I årevis har forskere kæmpet for at finde nye måder til effektivt at indsamle radiobølger fra miljøet for at drive små enheder. Indtil videre har kilden til disse signaler imidlertid ikke været så udbredt som det trådløse netværk (Wi-Fi). For nylig introducerede et forskerhold fra National University of Singapore (NUS) en ny chip, som de har udviklet til at drive lysdioder og andre små elektroniske enheder / sensorer.
Forskningsleder Prof. Yang Hyunsoo (til venstre) og førsteforfatter Dr. Raghav Sharma
At høste radioenergi i miljøet og derefter konvertere den til at udsende meningsfuld strøm har været en skræmmende udfordring i mange år.
Den gode nyhed er, at forskere fra National University of Singapore og Tohoku University i Japan har udviklet, hvad de kalder en "selvmomentoscillator" (STO).
En relativt ny klasse af små enheder, de har evnen til at generere mikrobølger, men indtil nu har udgangseffekten været ret lav. Baseret på dette kom forskerholdet med en ny løsning til at integrere flere STO'er på en chip for at øge udgangseffekten.
For at opnå dette har forskerholdet imidlertid arbejdet hårdt på at designe og teste optimale layouts for at løse problemer som afstand og lavfrekvent respons. Den endelige demonstrationsplan for levering omfatter otte STO'er, der er forbundet i serie.
Arrayet absorberer de 2,4 GHz radiobølger, der genereres af Wi-Fi-signaler, og konverterer dem til DC-spændingssignaler. Efter at have passeret til kondensatoren, kan den bruges til 1,6V LED.
Efter opladning af kondensatoren i 5 sekunder forbliver LED'en tændt i et minut, selvom den eksterne strømforsyning er afbrudt.
"Vi lever i en verden omgivet af Wi-Fi-signaler, men når vi ikke bruger dem til at få adgang til internettet, er de inaktive og spilder energi," siger studieforfatter professor Yang Hyunsoo.
Den nye forskning er første skridt i et skift, hvor let tilgængelige 2,4 GHz radiobølger bliver en kilde til grøn energi for at reducere batteribehovet på de elektroniske enheder, vi bruger regelmæssigt.
På denne måde kan nogle IoT-enheder drives ved hjælp af radiosignaler. Med populariteten af smarte hjem og smarte byapplikationer kan dette forskningsarbejde anvendes effektivt i systemer som kommunikation, computing og neuromorfisme.
Forskerholdet arbejder nu på at øge antallet af STO'er i arrayet for at forbedre energihøsten og undersøger, hvordan det kan bruges til at drive andre elektroniske enheder og sensorer.
Detaljer om forskningen er blevet offentliggjort i det nylige nummer af tidsskriftet Nature Communications.
Den originale titel er "Elektrisk tilsluttet spin-moment oscillatorer array for 2.4? GHz WiFi-båndtransmission og energihøstning".
