikro drone bir sinek yapabilen bir kanat grevi var.
Enerji depolama olarak aktüatörler
Prensip hala olumlu bir yan etkiye sahiptir: aktüatör bir kapasitöre benziyor ve enerji depolıyor. Bu, elektrikli otomobillerde iyileşmeye benzer şekilde kısmen batarya döndürülür.
Bununla birlikte, araştırmacılar hala bir sorunla mücadele etmek zorundadır: pillerin iç direnci. UC San Diego'daki elektrik ve bilgisayar teknolojisi profesörü Patrick Mercier, “Zorluk, ne kadar fazla pil istiflenirse, seri direnci ne kadar yüksek olursa ve bu nedenle sistemin çalıştırılma sıklığının daha düşük olması” diyor.
Bununla birlikte, Mercier ve diğer kampanyacılar bu sorunu kontrol altına alabileceklerinden ve sistemleriyle birlikte mikrodların uçmasını sağlayabileceklerinden emindirler.
(OLB)