kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Sustainable energy harvesting for low power sensor systems: On the road towards a batteryless sensor future
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Hållbar energiutvinning för strömsnåla sensorsystem : På väg mot en batterifri sensorbaserad framtid (Swedish)
Abstract [en]

Energy harvesting is often hailed as the great savior of Internet of Things and wireless sensor systems. It will provide all the energy needed to run your thing and a battery is barely needed. How true is this, and where in the world is it this easy? This paper is an investigation of how much energy is actually available from sunlight in the dead of the Scandinavian winter. The paper also measures and evaluates whether vibrational energy harvesting mated to industrial equipment can power a wireless sensor system.

With the small amounts of energy available, it is also prudent to investigate what can be done in embedded software to be better matched with a energy harvested power source. The communication protocol $I^2C$ and the power draw of its operation is investigated, and the effect of pull-up resistor value and bitrate is shown to be small, but impactful on long-term system power draw.

This paper shows that photovoltaic energy harvesting in central Sweden is feasible, even in the dead of winter. Vibrational energy harvesting is harder to master, and the results are inconclusive whether it possible with a better harvesting setup.

Abstract [sv]

Energiutvinning hyllas ofta som den stora räddaren i nöden för Internet of Things och trådlösa sensorsystem. Det kommer att kunna tillhandahålla all energi som behövs för att driva en enhet och batterier är knappt nödvändiga. Hur sant är detta, och var i världen är det så enkelt? Denna artikel innehåller en fältstudie som undersöker hur mycket energi som faktiskt är tillgänglig från solljus i Norden. Utöver det undersöks också om vibrationer från industriell utrustning kan driva en trådlös sensor.

Med de små mängderna energi som är tillgängliga är det också klokt att undersöka vad som kan göras i mjukvara för att vara bättre anpassad för en energiutvinningsbaserad källa. Kommunikationsprotokollet $I^2C$ och dess strömförbrukning undersöks, och effekten av pull-up resistorvärde och kommunikationshastighet visar sig ha en liten, men påvisbar effekt på långsiktig strömförbrukning.

Denna rapport visar att energiutvinning från solceller i centrala Sverige kan fungera, även mitt i vintern. Vibrationsenergiutvinning är svårare att bemästra, och resultaten är inte entydiga, och vidare studier behövs för att visa om det är möjligt med en bättre utvinningskonfiguration.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology , 2024. , p. 55
Series
TRITA-EECS-EX ; 2024:200
Keywords [en]
Energy harvesting, photovoltaics, vibration, I2C, power saving, low power, wireless sensor, Nordics
Keywords [sv]
Energiskördning, energiutvinning, solpaneler, vibration, I2C, energibesparing, trådlösa sensorer, strömsnålhet, låg effekt
National Category
Computer Sciences Computer Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-348355OAI: oai:DiVA.org:kth-348355DiVA, id: diva2:1875521
External cooperation
Prevas AB
Subject / course
Electrical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2024-08-08 Created: 2024-06-23 Last updated: 2024-08-08Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(13503 kB)339 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 13503 kBChecksum SHA-512
d082b06ad1df0a2856e2f804cb10559e764e4f814e6e1762c46a363caa346da0a5c6253117f9d94ead357fa620a1ac5b0a6de2211f60fbd3b442654ae1b2afab
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Westermark, Wilhelm
By organisation
School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS)
Computer SciencesComputer Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 339 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 176 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf