Что представляет собой новая технология?
Специалисты ИТМО разработали технологию, которая позволяет осуществлять беспроводную подачу питания для устройств интернета вещей (IoT) и умного дома на расстоянии нескольких метров и даже больше. Это решение абсолютно безопасно как для людей, так и для окружающей среды, сообщается на сайте учебного заведения.
Проблемы проводного подключения и аккумуляторов
Множество устройств IoT и системы умного дома, такие как сигнализация, обычно подключаются к электросети через провода. В то же время датчики движения, температуры или влажности питаются от аккумуляторных батарей, которые требуют регулярной замены. Новая технология беспроводного питания на дальние расстояния призвана решить проблему проводного подключения и частой замены аккумуляторов.
Особенности новой технологии
«Ключевое отличие этой технологии заключается в расстоянии между приемником и передатчиком, которое может составлять от нескольких до десятков и сотен метров в зависимости от конкретного применения. Энергия в этой системе передается с помощью распространяющихся электромагнитных волн», — комментирует ведущий научный сотрудник физического факультета ИТМО Полина Капитанова.
Как работает система беспроводного питания?
Система для беспроводного питания маломощных устройств на дальнем расстоянии включает два компактных блока: один содержит передатчик, другой — приемник. В передатчике генератор формирует радиосигнал, мощность которого увеличивает специальный усилитель. Фильтр предотвращает обратное отражение электромагнитных волн на рабочей частоте от передающей антенны в усилитель и блокирует прохождение сигналов вне рабочего диапазона частот.
Передающая антенна испускает радиоволны, которые направляются к антенне приемника, где они преобразуются в переменный ток. Далее выпрямитель в приемнике трансформирует этот переменный ток в постоянный. Система управления питанием аккумулирует энергию, адаптирует параметры тока и напряжения согласно требованиям подключенного устройства и каждые несколько секунд передает ему заряд.
Безопасность и эффективность
«Передатчик излучает энергию мощностью до 1,5 ватт. Это безопасное значение для человека и окружающей среды согласно нормам СанПиН и международным стандартам, разработанным крупнейшим в мире объединением инженеров электротехники IEEE.» Энергия, передаваемая электромагнитными волнами, распределяется по большой рабочей области, частично рассеиваясь в воздухе, в результате чего до приемника доходит несколько милливатт энергии. Этого достаточно для питания нескольких маломощных устройств (или датчиков) в рабочей области одного передатчика, равной 0,8×1,2 метров, — заключает лаборант физического факультета ИТМО Андрей Кузьмичев.
Будущее технологий умного дома
Ранее в ИТМО также разработали модель умной системы водоснабжения города. Система беспроводного питания для IoT-устройств может стать следующим важным шагом в развитии технологий умного дома и инфраструктуры умных городов.