T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 ,   p p .   1 6 6 6 ~1 675   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 23 i 6 . 26860          1666       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   Perf o r m a nce  of  p iez o el ectr i c ene rg y  harv esters   a v a rio us a ng les       Adhes   G a m a y el 1 , M o ha m a Z a e nu di n 1 ,   Dj o k o   Set y o   Wido do 2   1 D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   Ja k a r t a   G l o b a l   U n i v e r si t y ,   D e p o k ,   I n d o n e si   2 D e p a r t me n t   o f   M a n a g e me n t ,   F a c u l t y   o f   Ec o n o mi c s a n d   B u s i n e ss,   Ja k a r t a   G l o b a l   U n i v e r si t y ,   D e p o k ,   I n d o n e si a         Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   19 2024   R ev i s ed   A u g   11 2 0 2 5   A cc ep ted   Oct   19 2 0 2 5       P iez o e lec tri c   m a teria ls  a re   c a p a b le  o f   g e n e ra ti n g   e lec tri c it y   in   re sp o n se   t o   m e c h a n ica stra in ,   m a k in g   th e m   su it a b le  f o e n e rg y   h a rv e stin g   a p p li c a ti o n s.   P iez o e lec tri c   e n e rg y   h a rv e ste rs   (P EHs)  a re   p ro m isin g   a lt e rn a ti v e f o re n e wa b le  e n e rg y   g e n e ra ti o n ,   p a r ti c u larly   b e c a u se   m e c h a n ica stra in   c a n   b e   in d u c e d   i n   v a rio u s   w a y s,  in c l u d i n g   u ti li z in g   w in d   f lo w s.  T h is  st u d y   in v e stig a tes   th e   p e rf o r m a n c e   o f   a   P EH  in teg ra ted   w it h   a   lab o ra to ry - sc a le  w in d - d riv e n   m icro - w in d m il l.   Th e   e x p e rime n is  c a rried   o u b y   ro tatin g   b lad e o f   t h e   w in d m il in term it t e n tl y th u s,   it   c o n tac ts  t h e   P EH,   in d u c i n g   o sc il lato ry   m o ti o n   a n d   g e n e ra ti n g   stra in ,   w h ich   f in a ll y   p ro d u c e e l e c tri c it y .   T h e   c o n f ig u ra ti o n   a n g le  is   v a ried   w it h   3 0 ° ,   4 5 ° ,   a n d   6 0 °   to   p ro d u c e   v a riatio n   o f   p o w e o u tp u a n a ly z e d   in   th is  stu d y .   T h e   re su lt d e m o n stra te  th a a   lo w e c o n f ig u ra ti o n   a n g le,  sp e c if ica ll y   3 0 ° ,   p r o d u c e th e   h ig h e st  v o l tag e   n e a 1 . 4   V .   T h is  is  d u e   to   t h e   a li g n m e n o f   th e   a p p li e d   f o rc e   w it h   th e   n a tu ra b e n d in g   d irec ti o n   o f   th e   c a n ti lev e r,   re su lt in g   in   g re a ter  in d u c e d   stra in   a n d   in c re a se d   v o lt a g e   o u tp u t.   Co n v e rse l y ,   in c re a sin g   th e   c o n f ig u ra ti o n   a n g le  r e d u c e th e   e ffe c ti v e n e ss   o f   f o rc e   in d u c e d   t o   P EH ,   d im in ish i n g   stra in   in d u c ti o n   a n d   e lec tri c a g e n e ra ti o n ,   w h ich   o n ly   a b o u t   1 . 2   V .   T h e   f in d i n g   o f   th is  stu d y   c a n   p o ten ti a ll y   c o n tri b u te  t o   a d v a n c e   th e   d e sig n   a n d   o p ti m iza ti o n   o f   P EHs  f o r   re n e wa b le  e n e rg y   a p p li c a ti o n s ,   p a rti c u larly   in   p o w e rin g   m icr o e lec tro n i d e v ice s.   K ey w o r d s :   C an t ilev er   v ib r atio n   C o n f i g u r atio n   an g le  ef f ec t   Mic r o elec tr o n ic  p o w er   s u p p l y   Mic r o - w in d m ill   P iezo elec tr ic  en er g y   h ar v ester   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A d h es Ga m a y e l   Dep ar t m en t o f   Me ch a n ical  E n g in ee r i n g ,   Facu lt y   o f   E n g i n ee r in g   a n d   C o m p u ter   Scie n ce   J ak ar ta  Glo b al  Un iv er s i t y   Dep o k ,   I n d o n esia   E m ail:  ad h e s @ j g u . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   T h r ap id   d ev elo p m e n o f   m ic r o elec tr o n ics  tech n o lo g y   h as   c o n tr ib u ted   to   t h ar r iv a o f   s e v er al  lo w - p o w er   elec tr o n ic  d ev ices,  i n cl u d in g   w ir eles s   n et w o r k   n o d es .   T h ese  d ev ices  o f ten   r el y   o n   p o r tab le  an d   lo n g - last i n g   p o w er   s o u r ce s   to   f u n ct io n   ef f ec ti v el y   in   d i v er s e n v i r o n m e n ts .   Ne v er th ele s s ,   m o s elec tr o n ic  d ev ice s   r el y   o n   ch e m ical  b atter ies,  w h ic h   s i g n i f ica n tl y   in cr ea s e   m a in te n a n ce   co s ts   [ 1 ] T h er ef o r e,   f in d in g   a   s u s tai n ab le  en er g y   alter n a tiv to   r ep lace   b a tter ies w i th   elec tr o n ic  d ev ices i s   p r o m i s i n g   ap p r o ac h .     T h p o ten tial  s o lu tio n   t h at   o f f er s   s u s ta in ab ilit y   is   h ar v esti n g   en er g y   f r o m   th s u r r o u n d i n g   en v ir o n m e n t.  B ased   o n   o u tp u t   en er g y ,   e n er g y   h ar v e s ti n g   i s   d iv id ed   in to   t w o   p o w er s ,   n a m el y   h i g h   p o w er   an d   l o w   p o w er .   Hi g h - p o w er   en er g y   h ar v e s ti n g   i n cl u d es  m eth o d s   s u c h   as  s o lar   an d   w i n d   en er g y   co n v er s io n   [ 2 ] .   L o w - p o w er   en er g y   h ar v e s ti n g   in cl u d es  m e th o d s   s u c h   as  m e ch an ica l v ib r atio n   a n d   ac o u s t i en er g y   co n v er s io n   u s i n g   p iezo elec tr ic  tech n o lo g y   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   Sen s o r s   ar th i m p le m e n tatio n s   o f   en er g y   h ar v es tin g   in   r ec en y ea r s   th at  h a v lo w - p o w er   e n er g y   o u tp u t.  No w ad a y s ,   m o r e x p er i m en ts   u s e   p iezo elec tr ic  d u e   to   th eir   s m all  s ize,   s i m p le  h an d li n g ,   an d   g o o d   en er g y   d en s it y   [ 5 ] [ 8 ] .   A   co m m o n   d ev ice  f o r   g e n er ati n g   m ec h an ica en er g y   i n to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         P erfo r ma n ce   o f p iezo elec tr ic  en erg h a r ve s ters   a t v a r io u s   a n g les   ( A d h es Ga ma ye l )   1667   elec tr ical  p o w er   is   s i m p le  li n ea r   ca n tile v er   b ea m   w it h   p iezo elec tr ic  p atch .   T h ca n tilev er   co n s tr u ct io n   is   th m o s t p o p u lar   m et h o d   in   p iezo elec tr ic  en er g y   h ar v e s ti n g   ap p licatio n s   d u to   its   s i m p lici t y .     A   c a n t i l e v e r   s y s t e m   f o r   a   p i e z o e l e c t r i c   e n e r g y   h a r v e s t e r   ( P E H )   c o n s i s t s   o f   a   f l e x i b l e   b e a m   f i x e d   a t   o n e   e n d   a n d   f r e e   a t   t h e   o t h e r ,   o f t e n   i n t e g r a t e d   w i t h   a   p i e z o e l e c t r i c   m a t e r i a l .   W h e n   s u b j e c t e d   t o   e x t e r n a l   v i b r a t i o n s   o r   m e c h a n i c a l   f o r c e s ,   t h e   c a n t i l e v e r   b e n d s ,   g e n e r a t i n g   s t r a i n   i n   t h e   p i e z o e l e c t r i c   l a y e r .   A n   e l e c t r i c   c h a r g e   i s   g e n e r a t e d   f r o m   t h i s   s t r a i n ,   e n a b l e s   m e c h a n i c a l   e n e r g y   t o   g e t   t r a n s f o r m e d   i n t o   e l e c t r i c a l   e n e r g y .   T h e   c a p a b i l i t i e s   o f   e n e r g y   c o n v e r s i o n ,   h i g h   s e n s i t i v i t y   i n   l o w - f r e q u e n c y   v i b r a t i o n ,   a n d   s i m p l e   s e t   u p   a r e   c o n s i d e r e d   t h e   c a n t i l e v e r   s y s t e m s   a r e   w i d e l y   u s e d   i n   e n e r g y   h a r v e s t e r s .   R e s e a r c h   o n   P E H   w i t h   c a n t i l e v e r   s y s t e m   h a s   d e v e l o p e d   w e l l   f r o m   y e a r   t o   y e a r .   T h r e e   r a t i o s   ( 1 : 1 ;   1 : 2 ;   1 : 3 )   b e t w e e n   m i c r o - w i n d m i l l   a n d   s u b s t r a t e   h a s   b e e n   s t u d i e d   [ 9 ] .   R e s u l t s   s h o w   t h a t   t h e   h i g h e s t   v o l t a g e   i s   1 2 . 6 7   v o l t s   f o r   t h e   1 : 1   r a t i o   a n d   w i n d   s p e e d   8   m / s .   L i u   e t   a l [ 1 0 ]   s t u d y   t h e   e f f e c t   o f   s t i f f n e s s ,   t h i c k n e s s   a n d   s u b s t r a t e   m a t e r i a l   i n   p i e z o e l e c t r i c   w i t h   m a c r o   f i b e r   c o m p o s i t e   ( M F C )   m a t e r i a l .   T h e   a l u m i n i u m   s u b s t r a t e   w a s   a t t a c h e d   t o   M F C - 2 8 0 7   w i t h   w i n d   s p e e d   o f   7 . 5   m / s   a n d   g e n e r a t e   m a x i m u m   p e a k - to - p e a k   o p e n - c i r c u i v o l t a g e   o f   8 2   V .   A c c o r d i n g   t o   t h e   r e s u l t s   a n d   d i s c u s s i o n ,   s u b s t r a t e ,   s t i f f n e s s ,   a n d   t h i c k n e s s   a r e   c r u c i a l   f o r   e n e r g y   h a r v e s t i n g   e f f i c i e n c y .   W h e n   r e s e a r c h e r s   m a d e   m o d i f i c a t i o n s   t o   t h e   c a n t i l e v e r ,   t h e   e l e c t r o m e c h a n i c a l   c o u p l i n g   c o e f f i c i e n t   i n c r e a s e d   s i x - t i m e   w i t h   t h e   r e s u l t i n g   p o w e r   u p   t h r e e - t i m e   c o m p a r e d   t o   c o n v e n t i o n a l   d e s i g n s   [ 1 1 ] I z a d g o s h a s b   e t   a l [ 1 2 ]   o b s e r v e d   e n e r g y   h a r v e s t i n g   i n   h u m a n   m o t i o n   w h e r e   t h e   a d d i t i o n   o f   p i e z o e l e c t r i c   p a t c h e s   p l a c e d   a t   t h e   e n d s   o f   c a n t i l e v e r   b e a m s .   R e s u l t s   s h o w   t h a t   P E H   p r o d u c e s   m a x im u m   p o w e r   o u t p u t   w h e n   t h e   h u m a n   f o o t   i s   o r i e n t e d   a t   a   7 0 °   a n g l e   r e l a t i v e   t o   P E H   s y s t e m .   P E H   w i t h   t e n s i l e   m o d e   c a n t i l e v e r   c o n s i s t   o f   tw o   s e g m e n t   c a n t i l e v e r   b e a m   t h a t   c o n n e c t   w i t h   p o l y v i n y l i d e n e   f l u o r i d e   ( P V D F )   f i l m   i s   p r o p o s e d   [ 1 3 ] .   T h e   d e s i g n   d e m o n s t r a t e s   t h a t   v o l t a g e   o u t p u t   w i l l   i n c r e a s e   w h e n   t h e   l e n g t h   o f   t h e   e l a s t i c   b e a m   i s   a d d e d .   A d d i t i o n a l l y ,   v o l t a g e   o u t p u t   c a n   i n c r e a s e   w i t h   t h e   a d d i t i o n   o f   m a s s   t o   t h e   c a n t i l e v e r   t i p .   M i y a j i m a   a n d   Y am a d a   [ 1 4 ] ,   s u g g e s t   a   w a y   t o   d e v e l o p   P E w i t h   e n h a n c i n g   t h e i r   m a n u f a c t u r i n g   f e a s i b i l i t y .   A   t o p o l o g i c a l   a p p r o a c h   i s   d e v e l o p e d   a n d   g e n e r a t e s   s o l u t i o n s   t h a t   m e e t   t h e   r e q u i r e m e n t   f o r   l o w   o u t p u t   v o l t a g e ,   s u b s t r a t e ,   a n d   t h e   c r o s s - s e c t i o n a l   s h a p e .   B e s i d e s   t h a t ,   i n t e g r a t i o n   b e a m s   w i t h   p i e z o e l e c t r i c   p a t c h e s   a r e   p r a c t i c a l   a n d   e f f e c t i v e   c o n v e n i e n t   m e t h o d   f o r   e n e r g y   h a r v e s t i n g   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   A l t h o u g h   P E H   h a s   b e e n   w i d e l y   s t u d i e d   b y   m a n y   r e s e a r c h e r s   d u e   t o   t h e i r   e x c e l l e n t   a d v a n t a g e s ,   t h e   r o l e   o f   s l o p e   p o s i t i o n i n g   i n   i t s   p e r f o r m a n c e   u n d e r   i m p a c t / c o l l i s i o n   c o n d i t i o n s   h a s   n o t   b e e n   e x a m i n e d .   T h e   m a i n   p o i n t   t o   s t u d y   s l o p e   p o s i t i o n i n g   i s   u n d e r s t a n d i n g   i n   e n e r g y   t r a n s f e r   a n d   p e r f o r m a n c e   o f   P E H .   T h e   e n e r g y   t r a n s f e r   i s   v i s i b l e   i n   c a p t u r i n g   c o l l i s i o n   i m a g e   a n d   r e l a t e d   w i t h   g e n e r a t i n g   o u t p u t   v o l t a g e .   T h e   s l o p e   l o c a t i o n   a l s o   p r e s e n t s   s t r e s s   d i s t r i b u t i o n   a n d   d e f o r m a t i o n   t h a t   l e a d s   t o   b e t t e r   o u t p u t   v o l t a g e .   I n v e s t i g a t i n g   s l o p e   l o c a t i o n   c o u l d   l e a d   t o   a   n o v e d e s i g n   a p p r o a c h   f o r   m u l t i - d i r e c t i o n a l   e n e r g y   h a r v e s t i n g   u s i n g   PE H .       2.   M E T H O D   P E H   i n   t h i s   s t u d y   c o n s i s t   o f   s u b s t r a t e   a n d   P V D F   a s   p i e z o e l e c t r i c   m a t e r i a l .   S e v e r a l   c r y s t a l   f o r m s   b e c o m c o n s t i t u e n t s   i n   P V D F   s u c h   a s   δ α β γ ,   a n d   ε ,   w h e r e   t h e   β   p h a s e   s t r u c t u r e   p r o v i d i n g   t h e   s t r o n g e s t   p i e z o e l e c t r i c   r e s p o n s e   [ 1 7 ] P h y s i c a l l y ,   PV D F   i s   b o t h   f l e x i b l e   a n d   l i g h tw e i g h t ,   e x h i b i t   s i g n i f i c a n t   d e f o r m a t i o n   a n d   e n a b l i n g   f o r   a   r a n g e   o f   v i b r a t i o n   f r e q u e n c i e s   [ 1 8 ] .   T h e   f l e x i b i l i t y   o f   P V D F   f i l m   l e d   t o   r e s i s t   e x t e n s i v e   m e c h a n i c a l   m o t i o n   w i t h o u t   s u s t a i n i n g   m i c r o s t r u c t u r a l   d e s t r u c t i o n   [ 1 9 ] .   A s   a g a i n s t   r i g i d   a n d   b r i t t l e   p i e z o e l e c t r i c   c e r a m i c s ,   w h i c h   a r e   i n a p p r o p r i a t e   f o r   f l e x i b l e   e l e c t r o n i c   a p p l i c a t i o n s   a n d   d i f f i c u l t   t o   m a n u f a c t u r e ,   P V D F   a r e   h i g h l y   v a l u e d   i n   r e s e a r c h   d u e   t o   t h e i r   f l e x i b i l i t y   a n d   s i m p l e   f a b r i c a t i o n   p r o c e s s e s   [ 2 0 ] .   A d d i t i o n a l l y ,   P V D F   s t a n d s   o u t   f o r   i t s   h i g h   d i e l e c t r i c   c o n s t a n t ,   e x c e l l e n t   s t r e n g t h ,   a n d   r e s i s t a n c e   t o   t h e r m a l ,   c h e m i c a l ,   n u c l e a r ,   a n d   u l t r a v i o l e t   ( UV ) - i n d u c e d   d e g r a d a t i o n   [ 2 1 ] .   P V D F   i s   c a p a b l e   o f   g e n e r a t e   o u t p u t   v o l t a g e   i n   n a t u r a l   p h e n o m e n o n   l i k e   r a i n d r o p   a n d   w i n d   [ 2 2 ] .   T h e   P V D F   u s e d   i n   t h i s   e x p e r i m e n t   m e a s u r e s   1 0 0   m m   i n   l e n g t h ,   5 0   m m   i n   w i d t h ,   a n d   1 1 0   µ m   i n   t h i c k n e s s .   T h e   r e c t a n g u l a r   s u b s t r a t e   i s   m a d e   o f   p o l y p r o p y l e n e ,   w i t h   d i m e n s i o n s   o f   1 1 5   m m   i n   l e n g t h ,   6 0   m m   i n   w i d t h ,   a n d   1   m m   i n   t h i c k n e s s .   D e t a i l e d   s p e c i f i c a t i o n s   a r e   p r e s e n t e d   i n   T a b l e   1   a n d   i l l u s t r a t e d   i n   F i g u r e   1 .   T w o   P V D F s ,   e a c h   w r a p p e d   i n   s u b s t r a t e ,   a r e   a r r a n g e d   s i d e   b y   s i d e   a t   v a r i o u s   a n g l e s   n a m e l y   3 0 ° ,   4 5 ° ,   a n d   6 0 ° .   T w o   P E H s   a r e   p l a c e d   n e a r   a   3 - b l a d e s   w i n d m i l l   w i t h   a n   i m p a c t   a r e a   o f   5   m m   b e tw e e n   b l a d e   a n d   P E H .   T h e   o b j e c t i v e   i s   t o   e x p o s e   t h e   d e f l e c t i o n   t h a t   c a n   g e n e r a t e   v o l t a g e   b e c a u s e   o f   t h e   c o l l i s i o n   b e tw e e n   t h em .   F i g u r e   2   d e p i c t s   d e t a i l e d   i l l u s t r a t i o n   o f   t h e   b l a d e   a n d     P E H - 1   a n d   P E H - 2   c o n f i g u r a t i o n s   w i t h   d i f f e r e n t   s e t t i n g s   o f   F i g u r e s   2 ( a )   3 0 ° ,   ( b )   4 5 ° ,   a n d   ( c )   6 0 ° .       T ab le  1 .   Sp ec if icatio n   o f   P VDF  m ater ial   N o .   P r o p e r t i e s   V a l u e s   1   L e n g t h     1 0 0   mm   2   W i d t h   5 0   m m   3   T h i c k n e ss   110  m   4   P i e z o e l e c t r i c   s t r a i n   c o e f f i c i e n t   ( d 3 1 )     > 2 8   p C / N   5   P i e z o e l e c t r i c   s t r e ss   c o e f f i c i e n t   ( d 3 3 )   ~ 3 0   p C / N   6   D i e l e c t r i c   c o n st a n t   ~ 1 2 . 5   7   M o d u l u s   > 2 0 0 0   M P a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 6 6 6 - 1 675   1668       Fig u r 1 .   I llu s tr atio n   o f   P E w it h   P VDF  a n d   s u b s tr ate             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 2 .   Var io u s   an g les b et wee n   P E 1   an d   P E 2 : ( a)   3 0 ° ,   ( b )   4 5 ° ,   an d   ( c)   6 0 °       B ased   o n   th p r ev io u s   s t u d ies   by   Ga m a y el   et  a l .   [ 2 3 ]   th ex p er im e n tal  s e tu p   s h o w n   i n   Fig u r 3   w as   d esig n ed   to   in clu d f lo w   r ec ti f ier s ,   m icr o   w i n d m il ls ,   an d   P E w i th i n   w in d   t u n n el  o f   2 5 0 ×2 5 0   m m   cr o s s - s ec tio n .   A ir f lo w   w as  g en er at ed   b y   12 - in ch   b lo w er   o p er atin g   at  3 5 0   P a   s tatic  p r ess u r an d   5 5 0   W atts   o f   p o w er ,   m ai n tain in g   w i n d   s p ee d   o f   6   m /s .   Mi n t u b p ip es  s tab ilized   th air f lo w ,   a n d   f l o w   r ec tifie r   en s u r ed   p r ec is w i n d   d ir ec tio n   o n to   th m icr o   w in d m ill  b lad es.  T h s p i n n i n g   b lad es  s t r u c k   th P E H,   g en er atin g   v o ltag e,   w h ile   v id eo   ca m er a   ca p tu r ed   th ese   in ter ac tio n s   u n til  t h P E d ef lec ted .   T h r ec o r d ed   f o o tag w a s   co n v er ted   in to   J P E im ag e s   f o r   cu r v at u r an al y s is   u s i n g   Fre Vid eo   to   J P G   C o n v er ter .   Vo ltag e   m ea s u r e m e n u s in g   D A T AQ  DI - 2 4 5   d ata  ac q u is itio n   s y s te m ,   w it h   2 5   d ata  p o in ts   r ec o r d ed   p er   s ec o n d   o v er   6 0 - s ec o n d   p er io d .   T h co m b in atio n   o f   air f lo w   s tab ilizati o n   an d   m ec h a n ical  i n ter ac tio n   is   ca r r ied   o u in   ex p er i m e n tal  in s tallat io n s   as  m a n i f esta tio n   o f   ef f ec ti v el y   r ea l - w o r ld   en e r g y   h ar v e s ti n g .   T o   in d icate   th en er g y   tr a n s f er   co n s is te n tl y   i n   P E H,   m icr o - w i n d m il a n d   f l o w   r ec ti f ier   u s in   th is   i n s tall atio n .   F u r th er m o r e,   th b eh a v io r   o f   P E d u r in g   d ef lectio n   w as  ca p tu r ed   i n   v id eo   an al y s is ,   en ab le  to   co r r elate   b etw ee n   m ec h a n ical   d ef o r m at io n   a n d   elec tr ical  o u tp u t.  S y s te m atic  d ata  ac q u is itio n   allo w s   p r ec is ass es s m en o f   th e   v o ltag o u tp u an d   its   v ar iab ilit y   u n d er   s ev er al  o p er atio n al  co n d itio n s ,   en s u r i n g   t h s y s te m   is   s tab le  f o r   test i n g   p iezo elec tr ic  en er g y   h a r v esti n g   i n   d y n a m ic  co n d iti o n s .           Fig u r 3 .   E x p er i m en tal  s et - up       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         P erfo r ma n ce   o f p iezo elec tr ic  en erg h a r ve s ters   a t v a r io u s   a n g les   ( A d h es Ga ma ye l )   1669   3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   Fig u r 4   s h o w s   co r r elatio n   b et w ee n   t h o u tp u v o ltag e   ( V )   w it h   r elati v ti m ( s )   f o r   F ig u r 4 ( a)   P E H1   an d   Fig u r 4 ( b )   P E H2   at  th r ee   d i f f er e n a n g les  n a m el y   3 0 °,  4 5 °,  an d   6 0 °.  Fo r   b o th   P E H,   th o u tp u t   v o ltag o s cilla tes  to w ar d   ze r o   p er io d ically ,   r ef lecti n g   t h al ter n ati v cu r r en ( A C )   attr ib u tes  o f   th v o lta g e.   B ased   o n   v o ltag a m p lit u d in   P E H1 ,   it  d ec r ea s es  as  t h e   an g le  in cr ea s es,  w h er ein   t h an g le  o f   3 0 °  th e   a m p lit u d is   h ig h est  an d   t h l o w est  at  6 0 °.  I n   co n tr ast,  P E H2   ex h ib its   al m o s s i m ilar   v o ltag a m p li tu d at   th r ee   v ar io u s   an g les,  w i th   o n l y   s li g h v ar iatio n .   T h is   in d icat es  th at  a n g le  ad j u s t m e n h a s   a   g r ea ter   i m p ac o n   P E H1 s   p er f o r m an ce ,   w h ile  P E H2   g en er ates  m o r r eliab le   o u tp u d esp ite  th a n g le  v ar ia tio n .   T h d am p i n g   ch ar ac ter is tic s   an d   r eso n an ce   f r eq u en c y   ar th i m p o r tan f ac to r s   th at  af f ec p er f o r m a n ce   o f   P E H1   an d   P E H2 .   P E H1   is   m o r ef f icie n at  co n v er tin g   m ec h a n ical  en er g y   to   elec tr ical  en er g y   b y   r eso n ati n g   b etter   at  s m a ll er   an g le s ,   w h ile  P E H2   m a y   h a v b r o ad e r   f r eq u en c y   r esp o n s e,   allo w in g   m o r s tab le  o u tp u v o lta g e.   Se v er al  f ac to r s   ca n   i n f l u e n ce   t h b e h av io r   o f   P E in   r esp o n s t o   an g u lar   v ar iatio n s   i.e . ,   th e ir   d esig n ,   m a ter ial   p r o p er ties ,   an d   m ec h an ical  co n f i g u r atio n   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .   I f   PEH1   an d   P E H2   h av s i m il ar   m ater ial,   th e n   th e   d eter m in i n g   f ac to r   is   d esi g n   an d   m ec h an ica co n f ig u r atio n .   I n   th is   s ce n ar io ,   th ap p lie d   f o r ce   b ec o m es  a   cr itical  f ac to r ,   alo n g   w ith   o th er   co n s id er atio n s .   T h s tr ain   o n   p iezo elec tr ic  m ater ials   ca n   v ar y   d ep en d in g   o n   h o w   t h h ar v es ter s   ar m o u n t ed   an d   w h e th er   t h f o r ce   is   ap p lied   as  co n ce n tr ated   lo ad   o r   d is tr ib u ted   e v en l y .   P E H1   m a y   b m o r s u s ce p tib le  to   s tr ess   v ar iatio n s   ca u s ed   b y   an g u lar   ch an g es,  w h ile  P E H2   co u ld   m ain ta i n   s tead y   p er f o r m a n ce   th r o u g h   o p ti m ized   m o u n t in g .             ( a)   ( b )     Fig u r 4 .   T h o u tp u t v o ltag i n   v ar io u s   an g le s : 3 0 ° ,   4 5 ° ,   an d   6 0 ° f o r   ( a)   P E H - 1   an d   ( b )   P E H - 2       T h ca n tilev er   s y s te m   is   d e s ig n ed   to   co n v er m ec h an ical  m o tio n   o r   v ib r atio n s   in to   elec tr ical  en er g y   v ia  s tr ai n   in d u ce d   i n   th p iezo elec tr ic  m ater ial.   T h ca n tilev er   b ea m   ca n   p r o v id g r ea ter   s tr ess   an d   s tr ain   w it h   less   a m b ie n v ib r atio n al  f o r ce   s in ce   it  h as  lo w er   r eso n a n c f r eq u en c y   t h an   o t h er   co n f i g u r atio n s .   T h an g le   o f   th s y s te m   d eter m in e s   ef f e ctiv el y   t h ap p lied   f o r ce ,   o r   v ib r atio n   g en er ates  b en d i n g   o r   f lex u r al  s tr ain .   A t   s m al ler   an g le s   ( e. g . ,   3 0 °),   th f o r ce   m a y   b alig n ed   m o r e   f av o r ab l y   w it h   th ca n t ilev e r s   n at u r al  b en d in g   d ir ec tio n ,   lead in g   to   h i g h er   s tr ain   a n d ,   co n s eq u e n tl y ,   h i g h er   v o ltag o u tp u f o r   P E H1 .   A s   t h an g le  i n cr ea s e s ,   th f o r ce   b ec o m es   le s s   ef f ec t iv in   in d u ci n g   s tr ai n ,   r ed u cin g   t h o u tp u v o lta g e.   T h c an tile v er   s y s te m   o f   P E H1   a p p ea r s   to   b o p tim ize d   f o r   s p ec if ic  r an g o f   an g les  ( lik el y   s m aller   o n es),   w h er th m ec h a n ica l   en er g y   tr a n s f er   is   m o s ef f icie n t.  T h s tr ain   g en er ated   in   th e   p iezo elec tr ic   m ater ial  d ec r ea s es  s ig n i f ica n tl y   a s   th a n g le  in cr ea s e s ,   r ed u ci n g   th v o ltag a m p lit u d e.   T h is   i n d icate s   th at   th ca n ti lev er   s y s t e m   i n   P E H1   h as  a   h ig h   s e n s i tiv it y   to   an g u lar   ch an g e s ,   w h er its   m ec h a n ical  r esp o n s w ill  d ec r ea s r ap id ly   w h e n   th a n g le  i s   o u ts id o f   its   o p ti m al   r an g e.   T h ca n tile v er   s y s te m   in   P E H2   ex h ib its   r elat iv el y   co n s i s t en p er f o r m a n ce   a v ar io u s   a n g les,  i n d icati n g   th at  th d esi g n   is   a n g le  i n d ep en d en t.  T h is   ca n   b d u t o   u n i f o r m   f o r ce   d is tr ib u tio n   m ec h an i s m   th a e n s u r es  s tr ai n   g en er atio n   r e m a in s   r elati v el y   u n a f f ec ted   b y   an g u lar   ch a n g es.  I t   ca n   also   i m p l y   th at  t h ca n ti lev er   s y s te m   i n   P E H2   is   d es ig n ed   to   ad ap t   to   a   w id er   r an g o f   an g les  an d   ac co m m o d ate  v ar iatio n s   in   ap p lied   f o r ce s .   T h p o ten tial  to   u tili ze   w id er   r an g o f   an g le s   o f f er s   b en e f it s   f o r   v ar io u s   ap p licatio n s   o f   P E H,   in cl u d in g   in te g r atio n   w it h   w i n d   t u r b in es   t h at  s h ar s i m ilar   d esi g n   to   o u r   ex p er i m e n tal  s et u p .   Ho w ev e r ,   th r elativ el y   lo w   p o w er   o u tp u li m its   its   f ea s ib ilit y   f o r   in d u s tr ial - s ca l e   ap p licatio n s .     or   r o o ts   m ea n   s q u ar v o lta g is   t h ef f ec ti v o u tp u v o ltag g e n er ated   b y   P E w h e n   co n v er ti n g   m ec h a n ical  v ib r atio n s   in to   elec tr ical  cu r r en t.    is   cr u cial  f o r   ev alu a te  th P E H s   o u tp u v o ltag e   d u to   th i n f o r m atio n   o f   e n er g y   t h at  ca n   h ar v es an d   u s e d   in   p o w er i n g   e lectr o n ic  d ev i ce   [ 2 6 ] .   P E m a y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 6 6 6 - 1 675   1670   ac h iev i m p r o v ed   ef f ec ti v en e s s   an d   r eliab ilit y   b y   f o cu s i n g   o n   in cr ea s i n g     th r o u g h   m ec h a n ical,   m ater ia l,   an d   cir cu i t i m p r o v e m e n t s .   Fi g u r 5   ex h ib it s   t h   o u tp u t   o f   P E H1   an d   P E H2   at  th r ee   d if f er en t a n g les ( 3 0 °,  4 5 °,  an d   6 0 °).   P E H1   g en er ates    w it h   h i g h er   v al u es  t h a n   P E H2   at  all  an g les,  b u t   th e   v alu e s   te n d   to   d ec r ea s as  th a n g le s   i n cr ea s e.   B ased   o n   th i s ,   P E H1   h as  b etter   p er f o r m a n ce   i n   o u t p u v o lta g w h e n   o p er atin g   at  s m all  an g les  d u to   g o o d   f o r ce   d is tr ib u tio n   in   th ca n tile v er   s tr u ctu r e.   Ho w e v er ,   P E H1 p er f o r m a n ce   is   m o r s en s iti v e   to   an g u lar   ch a n g e s .   Ov er all,   P E H2   is   less   ef f icie n an d   h a s   n o   ef f ec o n   an g le   v ar iatio n .   T h g r ea te s p o s s ib ilit y   i s   t h at  t h i m p ac o f   t h e   w i n d m ill  i n   t h ca n tilev er   p o s itio n   r es u lt s   in   a   ce n tr alize d   s tr es s   d is tr ib u tio n .             Fig u r 5 .   T h ef f ec ti v v o lta g ( )   at  v ar io u s   an g le  w it h   its   l i n ea r   r eg r ess io n   esti m atio n       A c c o r d i n g   t o   Fig u r e   5 ,   T h e   li n e a r   e q u a ti o n s   d e s c r i b e   h o w   t h e     ( o u t p u t   v o lt ag e )   c h a n g es   w i th   r e s p e c t   t o   th e   a n g l e   f o r   PE H 1   a n d   PE H 2 .   E a c h   e q u a t i o n   p r o v i d e s   in s i g h t   i n t o   t h e   r e la t i o n s h ip   b e tw e en   th e   an g l ( x )   a n d   th e   v o l t ag e   ( y ) .   PE H 1   h a s   s l o p e   n eg a ti v e   ( - 0 . 0 7 5 7 ) ,   i n d i c at e   th a t   t h e   v o lt ag e   o u t p u t   d e c r e as es   a s   t h a n g l e   in c r e as e s .   S p e c if i c a lly ,   f o r   e v e r y   1 °   in c r e as e   in   an g l e ,   th e     d e c r e a s b y   a p p r o x im at e ly   0 . 0 7 5 7   V .   T h i s   s h o w s   th a PE H 1 s   p e r f o r m an c e   is   h ig h ly   s en s i t iv t o   an g u l ar   c h an g es .   PE H 1   w o u l d   p r o d u c e   1 . 8 5 0 9   V   a z e r o   a n g l es ,   a s s u m in g   t h e   l in e a r   r e la t i o n s h i p   h o l d s .   T h e   d e c l in in g   t r e n d   in   PE H 1   s u g g es ts   t h a t   i ts   s t r u ctu r a l   d e s i g n   o r   t h e   w ay   f o r c e   i s   a p p li e d   b e c o m e s   l es s   ef f e ct iv e   a t   l a r g e r   an g l es ,   r e d u cin g   i t s   a b i l ity   t o   g en e r at e   v o lt ag e .   I n   l in i er   e q u a ti o n   o f   PE H 2 ,   t h e   p o s it iv s l o p e   i n d i ca t es   th a t   th e   v o l t ag e   o u t p u t   s li g h t ly   in c r e as e s   as   th e   an g l e   in c r e as e s .   T h e r e   is   0 . 0 3 3 4   V   r is e   in   th e     f o r   ev e r y   1 °   an g le   in c r ea s e.   A c c o r d in g   t o   th is ,   PE H 2   p e r f o r m s   s l ig h t l y   b e t t e r   a t   b i g g e r   an g l es ,   d e s p i te   a n   o v e r a ll   s l o w e r   r a t e   o f   g r o w t h   th an   PE H 1 s   p e r f o r m s .   T h e   u p w a r d   t r e n d   in   PE H 2   s h o w s   th at   th e   m e ch an is m   t r an s f e r   o f   im p a c t   f o r c e   w o r k s   w e ll   a l o n g   w it h   th e   in c r e as i n   an g l e .     T h e   b eh av io r   d if f er e n ce s   b e t w ee n   P E H1   an d   P E H2   as   s h o w n   i n   Fi g u r 5   d e m o n s tr ate  t h e   i m p o r tan ce   o f   a n g u lar   o p ti m izatio n   an d   s y s te m   d esi g n   i n   en er g y   h ar v e s ter .   P E H1   o p ti m izes  o p er ate  at  s m al ler   an g le s   b ec au s i m p ac t   en er g y   i s   m o r ef f ec ti v el y   g e n er ated   in   ca n ti lev er   s y s te m s .   I n   co n tr ast,  s lig h t   p o s itiv tr en d   o b s er v ed   o n   PE H2   im p lie s   th at  it  is   s u itab le  f o r   w o r k i n g   o v er   lar g er   an g u lar   in p u r an g e .   T h r e s u l ts   ex h i b it   th e   im p o r t an c e   to   a n g l a d ju s tm en t   in   a   m u l ti - el em e n t   s y s tem   t o   b a la n c e   th e   p e r f o r m an c e   o f   ea ch   c o m p o n e n t   o n   th e   en e r g y   h a r v e s t e r ,   en s u r e   o p e r a t e   ef f ic i en t ly ,   a n d   m a in ta in   r e l ia b i l ity   in   o v er a l l   s y s t em .   Fig u r 6   illu s tr ates  s y s te m   w it h   t w o   P E in   an g le  o f   3 0 °.  Fig u r 6 ( a)   d ep icts   th in itial  s tag e,   w h er t h f ir s b lad i m p ac ts   P E H1 ,   p u s h in g   it  to w ar d   th e   P E H2   r eg io n .   Fi g u r es   6 ( b )   an d   ( c)   s h o w   t h f ir s t   b lad r elea s in g   its   th r u s o n   P E H1   w h ile  b eg i n n i n g   to   p u s h   P E H2   t o   ac h iev m ax i m u m   d ef lectio n .   I n   Fig u r 6 ( c) ,   P E 1   s tar ts   r etu r n i n g   to   its   i n it ial  p o s itio n ,   w h er e   it  will  b i m p ac ted   b y   t h s ec o n d   b lad e.   Fig u r 6 ( d )   d em o n s tr ate s   th s ec o n d   b lad d r iv in g   P E H1   to   its   m a x i m u m   d e f lectio n   w h ile  p r ep ar in g   t o   im p ac P E H2 .   A t   th is   s eq u e n ce ,   t h p o s itio n   o f   P E H1   an d   P E H2   ar v er y   clo s e,   w it h   P E H1   in   m a x i m u m   d ef lectio n   an d   P E H2   r etu r n   to   its   in itial  p o s itio n .   As  s ee n   in   Fi g u r 6 ( e) ,   co m p leti n g   co llis io n   b et w ee n   th s ec o n d   b lad an d   P E H 2 ,   w it h   P E H1   r etu r n in g   to   it s   in itial  p o s itio n   an d   r ea d y   co llis io n   to   th th ir d   b lad e .   T h c o n ti n u o u s   r o tatio n al   m o tio n   i n   m icr o   w in d m ill  le ad s   th co llis io n   w it h   th P E ele m en t s   in   ca n tile v er   s y s te m .   E ac h   b lad g en er ate s   p er io d ic  f o r ce ,   wh ich   ca u s t h P E H1   an d   P E H2   n o to   d ef lec s i m u lta n eo u s l y   a n d   t h e n er g y   tr an s f er r ed   co n s is te n tl y   b et wee n   b lad an d   P E in   d y n a m ic  b eh a v io r .   T h is   m ec h a n i s m   i s   d esi g n ed   to   o p tim ize  th e n er g y   u t ilizatio n   o f   th i m p ac t e v e n t b et w ee n   t h b lad an d   th P E H.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         P erfo r ma n ce   o f p iezo elec tr ic  en erg h a r ve s ters   a t v a r io u s   a n g les   ( A d h es Ga ma ye l )   1671     ( a)   ( b )   ( c)       ( d )   ( e)     Fig u r 6 .   T h PEH  co llis io n   s t ep   w it h   3 0 ° an g le  co n f ig u r atio n :   ( a)   th f ir s t b lad s tr ik e s   P E H1   an d   p u s h e s   it  to w ar d   P E H2 ( b )   th b lad r el ea s es th r u s t o n   P E H1 ( c)   th b lad p u s h es P E H2   w it h   m ax i m u m   d e f lectio n ( d )   th s ec o n d   b lad p u s h es P E H1   as it a p p r o ac h es P E H2 a n d   ( e)   th s ec o n d   b lad i m p ac t s   P E H2   as P E H1   r etu r n s   to   it s   in i tial p o s itio n       T h p o s itio n s   o f   P E H1   an d   PEH2   ar im p o r tan to   th en er g y   h ar v es ter   s y s te m s   o p er ati o n .   A ll  t h e   co m p o n e n t s   o p er ate  in   s y n ch r o n o u s   s y s te m ,   w it h   o n P E in   m ax i m u m   d ef lectio n   c o n d itio n   w h ile  t h o th er   r esets   to   its   in itial  p o s itio n .   T h r o tatio n al  m o tio n   in   b lad ca u s es  tr an s f er r ed   en er g y   ef f icie n tl y   t h r o u g h   th o p er atio n   s y s te m .   An g u la r   s p ac in g   a n d   co llis io n   ti m o f   th b lad es  ar attr ib u ted   to   th d ef lect io n   t h at   r elate s   w it h   p er f o r m a n ce   o f   P E H1   an d   P E H2 .   A lig n in g   t h b lad es  an d   P E p o s itio n s   in   t h is   w a y   r ed u ce s   en er g y   lo s s   a n d   en s u r es a   s m o o th   an d   s tab le  o p er atio n al  r h y t h m .   Dif f er en tr a n s d u ctio n   m ec h an i s m s   s u it  d i f f er e n m ec h an ica s p ec tr [ 2 7 ] ,   s in ce   d if f er e n tr an s d u ct io n   m ec h a n is m   h a v e   d if f er en i m p ac in to   th p iezo elec tr ic,   s u b s eq u e n tl y   it s   m ec h a n ical  s p ec tr w it h   w h ic h   f i n all y   h av d i f f er en ch ar ac ter i s tics   i n   g e n er ati n g   p o w er .   P iezo elec tr ic  d ev ices   ex ce i n   co m p ac t   f o r m   f ac to r s   an d   m o d er ate  f r e q u en cie s   w i th   h ig h   v o lta g e/i m p ed a n ce   th i s   s etti n g   i s   d ep e n d en to   th t y p o f   th p iezo elec tr ic  w h er n a tu r al  f r eq u e n c y   p la y   cr u cial  f ac t o r elec tr o m a g n etic  ( E M)   d ev ices  f av o r   v er y   lo f r eq u en c ies  a n d   lar g er   s tr o k e s tr ib o elec tr ic  ( T E NG)   d ev ices  p r o v id u ltra - h i g h   v o lta g b u r eq u ir ca r ef u l   s u r f ac m a n a g e m e n [ 2 8 ] .   H y b r id   PEH E d esig n s   ca n   wid en   b an d w id th   a n d   r aise  p o w er   u n d er   h i g h -   o r   lo w - f r eq u en c y   i n p u t s   w h ic h   p o ten tiall y   p r o d u ce   h i g h er   p o w er   i n   a v er ag e.   R ec en r ev ie w s   an d   ca s s t u d ies   co r r o b o r ate  th ese  tr en d s ,   a n d   r ec en r o tatio n al  E w o r k   s h o w s   t h at  w h e n   s u b s ta n tial  r o tatio n   is   a v ailab le,   E ca n   o u t - p o w er   p iezo /T E NG  f o r   t h s a m v o lu m [ 2 9 ] .   Ho w e v er ,   b ec au s th o p ti m al  b lad e P E an g le   an d   in ter - i m p ac i n ter v a d ep en d   o n   ch ar ac ter is tic s   o f   i m p ac an d   its   g e n er ated   f r eq u en c y ,   d a m p in g   f ac to r ,   an d   lo ad   m atc h i n g ,   tu n i n g   t h P E is   ch allen g i n g   a n d   r e m ai n s   a n   o p en   ar ea   o f   r esear ch .   F ig u r e   7   ex h i b i ts   th e   c o l l is i o n   o f   tw o   PE H   in   an g l e   o f   4 5 o   w i t h   b la d e .   I n   F ig u r e   7 ( a ) ,   PE H 1   i s   in i t i al ly   c o n t a ct   w ith   th e   s e c o n d   b l a d a t   th e   b as e ,   w h il e   PE H 2   i s   i n   co n t a ct   w ith   th e   f i r s b l a d e   at   th e   e n d .   I t   s t a t es   th at   a n g l 4 5 o   is   s u i t a b l e   f o r   e a ch   b l a d e   t o   i n t e r a c w ith   PE H   at   th e   s am t im w h e r th e   s e q u en c e   o f   d ef l e ct i o n   an d   r e c o v e r y   p o s it i o n   t ak e   p l a ce   to g e th e r .   I n   F ig u r e   7 ( b ) ,   th e   f i r s t   b l a d e   in i t i at e s   t o   s e p a r a te   f r o m   PE H 2 ,   w h i ch   in   t h is   c o n d i t i o n   s t a r ts   t o   d ef l e c tio n   in   m a x im u m   p o s i ti o n .   A t   th e   s am e   t im e ,   t h e   s e c o n d   b l a d e   p r e s s es   o n   PE H 1   in   t h d i r e c ti o n   o f   m ax im u m   d ef l ec t i o n .   T h is   s im u l ta n e o u s   ac t i o n   e s t a b l is h es   th e   en e r g y   tr a n s f e r   t ak es   p l a ce   w ith o u t   in t e r r u p t i o n ,   k e e p in g   th e   r h y th m   o f   o p e r a ti o n a l   s y s tem .   I n   F ig u r e   7 ( c ) ,   th f i r s t   b l ad e   i s   t o t a lly   f r e e   an d   s e p a r a t f r o m   PE H 2 ,   w h i ch   r et u r n s   t o   in i ti a p o s it i o n   an d   h as   r e a ch e d   m ax im u m   d ef l e c ti o n .   M e an w h il e ,   PE H1   c o n t in u es   t o   b e   p u s h e d   b y   t h e   s e c o n d   b l a d e ,   n e a r in g   i ts   m ax im u m   d ef le c t i o n .   A t   t h i s   s t ag e ,   PE H 1   a n d   P E H 2   a r e   p o s i t i o n e d   c l o s e   t o g et h e r ,   i n d i ca t in g   a   m o m en t   o f   o v e r l a p   i n   th e i r   d ef l e ct i o n   cy cl e s .   T h is   o v er l a p   h e l p s   m ai n t a i n   c o n t in u ity   in   th e   s y s tem s   d y n am i cs .   I n   Fig u r e   7 ( d ) ,   th e   s e c o n d   b l a d e   r el e a s e s   PE H 1 ,   w h ic h   i s   n o w   a t   it s   m ax im u m   d e f l e c ti o n   an d   o s c i ll a t in g ,   w h il e   i t   b eg in s   t o   p u s h   P E H 2   t o w a r d s   it s   m ax im u m   d ef l e c t i o n .   T h i s   p h as d em o n s t r a t es   th e   s e q u e n t i al   h an d o f f   o f   en e r g y   t r an s f e r   b e tw e e n   th e   b la d e s   an d   PE H   e lem en ts ,   en s u r in g   th at   e a ch   c o m p o n e n t   a l te r n at es   b e tw e en   d e f l ec t i o n   an d   r e s e tt in g .   F in al ly ,   in   F ig u r e   7 ( e ) ,   th e   p o s it i o n s   o f   PE H 1   a n d   PE H 2   r e t u r n   t o   th e i r   in i t i al   s ta t es ,   a s   d e p i c t e d   in   F ig u r e   7 ( a ) .   T h i s   r e s e t   en s u r e s   th at   t h e   s y s t em   c an   r e p e a t   th e   p r o c es s ,   m a in t a in in g   it s   cy cl i c al   b e h a v io r   f o r   s u s t a in e d   o p e r a ti o n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 6 6 6 - 1 675   1672     ( a)   ( b )   ( c)       ( d )   ( e)     Fig u r 7 .   T h PEH  co llis io n   s t ep   w it h   4 5 ° an g le  co n f i g u r at io n :   ( a)   P E H1   c o n tacts th s ec o n d   b lad w h ile  P E H2   co n tacts th f ir s t b lad tip ( b )   th f ir s t b lad b eg in s   to   d etac h   as P E H2   r ea ch es  m ax i m u m   d e f lectio n ( c)   th f ir s t b lad f u ll y   r elea s e s ( d )   th s ec o n d   b lad p u s h es  P E H1 ,   an d   ( e )   th s ec o n d   b lad th en   p u s h es  P E H2   as b o th   r etu r n   to   th eir   in itial p o s itio n s       Fig u r 8   illu s tr ate s   th s eq u en ce   i m p ac b lad to   P E w h er th an g le  b et w ee n   P E Hs  is   6 0 °   Fig u r 8 ( a)   s h o w s   th at  th b la d s tick s   an d   s tar ts   p u s h in g   P E H1   an d   P E H2 .   Fig u r es  8 ( b )   an d   ( c)   s h o w   t h at  t h e   th r u s o f   th f ir s t   b lad h as  c au s ed   v ib r atio n   i n   P E H2   s o   th at  t h er is   r e s o n a n ce   w h ile  w aiti n g   f o r   th e   i m p ac o f   th s ec o n d   b lad e.   At  th is   m o m e n it  also   h ap p en s   th at  P E H1   s till   g ets  b o o s f r o m   t h 2 nd   b lad t o   p r o d u ce   m a x i m u m   d e f lectio n .   I n   F i g u r 8 ( d )   th s ec o n d   b lad h as le f t P E H1   an d   is   p r ep ar in g   to   p u n c h   P E H2 .   I n   th i s   co n d itio n ,   P E H2   is   v i b r atin g   a n d   m o v i n g   to w ar d s   t h s ec o n d   b lad e.   I n   F ig u r 8 ( e)   th s ec o n d   b lad p r ep ar in g   to   h it  P E H2 ,   th en   PEH1   ex p er ien ce s   h i g h   v ib r a ti o n s   b ec au s o f   t h m a x i m u m   d ef lectio n   co n d itio n   af ter   d etac h i n g   f r o m   t h s ec o n d   b lad an d   p r ep ar in g   to   h it th th ir d   b lad e.         ( a)   ( b )   ( c)       ( d )   ( e)     Fig u r 8 .   T h PEH  co llis io n   s t ep   w it h   6 0 ° an g le  co n f ig u r atio n : ( a)   th b lad co n tacts a n d   p u s h es P E H1   an d   P E H2 ,   ( b )   th r u s t f r o m   t h f ir s t   b lad ex cites v ib r atio n s   in   P E H2 ,   ( c)   th r u s t f r o m   th f ir s t b l ad co n tin u e s   as  P E H2   v ib r ates,  ( d )   th s ec o n d   b lad d etac h es f r o m   P E H1   an d   ap p r o ac h es P E H2 ,   an d   ( e)   th s ec o n d   b lad i m p ac ts   P E H2   as P E H1   ex h ib i ts   in cr ea s ed   v ib r atio n   a m p li tu d e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         P erfo r ma n ce   o f p iezo elec tr ic  en erg h a r ve s ters   a t v a r io u s   a n g les   ( A d h es Ga ma ye l )   1673   T h d if f er en ce   b et w ee n   th 3 0 °,  4 5 °,   an d   6 0 °  an g les  lies   i n   th m o v e m e n o f   P E H2   im m ed iatel y   af ter   th i m p ac t.  A 3 0 °  a n d   4 5 °,  P E H2   r etu r n s   to   its   s tar ti n g   p o s itio n   a f ter   t h i m p ac t,  wh er it  is   r ea d y   f o r   th n e x b lad to   m a k co n tac t.  T h is   b eh av io r   in d icate s   ti g h t l y   s y n c h r o n ized   s y s te m ,   wh er th d ef lectio n   ca u s ed   b y   th b lad e s   i m p ac t   is   q u ick l y   n e u tr alize d ,   p r ep a r in g   P E H2   f o r   th n ex c y cle .   T h i s   d i r e c t   r e tu r n   s u g g es ts   th at   th e   en e r g y   im p a r t e d   t o   PE H 2   is   q u i ck ly   d is s i p a t e d ,   l ik e ly   d u e   t o   s y s t em   d am p in g   o r   d e s ig n   c o n s t r a in ts   th a t   p r i o r it i z e   s t a b il i ty   an d   r e a d in e s s   f o r   s u b s e q u e n t   i n t e r a c ti o n s .   C o n v e r s e ly ,   at   a   6 0 °   a n g le ,   PE H 2   h as   t im e   t o   e x p e r i en c e   s el f - o s ci l l a ti o n ,   w ith o u t   c o l l is i o n   w it h   t h e   b l a d es   ( a s   s h o w n   in   F ig u r es   8 ( b )   a n d   ( c ) .   T h ca n tile v er   s y s te m   in   P E r eq u ir es a n   in itial d i s tu r b an ce ,   s u c h   as   f o r ce   o r   m o m e n f r o m   c o llis io n   w it h   b lad e,   to   in itiate  o s cillatio n s .   On ce   th d is tu r b an ce   is   r elea s ed ,   th P E H2   ca n   o s cillate  in d ep en d en tl y   ar o u n d   th e   eq u ilib r iu m   p o s itio n .   I n   t h is   m o m e n t,  P E H2   r etain   a n d   r elea s en er g y   o v er   lo n g er   d u r atio n   u n til  n e co llis io n   w it h   b lad to   b r in g   it   b ac k   in   in itial p o s itio n .   P E b eh av io r   at  an g les  o f   3 0 °  an d   4 5 °  ten d s   to   b b etter   f o r   s y s te m s   t h at  r eq u ir co n t r o lled   an d   p r ec is en er g y   tr a n s f er ,   b ec au s en er g y   g e n er a tio n   ta k es  p l ac e   q u ick l y   s o   th at  s y n ch r o n i za tio n   ap p ea r s   w ell.   C o n v er s el y ,   t h e   b eh a v io r   allo w s   ad d itio n al  u ti lizatio n   o f   e n er g y   f r o m   t h o s c illato r y   m o tio n   o f   P E H2   at  a n   an g le   o f   6 0 °,   as  r e s u l t   p o ten tiall y   in cr ea s in g   t h e n er g y   o u tp u o f   t h s y s te m .   T h an g le  v ar iatio n s   f o cu s   o n   th in f l u e n ce   o f   an g u lar   co n f ig u r at io n   o n   t h m o m e n o f   b lad in ter ac tio n s   w it h   P E an d   th m ec h a n ical   r eso n an ce   o f   t h s y s te m .   T h co llis io n   o f   th e   b lad an d   P E at  an   an g le  o f   6 0 °  cr ea tes  in d ep en d e n t   o s cillatio n s ,   r esu lt in g   i n   w ell - co n tr o lled   v ib r atio n s .   Ou r   s i n g le - p air   b lad e P E r e s u lt s   ca n   g en er al l y   b d ev elo p ed   in to   r in g   ar r a y   o f   P E Hs  t h at  ca n   b e   d is tr ib u ted   az i m u t h all y .   I f   co u p lin g   a m o n g   b ea m s   is   s m al l,  ar r ay   p o w er   s ca les ap p r o x i m ate l y   as :          w h e r e     i s   th e   n u m b e r   o f   c a n t i le v e r s   a n d      t h e   p o w e r - m an ag em en t   ef f i ci en cy   ( r e c t if i c a t i o n ,   s t o r ag e ) ,   a n d      i s   th e   p o w e r   g en e r a t e d   p e r   d e v i c e .   I n   r o ta t i o n a l   s e tt in g s ,   m e ch an i c al   p lu ck in g / im p a ct   i s   a   w e ll - e s t a b li s h e d   s t r a t eg y   t o   ex c i te   b e am s   n ea r   t h e i r   n a tu r a l   f r e q u e n cy   an d   t h e n   le t   th em   f r e e ly   o s c i l l at e ,   b o o s t in g   e n e r g i   p e r - im p a ct ,   p r e c i s e ly   th e   m e ch an is m   w e   o b s e r v e   a t   6 0 °   ( f r e e   o s c i ll a t i o n   b e t w e en   b la d e   s t r ik es ) .   R ec en t   r o t a t i o n a l   h a r v es t e r s   u s e   m ag n e ti c   o r   m e ch an i c al   p lu ck s   f o r   t h is   r e as o n   an d   r e p o r t   h ig h e r   o u t p u t   a t   l o w   r o t a t i o n a l   s p e e d s ,   th o u g h   it   d ep e n d s   o n   th e   ty p e   o f   th e   PE H   b e i n g   u ti l i z e d .   T h es e   t r en d s   s u p p o r t   s c a l in g   o u r   6 0 °  m o d e   in t o   m u l t i - PE H   r in g s   o n   s h af ts ,   v e n t i l at i o n   d u ct s ,   o r   l o w - s p ee d   w in d   a u x il i a r ie s   i n t en d e d   t o   p o w e r   em b e d d e d   s e n s o r s   an d   l o w - p o w e r   r a d i o s ,   i . e . ,   m i c r o - n an o   e l ec t r o - m e ch an i c a l   d ev ic e   [ 3 0 ] ,   [ 3 1 ] .       4.   CO NCLU SI O N   B ased   o n   th f in d in g s   o f   t h is   i n v e s ti g atio n ,   th p er f o r m a n ce   o f   P E Hs  is   in f l u en ce d   b y   an g l p o s itio n   b et w ee n   P E H1   an d   P E H2 .   PEH1   is   m o r e f f icie n at  co n v er tin g   m ec h an ical  e n er g y   to   elec tr ical  en er g y   b y   r eso n atin g   b etter   at  s m al ler   an g le s .   P E H2   is   less   ef f icien t   an d   h as  n o   ef f ec o n   an g le  v ar iatio n ,   th u s   th is   co n f i g u r atio n   is   n o co n s id er e d   as  g o o d   en o u g h .   T h an g le  v ar iatio n s   f o c u s   o n   th i n f l u en ce   o f   an g u lar   co n f i g u r atio n   o n   th e   m o m e n t   o f   b lad in ter ac tio n s   w i th   P E an d   t h m ec h a n ical  r eso n an ce   o f   t h s y s te m ,   w h ic h   t h en   i n f l u en ce   th d e f le ctio n   o f   t h P E th a g e n er ate s   elec tr icit y .   T h a n g le  o f   t h s y s te m   d eter m i n es   ef f ec tiv e l y   th e   ap p lied   f o r ce ,   o r   v ib r atio n   g e n er ates b en d i n g   o r   f lex u r al  s tr ain .   At  s m al ler   a n g le s   ( i.e .   3 0 °),   th e   f o r ce   m a y   b alig n ed   m o r f a v o r ab l y   w ith   t h ca n tile v er s   n atu r al  b en d i n g   d ir ec tio n ,   lea d in g   to   h i g h er   s tr ai n   an d ,   co n s eq u e n tl y ,   h ig h er   v o lt ag o u tp u f o r   P E H1 .   A s   t h an g le  in cr ea s e s ,   t h f o r ce   b ec o m e s   les s   e f f ec tiv e   in   i n d u ci n g   s tr ain ,   r ed u ci n g   t h o u tp u v o lta g e.   T h ese  f i n d in g s   co n tr ib u te  to   t h d ev el o p m e n o f   P E as   r en e w ab le  en er g y   alter n at iv e,   esp ec iall y   f o r   m icr o - elec tr o m ec h a n ical  m ac h in e s   ( ME MS)   th at  u s es  s m al l   a m o u n t o f   p o w er ,   b u t c r itical  f o r   ap p licatio n   s u ch   as  s en s o r s   an d   tr an s d u ce r s .       ACK NO WL E D G M E NT   T h au th o r s   w o u ld   lik to   ac k n o w led g th s u p p o r f r o m   Un iv er s itas   Glo b al  J ak ar t a   f o r   th s u p p o r th r o u g h o u t th is   p r o j ec t.       F UNDIN G   I NF O RM AT I O N   T h is   r esear ch   is   f u n d ed   b y   t h Min is tr y   o f   R e s ea r ch ,   T ec h n o lo g y ,   an d   Hi g h er   E d u ca t io n   o f   th e   R ep u b lic  o f   I n d o n e s ia  t h r o u g h   th Fu n d a m e n tal   R e s ea r ch   i n   2 0 2 4   th at  is   m an a g ed   b y   t h C en ter   o f   R es ea r c h   an d   C o m m u n it y   Ser v ices  o f   J ak ar ta  Glo b al  Un iv er s it y   ( R es ea r ch   Gr an Nu m b er   1 0 6 /E5 / P G. 0 2 . 0 0 . P L /2 0 2 4 0 6 0 /SP 2 H/R T - MO NO/ L L 4 /2 0 2 4 ; 0 1 0 /L 4 /SK/VI/J GU/2 0 2 4 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 6 6 6 - 1 675   1674   AUTHO CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT   T h is   j o u r n al  u s e s   th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d i v id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   A d h es Ga m a y e                               M o h a m ad   Z ae n u d in                                 Dj o k o   Sety o   W id o d o                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y si s   I     I n v e st i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i si o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     T h au th o r s   h a v n o   co n f lict s   o f   in ter es t th at  co u ld   p o ten tiall y   in f l u e n ce   th r esear c h .       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata  th at  s u p p o r th f i n d in g s   o f   t h i s   s t u d y   ar a v aila b le  o n   r eq u est  f r o m   t h co r r esp o n d in g   au th o r ,   A G.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   C .   S h e n g ,   X .   X i a n g ,   H .   S h e n ,   a n d   R .   S o n g ,   A   n o v e l   r o p e - d r i v e n   p i e z o e l e c t r i c   e n e r g y   h a r v e s t e r   f o r   m u l t i d i r e c t i o n a l   v i b r a t i o n s ,   E n e r g y   R e p o r t s ,   v o l .   9 ,   p p .   3 5 5 3 3 5 6 2 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e g y r . 2 0 2 3 . 0 2 . 0 4 0 .   [ 2 ]   H .   G ü r b ü z ,   S .   D e m i r t ü r k ,   H .   A k ç a y ,   a n d   Ü .   T o p a l c ı ,   E x p e r i me n t a l   i n v e s t i g a t i o n   o n   e l e c t r i c a l   p o w e r   a n d   t h e r m a l   e n e r g y   s t o r a g e   p e r f o r m a n c e   o f   a   so l a r   h y b r i d   P V / T - P C M   e n e r g y   c o n v e r s i o n   sy s t e m ,   J o u r n a l   o f   B u i l d i n g   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   6 9 ,   p .   1 0 6 2 7 1 ,   J u n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j o b e . 2 0 2 3 . 1 0 6 2 7 1 .   [ 3 ]   X .   P a n ,   Y .   W u ,   Y .   W a n g ,   G .   Z h o u ,   a n d   H .   C a i ,   M e c h a n i c a l   e n e r g y   h a r v e s t i n g   b a s e d   o n   t h e   p i e z o e l e c t r i c   m a t e r i a l s:   R e c e n t   a d v a n c e s   a n d   f u t u r e   p e r s p e c t i v e s ,   C h e m i c a l   E n g i n e e r i n g   J o u r n a l ,   v o l .   4 9 7 ,   p .   1 5 4 2 4 9 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c e j . 2 0 2 4 . 1 5 4 2 4 9 .   [ 4 ]   E .   H a s s a n ,   S .   A .   K o u r i t e m ,   F .   Z .   A me r ,   a n d   R .   I .   M u b a r a k ,   A c o u s t i c   e n e r g y   h a r v e s t i n g   u s i n g   a n   a r r a y   o f   p i e z o e l e c t r i c   c a n t i l e v e r   p l a t e s   f o r   r a i l w a y s   a n d   h i g h w a y s   e n v i r o n m e n t a l   n o i se ,   A i n   S h a m s   E n g i n e e r i n g   J o u r n a l ,   v o l .   1 5 ,   n o .   3 ,   p .   1 0 2 4 6 1 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a s e j . 2 0 2 3 . 1 0 2 4 6 1 .   [ 5 ]   H .   L i u ,   J .   Z h o n g ,   C .   L e e ,   S .   W .   L e e ,   a n d   L .   L i n ,   A   c o m p r e h e n s i v e   r e v i e w   o n   p i e z o e l e c t r i c   e n e r g y   h a r v e s t i n g   t e c h n o l o g y :   M a t e r i a l s ,   m e c h a n i s m s ,   a n d   a p p l i c a t i o n s ,   A p p l i e d   P h y s i c s   R e v i e w s ,   v o l .   5 ,   n o .   4 ,   D e c .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 1 . 5 0 7 4 1 8 4 .   [ 6 ]   J .   W a n g ,   S .   Z h o u ,   Z .   Z h a n g ,   a n d   D .   Y u r c h e n k o ,   H i g h - p e r f o r m a n c e   p i e z o e l e c t r i c   w i n d   e n e r g y   h a r v e s t e r   w i t h   Y - s h a p e d   a t t a c h m e n t s ,   E n e r g y   C o n v e r s i o n   a n d   M a n a g e m e n t ,   v o l .   1 8 1 ,   p p .   6 4 5 6 5 2 ,   F e b .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n c o n m a n . 2 0 1 8 . 1 2 . 0 3 4 .   [ 7 ]   Z .   Y a n g ,   S .   Z h o u ,   J .   Z u ,   a n d   D .   I n m a n ,   H i g h - P e r f o r m a n c e   P i e z o e l e c t r i c   E n e r g y   H a r v e s t e r s   a n d   T h e i r   A p p l i c a t i o n s ,   J o u l e ,   v o l .   2 ,   n o .   4 ,   p p .   6 4 2 6 9 7 ,   A p r .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j o u l e . 2 0 1 8 . 0 3 . 0 1 1 .   [ 8 ]   B .   Z h a o   e t   a l . ,   A   g r a d e d   m e t a m a t e r i a l   f o r   b r o a d b a n d   a n d   h i g h - cap a b i l i t y   p i e z o e l e c t r i c   e n e r g y   h a r v e s t i n g ,   E n e r g y   C o n v e r s i o n   a n d   M a n a g e m e n t ,   v o l .   2 6 9 ,   p .   1 1 6 0 5 6 ,   O c t .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n c o n m a n . 2 0 2 2 . 1 1 6 0 5 6 .   [ 9 ]   A .   G a m a y e l   a n d   A .   S u n a r d i ,   P e r f o r m a n c e   o f   p i e z o e l e c t r i c   e n e r g y   h a r v e st e r   w i t h   v a r i o u s   r a t i o   s u b s t r a t e   a n d   m i c r o   w i n d m i l l ,   T e l k o m n i k a   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   E l e c t r o n i c s   a n d   C o n t r o l ) ,   v o l .   2 2 ,   n o .   2 ,   p p .   4 8 0 4 8 7 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / T EL K O M N I K A . v 2 2 i 2 . 2 5 6 9 1 .   [ 1 0 ]   J .   L i u   e t   a l . ,   W i n d   e n e r g y   h a r v e s t i n g   u s i n g   p i e z o e l e c t r i c   m a c r o   f i b e r   c o m p o s i t e s   b a s e d   o n   f l u t t e r   m o d e ,   M i c r o e l e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   2 3 1 ,   p .   1 1 1 3 3 3 ,   J u l .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . m e e . 2 0 2 0 . 1 1 1 3 3 3 .   [ 1 1 ]   J .   W a n g ,   D .   Y u a n ,   Q .   Y i n g ,   B .   L i ,   a n d   W .   Y u a n ,   H a r v e s t i n g   v i b r a t i o n   e n e r g y   t h r o u g h   a   c a n t i l e v e r   b e a m   w i t h   e n h a n c e d   h a r v e s t i n c a p a b i l i t y ,   Jo u r n a l   o f   I n t e l l i g e n t   M a t e r i a l   S y s t e m s   a n d   S t r u c t u r e s ,   v o l .   3 5 ,   n o .   8 ,   p p .   7 4 3 7 4 9 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 1 0 4 5 3 8 9 X 2 4 1 2 3 3 3 5 4 .   [ 1 2 ]   I .   I z a d g o s h a s b ,   Y .   Y .   L i m ,   N .   L a k e ,   L .   T a n g ,   R .   V .   P a d i l l a ,   a n d   T .   K a s h i w a o ,   O p t i m i z i n g   o r i e n t a t i o n   o f   p i e z o e l e c t r i c   c a n t i l e v e r   b e a m   f o r   h a r v e s t i n g   e n e r g y   f r o m   h u m a n   w a l k i n g ,   E n e r g y   C o n v e r s i o n   a n d   M a n a g e m e n t ,   v o l .   1 6 1 ,   p p .   6 6 7 3 ,   A p r .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n c o n m a n . 2 0 1 8 . 0 1 . 0 7 6 .   [ 1 3 ]   H .   H .   C h e n ,   S .   K .   Y o u ,   a n d   W .   J .   S u ,   T h e   d e s i g n ,   f a b r i c a t i o n   a n d   a n a l y s i s   o f   a   c a n t i l e v e r - b a s e d   t e n s i l e - mo d e   n o n l i n e a r   p i e z o e l e c t r i c   e n e r g y   h a r v e s t e r ,   M e c h a n i c a l   S y s t e m s   a n d   S i g n a l   P r o c e s s i n g ,   v o l .   2 1 2 ,   p .   1 1 1 3 1 7 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . y m s s p . 2 0 2 4 . 1 1 1 3 1 7 .   [ 1 4 ]   K .   M i y a j i m a   a n d   T .   Y a m a d a ,   O p t i m a l   d e s i g n   o f   u n i m o r p h - t y p e   c a n t i l e v e r e d   p i e z o e l e c t r i c   e n e r g y   h a r v e s t e r s   u s i n g   l e v e l   s e t - b a s e d   t o p o l o g y   o p t i m i z a t i o n   b y   c o n s i d e r i n g   m a n u f a c t u r a b i l i t y ,   C o m p u t e r   M e t h o d s   i n   A p p l i e d   M e c h a n i c s   a n d   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   4 3 1 ,   p .   1 1 7 2 5 2 ,   N o v .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c m a . 2 0 2 4 . 1 1 7 2 5 2 .   [ 1 5 ]   A .   N a d e r t e h r a n i ,   S .   Z i a e i - R a d ,   a n d   R .   E s h t e h a r d i h a ,   H a r v e s t i n g   v i b r a t i o n   e n e r g y   b y   q u a d - s t a b l e   p i e z o e l e c t r i c   c a n t i l e v e r   b e a m :   M o d e l i n g ,   f a b r i c a t i o n   a n d   t e s t i n g ,   E u r o p e a n   J o u r n a l   o f   M e c h a n i c s ,   A / S o l i d s ,   v o l .   1 0 7 ,   p .   1 0 5 3 8 9 ,   S e p .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e u r o m e c h s o l . 2 0 2 4 . 1 0 5 3 8 9 .   [ 1 6 ]   H .   N .   C h a m a n y e t a ,   A .   M .   R .   F .   El - B a b ,   B .   W .   I k u a ,   a n d   E .   M u r i m i ,   D e v e l o p m e n t   o f   a   v a r y i n g   m u l t i - c a n t i l e v e r   b e a m   f r e q u e n c y   u p   c o n v e r s i o n   e n e r g y   h a r v e s t e r ,   E n e r g y   C o n v e r s i o n   a n d   M a n a g e m e n t :   X ,   v o l .   1 6 ,   p .   1 0 0 2 9 0 ,   D e c .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e c m x . 2 0 2 2 . 1 0 0 2 9 0 .   [ 1 7 ]   Q .   Z h u   e t   a l . ,   A   h i g h   p e r f o r m a n c e   n a n o c e l l u l o s e - P V D F   b a s e d   p i e z o e l e c t r i c   n a n o g e n e r a t o r   b a s e d   o n   t h e   h i g h l y   a c t i v e   C N F @ Z n O   v i a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         P erfo r ma n ce   o f p iezo elec tr ic  en erg h a r ve s ters   a t v a r io u s   a n g les   ( A d h es Ga ma ye l )   1675   e l e c t r o s p i n n i n g   t e c h n o l o g y ,   N a n o   E n e r g y ,   v o l .   1 2 7 ,   p .   1 0 9 7 4 1 ,   A u g .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n a n o e n . 2 0 2 4 . 1 0 9 7 4 1 .   [ 1 8 ]   J .   Z h a n g ,   Z .   F a n g ,   C .   S h u ,   J .   Z h a n g ,   Q .   Z h a n g ,   a n d   C .   L i ,   A   r o t a t i o n a l   p i e z o e l e c t r i c   e n e r g y   h a r v e s t e r   f o r   e f f i c i e n t   w i n d   e n e r g y   h a r v e s t i n g ,   S e n s o r s   a n d   A c t u a t o r s ,   A :   P h y s i c a l ,   v o l .   2 6 2 ,   p p .   1 2 3 1 2 9 ,   A u g .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s n a . 2 0 1 7 . 0 5 . 0 2 7 .   [ 1 9 ]   Y .   S u ,   Q .   L i ,   J .   A m a g a t ,   a n d   M .   C h e n ,   3 D   s p r i n g - b a s e d   p i e z o e l e c t r i c   e n e r g y   g e n e r a t o r ,   N a n o   E n e r g y ,   v o l .   9 0 ,   p .   1 0 6 5 7 8 ,   D e c .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n a n o e n . 2 0 2 1 . 1 0 6 5 7 8 .   [ 2 0 ]   L .   L u ,   W .   D i n g ,   J .   L i u ,   a n d   B .   Y a n g ,   F l e x i b l e   P V D F   b a s e d   p i e z o e l e c t r i c   n a n o g e n e r a t o r s ,   N a n o   E n e r g y ,   v o l .   7 8 ,   p .   1 0 5 2 5 1 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n a n o e n . 2 0 2 0 . 1 0 5 2 5 1 .   [ 2 1 ]   G .   M a g d y ,   A .   H .   H a s s a n i n ,   I .   K a n d a s ,   a n d   N .   S h e h a t a ,   P V D F   n a n o s t r u c t u r e s   c h a r a c t e r i z a t i o n s   a n d   t e c h n i q u e s   f o r   e n h a n c e d   p i e z o e l e c t r i c   r e s p o n se :   A   r e v i e w ,   M a t e r i a l s   C h e m i s t r y   a n d   P h y s i c s ,   v o l .   3 2 5 ,   p .   1 2 9 7 6 0 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . m a t c h e m p h y s . 2 0 2 4 . 1 2 9 7 6 0 .   [ 2 2 ]   M .   M .   A .   Z a h r a   e t   a l . ,   I n v e s t i g a t i o n   o f   P V D F - b a s e d   M i c r o   O c e a n   W a v e   P o w e r   G e n e r a t i o n   C a p a b i l i t y ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   R e n e w a b l e   E n e r g y   R e s e a r c h ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 ,   p p .   6 5 9 6 6 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 0 5 0 8 / i j r e r . v 1 3 i 2 . 1 4 1 5 1 . g 8 7 4 7 .   [ 2 3 ]   A .   G a m a y e l ,   M .   Z a e n u d i n ,   a n d   B .   W .   D i o n o v a ,   P e r f o r m a n c e   o f   p i e z o e l e c t r i c   e n e r g y   h a r v e s t e r   w i t h   v o r t e x - i n d u c e d   v i b r a t i o n   a n d   v a r i o u s   b l u f f   b o d i e s ,   T e l k o m n i k a   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   E l e c t r o n i c s   a n d   C o n t r o l ) ,   v o l .   2 1 ,   n o .   4 ,   p p .   9 2 6 9 3 4 ,   A u g .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / T EL K O M N I K A . v 2 1 i 4 . 2 4 3 3 0 .   [ 2 4 ]   H .   J .   C h i l a b i   e t   a l . ,   R o t a t i o n a l   p i e z o e l e c t r i c   e n e r g y   h a r v e s t i n g :   A   c o m p r e h e n s i v e   r e v i e w   o n   e x c i t a t i o n   e l e me n t s ,   d e s i g n s ,   a n d   p e r f o r m a n c e s ,   E n e r g i e s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 1 ,   p .   3 0 9 8 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 4 1 1 3 0 9 8 .   [ 2 5 ]   K .   L u ,   R .   H u ,   X .   W a n g ,   a n d   Z .   D e n g ,   M u l t i - d i r e c t i o n a l   a n d   u l t r a - l o w   f r e q u e n c y   e n e r g y   h a r v e s t e r   u t i l i z i n g   t u n a b l e   b u c k l e d   p i e z o e l e c t r i c   f i l m ,   M e c h a n i c a l   S y s t e m s   a n d   S i g n a l   P r o c e s s i n g ,   v o l .   2 1 0 ,   p .   1 1 1 1 3 7 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . y m s sp . 2 0 2 4 . 1 1 1 1 3 7 .   [ 2 6 ]   I .   P e r e z - A l f a r o ,   D .   G i l - H e r n a n d e z ,   N .   M u r i l l o ,   a n d   C .   B e r n a l ,   O n   M e c h a n i c a l   a n d   E l e c t r i c a l   C o u p l i n g   D e t e r m i n a t i o n   a t   P i e z o e l e c t r i c   H a r v e s t e r   b y   C u s t o m i z e d   A l g o r i t h m   M o d e l i n g   a n d   M e a s u r a b l e   P r o p e r t i e s ,   S e n s o r s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   8 ,   p .   3 0 8 0 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 2 0 8 3 0 8 0 .   [ 2 7 ]   Y .   H a n ,   L .   H e ,   L .   S u n ,   H .   W a n g ,   Z .   Z h a n g ,   a n d   G .   C h e n g ,   A   r e v i e w   o f   p i e z o e l e c t r i c - e l e c t r o m a g n e t i c   h y b r i d   e n e r g y   h a r v e s t e r s   f o r   d i f f e r e n t   a p p l i c a t i o n s ,   R e v i e w   o f   S c i e n t i f i c   I n s t r u m e n t s ,   v o l .   9 4 ,   n o .   1 0 ,   O c t .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 5 . 0 1 6 1 8 2 2 .   [ 2 8 ]   P .   T h a i n i r a m i t ,   P .   Y i n g y o n g ,   a n d   D .   I s a r a k o r n ,   I m p a c t - d r i v e n   e n e r g y   h a r v e s t i n g :   P i e z o e l e c t r i c   v e r s u s   t r i b o e l e c t r i c   e n e r g y   h a r v e s t e r s ,   S e n s o r s   ( S w i t z e r l a n d ) ,   v o l .   2 0 ,   n o .   2 0 ,   p p .   1 2 0 ,   O c t .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 0 2 0 5 8 2 8 .   [ 2 9 ]   P .   R o l o ,   J .   V .   V i d a l ,   A .   L .   K h o l k i n ,   a n d   M .   P .   S o a r e s   d o s   S a n t o s ,   S e l f - a d a p t i v e   r o t a t i o n a l   e l e c t r o m a g n e t i c   e n e r g y   g e n e r a t i o n   a s   a n   a l t e r n a t i v e   t o   t r i b o e l e c t r i c   a n d   p i e z o e l e c t r i c   t r a n s d u c t i o n s ,   C o m m u n i c a t i o n s   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p .   1 0 5 ,   J u l .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 4 1 7 2 - 0 2 4 - 0 0 2 4 9 - 6.   [ 3 0 ]   H .   F u   e t   a l . ,   R o t a t i o n a l   e n e r g y   h a r v e s t i n g   f o r   s e l f - p o w e r e d   s e n s i n g ,   J o u l e ,   v o l .   5 ,   n o .   5 ,   p p .   1 0 7 4 1 1 1 8 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j o u l e . 2 0 2 1 . 0 3 . 0 0 6 .   [ 3 1 ]   Q .   H e   a n d   J .   B r i s c o e ,   P i e z o e l e c t r i c   E n e r g y   H a r v e s t e r   T e c h n o l o g i e s :   S y n t h e s i s ,   M e c h a n i s m s ,   a n d   M u l t i f u n c t i o n a l   A p p l i c a t i o n s ,   A C S   A p p l i e d   M a t e r i a l s   a n d   I n t e r f a c e s   ,   v o l .   1 6 ,   n o .   2 3 ,   p p .   2 9 4 9 1 2 9 5 2 0 ,   J u n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 2 1 / a c s a m i . 3 c 1 7 0 3 7 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Adh e G a m a y e         re c e iv e d   th e   B. En g .   d e g re e   a n d   th e   M a ste r d e g re e   in   M e c h a n ica E n g in e e rin g   f ro m   th e   Un iv e rsity   o f   Bra w ij a y a ,   M a lan g ,   In d o n e sia ,   in   2 0 0 0   a n d   2 0 0 7 ,   re sp e c ti v e l y .   T h e   P h . D .   d e g re e   in   M e c h a n ica E n g in e e rin g   f ro m   th e   M a n a g e m e n a n d   S c ien c e   Un iv e rsity ,   S h a h   Al a m ,   M a la y si a ,   in   2 0 2 1 .   He   is  c u rre n tl y   a   se n io lec tu re in   Ja k a rta  G lo b a Un iv e rsit y .   He   h a s   p u b li sh e d   3   ( th re e b o o k w h e re   tw o   a re   tu to rial  i n   f in it e   e le m e n m e th o d .   He   a lso   h a tw o   in tellec tu a p r o p e rti e in   i n d u str ial  d e sig n .   His  c u rre n re se a rc h   in te re sts  in   re n e w a b le  e n e r g y ,   b io f u e l,   m e c h a n ica d e sig n   a n d   a n a ly ti c a in   f in it e   e le m e n m e th o d .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il a d h e s@ jg u . a c . id .         M o h a m a d   Z a e n u d in           c u rre n tl y   w o rk in g   a lec tu re a Ja k a rta  G lo b a Un iv e rsity ,   De p o k   f ro m   th e   De p a rtme n o f   M e c h a n ica En g in e e rin g .   His  re s e a rc h   in tere st  is  in   t h e   f ield   o f   m a teria ls  sc ien c e   re late d   to   m e talli c   m a t e rial,   e sp e c iall y   d e a li n g   w it h   m o lec u lar  d y n a m ics   sim u latio n .   He   h a p u b li sh e d   se v e ra re se a r c h   p a p e rs  in   v a rio u j o u rn a ra n g in g   f ro m   in tern a ti o n a l   c o n f e re n c e   to   in tern a ti o n a j o u r n a in d e x e d   o n   S c o p u a n d   IS I.   He   re c e iv e d   h is  b a c h e lo r   f ro m   Un iv e rsitas   Ne g e ri  Ja k a rta  a n d   m a ste f ro m   M a n a g e m e n a n d   S c ien c e   Un iv e rsi ty .   He   w in se v e r a re se a rc h   a n d   a c a d e m ic g ra n ts.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   m z a e n u d i n @jg u . a c . id .         Djo k o   S e ty o   W i d o d o           c u rre n tl y   w o rk in g   a lec tu re a J a k a rta  G lo b a Un iv e rsit y ,   De p o k .   His  re se a rc h   in tere st  is  i n   th e   f ield   o f   e n e rg y   c o n v e rsio n   m a n a g e m e n t.   He   h a p u b li s h e d   se v e r a re se a r c h   p a p e rs  in   v a rio u jo u rn a ls  ra n g i n g   f ro m   in tern a ti o n a c o n f e re n c e to   in tern a ti o n a l   jo u r n a in d e x e d   o n   S c o p u s a n d   I S I.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   d jo k o @jg u . a c . id     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.