AkbInfo.ru
информационный сайт об аккумуляторах
Вконтакте Facebook Twitter Канал Youtube
Сервис подбора стартерных аккумуляторов по марке автомобиля

Newsmaker
1 июня 2021, Вторник в 18:45:57
0
комментариев

Исследователям удалось обеспечить питание небольшой электроники за счёт аккумулирования радиосигналов

С наступлением цифровой эры вокруг человека многократно выросло количество оборудования, которое отправляет различные радиосигналы. В том числе, нас окружает масса источников Wi-Fi  для беспроводной передачи информации. Повсеместно используется радиочастота 2,4 ГГц, на которой работает Wi-Fi. Устройство создаёт много избыточных сигналов, которым ученые недавно нашли применение.

Исследования проводились под руководством профессора Ян Хёнсу (слева). Доктор Рагхав Шарма (справа) стал автором статьи. Он держит в руках микросхему, в которую встроено около 50 осцилляторов крутящего момента.

Фото: nus.edu.sg



Исследовательская группа из Национального университета Сингапура (NUS) и японского университета Тохоку (TU) разработала технологию, которая использует небольшие интеллектуальные устройства для сбора беспроводных радиочастот и преобразования их в энергию для питания небольшой электроники. Эти устройства называются осцилляторы крутящего момента (STO). В результате проведенного эксперимента ученые смогли успешно собрать энергию сигналов из диапазона Wi-Fi и обеспечить питание светодиода (LED).

Руководителем проекта выступил профессор Ян Хёнсу (Yang Hyunsoo) из департамента электроники и вычислительной техники NUS. По результатам исследования он сказал, что нас окружает масса сигналов Wi-Fi. В то время, когда они не используются для доступа в интернет, энергия теряется понапрасну. Поэтому группа решила найти способ питания небольших гаджетов и датчиков от радиочастот беспроводных сетей. По мере развития умных домов и городов появятся энергоэффективные приложения, которые будут работать над использованием этой энергии в вычислительных, коммуникационных и нейроморфных системах.

Исследования проводились при сотрудничестве с группой профессора Го Юн Синя (Guo Yong Xin) , который также работает на кафедре электроники и вычислительной техники NUS. Участие принимали члены команды профессора Шунсуке Фуками (Shunsuke Fukami) из TU. Результаты своих исследований они опубликовали в Nature Communications.

Осцилляторы крутящего момента представляют собой класс новых устройств, генерирующих микроволны. Они уже применяются в системах беспроводной связи. Но их использование сейчас затруднено из-за того, что они имеют низкую выходной мощность и большую ширину волны. Для преодоления этой проблемы специалистами предлагается взаимная синхронизация нескольких STO. Здесь также существуют свои особенности и ограничения. Например, магнитная связь ближнего действия между несколькими осцилляторами.


Электрическая синхронизация на большое расстояние с использованием вихревых генераторов ограничивается частотами в несколько сотен мегагерц. Помимо этого, требуются выделенные источники тока для отдельных осцилляторов. Это усложняет общую реализацию. Чтобы преодолеть эти ограничения, группа исследователей предложила систему, в которой последовательно соединены восемь STO.

С помощью этой системы электромагнитные радиоволны частотой 2,4 МГц они смогли преобразовать в сигнал постоянного напряжения. И его передавали на конденсатор. Так обеспечивалось питание светодиода с напряжением 1,6 вольта. Заряд конденсатора происходил в течение 5 секунд. Питание светодиода обеспечивалось в течение одной минуты после отключения беспроводной связи.

По результатам исследования специалисты подчеркнули важность электрической топологии при проектировании систем из осцилляторов. При проведении работы они сравнили последовательную схему с параллельной. Оказалось, что последняя более выгодна для беспроводной передачи, поскольку имеет лучшую стабильность во времени, более подходящие характеристики спектрального шума и контроля рассогласования импеданса. В то же время, последовательное соединение имеет преимущество при сборе энергии радиочастот за счёт аддитивного эффекта диодного напряжения от STO.

Комментируя результаты, исследователи также отметили, что кроме создания массива из осцилляторов группа продемонстрировала контроль над их синхронизацией. Они использовали блокировку инъекций со стороны внешних источников радиочастот. Этот момент важен для будущих приложений синхронизации STO.

В будущем исследовательская группа собирается усовершенствовать систему и увеличить способность по сбору энергии из радиочастот. Для этого, в частности, они собираются увеличить массив из STO. В планах также исследование питания датчиков и электронных устройств. Помимо этого, учёные надеются наладить сотрудничество с отраслевыми партнерами для изучения встроенных осцилляторов для автономных интеллектуальных систем. Это позволит им открыть новые возможности для беспроводной зарядки и развития систем обнаружения беспроводных сигналов.

Оцените статью!
ОтвратительноПлохоТак себеХорошоЗамечательно (голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
Присоединяйтесь к нам в социальных сетях!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *




Вы находитесь: Главная Новости Питание малогабаритной электроники за счёт собираемых радиочастот
Подписка
Введите Ваш email
 
Поставьте эту галочку, если хотите отписаться от рассылки.
Внимание! Отправляя email для подписки, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Рассылка приходит раз в месяц и содержит последние материалы на сайте, которые могут быть вам интересны. Если Вы хотите отписаться от рассылки, то ведите email и поставьте галочку при отправке формы.
© 2015 - 2021 Информационный сайт об аккумуляторах Akbinfo.ru
Копирование материалов разрешено только при установке активной ссылки на наш сайт!!!