Добірка наукової літератури з теми "Перетворювач фотоелектричний"

Проведено аналіз сучасних тенденцій у галузі застосування фотоелектричних перетворювачів при впровадженні концепції «Зеленої енергетики». Показано, що основним чинником низької ефективності фотоелектричних перетворювачів на основі підкладок полікристалічного та монокристалічного кремнію є невідповідність спектру поглинання напівпровідника і спектру сонячного випромінювання. Вказано на переваги технології нанесення на поверхню фотоелектричного перетворювача фотолюмінесцентного шару для переведення сонячного випромінювання у довгохвильову частину сонячного спектру завдяки явищу стоксового зсуву фотолюмінесценції. Запропоновано базовіпідходи по синтезу люмінофорів та нанесенню на поверхню кремнієвої підкладки мікрорельєфних структур. Побудовано математичну модельдля вирішення задачі оптимізації структури фотоелектричного перетворювача з фотолюмінесцентним покриттям.

Актуальність теми дослідження. Одним з-поміж основних факторів, що стримують широке впровадження систем електроживлення на основі фотоелектричних перетворювачів як у побуті, так і в складі рухомої техніки, є габаритні розміри та висока вартість таких систем. Суттєву частину вартості становить саме перетворювач, що займає помітний об’єм та містить у своєму складі високовартісні матеріали. На ринку присутній широкий вибір інверторів із різними характеристиками та ціною. Статистичний аналіз та оптимальний вибір таких пристроїв є актуальним питанням сьогодення. Постановка проблеми. Для ефективного подальшого покращення масогабаритних та вартісних параметрів перетворювача треба спочатку оцінити наявні на світовому ринку пристрої. Проаналізувати їх параметри, особливості та характеристики. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Детальний огляд сучасних досліджень та публікацій дозволив визначити такі особливості сучасних комерційних моделей перетворювачів. По-перше, виробники не розкривають особливостей внутрішньої побудови своїх виробів. По-друге, ефективність, функціональність та масогабаритні параметри сильно відрізняються залежно від потужності та вартості перетворювача. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Для ґрунтовного порівняння перетворювачів за їхньою вартістю та масогабаритами необхідно запропонувати кількісні параметри. Потрібно встановити кількісний зв’язок між вартістю, об’ємом, потужністю та ефективністю перетворювача, що раніше зводився до питомої потужності. Постановка завдання. Встановити критерії оцінки масогабаритних та вартісних характеристик інверторів, що можуть бути розраховані на основі вільно поширюваних даних. Виклад основного матеріалу. Було виконано аналіз сучасного рівня розвитку комерційних моделей перетворювачів у складі сонячних систем у широкому діапазоні потужностей. Розглянуто пристрої провідних світових виробників, потужність яких коливається в діапазоні від 200 до 5000 Вт. Одержані з відкритих джерел параметри пристроїв зведено в порівняльні таблиці. Розподіл на групи виконано за потужністю інверторів. Виділено три групи порівнюваних пристроїв: до першої належать інвертори потужністю до 1 кВт, до другої – від 1 до 3 кВт, до третьої – від 3 до 5 кВт відповідно. Було запропоновано два чисельні показники для порівняння перетворювачів. Перший показує вартість одиниці потужності, другий – питому об’ємну вартість. За результатами розрахунків побудовано стовпчикові діаграми для кожного з показників у межах своєї групи. Висновки. Запропоновані показники дозволяють оцінювати масогабаритні показники перетворювачів, зважаючи на вільно поширювані дані.

Актуальність теми дослідження. Сучасні тенденції розвитку систем електроживлення на базі відновлювальних джерел висувають усе більші вимоги до ефективності перетворювачів, які в них використовуються. Тому є потреба в огляді наявних типів неізольованих перетворювачів для подальшого виявлення і застосування найбільш оптимальних. Постановка проблеми. У процесі розроблення портативних систем живлення на базі відновлювальних джерел, розробникам доводиться вирішувати завдання побудови високоефективних двонаправлених перетворювачів постійної напруги, для зв’язку загальної шини постійної напруги з накопичувачем енергії. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації у відкритому доступі та в базі IEEE Xplore, які стосуються двонаправлених перетворювачів постійної напруги. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Класифікація та огляд основних топологій неізольованих двонаправлених перетворювачів. Постановка завдання. Провести огляд та аналіз особливостей роботи основних топологій неізольованих двонаправлених перетворювачів постійної напруги. Виклад основного матеріалу. Показана структура типового портативного джерела живлення на базі фотоелектричних перетворювачів. Така спрощена класифікація двонаправлених перетворювачів. Проведено огляд основних топологій неізольованих двонаправлених перетворювачів постійної напруги, виділено їхні особливості та принципи роботи. Висновки відповідно до статті. Результати огляду дозволяють обрати оптимальну топологію неізольованого двонаправленого перетворювача для портативних застосувань.

Сучасною тенденцією розвитку енергетики є прагнення до збалансованості енергетичного комплексу, підвищення надійності електропостачання споживачів. Важливе місце в стратегії розвитку електроенергетики займають автономні системи електропостачання. Вони використовуються на підприємствах, в аеро-, морських і річкових портах, в енергоблоках лікарень, у фермерських господарствах, в системах аварійного енергопостачання, на об'єктах оборонного комплексу – скрізь, де потрібна електроенергія, в той час як мережа або віддалена, або працює з перебоями. Представлено автономну систему енергопостачання з двигунами внутрішнього згорання. Основним перетворювачем механічної енергії приводних двигунів в електричну є електромеханічний перетворювач змінного струму з обмоткою збудження, яка розташована на роторі. Представлено алгоритм, згідно з яким на початку циклу контролер визначає добову норму споживання електроенергії та, відповідно до типу дня і часу доби, виконує дії за коротким чи розгалуженим алгоритмом. У разі використання добової норми електроенергії може виникнути ситуація, за якої увімкнутою залишиться тільки частина світильників, що спричинить дискомфорт для персоналу та впливатиме на продуктивність праці співробітників. Пропонується впровадження другого незалежного каналу електропостачання з використанням газогенераторних технологій. Вироблений газ забезпечує роботу двигуна внутрішнього згорання, який обертає вал генератора. Представлено графік прогнозованого вироблення енергії фотоелектричною системою встановленою потужністю 3,5 кВт на основі даних сонячної інсоляції на широті м. Житомира. Також представлено графік продуктивності газогенераторної установки потужністю 5 кВт за однозмінної роботи. Розраховано прогнозоване споживання електроенергії освітлювальною установкою протягом першого місяця року для корпусів Житомирського національного агроекологічного університету. Представлено графік різниці між спожитою та виробленою енергією за днями тижня. Величина спожитої електрики за місяць становила 767,8 кВт·год за встановленої норми 251 кВт·год. Фотоелектричними панелями та газогенераторною установкою вироблено відповідно 184,8 кВт·год та 493,2 кВт·год. Другий резервний канал живлення забезпечив більше половини потреб на освітлення навчального корпусу. Розроблено структурну схему контролера, що реалізує спеціалізований алгоритм. Представлено графік регульованих змінних під час роботи контролера. Застосування спеціалізованого алгоритму дозволяє зменшити енергоспоживання установки, забезпечує можливість повноцінного використання глибокого резервування на базі фотоелектричної системи та газогенераторної установки. Подальші дослідження спрямовані на встановлення впливу продуктивності газогенераторної установки на стійкість роботи системи двигун-генератор в умовах мінливого попиту на електроенергію та з врахуванням нестабільного значення коефіцієнта потужності. Бібл. 10, рис. 9.

Підвищення ефективності перетворення енергії сонячного випромінювання в електроенергію сонячними елементами є основним завданням сонячної енергетики. А сучасний інтерес до проектування і експлуатації фотоелектричних батарей на основі сонячних елементів призводить до оцінювання їх основних експлуатаційних характеристик. Для контролю якості та ефективності сонячного елемента на виробництві або в лабораторних умовах необхідно точно виміряти його вольт-амперну характеристику, яка є основним джерелом інформації про параметри та характеристики сонячного елемента, таких як коефіцієнт корисної дії, максимальну потужність, струм короткого замикання, напругу холостого ходу, струм і напругу при максимальній потужності, коефіцієнт форми тощо. При проектуванні фотоелектричних батарей великих площ, наземного або космічного застосування, виникають труднощі у визначенні різних втрат, таких як комутація фотоелементів, їх не ідентичність, нерівномірності температури і освітленості фотоелектричних батарей. Зазвичай ці втрати враховують введенням у математичну модель різних коефіцієнтів. Експериментальні дослідження в напрямку більш точного визначення всіляких втрат в фотоелектричних батареях призводять до не окупності та ускладнення проведення таких експериментальних досліджень. Для проектування і випробування фотоелектричних батарей великих площин авторами пропонується підхід, який оснований на побудові вольт-амперних характеристик фотоелектричних батарей. Запропонований підхід дозволяє з визначенням воль-амперної характеристики окремого сонячного елемента або груп фотоелектричних перетворювачів, получити моделі при різних рівнях освітленості і температури з характерними параметрами фотоелектричних батарей будь-якої площі. Авторами проведено експериментальне підтвердження запропонованої методики, а також порівняння з іншими експериментальними дослідженнями. В методиці визначені перехідні коефіцієнти математичної моделі, а також розписані особливості застосування запропонованого підходу. Бібл.6, рис. 2.

В роботі досліджена актуальна науково-практична задача сфери цивільного захисту, а саме можливість безперебійного функціонування систем аварійної протидії в умовах обмеженого електропостачання за рахунок використання альтернативних джерел живлення.В ході рішення поставленої науково-практичної задачі проведено аналіз сучасного стану сонячних елементів для використання в якості резервного електроживлення систем аварійної протидії. Встановлено що тонкоплівкові сонячні елементи на основі телуриду кадмію (CdTe) p-типу провідності є перспективними сонячними елементами в умовах наземного застосування. Вони мають найвищий серед одноперехідних фотоелектричних перетворювачів теоретичний коефіцієта корисної дії – 29%.Для встановлення тривалості їх використання в якості резервного електроживлення систем аварійної протидії проведено аналіз деградаційної стійкості СЕ основі телуриду кадмію (CdTe) p-типу провідності. Шляхом аналітичної обробки світлових вольт-амперних характеристик були проаналізовані вихідні і світлові діодні характеристики СЕ на основі CdS / CdTe придатних для використання в якості джерела електроживлення систем аварійної протидії. Аналіз світлових діодних характеристики досліджуваних СЕ спочатку експлуатації поліпшуються, а після 7 ¬- 8 років погіршуються і повертаються майже до своїх значень в початковому стані. Встановлено, що після 8 років експлуатації величина ККД СЕ SnO2:F/CdS/CdTe/Cu/ITO практично збігається з вихідним значенням, що свідчить про високу деградаційної стійкість отриманих гетеросистем. Виявлені відмінності у вихідних параметрах і світлових діодних характеристиках СЕ SnO2:F/ CdS/ CdTe/Cu/ ITO при освітленні з боку скляної підкладки і з боку прозорого тильного електрода, обумовлені впливом тильного діода на ефективність фотоелектричних процесів в базовому шарі.

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 - комп'ютерні системи та компоненти. - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної задачі вдосконалення процесу вимірювання і контролю кутових переміщень рульових поверхонь літака. Вдосконалено методи фотоелектричних вимірювань кутових переміщень рульових поверхонь літака для комп’ютерних систем контролю та розроблено функціональні схеми пристроїв, що їх реалізують. Розроблено алгоритмічні та програмні засоби, що реалізують оптимізацію планів багатофакторних експериментів з використанням методу гілок і меж. Знайдено оптимальні, з точки зору рівномірності, параметри розподілу торців світловодів фотоелектричного перетворювача кутових переміщень із застосуванням дзеркала. Вперше одержано математичні моделі роботи фотоелектричного перетворювача кутових переміщень рульової поверхні літака в кожній контрольній точці діапазону вимірювань, що дозволяють підвищити точність фотоелектричного перетворювача до 1´ і адаптувати чутливість вимірювального пристрою до конструктивних особливостей рульових поверхонь літака. Обґрунтовано і розроблено архітектуру комп'ютерної системи контролю кутових переміщень рульових поверхонь літака.
Thesis for scientific the Degree candidate of technical sciences in the specialty 05.13.05 - computer systems and components. - National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkiv, 2016. The dissertation is devoted to solving scientific and applied tasks of efficiency rising measuring and control processes of angular displacement the aircraft steering surfaces. The methods for photoelectric measuring the angular displacement the aircraft steering surfaces are improved and functional schemes of devices that implement them. The algorithmic tools and software that implements optimization multivariate experiments plans using branch and bound method is developed. The optimal parameters in term of uniform distribution of optical fiber butt ends the angular displacement photoelectric converters with application of mirror are found. First synthesized mathematical models of work the photoelectric converter the aircraft surface steering angle in each control point of the measuring range, which allow to increase accuracy photovoltaic 1' and adapt sensitivity of the measuring device to the design features the aircraft steering surfaces. The architecture of the computer system angular displacement steering control surfaces of the aircraft is and developed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.01 – технологія неорганічних речовин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015 р. Дисертація присвячена розробці фізико-хімічних основ технології кадмійвмісних багатошарових покриттів з фотоелектричними властивостями, які можуть бути використані для виготовлення фотоелектричних перетворювачів на їх основі. На підставі термодинамічних розрахунків взаємодії компонентів системи CdCl₂ – NH₃ – NaOH – CS(NH₂)₂ та вивчення кінетичних закономірностей встановлено механізм утворення плівки CdS, що надало змогу керувати процесом осадження шляхом змінення концентрації компонентів системи. Обгрунтовано концентраційні межі компонентів обраної системи та розглянуто вплив легуючих домішок на морфологію отриманих покриттів, фотоелектричні показники отриманих плівок. Проведено дослідження впливу технологічних параметрів на процес осадження кадмійвмісних багатошарових покриттів: температури, рН розчину, концентрації аміаку, хлориду кадмію, тіокарбаміду та часу осадження. Запропонована технологічна схема процесу та реактор для осадження, який дозволяє здійснити процес нанесення плівки з раціональними витратами реагентів та енергоресурсів. Розроблено принципову технологічну схему та розраховано техніко-економічні показники.
The thesis for a candidate’s degree of technical science by specialty 05.17.01 − Technology of inorganic substances. – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov, 2015. The dissertation is developed of technology of cadmium sulfide with the preset properties. The choice of use of cadmium sulfide as the basic component for photoelectric converters use is proved. The design of PEC with working layer of CdS on the basis of a barrier of Shotki is offered. Thermodynamic researches of interaction are conducted in system CdCl₂ – NH₃ – NaOH – CS(NH₂)₂ and kinetic laws are studied, the mechanism of formation of a film of cadmium sulfide is established. Influence of technological parameters on process of reception CdS is studied: temperatures, рН, concentration of additives, durations of process, influence of concentration of components of process on morphology of a surface of received coverings. On the basis of the received data the mathematical model of process of sedimentation is offered. The optimum parameters of conducting process are established. On the basis of the spent researches the design of the reactor. The basic technological scheme is offered and technical and economic indicators are calculated. Successful trial tests of the developed technology have shown a high efficiency.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.01 – технологія неорганічних речовин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015 р. Дисертація присвячена розробці фізико-хімічних основ технології кадмійвмісних багатошарових покриттів з фотоелектричними властивостями, які можуть бути використані для виготовлення фотоелектричних перетворювачів на їх основі. На підставі термодинамічних розрахунків взаємодії компонентів системи CdCl₂ – NH₃ – NaOH – CS(NH₂)₂ та вивчення кінетичних закономірностей встановлено механізм утворення плівки CdS, що надало змогу керувати процесом осадження шляхом змінення концентрації компонентів системи. Обгрунтовано концентраційні межі компонентів обраної системи та розглянуто вплив легуючих домішок на морфологію отриманих покриттів, фотоелектричні показники отриманих плівок. Проведено дослідження впливу технологічних параметрів на процес осадження кадмійвмісних багатошарових покриттів: температури, рН розчину, концентрації аміаку, хлориду кадмію, тіокарбаміду та часу осадження. Запропонована технологічна схема процесу та реактор для осадження, який дозволяє здійснити процес нанесення плівки з раціональними витратами реагентів та енергоресурсів. Розроблено принципову технологічну схему та розраховано техніко-економічні показники.
The thesis for a candidate’s degree of technical science by specialty 05.17.01 − Technology of inorganic substances. – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov, 2015. The dissertation is developed of technology of cadmium sulfide with the preset properties. The choice of use of cadmium sulfide as the basic component for photoelectric converters use is proved. The design of PEC with working layer of CdS on the basis of a barrier of Shotki is offered. Thermodynamic researches of interaction are conducted in system CdCl₂ – NH₃ – NaOH – CS(NH₂)₂ and kinetic laws are studied, the mechanism of formation of a film of cadmium sulfide is established. Influence of technological parameters on process of reception CdS is studied: temperatures, рН, concentration of additives, durations of process, influence of concentration of components of process on morphology of a surface of received coverings. On the basis of the received data the mathematical model of process of sedimentation is offered. The optimum parameters of conducting process are established. On the basis of the spent researches the design of the reactor. The basic technological scheme is offered and technical and economic indicators are calculated. Successful trial tests of the developed technology have shown a high efficiency.

Новик, К. С. Автономні автоматизовані станції моніторингу з комбінованим джерелом живлення : випускна кваліфікаційна робота : 152 "Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка" / К. С. Новик ; керівник роботи М. В. Мошель ; НУ "Чернігівська політехніка", кафедра електричної інженерії та інформаційно – вимірювальних технологій. – Чернігів, 2021. – 68 с.
Мета – підвищення ефективності системи живлення автономних автоматизованих станцій моніторингу за рахунок обґрунтування комбінованої структури з використанням фотоелектричних панелей та малопотужних вітрогенераторів. Автономні гідрометеорологічні станції моніторингу з кожним роком все ширше використовується як Україні та і в світі. Структура станцій моніторингу та типи вимірювальних перетворювачів залежить від її призначення та безпосередньо впливає на параметри джерела живлення. Запропоновано алгоритм моделювання фізичних процесів, який дозволяє обрати оптимальну потужність фотоелектричних панелей та вітрогенераторів. Запропонований алгоритм враховує погодження графіків генерації та споживання енергії в рамках автономної станції моніторингу та статистичний аналіз інформації сайту NASA.
Purpose – increasing the efficiency of the power supply system of autonomous automated monitoring stations by substantiating the combined structure with the use of photovoltaic panels and low-power wind turbines. Autonomous hydrometeorological monitoring stations are increasingly used both in Ukraine and in the world. The structure of monitoring stations and types of measuring transducers depend on its purpose and directly affect the parameters of the power supply. An algorithm for modeling physical processes is proposed, which allows to choose the optimal power of photovoltaic panels and wind turbines. The proposed algorithm takes into account the coordination of schedules of generation and consumption of energy within the autonomous monitoring station and statistical analysis of information from the NASA website.