Düğme Pil İle 11 Yıl Çalışan Bluetooth Cihazı

Çevremizde Bluetooth cihazlarından yayılan radyo sinyalleri içerisinde boğuluyor olabiliriz, fakat hiçbir sinyal bu kadar ufak bir aygıttan gelmiyordur. Michigan Üniversitesi araştırma ekibi tarafından geliştirilen ve adını düşük enerjili Bluetooth (BLE) koydukları bu cihaz çok küçük boyuta sahip olmasının yanı sıra bir düğme pil ile yıllarca çalışabiliyor. Ayrıntılar yazımızın devamında…

A- A+

04.04.2019 tarihli yazı 6121 kez okunmuştur.

Geçtiğimiz aylarda IEEE International Solid-State Circuits konferansında tanıtılan aygıt, kullanım halindeyken 0.6 miliwatt enerji tüketerek düğme pil ile yaklaşık 11 yıl çalışabiliyor. Karınca büyüklüğündeki antenleri ile sıradan birçok aygıtın yanı sıra akıllı telefonla bile iletişim kurabiliyor.

Cihazın geliştirilmesinde iki önemli amaç yatmaktadır. Birincisi, güç tüketimini en aza indirmek ikincisi ise anten boyutunu minimum seviyede tutmaktır. Sıradan bir verici devresi frekans üretmek için RF osilatöre ve bunun genliğini arttırmak için bir amplifikatöre ihtiyaç duyarken, geliştirilen bu cihazda anten ve osilatör birleştirilerek amplifikatör gereksiz hale getirildi. Buna da güç ösilatörü ismini verdiler.

Osilatörün en önemli parçası olan rezonans tank devresi içerisinde indüktör ve kapasitör bulunuyor. Enerji, indüktörün manyetik alanı ile kapasitörün elektrik alanı arasında, kapasitör ve endüktör tarafından belirlenen rezonans frekansında ileri geri salınım yapıyor. Yeni yapılan devrede araştırma ekibi, anteni indüktör olarak kullanıyor. Anten, elektrik alan yerine değişen manyetik alanı kullanarak sinyal yayıyor.

Şekil 1. 0.5 mm² Boyutundaki Transformatör

►İlginizi Çekebilir : Bluetooth 5 Teknolojisi

Geliştirilen aygıttaki en önemli şey sadece anten boyutu değil. 14mm boyutundaki iletken devresinin, çip üzerindeki indüktörden oldukça büyük olması, antenin sahip olduğu kalite faktörünün çip üzerindeki indüktörden 5 kat daha büyük kalite faktörüne sahip olmasına neden oluyor. Buda performansın o derecede yüksek olduğunu gösteriyor.

Araştırma ekibi osilatör güç sağlamak için de etkili bir yol buldu. Çip üzerine yapılan bir transformatör iç içe geçmiş iki bobine benzeyen bir yapıya sahip. İç içe geçmiş bu bobinlerden biri osilatör devresinin besleme ucuna diğer ucu ise topraklama tarafına bağladılar. Transformatörün iki kat frekans pompalaması, antene giden gücüde iki katına çıkardı.

Michigan Üniversitesindeki araştırma ekibi M³ projesi adı altında milimetre ölçeğinde sensörler geliştiriyor. Onların şimdiki amaçları bluetooth cihazını, mini sensörlerin içine entegre etmek olacak.

Kaynak:

►IEEE Spectrum