Czujniki radiowe pobierające energię z otoczenia

Czujniki radiowe pobierające energię z otoczenia

Inżynierowie z uniwersytetu stanowego w Kansas, Bill Kuhn oraz Xiaohu Zhang, wspólnie z Peregrine Semiconductor, producentem obwodów zintegrowanych, pracują nad budową nadajnika radiowego pobierającego energię z otoczenia (energy harvesting). Mógłby on transmitować istotne informacje, jak choćby te dotyczące naprężeń konstrukcji mostu, bez konieczności wymiany baterii.

„Tego rodzaju technologie radiowe być może już dziś działają w waszych domach, na przykład w czujniku temperatury zewnętrznej, jednakże wymagają one wymiany baterii.” – powiedział Kuhn.

Peregrine Semiconductor poszukuje potencjalnych zastosowań dla nowej technologii. Mogłyby one dotyczyć monitorowania naprężeń, temperatury i ciśnienia mostów oraz innych konstrukcji. Ron Reedy z Peregrine przekonuje, że urealnienie wizji autonomicznych czujników wymaga wysoce zintegrowanych energooszczędnych chipów radiowych. Równocześnie, inżynierowie z K-State pracują nad udoskonaleniem technologii czujników radiowych. Obecnie budują oni prototypową instalację. która pozwoli określić jak daleko może podróżować sygnał emitowany przez czujniki.

Zhang skonstruował prototyp wykorzystując ogniwa słoneczne z niedrogich kalkulatorów. Jest on wyposażony w kondensatory, które przechwytują i magazynują energię pochodzącą ze światła. Twórca podkreśla jednak, że moduły mogą czerpać otoczenia wiele różnych rodzajów energii, jak: elektromechaniczna, mechaniczna, czy termalna.

Prototyp zbudowany przez Zhanga zawiera mikroprocesor, który przechowuje dane zanim te zostaną przetransmitowane za pośrednictwem radia. Wykorzystany moduł radiowy, to ‘Chip Marsjański’, który powstał w ramach realizowanego przez K-State, Cal Tech Jet Propulsion Laboratory i Peregrine Semiconductor projektu dla NASA. Jego współtwórcą był właśnie Kuhn.

Gdy zgromadzone dane są już gotowe do transmisji, moduł radiowy wysyła porcję informacji. W modelu Zhanga dzieje się to co pięć sekund. Kuhn porównuje tę technikę przesyłu informacji do wiadomości tekstowych w telefonach.

Kuhn i Zhang pracuja teraz nad udoskonaleniem systemu radiowego. Badają, które częstotliwości będą najodpowiedniejsze i najmniej podatne na zakłócenia.

Ponieważ czujniki zapisują dane we wbudowanych mikroprocesorach, Kuhn i Zhang pracują też nad komendami, które sterować będą przesyłaniem informacji.

(lk)