Publication: Development of flexible piezoelectric energy harvester for wearable device
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Muhammad Irsyad Suhaimi | en_US |
dc.contributor.supervisor | Anis Nurashikin Nordin, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Aliza 'Aini Binti Md Ralib @ Md Raghib, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:17:34Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:17:34Z | |
dc.date.issued | 2020 | |
dc.description.abstract | Recent advancements in sensing technology and wireless communications have accelerated the development of the Internet of Things (IoT) and wearable sensors. An emerging trend self-powered wearable devices, which eliminates the necessity of the user to carry bulky batteries. In this work, the development of a flexible piezoelectric energy harvester that is capable of harvesting energy from low-frequency vibration is presented. It was designed with a cantilever structure of PET/AZO/Ag layers in d33 mode which can generate large output voltages with small displacements. Aluminium doped to ZnO (AZO) piezoelectric layers was chosen due to its low deposition temperature and no requirements of post-deposition annealing and poling compared to other materials. Two significant design parameters were chosen, namely the effect of the gap between electrodes and the number of interdigitated electrodes (IDE) pairs to the output voltage and resonant frequency. These two parameters have been simulated using a finite element simulation tool named COMSOL Multiphysics. The device was then fabricated by sputtering the AZO thin film followed by screen printing of the silver IDE pairs. The sputtered AZO on PET showed c-axis orientation at 002 peak with 2θ values of 34.45° which indicates piezoelectric behavior. The average measured d33 constant value was 1.8 pC/N. The energy harvester was capable of generating 0.867 Vrms output voltage when actuated at 49.6 Hz. This indicates that the AZO thin films with printed silver electrodes have the potential to be used as a flexible, d33 energy harvester for wearable sensors. | en_US |
dc.description.abstractarabic | التقدم الحديث فى تكنولوجيا الاستشعار والاتصالات اللاسلكية قد أدى إلى تسريع تطور إنترنت الأشياء(IoT) والذي عمل على تعزيز استخدام أجهزة الاستشعار التي يمكن ارتداؤها. ثمة اتجاه ناشئ لتطوير أجهزة قابلة للارتداء ذاتية الاستدامة، مما يلغي ضرورة حمل المستخدمين بطاريات ضخمة. البحث الحالى يعمل على تطوير حصادة مرنة للطاقة الضغطكهربية والتى لها المقدرة على حصاد الطاقة من الاهتزاز المنخفض التردد. صممت تلك الحصادة مع تركيبة الكابول " cantilever " التى تتكون من طبقات من PET / AZO / Ag في وضع d33 والذى يمكنه أن يولد جهد كهربى كبير بواسطة إزاحات صغيرة. تم اختيار الألومنيوم, المعجون إلى ,ZnO (AZO) بسبب انخفاض درجة حرارة ترسيبه ولعدم حوجته للتلدين والطلاء بعد الترسيب مقارنةً بالمواد الأخرى كما نجد أيضاً أن AZOصديق للبيئة ولا يتسبب فى تلوث خطير خلال عملية التصنيع. تم اختيار معاملين هامين فى التصميم هما تأثير الفجوة بين الأقطاب الكهربائية وعدد الأقطاب الكهربائية الرقمية البينية (IDE) بالبنسبة إلى الجهد الكهربى الناتج وتردد الرنين. تمت محاكاة هذين المعاملين باستخدام أداة محاكاة عنصر محدود يسمى (COMSOL Multiphysics). تم تصنيع الجهاز عن طريق رش شريحة رقيقة من AZO اتبعت بطباعة شاشة من أزواج الفضة IDE. أظهر AZO المرشوش على PET ميل لمحور c في ذروة 002 مع قيم 2θ يساوى 34.45 درجة مما يشير إلى السلوك الضغطكهربى. وكان متوسط القيمة الثابتة d33 قياساً 1.8 pC/N. وكان حصادة الطاقة قادرة على توليد 0.867 Vrms جهد كهربى عندما تم تشغيلها في 49.6 هرتز. وهذا يشير إلى أن الأفلام الرقيقة AZO مع أقطاب الفضة المطبوعة لديها القدرة على استخدامها كمحصّد طاقة مرن d33 لأجهزة الاستشعار القابلة للارتداء. | en_US |
dc.description.callnumber | t TK 7872 P54 M9524D 2020 | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Development of flexible piezoelectric energy harvester for wearable device /by Muhammad Irsyad Bin Suhaimi | en_US |
dc.description.identity | t11100418090MuhammadIrsyadBinSuhaimi | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.nationality | Malaysian | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSEE)--International Islamic University Malaysia, 2020. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xvii, 93 leaves : colour illustrations ;| 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Electronics Engineering) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7069 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2020 | en_US |
dc.subject.lcsh | Piezoelectric devices | en_US |
dc.subject.lcsh | Energy harvesting -- Malaysia | en_US |
dc.title | Development of flexible piezoelectric energy harvester for wearable device | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
1 - 2 of 2
Loading...
- Name:
- t11100418090MuhammadIrsyadBinSuhaimi_24.pdf
- Size:
- 1.23 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- 24 pages file
Loading...
- Name:
- t11100418090MuhammadIrsyadBinSuhaimi_SEC.pdf
- Size:
- 4.93 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- Full text secured file
License bundle
1 - 1 of 1