Ingeniería Electrónica
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Ítem Texto completo enlazado Diseño y simulación de un circuito de arranque basado en la carga de empuje de Dickson para aplicaciones de cosecha de energía(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-11-10) Pizarro Salvador, Diego Paul; Silva Cárdenas, Carlos BernardinoSegún Ericsson, líder mundial en despliegue 5G, la cantidad de dispositivos de Internet de las Cosas (IoT por sus siglas en inglés) han aumentado año tras año en promedio 15% desde el 2014. Este constante crecimiento hizo que en 2020 estos superen a la cantidad de celulares, laptops, tablets, computadoras de escritorio y teléfonos fijos combinados. Como todo dispositivo electrónico, necesitará de una fuente de alimentación local; sin embargo, al considerar tal cantidad de dispositivos a nivel mundial, esto supone un gran reto; especialmente en zonas remotas donde, en algunos casos, no se podría conectar a la red eléctrica convencional. Por ello, una alternativa en las zonas remotas debe tener como características principales una fuente "eterna" y de muy bajo o nulo mantenimiento por los costos de acercamiento a estas zonas. En consecuencia, el recolectar/cosechar (harvest) la energía de los alrededores es una opción ideal para estas aplicaciones. La cosecha de energía es el método por el cual se puede aprovechar la energía natural omnipresente en ciertas áreas; por ejemplo, la energía térmica, ya que no importe el lugar donde nos encontremos, siempre estará presente la temperatura. Es por esto por lo que la presente tesis consiste en diseñar un circuito que eleve el bajo voltaje obtenido de la cosecha de energía de una diferencia de temperatura para alimentar circuitos de bajo consumo en zonas remotas. Para ello, se tomará como base el Circuito Elevador de Voltaje de Empuje de Dickson (Dickson Charge Pump en inglés, DCP). El primer objetivo es diseñar y simular el circuito de arranque en base a su modelo matemático teniendo en cuenta la eficiencia del número de etapas. Además, el segundo objetivo es analizar cómo varían los parámetros eléctricos de la salida del circuito al cambiar los parámetros del modelo matemático, así también como identificar las limitaciones de este modelo.Ítem Texto completo enlazado Optimización de la etapa de rectificación de un circuito de cosecha de energía de doble banda: 2.4 GHz y 5.4 GHz(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-02) Romero Leiva, Darien Breiner; Silva Cárdenas, Carlos BernardinoLa cosecha de energía es una técnica que permite obtener pequeñas cantidades de energía. Esta energía puede almacenarse para su uso posterior. En el caso de la cosecha de energía de radiofrecuencia o a partir de ahora RF, la energía proviene de ondas electromagnéticas. Mediante esta técnica, se puede alimentar circuitos de muy bajo consumo de energía, del orden de los μJ. Para implementar la cosecha de energía es importante conocer conceptos relacionados que permitan tener una visión global de las ventajas y limitaciones de esta técnica. Por ello, en el capítulo 2, se presenta conceptos como la ecuación de transmisión de Friis, adaptación de impedancias, elevación de voltaje pasivo, parámetros de eficiencia, topologías de rectificación y gráficas de análisis de rendimiento los cuales serán útiles en el capítulo siguiente. En el capítulo 3, se presenta el procedimiento de diseño de la etapa de rectificación del circuito de cosecha de energía de doble banda: 2.45 GHz y 5.49 GHz, así como las pruebas realizadas por simulación, gráficas de resultados y análisis de estos resultados. Estos valores de frecuencia elegidos corresponden a las frecuencias centrales aproximadas usadas por el estándar IEEE 802.11 a/b/g/n o mayormente conocido como Wifi. Finalmente, se muestra que se logró hacer la cosecha de energía para señales de baja potencia entre -10 dBm y -20 dBm. Además, se obtuvo eficiencias máximas de 45.9% y 32.19 para las frecuencias de 2.45 GHz y 5.49 GHz respectivamente dentro del rango de potencias estudiado.Ítem Texto completo enlazado Diseño e implementación de un sistema de monitoreo de desempeño de una micro-red basada en paneles solares y turbinas eólicas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-01-21) Vicente Mauricio, Richard Bryan; Melgarejo Ponte, Oscar AntonioEn el presente trabajo de tesis se diseñó e implementó un sistema de monitoreo de adquisición y registro de los parámetros eléctricos y atmosféricos para el control de desempeño de una micro-red eléctrica híbrida. Se propone un sistema que cumpla con los estándares, como la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC por sus siglas en Inglés), que sea de bajo costo, debido a que su diseño cumple únicamente con lo estrictamente necesario para la adquisición de datos, para el tamaño de la micro-red eléctrica formada por paneles fotovoltaicos y turbinas eólicas de 12KW de potencia total, que se encuentra instalada en una zona costera de Lima, alejada del sistema eléctrico nacional y que provee de energía eléctrica a la población de la zona. En este documento se detalla el estudio realizado de las tecnologías existentes correspondientes al monitoreo de micro-redes eléctricas y el diseño del sistema. Concluyendo con su implementación y verificación de los resultados obtenidos mediante este sistema.Ítem Texto completo enlazado Elaboración de un sistema de cosecha de energía utilizando un transductor electromagnético(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-06-03) Queccara Castilla, Eduardo José; Alcántara Zapata, José DanielEn el presente trabajo se elaboró un sistema de cosecha de energía, utilizando un generador eléctrico como el elemento que convierte el esfuerzo biomecánico en energía eléctrica y una batería litio – ión como dispositivo de acopio energético. El prototipo diseñado, se basa en modelos aplicados en sistemas de cosecha que utilizan fuentes variadas de energía, descritas en la literatura. [10] El sistema se divide en cuatro bloques funcionales: Generador, Rectificador, Conversor elevador y batería. Solo los bloques rectificador y conversor son descritos y diseñados de manera independiente, para reunirse con los otros bloques y dar como resultado el prototipo propuesto. El trabajo se llevó a cabo mediante dos versiones físicas del sistema (A y B). Ambas implementadas usando elementos discretos. La versión A del sistema permite la verificación de la teoría revisada y observar los parámetros adecuados para la versión B, sistema diseñado considerando la portabilidad y efectividad del equipo final a presentar, eso incluye considerar elementos de bajo consumo. El circuito impreso requerido, se diseña utilizando el software Cadsoft Eagle en su versión 6.3. Se usa un mecanismo comercial de una linterna de manivela para llevar esfuerzo humano hacia el generador. Entre los resultados obtenidos que cabe resaltar, se tiene un circuito físico que reúne los convertidores cuyas dimensiones son de 2.6 por 2.1 cm de área y el generador acoplado al mecanismo comercial puede inyectar valores de corriente alrededor de 200mA en la batería. Se muestra experiencias de recarga de la misma usando el sistema propuesto.