Исследователи из Сингапура разработали метод, использующий осцилляторы крутящего момента, чтобы использовать беспроводные сигналы и преобразовывать их в энергию для питания небольшой электроники. Исследование опубликовано на сайте Национального университета Сингапура.

Исследовательская группа из Национального университета Сингапура и японского Университета Тохоку разработала технологию, которая использует крошечные интеллектуальные устройства, известные как осцилляторы крутящего момента, для сбора и преобразования беспроводных радиочастот в энергию для питания небольшой электроники. В своей работе исследователи успешно провели эксперимент по сбору энергии с помощью сигналов Wi-Fi для беспроводного питания светодиода без использования какой-либо батареи.

«Мы окружены сигналами Wi-Fi, но когда мы не используем их для доступа в интернет, они неактивны, и это огромная трата ресурсов. Мы решили превратить доступные радиоволны 2,4 ГГц в зеленый источник энергии, снижая потребность в батареях для питания электроники. Небольшие электрические гаджеты и датчики могут получать питание по беспроводной сети с помощью радиочастотных волн в рамках Интернета вещей. С появлением умных домов и городов, наша работа может привести к появлению энергоэффективных приложений в коммуникационных, вычислительных и нейроморфных системах », — рассказал профессор Ян Хёнсу из Департамента электротехники и вычислительной техники в Национальном университете Сингапура.

Генераторы крутящего момента — это класс устройств, которые генерируют микроволны и находят применение в системах беспроводной связи. Однако их применение затруднено из-за низкой выходной мощности. Взаимная синхронизация нескольких генераторов является способом преодоления этой проблемы.

Существующие схемы, такие как магнитная связь ближнего действия между несколькими генераторами, имеют пространственные ограничения. С другой стороны, электрическая синхронизация на большие расстояния с использованием вихревых генераторов ограничена частотными характеристиками всего в несколько сотен МГц. Также требуются выделенные источники тока для отдельных генераторов, что может усложнить общую реализацию на кристалле.

Чтобы преодолеть пространственные и низкочастотные ограничения, исследовательская группа разработала массив, в котором восемь генераторов были соединены последовательно. Используя этот массив, электромагнитные радиоволны 2,4 ГГц, которые использует Wi-Fi, были преобразованы в сигнал постоянного напряжения, который затем передавался на конденсатор, чтобы запитывать 1,6-вольтовый светодиод. Конденсатор заряжался в течение пяти секунд, после чего мог запитывать светодиод в течение одной минуты после после отключения беспроводного питания.