Радиоволны от сетей WiFi полностью заполняют пространство внутри помещений. На самом деле, это излучение несёт в себе немалую энергию, которая пропадает зря, впустую нагревая стены и мебель квартиры. Её можно использовать с пользой — для зарядки аккумуляторов и работы миниатюрной электроники.
Например, вот прототипы четырёх гаджетов, которые получали питание от WiFi в рамках сиэтлского эксперимента (о нём ниже).
Камера без батареи (максимальное расстояние от маршрутизатора может быть 5,8 м)
Температурный датчик (макс. расстояние 6 м)
Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов (макс. расстояние 8,5 м)
Зарядное устройство для NiMH-аккумуляторов (макс. расстояние 8,5 м)
В Сиэтле шесть домов приняли участие в эксперименте. Им раздали WiFi-маршрутизаторы и коллекцию электрических гаджетов со сборщиком энергии, который преобразует радиоволны 2,4 ГГц в постоянный ток.
Эксперимент в реальных условиях показал, что в течение 24 часов все розданные устройства питались исключительно энергией от радиоволн WiFi, при этом маршрутизатор продолжал успешно выполнять свою основную функцию, раздавая интернет-трафик на компьютеры и прочие домашние устройства.
Авторы говорят, что ключевой проблемой при передаче энергии по WiFi является неравномерная структура передачи, из-за чего трудно достичь напряжения, которое необходимо для работы мобильных устройств (0,3V).
Поэтому разработчики представили PoWiFi — по их словам, первую в мире реально работающую систему, которая использует существующие коммерчески доступные чипсеты WiFi для сбора энергии и питания. Ключевыми элементами этой системы являются WiFi-передатчик и модуль для сбора энергии.
В частности, Atheros-чипсет WiFi-передатчика модифицировали, чтобы внедрять небольшое количество трафика в пустующие промежутки.
Модуль для сбора энергии сделали так, чтобы он работал одновременно на нескольких каналах WiFi 2,4 ГГц.
Конструкция модуля: согласующая цепь, выпрямитель электрического тока преобразует энергию волн в постоянный ток, а потом напряжение повышается до полезного уровня конвертером DC-DC. Модуль демонстрирует потери на отражение менее чем -10 dB в рабочем диапазоне WiFi 72 МГц.
Исследователям удалось успешно запитать по WiFi видеокамеру Omnivision OV7670 VGA и температурный сенсор, а также зарядить аккумуляторы Li-Ion и NiMH (стандартные пальчиковые батарейки).
Все детали описанной конструкции объясняются в научной работе, там же оценивается эффективность работы системы по результатам эксперимента.
P.S. Интересно, что в одном из дополнительных экспериментов исследователи соорудили конструкцию из двух антенн, своего модуля сборки энергии с выходом на USB.
Такая система позволяет заряжать любые USB-гаджеты с неплохой скоростью. Например, фитнес-браслет Jawbone UP24 они довели до 41% всего за 2,5 часа.
Неплохо бы поставить побольше таких сборщиков энергии в квартире. Или по всему подъезду.
Например, вот прототипы четырёх гаджетов, которые получали питание от WiFi в рамках сиэтлского эксперимента (о нём ниже).
Камера без батареи (максимальное расстояние от маршрутизатора может быть 5,8 м)
Температурный датчик (макс. расстояние 6 м)
Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов (макс. расстояние 8,5 м)
Зарядное устройство для NiMH-аккумуляторов (макс. расстояние 8,5 м)
В Сиэтле шесть домов приняли участие в эксперименте. Им раздали WiFi-маршрутизаторы и коллекцию электрических гаджетов со сборщиком энергии, который преобразует радиоволны 2,4 ГГц в постоянный ток.
Эксперимент в реальных условиях показал, что в течение 24 часов все розданные устройства питались исключительно энергией от радиоволн WiFi, при этом маршрутизатор продолжал успешно выполнять свою основную функцию, раздавая интернет-трафик на компьютеры и прочие домашние устройства.
Авторы говорят, что ключевой проблемой при передаче энергии по WiFi является неравномерная структура передачи, из-за чего трудно достичь напряжения, которое необходимо для работы мобильных устройств (0,3V).
Поэтому разработчики представили PoWiFi — по их словам, первую в мире реально работающую систему, которая использует существующие коммерчески доступные чипсеты WiFi для сбора энергии и питания. Ключевыми элементами этой системы являются WiFi-передатчик и модуль для сбора энергии.
В частности, Atheros-чипсет WiFi-передатчика модифицировали, чтобы внедрять небольшое количество трафика в пустующие промежутки.
Модуль для сбора энергии сделали так, чтобы он работал одновременно на нескольких каналах WiFi 2,4 ГГц.
Конструкция модуля: согласующая цепь, выпрямитель электрического тока преобразует энергию волн в постоянный ток, а потом напряжение повышается до полезного уровня конвертером DC-DC. Модуль демонстрирует потери на отражение менее чем -10 dB в рабочем диапазоне WiFi 72 МГц.
Исследователям удалось успешно запитать по WiFi видеокамеру Omnivision OV7670 VGA и температурный сенсор, а также зарядить аккумуляторы Li-Ion и NiMH (стандартные пальчиковые батарейки).
Все детали описанной конструкции объясняются в научной работе, там же оценивается эффективность работы системы по результатам эксперимента.
P.S. Интересно, что в одном из дополнительных экспериментов исследователи соорудили конструкцию из двух антенн, своего модуля сборки энергии с выходом на USB.
Такая система позволяет заряжать любые USB-гаджеты с неплохой скоростью. Например, фитнес-браслет Jawbone UP24 они довели до 41% всего за 2,5 часа.
Неплохо бы поставить побольше таких сборщиков энергии в квартире. Или по всему подъезду.
