Professor do IFSP publica livro internacional na área de captação de energia

O professor Márcio Bender Machado, docente do Câmpus Campinas, é um dos autores do livro "Ultra-low-Voltage Techniques for Energy Harvesting" (Técnicas de Circuito de Ultra Baixa Tensão para Captação de Energia — em português). De acordo com o autor, a publicação contempla um apanhado de conhecimentos na área de Engenharia Elétrica/microeletrônica.   

Segundo Márcio, a obra deriva de uma série de projetos desenvolvidos no escopo do Grupo de Pesquisa em Eletrônica Aplicada (GPEA), do Câmpus Campinas. O pesquisador relata que, de 2018 a 2021, com recursos do edital universal do CNPq e editais de pesquisa do Instituto, desenvolveu, no IFSP, projetos com a temática abordada no livro — energy harvesting (captação de energia).  Esse assunto também é tema de cooperação do grupo de pesquisa com o CTI Renato Archer, em Campinas, e de interação do professor com pesquisadores do Laboratório de Circuitos e Sistemas Integrados da Universidade Federal de Santa Catarina e do laboratório CenBRAIN Neurotech da West Lake University em Hangzhou, China, que também são coautores do livro. 

O autor afirma que essas pesquisas têm colaborado para fortalecer conceitos e propagar o conhecimento com alunos e professores da comunidade científica do IFSP. “O livro sedimenta diversos conhecimentos trabalhados na minha carreira de professor e pesquisador em uma obra de relevância internacional, colaborando para o desenvolvimento de pesquisa de ponta dentro do IFSP e do Brasil”, finaliza.      

Sobre a publicação  

Com o advento da Internet das Coisas, IoT, a demanda por novas fontes de energia para alimentar os modernos sistemas eletrônicos nunca foi tão intensa como agora. Obtida através de sistemas de captação de energia, do inglês “energy harvesting”, a autonomia de energia pode ser realizada através de diferentes fontes, como calor, iluminação e sinais de rádio frequência. Entretanto, devido aos baixos níveis de energia e tensão gerados por essas fontes, podendo ser da ordem de poucos millivolts, o projeto de conversores de tensão customizados, capazes de operar de forma eficiente e iniciar a partir de tensões extremamente baixas, torna-se imprescindível para as aplicações atuais.  

Nesse cenário, o livro fornece modelos orientados ao projeto para a implementação de conversores de captação de energia de ultra baixa tensão, cobrindo a modelagem, projeto e experimentação dos blocos básicos que compõem um sistema de captação de energia moderno, incluindo osciladores, retificadores e conversores baseados em indutores e capacitores que podem operar com tensões de alimentação muito baixas, normalmente abaixo de 100 mV.   

Análises baseadas nos modelos físicos do diodo e do transistor MOS são incluídas no texto para permitir a operação de coletores de energia a partir de tensões da ordem de 100 mV ou muito menores, com eficiência energética satisfatória. A realização prática de diferentes conversores também é abordada, esclarecendo os trade-offs de projeto de circuitos de ultrabaixa tensão (ULV) operando a partir de poucos milivolts, habilitando a operação autônoma de dispositivos alimentados a partir da energia térmica provida pelo corpo humano. 

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