Design of a Low-Cost Wireless Power and Data Communication System for a Small- Scale Vacuum Oven

El secado al vacío es un método eficaz para la conservación de alimentos que mantiene una alta calidad del producto, pero su adopción se ve limitada por el alto costo del equipo comercial y los desafíos de ingeniería asociados con la creación de hornos con cámara de vacío confiables alrededor de componentes con cables. Este estudio presenta el diseño sistemático de un horno de vacío de bajo costo, alimentado de forma inalámbrica, que elimina la necesidad de pasos físicos para cables. Siguiendo la directriz de diseño VDI 2221, se desarrollaron varios conceptos de diseño que fueron evaluados mediante un análisis técnico de valor para seleccionar la solución óptima. El diseño seleccionado presenta un sistema completamente sin contacto, que emplea transferencia de energía inalámbrica inductiva (WPT, por sus siglas en inglés) para alimentar la electrónica interna, y comunicación bidireccional por radiofrecuencia para la transferencia de datos. Un análisis del presupuesto energético mostró que el sistema WPT puede suministrar 22.5 W a los componentes internos, superando ampliamente la demanda máxima estimada de 1.65 W. Además, un análisis de costos de los componentes electrónicos esenciales arrojó un costo total estimado de aproximadamente 158 USD. Los resultados demuestran que el diseño propuesto no solo ofrece un margen de seguridad energética significativo, sino que también es económicamente viable.