Ingenieure entwickeln Technologien, um Wi-Fi-Quellen in Batterien für die Elektronik umzuwandeln

Forschungsteam der National University of Singapore und der japanischen Tohoku-Universität

hat eine Technologie entwickelt, die verwendetWinzige intelligente Geräte, sogenannte Drehmomentoszillatoren, sammeln drahtlose Funkfrequenzen und wandeln sie in Energie um, um kleine Elektronikgeräte mit Strom zu versorgen. Im Rahmen ihrer Arbeit führten die Forscher erfolgreich ein Energy-Harvesting-Experiment durch, bei dem sie Wi-Fi-Signale nutzten, um eine LED drahtlos und ohne Verwendung einer Batterie mit Strom zu versorgen.

„Wir sind von WLAN-Signalen umgeben, aber wenn nichtwir verwenden sie, um auf das Internet zuzugreifen, sie sind inaktiv, und das ist eine enorme Ressourcenverschwendung. Wir haben uns entschieden, die verfügbaren 2,4-GHz-Funkwellen in eine grüne Energiequelle umzuwandeln, um den Bedarf an Batterien für die Stromversorgung unserer Elektronik zu reduzieren. Kleine elektrische Geräte und Sensoren können drahtlos mit Hochfrequenzwellen über das Internet der Dinge mit Strom versorgt werden. Mit dem Aufkommen von Smart Homes und Cities könnte unsere Arbeit zu energieeffizienten Anwendungen in Kommunikation, Computer und neuromorphen Systemen führen “, sagte Professor Yang Hyunsoo vom Department of Electrical and Computer Engineering der National University of Singapore.

Drehmomentgeneratoren sind eine Klasse von Geräten, die Mikrowellen erzeugen und in drahtlosen Kommunikationssystemen verwendet werden. Ihre Verwendung ist jedoch aufgrund ihrer geringen Ausgangsleistung schwierig.

Gegenseitige Synchronisation mehrerer Generatorenist ein Weg, dieses Problem zu überwinden. Bestehende Schaltungen, wie beispielsweise eine magnetische Nahbereichskopplung zwischen mehreren Generatoren, haben räumliche Beschränkungen. Andererseits ist die elektrische Fernsynchronisation mit Wirbelgeneratoren auf Frequenzcharakteristiken von nur wenigen hundert MHz beschränkt. Für separate Oszillatoren sind auch dedizierte Stromquellen erforderlich, was die Gesamtimplementierung auf dem Chip verkomplizieren kann.

Um räumliche undNiederfrequenzbegrenzung entwickelte das Forschungsteam ein Array, in dem acht Oszillatoren in Reihe geschaltet waren. Mit diesem Array wurden die elektromagnetischen 2,4-GHz-Radiowellen, die Wi-Fi verwendet, in ein konstantes Spannungssignal umgewandelt, das dann an einen Kondensator geleitet wurde, um eine 1,6-Volt-LED mit Strom zu versorgen. Der Kondensator wurde fünf Sekunden lang aufgeladen und konnte dann die LED nach dem Ausschalten der drahtlosen Stromversorgung eine Minute lang mit Strom versorgen.

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