Przez lata naukowcy zmagali się ze znalezieniem nowych sposobów na wydajne zbieranie fal radiowych z otoczenia w celu zasilania małych urządzeń. Jednak do tej pory źródło tych sygnałów nie było tak rozpowszechnione jak sieć bezprzewodowa (Wi-Fi). Niedawno zespół badawczy z National University of Singapore (NUS) wprowadził nowy chip, który opracowali do zasilania diod LED i innych małych urządzeń elektronicznych / czujników.
Kierownik badań prof. Yang Hyunsoo (po lewej) i pierwszy autor dr Raghav Sharma
Zbieranie energii radiowej w środowisku, a następnie przekształcanie jej w znaczącą moc wyjściową było trudnym wyzwaniem przez wiele lat.
Dobrą wiadomością jest to, że naukowcy z National University of Singapore i Tohoku University w Japonii opracowali coś, co nazywają "oscylatorem momentu obrotowego" (STO).
Stosunkowo nowa klasa małych urządzeń, mają zdolność generowania mikrofal, ale do tej pory moc wyjściowa była dość niska. Na tej podstawie zespół badawczy opracował nowe rozwiązanie do integracji wielu STO na jednym chipie w celu zwiększenia mocy wyjściowej.
Aby to osiągnąć, zespół badawczy ciężko pracował nad zaprojektowaniem i przetestowaniem optymalnych układów w celu rozwiązania takich problemów, jak odstępy i odpowiedź o niskiej częstotliwości. Ostateczny plan demonstracji dostawy obejmuje osiem STO połączonych szeregowo.
Macierz pochłania fale radiowe 2,4 GHz generowane przez sygnały Wi-Fi i przekształca je w sygnały napięcia stałego. Po przejściu do kondensatora może być używany do diody LED 1.6V.
Po naładowaniu kondensatora przez 5 sekund dioda LED będzie świecić przez minutę, nawet jeśli zewnętrzny zasilacz zostanie odcięty.
"Żyjemy w świecie otoczonym sygnałami Wi-Fi, ale kiedy nie używamy ich do uzyskania dostępu do Internetu, są one nieaktywne, marnując energię" - powiedział autor badania, profesor Yang Hyunsoo.
Nowe badania są pierwszym krokiem w zmianie, w której łatwo dostępne fale radiowe 2,4 GHz staną się źródłem zielonej energii w celu zmniejszenia zapotrzebowania na baterie urządzeń elektronicznych, z których regularnie korzystamy.
W ten sposób niektóre urządzenia IoT mogą być zasilane za pomocą sygnałów radiowych. Wraz z popularnością inteligentnego domu i inteligentnych aplikacji miejskich, ta praca badawcza może być skutecznie stosowana w systemach takich jak komunikacja, informatyka i neuromorfizm.
Zespół badawczy pracuje obecnie nad zwiększeniem liczby STO w macierzy, aby poprawić pozyskiwanie energii i bada, w jaki sposób można ją wykorzystać do zasilania innych urządzeń elektronicznych i czujników.
Szczegóły badań zostały opublikowane w najnowszym numerze czasopisma Nature Communications.
Oryginalny tytuł brzmi "Elektrycznie połączony układ oscylatorów spin-torque dla 2.4? Transmisja pasma WiFi GHz i pozyskiwanie energii".
