Max Home IndustryПоначалу это звучит как сумасшедшая идея, но все же кажется возможным создавать полностью беспроводные устройства, поглощая радиочастотную мощность, которая сейчас пронизывает практически любую среду. Встречайте PoWiFi.
Кажется, что эта разработка достаточно очевидна, чтобы изменить правила игры для Popular Science, чтобы включить ее в свой список наград «Лучшее из новинок 2015 года», так что нам действительно стоит обратить на это внимание.
Если вы когда-либо пытались настроить что-либо, от камеры наблюдения Wi-Fi до устройства для мониторинга температуры, вы будете знать разочарование от возможности подключить его к сети по беспроводной сети только для того, чтобы искать источник проводного питания. Конечно, вы можете использовать батарейки или солнечные батареи, но у них есть свои проблемы, такие как разрядка и пребывание внутри и вдали от солнца.
Вамси Талла и его команда из Вашингтонского университета в Сиэтле работают над тем, как разрешить сбор сигналов Wi-Fi для питания устройств — Power Over WiFI или PoWiFi. Их устройство будет генерировать напряжение от 1,8 до 2,4 В, необходимое для питания микроконтроллеров.
Большая проблема, которую необходимо преодолеть, заключается в том, что, когда сеть не передает, мощность, получаемая устройством, может быть меньше, чем необходимо для поддержания напряжения. Проблема усугубляется необходимостью использования микросхемы преобразователя постоянного тока с минимальным рабочим напряжением — в данном случае 300 мВ. В тестах спорадический сигнал WiFi всегда не достигал порогового значения 300 мВ, поэтому полезная мощность не генерировалась.
Решением этой проблемы является вставка случайного «пакета мощности» в передачу. Для отправки UDP-пакетов размером 1500 байт используются три неперекрывающихся канала. Программное обеспечение проверяет, не занят ли канал, чтобы не снижать пропускную способность. Программное обеспечение также может использовать информацию о том, что оно подает, для синхронизации пакетов питания. Например, если устройство представляет собой датчик, записывающий данные только каждую минуту, то пакеты можно запланировать так, чтобы устройство заряжалось только тогда, когда это необходимо. Также обратите внимание, что харвестер собирает энергию по нескольким каналам WiFi.
Были протестированы два типа устройств: одно с аккумулятором для зарядки, а другое просто подает питание. Они опробовали оба датчика температуры, и оба работали хорошо, но устройство на батарейках работало на большем расстоянии от маршрутизатора — 28 футов, а не 20 футов.
Если датчик температуры не звучит достаточно захватывающе, они также попробовали камеру с оттенками серого. В этом случае дело обстоит сложнее. Подачи энергии хватало только для изображения каждые 30 минут или около того — недостаточно для наблюдения. Однако добавьте детектор движения, и это станет полезным. Наконец, команда зарядила Jawbone UP24 с нулевого заряда до 41% за 2,5 часа.
Устройства также были опробованы в шести неизмененных домах, и они обнаружили, что они работают без значительного ухудшения работы сети Wi-Fi и соседних сетей.
Что это нас оставляет?
Очевидно, что для улучшения системы можно сделать больше, но уже было продемонстрировано, что Wi-Fi можно использовать в качестве точки доступа для зарядки маломощных устройств и для непрерывного питания удаленных датчиков. Это открывает доступ к недорогому по-настоящему беспроводному мониторингу и сбору данных. Это может быть именно то, что нужно IoT, чтобы сделать его привлекательным. Например, вы можете добавить измерение температуры в каждую комнату в доме, связанную с отоплением, без необходимости прокладывать новую проводку.