Tämä diplomityö luo matemaattisen mallin yhden vapausasteen jousi-massavaimennin periaatteeseen perustuvalle värinäenergiankeräimelle. Malli ennustaa energiankeräimen resonanssitaajuuden ja lähtötehon. Pääpaino työssä on energiankeräimen lähtötehon maksimointi resistiiviseen kuormaan optimoimalla liikkuvan magneetin ja kelan mittoja.

Työssä määritettiin matemaattinen malli magneettijouselle ja sen toiminta vahvistettiin mittauksin. Lisäksi mallista linearisoitu jousivakio magneetin lepotilan ympäristössä mahdollisti tarkan arvion energiankeräimen resonanssitaajuudesta.

Neljää eri algoritmia magneettivuontiheyden laskentaan vertailtiin ja niitä käytettiin kelaan kytkeytyvän magneettivuon ennustamiseen. Kelaan kytkeytyvä magneettivuo vastasi hyvin ennustettua.

Parametrioptimointi paljasti, että liikkuvan magneetin koko vaikuttaa kaikista eniten energiankeräimen lähtötehoon ja vaikka kelan mitoitus on tärkeää, sen vaikutus lopputulokseen on huomattavasti pienempi.

Toinen optimointitulos oli, että kelassa käytetyn johtimen halkaisijalla ei ole vaikutusta lähtötehoon, mutta sitä voidaan käyttää lähtöjännitteen ja lähtöimpedanssin sovittamiseen.

Kahden kelan kokoonpano on merkittävästi parempi kuin yhden kelan kokoonpano, kun käytettävissä oleva tilavuus on pieni, mutta tämä hyöty pienenee käytettävissä olevan koon kasvaessa. Myös kokorajoitteen poistaminen kelalta parantaa lähtötehoa ja tämän vaikutus on kaikista merkittävintä pienillä magneeteilla.