摘要
随着物联网技术的广泛应用,传统电源在使用时存在频繁更换或充电等问题,限制了可穿戴设备的发展.利用聚四氟乙烯(PTFE)和铝(Al)箔制备了接触-分离式摩擦纳米发电机(TENG),通过人体布设完成人体运动能量的采集,根据输出电信号的变化对人体运动姿态进行监测.此外,还设计了基于TENG的自供电跌倒检测系统,采用TENG进行人体能量收集,利用基于LTC3588芯片的能量管理电路实现电压转换,加速度传感器实现人体运动数据采集,最后通过串口传输至计算机显示.实测结果表明,该TENG的开路电压和短路电流分别为48 V和2.6 μA,其结果验证了TENG具有输出电压高、电流低的特性.TENG作为 自驱动传感器用于人体运动监测,在行走状态下输出电压最大值为63 V,在跑步状态下为116 V,在跳跃状态下达到130 V,根据输出特性可以准确判断人体当前运动状态.此外,对TENG的能量管理电路进行仿真和测试,结果表明其能够实现3.3 V稳压输出,可满足利用加速度传感器设计的跌倒检测系统的供电需求.
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