Solusi Power-On Andalkan untuk Perangkat Medis Baterai

Perangkat nirkabel terhubung yang dibantu baterai sekarang umum di seluruh sektor konsumen, medis, dan industri. Kemajuan dalam kimia baterai, elektronik daya rendah miniatur, dan analitik berbasis cloud telah mengubah perangkat ini menjadi kebutuhan sehari-hari.

Apakah itu pemantau glukosa terus menerus (CGM) yang dapat dikenakan, sensor yang dapat ditelan atau ditanamkan, hub rumah pintar, pelacak aset, atau pemantau lingkungan, setiap produk menuntut faktor bentuk kompak, otonomi yang diperluas, operasi yang andal, dan kegunaan yang mudah.

Tantangan utama bagi perancang adalah untuk mengaktifkan perangkat tepat saat diperlukan—menjaganya dalam tidur dalam sampai penerapan—sehingga baterai terkecil dan paling hemat biaya dapat digunakan tanpa mengorbankan kinerja.

Contohnya, CGM. Ini menempel pada kulit pasien, terus-menerus mencatat kadar glukosa, dan secara nirkabel meneruskan data kepada penganan, klinisi, dan pompa insulin. Unit-unit ini harus kecil, tahan air, mudah dipasang, dan menjaga umur baterai yang layak.

Ada tiga strategi power-on utama, masing-masing dievaluasi terhadap empat kriteria kritis: arus baterai, jejak fisik, perlindungan masuk, dan ramah pengguna.

Gambar 1: Sensor magnet TMR menawarkan konsumsi daya hampir nol dalam paket ultra-miniaturnya, dan kemampuan "power-on" tanpa kontaknya mempromosikan kemudahan penggunaan.

Metode yang paling umum adalah switch elektromekanis. Tombol dorong, slider, dan toggle semua berbagi prinsip yang sama: kontak mekanis atau menutup untuk melengkapi rangkaian atau membuka untuk memutusnya.

Dari segi arus, switch mekanis pada dasarnya nol-daya karena bersifat pasif. Namun, volume besarnya membuatnya tidak cocok untuk jejak kecil yang dituntut oleh perangkat yang dapat dikenakan dan ditanamkan. Demikian pula, mencapai operasi tahan air dengan switch yang dioperasikan secara manual terkenal sulit, dan kebutuhan akan tindakan fisik bertentangan dengan aktivasi "keluar dari kotak" yang diinginkan dari banyak perangkat medis.

Power-on nirkabel adalah opsi kedua. Karena perangkat sudah mengirim data secara nirkabel, link yang sama dapat digunakan untuk membangunkan unit dari aplikasi seluler atau konsol jarak jauh.

Sementara pendekatan ini memberikan perlindungan masuk yang sangat baik dan tidak menambahkan komponen ekstra, ia menderita konsumsi standby yang tinggi: penerima radio harus tetap menyala untuk mendengarkan sinyal bangun, yang merusak umur baterai dalam perangkat daya ultra rendah.

Gambar 2: Perbandingan teknologi

Strategi ketiga menggunakan sensor magnet di dalam perangkat. Medan magnet—biasanya dihasilkan oleh magnet yang disematkan dalam kemasan atau aplikator—memicu urutan power-on.

Karena pemicu adalah tanpa kontak, perlindungan masuk dimaksimalkan, dan pengguna dapat mengaktifkan perangkat dengan cukup menghapus segel pelindung atau menarik aplikator, mengaktifkan operasi keluar dari kotak yang benar. Dalam beberapa desain, perangkat itu sendiri dibagi menjadi dua bagian yang harus dihubungkan saat penerapan, menyederhanakan proses lebih lanjut.

Kesesuaian sensing magnet tergantung pada teknologi sensor. Sensor efek Hall tradisional menawarkan jejak kecil tetapi menarik arus yang signifikan, sedangkan switch reed mengonsumsi hampir nol dengan biaya paket yang lebih besar. Sensor magnetoresistensi penggalian (TMR) modern menggabungkan ukuran minuscule—hingga jejak LGA-4—dengan konsumsi daya hampir nol, memberikan yang terbaik dari kedua dunia.

Saat produsen mendorong solusi tanpa kontak, jarak jauh, dan ultra-kompakt, sensing magnet berbasis TMR muncul sebagai mekanisme power-on yang dipilih untuk wearable, implantable, dan ingestible yang dibantu baterai, memenuhi tuntutan ketat untuk ukuran, otonomi, perlindungan, dan kegunaan.