Estudo e modelagem de capacitores variáveis complementares multiníveis por vibração em dois eixos para coleta de energia mecânica vibracional

In this work, we present a study of a new electromechanical structure for complementary variable capacitors for application in vibrational energy harvesting. The purpose of the structure is to enable its fabrication in MEMS and that the structure can perform unconventional movements, different from the most common structures in the literature. The prototype is made with 3D printing using conductive ABS, so it is possible to observe the electromechanical behavior and the concept of a MEMS assembly for the structure. The circuits used are the Bennet Bender, 2-Stage Unipolar, and 3-Stage Unipolar, with their power sampled directly by a power sampler circuit. The device has been shown to be able to move on more than one axis freely and to move in a non-behavioral manner, being able to achieve power greater than 45 µW for this type of movement, with approximate frequency of 6 Hz. In other cases more behaved went from 80 µW and with frequency of 11 Hz.Apresenta-se, nesta dissertacão, um estudo de uma nova estrutura eletromecânica para capacitores variáveis complementares, para aplicação em coleta de energia vibracional. O objetivo da estrutura e possibilitar sua fabricação em MEMS e que a estrutura possa realizar movimentos nao convencionais, diferente como os vistos nas estruturas mais comuns na literatura. O protótipo é fabricado com impressão 3D usando ABS condutivo, assim pode-se observar comportamento eletromecânico e pensar em uma montagem em MEMS para a estrutura. Os circuitos usados sao o Dobrador de Bennet, Unipolar de 2 Estágios e o Unipolar de 3 Estagios, tendo sua potência amostrada diretamente por um circuito amostrador de potência. O dispositivo demonstrou conseguir mover em mais de um eixo com liberdade e movendo de maneira nao comportada, tendo conseguido atingir potência superior a 45 µW para este tipo de movimento, com frequencia aproximada de 6 Hz. Em outros casos mais comportado passou de 80 µW e com frequencia de 11 Hz