FőoldalKonstruktőrPoWiFi: szenzorok energiaellátása WiFi révén
2015. június 17., szerda ::

PoWiFi: szenzorok energiaellátása WiFi révén

Az energy harvest e formájához nem kellenek dedikált, vagy utólag módosított hardverek, egyszerű szoftverfrissítéssel felkészíthetőek rá a hagyományos WiFi routerek

A University of Washington kutatói reményei szerint hamarosan mellőzhetjük majd a szárazelemet az egyszerűbb IoT-eszközökből, elegendő lesz a WiFi hozzáférési pont által kibocsátott rádiófrekvenciás sugárzás energiája.

A megoldás lényege, hogy a 2,4 GHz-es rádiófrekvenciás sugárzást a harvesterek begyűjtik és átalakítják azt feszültséggé. Az engedély nélkül használható frekvenciatartományokban igen szigorú szabályozás érvényes: a jeladó maximális teljesítménye (a kábelen mérve) 1 watt lehet, a veszteséges átvitel miatt pedig ennek az energiának csak töredéke vihető át. Így a WiFi által kisugárzott energiamennyiség csak a kifejezetten alacsony energiaigényű eszközök (például egy digitális hőmérő, amely periodikusan méri és WiFi-n elküldi a hőmérsékleti adatokat, miközben az egész művelethez mindössze 2,77 mikrojoule energiát használ fel) estében hasznosítható. Ennyi energia nagyjából átvihető a WiFi 2,4 GHz-es tartományában, egy új kutatásnak azonban ezt WiFi adatfolyam mellett, boltban kapható hardverekkel is sikerült elérnie.

A PoWiFi (Power over Wi-Fi) egészen egyedi kihívásokkal szembesül. Ugyanis a WiFi eszközök nem folyamatosan sugároznak, hanem szakaszosan, rövid megszakításokkal, hogy engedjenek más eszközöket is szóhoz jutni (airtime fairness koncepciója). Ez a szakaszos sugárzás azonban az harvesterek belső felépítésének nem felel meg. A harvester ugyanis az antenna segítségével begyűjtött energiát pl. egy kondenzátorban tárolja, azonban a szakaszosan sugárzó WiFi-vel nem lehet azt az energiamennyiséget elérni, ami az adattovábbításhoz kell. Ugyanis „adásszünet" idején a begyűjtött feszültség elszivárog a kondenzátorban, így az egység nem tudja elérni a működéshez szükséges töltöttségi szintet.

A kihívás tehát a szakaszos sugárzás folyamatossá tétele úgy, hogy az a WiFi szabvánnyal is kompatibilis maradjon (ezt a kutatók még tovább fokozták azzal, hogy kizárólag bolti alkatrészekkel, szabványos hozzáférési ponttal dolgoztak). A megoldás az energia-sugárzás szétbontása csatornákra. A szabvány ugyanis a szakaszos adást csak az egyes csatornákra külön írja elő, így építhető olyan router, amely három csatornán (ideálisan az 1-es, 6-os és 11-es) csatornán is sugároz. Így megoldható, hogy az adat-réteg a szabvánnyal kompatibilis maradjon, a sugárzás azonban folyamatos legyen – ami a harverster számára kritikus. A kutatók szerint csupán szoftveres módosítással viszonylag könnyen létre hozható olyan router, amely képes 100 százalékot közelítő sugárzásra három antennán kombinálva. Mivel a harverster szempontjából lényegtelen, hogy a sugárzás melyik csatornán történik, ez a megoldás használható.

A kutatók a módosított szoftverrel ellátott routereket a laboratóriumon kívül is kipróbálták: hat otthonban, egészen gyakorlati körülmények között is sikeres tesztről beszélt a csapat, az energiaellátás és az adatfolyam is működőképesnek bizonyult, a teszt-felhasználók nem számoltak be romló felhasználói élményről. A kutatás lényege tehát: megvalósítható dedikált hardverek nélkül olyan WiFi router, amely a felhasznált alkatrészeket tekintve nem, csupán szoftverében különbözik a mezei modellektől. Ezzel a hozzáférési ponttal pedig meghajthatóak az extrém alacsony energiát igénylő pl. okosotthon-eszközök.

Forrás

Tudomány / Alapkutatás

tudomany

CAD/CAM

cad

Járműelektronika

jarmuelektronika

Rendezvények / Kiállítások

Mostanában nincsenek események
Nincs megjeleníthető esemény