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Conception et réalisation d’une alimentation autonome pour un réseau de capteurs sans fil appliqué dans les transports ferroviaires.

Mouapi, Alex (2015). Conception et réalisation d’une alimentation autonome pour un réseau de capteurs sans fil appliqué dans les transports ferroviaires. Mémoire. Rouyn-Noranda, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Ingénierie, 100 p.

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Résumé

Ce travail s'inscrit à la suite de ceux qui ont été développés ces dernières années dans le but de recycler de l 'énergie disponible dans notre environnement pour alimenter les appareils électroniques de faible puissance. Particulièrement, une alimentation autonome pour les noeuds d'un réseau de capteur sans fil destiné aux opérations de surveillance dans les trains est proposée. Deux approches de solution ont été envisagées. Dans un premier temps, l'énergie des vibrations mécaniques présentes dans le train en fonctionnement est convertie en énergie électrique via un transducteur piézoélectrique. À cet effet, une poutre de type cantilever de fréquence naturelle 15Hz correspondant à la fréquence principale des vibrations détectées dans le train est conçue et fabriquée. En associant à la poutre le composite QP20W de Mide Technology, une tension alternative d'amplitude 1,56 V est obtenue en circuit ouvert ainsi qu'une puissance récupérée de 6,3 ,uW atteinte pour une résistance de charge optimale de 73,13 kD.. Dans un second temps, la récupération de l'énergie radiofréquence est faite en utilisant une rectenna qui est l'association d'une antenne et d'un circuit de rectification. Dans ce travail, deux rectennas ont été conçues, une à 2,45 GHz et l'autre à 880 MHz. Les études, sont focalisées sur la conception et l'optimisation des circuits de rectifications. Le logiciel ADS est utilisé pour simuler les circuits conçus. Les diodes Schottky HSMS 2850 sont choisies pour réaliser les circuits. Le circuit de rectification à 880 MHz démontre une efficacité de 30% alors que celui fonctionnant à 2,45 GHz a une efficacité de 11 % pour des niveaux de puissances incidentes aux alentours de 0 dBm soit 1 mW. Particulièrement, pour une puissance incidente de 0 dBm, une tension de sortie de 0,4 V est obtenue pour la rectenna à 880 MHz et une tension de sortie de 0,25 V pour la rectenna à 2,45 GHz. Les différents résultats obtenus par simulations ont été validé par une réalisation expérimentale au sein du laboratoire LRTCS.

Type de document: Thèse (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Nadir, Hakem
Co-directeurs de mémoire/thèse: Nahi, Kandil
Mots-clés libres: Récupération de l’énergie, piézoélectricité, cantilever, énergie RF, Rectenna, diode Schottky.
Divisions: Sciences appliquées > Maîtrise en ingénierie
Date de dépôt: 25 mai 2015 15:03
Dernière modification: 25 mai 2015 15:03
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/639

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