Главная » Хабрахабр » Питание электроники от сигнала Wi-Fi

Питание электроники от сигнала Wi-Fi

Для этого применяют ректенны (выпрямляющие антенны), которые преобразуют энергию поля электромагнитной волны в энергию постоянного тока. Инженеры давно научились извлекать энергию из радиосигнала. Простейшим вариантом может быть полуволновый вибратор, между плечами которого устанавливается диод.

Во-первых, это плоская конструкция толщиной всего три атома, она гибкая, в отличие от выпрямителей на кремнии и арсениде галлия. Инженеры Массачусетского технологического института предложили новую конструкцию ректенны из MoS2, которая обладает рядом преимуществ. И главное, что гибкая ректенна питается от электромагнитного излучения с частотой до 10 ГГц и отлично работает в диапазоне Wi-Fi, то есть от 2,4 до 5,9 ГГц. Во-вторых, сульфид молибдена гораздо дешевле. Немного, но достаточно для светодиода или простого чипа.
Передача энергии по СВЧ на большие расстояния — незаменимая технология в некоторых областях. Выдаёт примерно 40 микроватт. Но есть и банальное прикладное применение. Например, учёные рассуждают об использовании её для разгона космического лифта и для передачи вниз энергии, собранной солнечными батареями на орбите. Например, миниатюрные сенсоры и другие устройства Интернета вещей могут годами работать без встроенной батареи или другого физического источника питания, просто получая энергию из радиосигнала.

Уже разработаны ректенны и выпрямители из кремния и галлия с КПД до 50−60%. Устройства Интернета вещей могут извлекать ток из окружающих радиоволн на произвольных частотах, в том числе из сигналов WiFi, Bluetooth, LTE и многих других. У новой ректенны из MoS2 КПД обычно не превышает 30%, но технология всё равно довольно интересная.

Он имитирует свойства перехода металл-полупроводник, применявшегося в ректеннах до сих пор. Как показано на иллюстрации ниже, в устройстве применяется диод Шоттки. Раньше такое было невозможно в гибких выпрямителях. За счёт этого сводится к минимуму паразитная ёмкость и на порядок ускоряется преобразование, то есть выпрямитель может обрабатывать волны на гораздо более высоких частотах: до 10 и даже 12 ГГц.

Гибкую электронику можно использовать в совершенно новых областях: фактически, это невидимая плёнка, в которую оборачивается любой гаджет. Как пишут авторы изобретения, так обычные повседневные предметы «превращаются в умную распределённую сенсорную сеть». Такой плёнкой из электроники можно покрывать стены комнат (как обои), здания, мосты, дороги, что угодно, говорит инженер Томас Паласиос из Центра графеновых приборов и 2D-систем в технологической лаборатории микросистем при МТИ.

Не хватало лишь эффективного двухмерного источника питания. В последние годы разработан ряд важных компонентов такой сети, в том числе транзисторы, сенсоры, устройства памяти. Как уже говорилось, эта ректенна работает на порядок быстрее существующих плоских выпрямителей, поэтому впервые появилась возможность извлекать энергию из сигнала Wi-Fi. Теперь он есть. По мнению учёных, такие универсальные блоки питания хорошо подходят для интеграции с различными электронными системами.

— Гораздо лучше собирать энергию из окружающей среды, чтобы питать эти небольшие лаборатории внутри тела и передавать данные внешним компьютерам». Устройство с беспроводным получением энергии лучше подходит для медицинских имплантов, а также глотаемых сенсоров, которые работают внутри человеческого тела: «В идеале вы не хотите устанавливать батареи в таких системах, потому что если протекает литий, пациент может умереть, — говорит инженер Хесус Грахаль из Мадридского технического университета, один из разработчиков новой ректенны.

Научная статья опубликована 28 января 2019 года в журнале Nature. В настоящее время команда работает над созданием более крупных систем и повышением эффективности ректенны.

Присоединяйтесь сегодня к множеству разработчиков и инноваторов в сфере интернета вещей! Управляйте различными IoT-устройствами на основе PKI с решениями от GlobalSign.

Необходимо больше информации? Мы всегда рады проконсультировать вас по телефону +7 499-678-2210.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Дата-центры на выбор: Лондон, Москва, Цюрих, Санкт-Петербург

Отчасти санкции, отчасти рост технологического бизнеса, отчасти рост дохода этого самого бизнеса сформировали в России условия для развития коммерческих ЦОД. Если раньше можно было горько усмехнуться над SLA, ждать пока встанет интернет-магазин на лежащем сервере, фактически доверять провайдеру «в тёмную», ...

Подборка: 4 полезных сервиса для потенциальных иммигрантов в США, Европу и другие страны

Я решил собрать в одном месте список онлайн-сервисов, которые будут полезны тем, кто всерьез задумался об иммиграции. Тема переезда в Европу, США или другие приятные регионы мира довольно часто поднимается на Хабре. Для статьи я отобрал четыре проекта. На удивление, ...