A CMOS micro power switched-capacitor DC-DC step-up converter for indoor light energy harvesting applications

This paper presents a micro power light energy harvesting system for indoor environments. Light energy is collected by amorphous silicon photovoltaic (a-Si:H PV) cells, processed by a switched capacitor (SC) voltage doubler circuit with maximum power point tracking (MPPT), and finally stored in a large capacitor. The MPPT fractional open circuit voltage (V-OC) technique is implemented by an asynchronous state machine (ASM) that creates and dynamically adjusts the clock frequency of the step-up SC circuit, matching the input impedance of the SC circuit to the maximum power point condition of the PV cells. The ASM has a separate local power supply to make it robust against load variations. In order to reduce the area occupied by the SC circuit, while maintaining an acceptable efficiency value, the SC circuit uses MOSFET capacitors with a charge sharing scheme for the bottom plate parasitic capacitors. The circuit occupies an area of 0.31 mm(2) in a 130 nm CMOS technology. The system was designed in order to work under realistic indoor light intensities. Experimental results show that the proposed system, using PV cells with an area of 14 cm(2), is capable of starting-up from a 0 V condition, with an irradiance of only 0.32 W/m(2). After starting-up, the system requires an irradiance of only 0.18 W/m(2) (18 mu W/cm(2)) to remain operating. The ASM circuit can operate correctly using a local power supply voltage of 453 mV, dissipating only 0.085 mu W. These values are, to the best of the authors' knowledge, the lowest reported in the literature. The maximum efficiency of the SC converter is 70.3 % for an input power of 48 mu W, which is comparable with reported values from circuits operating at similar power levels.

A DC-DC Step-Up mu-Power Converter for Energy Harvesting Applications, Using Maximum Power PointTracking, Based on Fractional Open Circuit Voltage

A DC-DC step-up micro power converter for solar energy harvesting applications is presented. The circuit is based on a switched-capacitorvoltage tripler architecture with MOSFET capacitors, which results in an, area approximately eight times smaller than using MiM capacitors for the 0.131mu m CMOS technology. In order to compensate for the loss of efficiency, due to the larger parasitic capacitances, a charge reutilization scheme is employed. The circuit is self-clocked, using a phase controller designed specifically to work with an amorphous silicon solar cell, in order to obtain themaximum available power from the cell. This will be done by tracking its maximum power point (MPPT) using the fractional open circuit voltage method. Electrical simulations of the circuit, together with an equivalent electrical model of an amorphous silicon solar cell, show that the circuit can deliver apower of 1132 mu W to the load, corresponding to a maximum efficiency of 66.81%.

A Step-up mu-Power Converter for Solar Energy Harvesting Applications, using Hill Climbing Maximum Power Point Tracking

This paper presents a step-up micro-power converter for solar energy harvesting applications. The circuit uses a SC voltage tripler architecture, controlled by an MPPT circuit based on the Hill Climbing algorithm. This circuit was designed in a 0.13 mu m CMOS technology in order to work with an a-Si PV cell. The circuit has a local power supply voltage, created using a scaled down SC voltage tripler, controlled by the same MPPT circuit, to make the circuit robust to load and illumination variations. The SC circuits use a combination of PMOS and NMOS transistors to reduce the occupied area. A charge re-use scheme is used to compensate the large parasitic capacitors associated to the MOS transistors. The simulation results show that the circuit can deliver a power of 1266 mu W to the load using 1712 mu W of power from the PV cell, corresponding to an efficiency as high as 73.91%. The simulations also show that the circuit is capable of starting up with only 19% of the maximum illumination level.

Start-up circuit for low-power indoor light energy harvesting applications

A start-up circuit, used in a micro-power indoor light energy harvesting system, is described. This start-up circuit achieves two goals: first, to produce a reset signal, power-on-reset (POR), for the energy harvesting system, and secondly, to temporarily shunt the output of the photovoltaic (PV) cells, to the output node of the system, which is connected to a capacitor. This capacitor is charged to a suitable value, so that a voltage step-up converter starts operating, thus increasing the output voltage to a larger value than the one provided by the PV cells. A prototype of the circuit was manufactured in a 130 nm CMOS technology, occupying an area of only 0.019 mm(2). Experimental results demonstrate the correct operation of the circuit, being able to correctly start-up the system, even when having an input as low as 390 mV using, in this case, an estimated energy of only 5.3 pJ to produce the start-up.

Integrated micro fuel cells with on-board hydride reactors and autonomous control schemes

Miniaturization of power generators to the MEMS scale, based on the hydrogen-air fuel cell, is the object of this research. The micro fuel cell approach has been adopted for advantages of both high power and energy densities. On-board hydrogen production/storage and an efficient control scheme that facilitates integration with a fuel cell membrane electrode assembly (MEA) are key elements for micro energy conversion. Millimeter-scale reactors (ca. 10 µL) have been developed, for hydrogen production through hydrolysis of CaH2 and LiAlH4, to yield volumetric energy densities of the order of 200 Whr/L. Passive microfluidic control schemes have been implemented in order to facilitate delivery, self-regulation, and at the same time eliminate bulky auxiliaries that run on parasitic power. One technique uses surface tension to pump water in a microchannel for hydrolysis and is self-regulated, based on load, by back pressure from accumulated hydrogen acting on a gas-liquid microvalve. This control scheme improves uniformity of power delivery during long periods of lower power demand, with fast switching to mass transport regime on the order of seconds, thus providing peak power density of up to 391.85 W/L. Another method takes advantage of water recovery by backward transport through the MEA, of water vapor that is generated at the cathode half-cell reaction. This regulation-free scheme increases available reactor volume to yield energy density of 313 Whr/L, and provides peak power density of 104 W/L. Prototype devices have been tested for a range of duty periods from 2-24 hours, with multiple switching of power demand in order to establish operation across multiple regimes. Issues identified as critical to the realization of the integrated power MEMS include effects of water transport and byproduct hydrate swelling on hydrogen production in the micro reactor, and ambient relative humidity on fuel cell performance.

CMOS indoor light energy harvesting system for wireless sensing applications

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Energy harvesting device based on a metallic glass/PVDF magnetoelectric laminated composite

A flexible and low cost energy harvester device based on the magnetoelectric (ME) effect has been designed using Fe64Co17Si7B12 as amorphous magnetostrictive ribbons and PVDF as the piezoelectric element. Sandwich-type laminated composite of 3 cm long has been fabricated by gluing these ribbons to the PVDF with the Devcon 5 minute epoxy. Good power output and power density of 6.4 μW and 1.5 mW/cm3, respectively, have been obtained through a multiplier circuit. All values have been measured at the magnetomechanical resonance of the laminate. The effect of the length of the ME laminate on the power output has been also studied, exhibiting a decay as the length of the ME laminate does. Nevertheless, good performance of such device has been obtained for a 0.5 cm long device, working already at 337 KHz, within the low radio frequency (LRF) range.

A ideologia e o poder disciplinar como formas de dominação

Este artigo objetiva uma reflexão sobre o conceito marxista de ideologia, ao mesmo tempo em que busca entender a transposição do nível da consciência para o nível da corporalidade física, feita por Michel Foucault, como forma de instituição do poder disciplinar sobre os indivíduos, como meio de dominação muito mais eficaz do que a própria consciência.

A construção do gênero nas propostas curriculares para o último ano da educação infantil e primeiro ano do ensino fundamental elaboradas pelo município de Marília/SP

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Projeto e implantação de pequena central de geração hidrelétrica: análise de caso

The objective of this work is to study the implantation feasibility of a small hydropower system in a rural area in Guaratinguetá. Due to its location and accessibility, and the costs involved in extending the public distribution line to the property it could turn become viable the construction of an individual electric generation system. As alternatives, a solar photovoltaic system and combustion engine-electric generator systems were considered. However, the existence of a small river inside the property, the construction of a micro hydropower plant was taken into account. The choice of the micro power hydropower plant was determined by the owner and was based on the costs. The topographic and hydrological profiles as well as the geometrical characteristics of the system, including the civil infrastructure needed and the more adequate turbine, were determined. Finally, the cost spreadsheet was set and the results were compared with those calculated for the extension of the available public distribution system

A (R)EXISTÊNCIA DAS VOCACIONADAS AO MINISTÉRIO PASTORAL BATISTA: DESCORTINANDO A RELAÇÃO ENTRE AS PASTORAS BATISTAS DE SÃO PAULO E A NÃO FILIAÇÃO NA ORDEM DOS PASTORES BATISTAS DO BRASIL EM SÃO PAULO (OPBB-SP)

O contexto batista é predominantemente marcado por lideranças masculinas, destinando às mulheres apenas lugares e comportamentos socialmente estabelecidos, como a casa, o cuidado, a maternidade, a submissão, entre outras características que enfatizam a hierarquia de gênero. Mesmo diante do desenvolvimento econômico e da ocupação que as mulheres estão conquistando no campo público, a igreja e principalmente as igrejas batistas, permanecem fundadas em alicerces que exaltam o poder masculino em detrimento do lugar que deve ser ocupado pelas mulheres, ou seja, onde elas decidirem atuar. Caso elas decidam atuar num campo predominantemente masculino, terão que lidar com a desconstrução de um pensamento socialmente permeado de dominação masculina e com a árdua construção de um pensamento que vise a igualdade de gênero. O objeto desta pesquisa é o ministério pastoral feminino no contexto batista brasileiro. O texto analisa o discurso das Pastoras Batistas do Estado de São Paulo e o discurso dos líderes da Ordem dos Pastores Batistas de São Paulo (OPBB-SP) a respeito do ministério pastoral feminino e a não filiação de mulheres na OPBB-SP. A importância deste trabalho é a de demostrar as relações de micro poder existentes entre pastores e pastoras e concomitantemente as desigualdades dentro do contexto batista com relação ao ministério pastoral feminino. Essa afirmação se consolida por meio das análises das entrevistas semiestruturadas que realizei na pesquisa de campo, com sete pastoras batistas do Estado de São Paulo, bem como com três líderes da OPPB-SP. Esta é uma pesquisa qualitativa, em que foram analisados documentos oficiais da igreja, como pautas de convenções, atas, sites institucionais, periódicos e documentos não oficiais encontrados em redes sociais, blogs, jornais online, entre outros. Posso afirmar que as pastoras batistas estão se mobilizando para cumprir sua vocação, usando argumentos transcendentes que impedem qualquer pessoa de desafiar ou duvidar de seu chamado pastoral, pois: “O vento sopra onde quer; ouve-se o ruído, mas não sabes de onde vem, nem para onde vai. Assim acontece com aquele(a) que nasceu do Espírito.” (João 3.8).

COMUNICAÇÃO DE MERCADO E AS MANIFESTAÇÕES PERCEPTIVAS DAS MARCAS NAS REDES SOCIAIS VIRTUAIS

Este estudo tem como objetivo a comprovação da existência de interferência dos formadores de opinião na comunicação da marca com seus consumidores (formadores de opinião, aqui neste estudo, entendemos como pessoas que geram influência em grupos de pessoas que debatem um determinado assunto). Mapeamos o impacto desta interferência supra citada e encontramos cinco grandes eventos significativos dos reflexos na marca. O quadro teórico de referência é formado por autores contemporâneos, e baseia-se na perspectiva do estudo da comunicação mercadológica, cibercultura, micropoder, maquinodependência e psicotecnologia. A forma de comprovação do estudo foi composta de metodologias que compreende estudo historiográfico, estudo de caso e grupos focais. (vem antes da metodologia). Alcançamos os objetivos iniciais e comprovamos a existência da interferência do formador de opinião na comunicação da marca com seus consumidores.

A (R)EXISTÊNCIA DAS VOCACIONADAS AO MINISTÉRIO PASTORAL BATISTA: DESCORTINANDO A RELAÇÃO ENTRE AS PASTORAS BATISTAS DE SÃO PAULO E A NÃO FILIAÇÃO NA ORDEM DOS PASTORES BATISTAS DO BRASIL EM SÃO PAULO (OPBB-SP)

O contexto batista é predominantemente marcado por lideranças masculinas, destinando às mulheres apenas lugares e comportamentos socialmente estabelecidos, como a casa, o cuidado, a maternidade, a submissão, entre outras características que enfatizam a hierarquia de gênero. Mesmo diante do desenvolvimento econômico e da ocupação que as mulheres estão conquistando no campo público, a igreja e principalmente as igrejas batistas, permanecem fundadas em alicerces que exaltam o poder masculino em detrimento do lugar que deve ser ocupado pelas mulheres, ou seja, onde elas decidirem atuar. Caso elas decidam atuar num campo predominantemente masculino, terão que lidar com a desconstrução de um pensamento socialmente permeado de dominação masculina e com a árdua construção de um pensamento que vise a igualdade de gênero. O objeto desta pesquisa é o ministério pastoral feminino no contexto batista brasileiro. O texto analisa o discurso das Pastoras Batistas do Estado de São Paulo e o discurso dos líderes da Ordem dos Pastores Batistas de São Paulo (OPBB-SP) a respeito do ministério pastoral feminino e a não filiação de mulheres na OPBB-SP. A importância deste trabalho é a de demostrar as relações de micro poder existentes entre pastores e pastoras e concomitantemente as desigualdades dentro do contexto batista com relação ao ministério pastoral feminino. Essa afirmação se consolida por meio das análises das entrevistas semiestruturadas que realizei na pesquisa de campo, com sete pastoras batistas do Estado de São Paulo, bem como com três líderes da OPPB-SP. Esta é uma pesquisa qualitativa, em que foram analisados documentos oficiais da igreja, como pautas de convenções, atas, sites institucionais, periódicos e documentos não oficiais encontrados em redes sociais, blogs, jornais online, entre outros. Posso afirmar que as pastoras batistas estão se mobilizando para cumprir sua vocação, usando argumentos transcendentes que impedem qualquer pessoa de desafiar ou duvidar de seu chamado pastoral, pois: “O vento sopra onde quer; ouve-se o ruído, mas não sabes de onde vem, nem para onde vai. Assim acontece com aquele(a) que nasceu do Espírito.” (João 3.8).

New fuel cells system for portable application with low temperature cofired ceramic (LTCC) technology

Miniature direct methanol fuel cells (DMFCs) are promising micro power sources for portable appliction. Low temperature cofired ceramic (LTCC), a competitive technology for current MEMS based fabrication, provides cost-effective mass manufacturing route for miniature DMFCs. Porous silver tape is adapted as electrodes to replace the traditional porous carbon electrodes due to its compatibility to LTCC processing and other electrochemical advantages. Electrochemical evaluation of silver under DMFCs operating conditions demonstrated that silver is a good electrode for DMFCs because of its reasonable corrosion resistance, low passivating current, and enhanced catalytic effect. Two catalyst loading methods (cofiring and postfiring) of the platinum and ruthenium catalysts are evaluated for LTCC based processing. The electrochemical analysis exhibits that the cofired path out-performs the postfiring path both at the anode and cathode. The reason is the formation of high surface area precipitated whiskers. Self-constraint sintering is utilized to overcome the difficulties of the large difference of coefficient of thermal expansion (CTE) between silver and LTCC (Dupont 951) tape during cofiring. The graphite sheet employed as a cavity fugitive insert guarantees cavity dimension conservation. Finally, performance of the membrane electrode assembly (MEA) with the porous silver electrode in the regular graphite electrode based cell and the integrated cofired cell is measured under passive fuel feeding condition. The MEA of the regular cell performs better as the electrode porosity and temperature increased. The power density of 10 mWcm-2 was obtained at ambient conditions with 1M methanol and it increased to 16 mWcm -2 at 50°C from an open circuit voltage of 0.58V. For the integrated prototype cell, the best performance, which depends on the balance methanol crossover and mass transfer at different temperatures and methanol concentrations, reaches 1.13 mWcm-2 at 2M methanol solution at ambient pressure. The porous media pore structure increases the methanol crossover resistance. As temperature increased to 60°C, the device increases to 2.14 mWcm-2.

COMUNICAÇÃO DE MERCADO E AS MANIFESTAÇÕES PERCEPTIVAS DAS MARCAS NAS REDES SOCIAIS VIRTUAIS São Bernardo

Este estudo tem como objetivo a comprovação da existência de interferência dos formadores de opinião na comunicação da marca com seus consumidores (formadores de opinião, aqui neste estudo, entendemos como pessoas que geram influência em grupos de pessoas que debatem um determinado assunto). Mapeamos o impacto desta interferência supra citada e encontramos cinco grandes eventos significativos dos reflexos na marca. O quadro teórico de referência é formado por autores contemporâneos, e baseia-se na perspectiva do estudo da comunicação mercadológica, cibercultura, micropoder, maquinodependência e psicotecnologia. A forma de comprovação do estudo foi composta de metodologias que compreende estudo historiográfico, estudo de caso e grupos focais. (vem antes da metodologia). Alcançamos os objetivos iniciais e comprovamos a existência da interferência do formador de opinião na comunicação da marca com seus consumidores.