Рф сакупљање енергије

Много бежичних уређаја ради широм света што људима на много начина чини живот лакшим и удобнијим, али сви ови бежични уређаји требају се поново и поново пунити да би их користили. Али шта ако можемо да користимо исту радио фреквенцију која преноси податке за пуњење уређаја. Ова технологија би смањила или изоставила употребу батерија за напајање кола унутар уређаја. Идеја је да се енергија сакупља из радио фреквенције помоћу антена, уместо да се генерише из кретања или сунчеве енергије. Овај чланак ће детаљно размотрити прикупљање РФ енергије.

Како ради РФ сакупљање енергије?

Доступно је много извора РФ, али важно је прво разумети како претворити РФ у енергију или електричну енергију ? Процес је прилично једноставан, сличан је уобичајеном процесу антене која прима сигнал. Дакле, хајде да разумемо процес конверзије помоћу једноставног дијаграма.

Извор (може бити било који уређај или електронско коло које) преноси РФ сигнале, а апликационо коло, које има уграђени круг за претворбу енергије, прима РФ, што онда узрокује потенцијалну разлику у дужини антене и ствара кретање носачи наелектрисања кроз антену. Носачи наелектрисања се премештају у круг за претварање РФ у једносмерну струју, тј. Пуњење се сада претвара у једносмерну струју помоћу кола који је привремено ускладиштен у кондензатору. Затим се помоћу кола за кондиционирање снаге појачава или претвара у потенцијалну вредност по жељи оптерећења.

Постоји много извора који преносе РФ сигнале попут сателитских станица, радио станица, бежичног интернета. Свака апликација која има везан круг за сакупљање РФ енергије, примила би сигнал и претворила га у електричну енергију.

Процес конверзије започиње када пријемна антена прими сигнал и узрокује потенцијалну разлику у дужини антене, што даље покреће носаче наелектрисања антене. Ови носачи наелектрисања из антене прелазе у коло за усклађивање импедансе повезано преко жица. Мрежа за усклађивање импедансе (ИМН) осигурава да је пренос снаге са антене (РФ извор) на исправљач / мултипликатор напона (оптерећење) максималан. Импеданса у РФ кругу је једнако важна као и отпор у једносмерном кругу за оптималан пренос снаге између извора и оптерећења.

РФ сигнал примљен на антени има синусоидни таласни облик, тј. Представља наизменични сигнал и мора се претворити у једносмерни сигнал. Након проласка кроз ИМН, коло исправљача или множитеља напона исправља и појачава сигнал према потреби апликације. Коло исправљача није полуталасни, пуноталасни или мостни исправљач, већ је склоп мултипликатора напона (специјални исправљач) који исправља сигнал и такође појачава исправљени сигнал на основу захтева апликације.

Електрична енергија претворена из АЦ у ДЦ помоћу мултипликатора напона помера се у коло за управљање напајањем које користи кондензатор или батерију за складиштење електричне енергије и испоручује је оптерећењу (апликацији) кад год је то потребно.

Који су с

Као што је раније поменуто, постоји много уређаја који користе РФ сигнале, што значи да би постојало много извора за пријем РФ сигнала за прикупљање енергије.

РФ извори који се могу користити као извор енергије су:

Радио станице: Старе, али достојне, радио станице редовно емитују РФ сигнале који се могу користити као извор енергије.
ТВ станице: Ово је такође стари, али достојан извор који шаље сигнале 24 сата дневно, седам дана у седмици и сматра се добрим извором енергије.
Мобилни телефони и базне станице: Милијарде мобилних телефона и њихове базне станице емитују РФ сигнале који су као резултат тога добар извор енергије.
Бежичне мреже: Постоји читав низ Ви-Фи рутера и бежичних уређаја који су свуда присутни и они би такође требали бити сматрани добрим извором за прикупљање енергије из РФ.

То су главни уређаји присутни у целом свету који су главни извори РФ који се могу користити за сакупљање енергије, тј. За производњу електричне енергије.

Практичне примене сакупљања радио енергије

Неке од примена Енерги Харвестер-а који користи РФ систем су наведене у наставку:

РФИД картице: РФИД (Радио Фрекуенци Идентифицатион) технологија користи концепт сакупљања енергије који своју „ознаку“ наплаћује примањем РФ сигнала од самог РФИД читача. Апликација се може видети у тржним центрима, метроима, железничким станицама, индустријама, колеџима и многим другим местима.
Истраживање или процена: Компанија Поверцаст лансирала је оцењивачки одбор - „П2110 Евал боард“ који се може користити у истраживачке сврхе или за процену неких нових апликација с обзиром на потребну и примљену снагу и промене које треба извршити након процене.

Поред ових практичних примена, постоје многа поља у којима се технологија сакупљања енергије може користити као у индустријском мониторингу, пољопривреди итд.

Ограничења сакупљања РФ енергије

Уз добре апликације и бројне предности, постоје и неки недостаци који су узроковани постојећим ограничењима у тој ствари.

Дакле, ограничења за систем сакупљања РФ енергије су:

Зависност: Једина зависност РФ система за сакупљање енергије је квалитет примљених РФ сигнала. РФ вредност се може смањити услед атмосферских промена или физичких препрека и може се одупрети преносу РФ сигнала, што резултира малом снагом као излазом.
Ефикасност: Будући да се коло састоји од електронских компонената које временом губе своју функционалност и дају лоше резултате ако се не промене у складу с тим. Као резултат, ово би утицало на ефикасност система у целини и заузврат би обезбедило неправилан излаз.
Сложеност: Пријемник система треба да буде дизајниран на основу његових примена и кола за складиштење енергије, што га чини сложенијим за изградњу.
Фреквенција: Било које коло или уређај који је дизајниран да прима РФ сигнал за сакупљање енергије може бити дизајниран да ради само на једном фреквенцијском опсегу, а не на вишеструким. Дакле, ограничен је само на тај спектар опсега.
Време пуњења: Максимална излазна снага претворбе је у миливатима или микроватима. Дакле, потребно би било потребно време за производњу како би се произвело.

Поред ових ограничења, сакупљање енергије коришћењем радио фреквенција (РФ) има бројне предности услед чега има примену у индустрији аутоматизације, пољопривреди, ИОТ-у, здравству итд.

РФ хардвер за прикупљање енергије доступан на тржишту

Хардвер доступан на тржишту који подржава прикупљање енергије из радио фреквенција су:

Поверцаст П2110Б: Компанија Поверцаст лансирала је П2110Б који се може користити за процену, као и за употребу засновану на апликацијама.

Апликације:
- Бежични сензори без батерије
  - Индустријски надзор
  - Паметна мрежа
  - Одбрана
  - Аутоматизација зграда
  - Нафтни гас
- Пуњење батерије
  - Ћелије новчића
  - Танкослојне ћелије
- Електроника мале снаге

Карактеристике:
- Висока ефикасност конверзије
- Претвара РФ сигнале ниског нивоа омогућавајући апликације великог домета
- Излаз регулираног напона до 5.
- Излазна струја до 50мА
- Индикатор јачине примљеног сигнала
- Широк радни опсег РФ
- Рад до -12 дБм улаза
- Екстерно ресетујуће за микропроцесорску контролу
- Опсег индустријске температуре
- РоХС усклађен

Поверцаст П1110Б: Слично П2110Б, Поверцаст П1110Б има следеће карактеристике и апликације.

Карактеристике:
- Висока ефикасност конверзије,> 70%
- Ниска потрошња енергије
- Излазни напон који се може конфигурисати подржава пуњење Ли-јона и алкалних батерија
- Рад од 0В за подршку пуњењу кондензатора
- Индикатор јачине примљеног сигнала
- Широк опсег рада
- Рад до -5 дБм улазне снаге
- Опсег индустријске температуре
- РоХС усклађено

Апликације:
- Бежични сензори
  - Индустријски надзор
  - Паметна мрежа
  - Структурно надгледање здравља
  - Одбрана
  - Аутоматизација зграда
  - Пољопривреда
  - Нафтни гас
  - Услуге које знају локацију
- Бежични окидач
- Електроника мале снаге.

То су два уређаја за сакупљање енергије заснована на РФ-у доступна на тржишту и развила их је компанија Поверцаст.

Коришћење сакупљања РФ енергије у ИОТ апликацијама

Са растућом популарношћу Интернета ствари (ИоТ) у аутоматизацији електронских уређаја, ИоТ апликације се развијају за домове и индустрију, које би потенцијално могле да остану напајане годинама чекајући окидач. Са способношћу сакупљања енергије, такви уређаји могу буквално да извлаче енергију из ваздуха да би напунили сопствене батерије или сакупили довољно енергије из околине, тако да батерија можда неће захтевати ни један спољни извор напајања. Такви сензори са сопственим напајањем се сада обично називају „ нула снаге“бежични сензори због њихове могућности пружања података о сензорима директно на ИоТ облаку, користећи бежични мрежни пролаз без очигледног извора енергије. Сакупљањем енергије из доступних РФ извора енергије, нова генерација ултра-ниских снага (УЛП) бежичних уређаја, попут ИоТ сензора, може се развити за апликације са малим одржавањем, попут даљинског надзора.

Прикупљање енергије сматра се сличном технологији „пратиоца“ бежичних комуникација, јер може омогућити продужени век трајања батерије за мобилне уређаје и можда рад без батерија за неке електронске уређаје.