Forscher in Singapur haben eine Methode entwickelt, die Drehmomentoszillatoren verwendet, um drahtlose Signale zu nutzen und sie in Energie umzuwandeln, um kleine elektronische Geräte mit Strom zu versorgen. Forschung veröffentlicht auf der Website der National University of Singapore.
Ein Forschungsteam der National University of Singapore und der Tohoku University in Japan hat eine Technologie entwickelt, die winzige Geräte, die als Drehmomentoszillatoren bekannt sind, verwendet, um drahtlose Funkfrequenzen zu sammeln und in Energie umzuwandeln, um kleine elektronische Geräte mit Strom zu versorgen. In ihrer Arbeit führten die Forscher erfolgreich ein Energy-Harvesting-Experiment mit Wi-Fi-Signalen durch, um eine LED ohne Verwendung einer Batterie drahtlos mit Strom zu versorgen.
„Wir sind von Wi-Fi-Signalen umgeben, aber wenn wir sie nicht für den Zugriff auf das Internet verwenden, sind sie inaktiv, und das ist eine enorme Ressourcenverschwendung. Wir haben uns entschieden, die verfügbaren 2,4-GHz-Funkwellen in eine grüne Energiequelle umzuwandeln und den Bedarf an Batterien für die Leistungselektronik zu reduzieren. Kleine elektrische Geräte und Sensoren können über ein drahtloses Netzwerk mit Hochfrequenzwellen als Teil des Internets der Dinge mit Strom versorgt werden. Mit dem Aufkommen von Smart Homes und Smart Cities kann unsere Arbeit zu energieeffizienten Anwendungen in Kommunikations-, Computer- und neuromorphen Systemen führen", sagte Professor Yang Hyunsoo vom Department of Electrical and Computer Engineering an der National University of Singapore.
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Drehmomentgeneratoren sind eine Klasse von Geräten, die Mikrowellen erzeugen und in drahtlosen Kommunikationssystemen verwendet werden. Ihre Anwendung ist jedoch aufgrund der geringen Ausgangsleistung kompliziert.
Die gegenseitige Synchronisation mehrerer Generatoren ist eine Möglichkeit, dieses Problem zu überwinden. Vorhandene Schemata, wie z. B. magnetische Kopplung mit kurzer Reichweite zwischen mehreren Generatoren, haben Platzbeschränkungen. Andererseits ist die elektrische Synchronisation über große Entfernungen mit Vortex-Generatoren auf Frequenzgänge von nur wenigen hundert MHz beschränkt. Außerdem sind für die einzelnen Generatoren dedizierte Stromquellen erforderlich, was die Gesamtimplementierung auf dem Chip erschweren kann.
Um räumliche und niederfrequente Einschränkungen zu überwinden, entwickelte die Forschungsgruppe ein Array, in dem 8 Generatoren in Reihe geschaltet wurden. Mit diesem Array werden die elektromagnetischen 2,4-GHz-Funkwellen verwendet Wi-Fi, wurden in ein Gleichspannungssignal umgewandelt, das dann einem Kondensator zugeführt wurde, um eine 1,6-V-LED mit Strom zu versorgen. Der Kondensator wurde fünf Sekunden lang aufgeladen, danach konnte er die LED eine Minute lang mit Strom versorgen, nachdem die drahtlose Stromversorgung ausgeschaltet wurde.
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