आरएफ ऊर्जा संचयन क्या है?

तो, आरएफ ऊर्जा संचयन क्या है? इस पर लेख में नीचे संक्षेप में चर्चा की गई है; हालाँकि, ऊर्जा संचयन तकनीक एक सक्षम तकनीक के रूप में लोकप्रिय हो रही है जो IoT के उपयोग और संभावनाओं को व्यापक बना रही है, जीवन को समृद्ध बना रही है और सामाजिक लचीलापन में सुधार कर रही है।

आरएफ ऊर्जा संचयन क्या है?

रेडियोफ्रीक्वेंसी एनर्जी हार्वेस्टिंग, या RFEH, विद्युत चुम्बकीय (EM) क्षेत्र से ऊर्जा प्राप्त करने और इसे विद्युत डोमेन (यानी, वोल्टेज और धाराओं में) में डालने का एक तरीका है। इसके बाद, आइए देखें कि RF किस प्रकार की ऊर्जा है और क्या RF ऊर्जा नवीकरणीय है।

आरएफ किस प्रकार की ऊर्जा है? क्या आरएफ ऊर्जा नवीकरणीय है?

विद्युतचुंबकीय विकिरण विद्युत और चुंबकीय ऊर्जा की तरंगों से मिलकर बना होता है जो अंतरिक्ष में प्रकाश की गति से चलती हैं। विद्युतचुंबकीय ऊर्जा के सभी विभिन्न प्रकारों को विद्युतचुंबकीय ऊर्जा का स्पेक्ट्रम कहा जाता है। विद्युतचुंबकीय ऊर्जा का एक प्रकार रेडियो तरंगें और माइक्रोवेव हैं जो एंटेना द्वारा उत्सर्जित होती हैं। इन्हें रेडियोफ्रीक्वेंसी या आरएफ ऊर्जा या समग्र रूप से विकिरण कहा जाता है।

एंटीना की RF तरंगें एंटीना के अंदर विद्युत आवेशों की गति से आती हैं। तरंगदैर्घ्य और आवृत्ति दो चीजें हैं जिनका उपयोग विद्युत चुम्बकीय तरंगों का वर्णन करने के लिए किया जा सकता है। तरंगदैर्घ्य वह है जो एक पूर्ण चक्र में विद्युत चुम्बकीय तरंग कितनी दूरी तय करती है, और आवृत्ति वह है कि एक सेकंड में कितनी विद्युत चुम्बकीय तरंगें एक निश्चित बिंदु से गुजरती हैं। अधिकांश समय, RF सिग्नल की आवृत्ति हर्ट्ज़, Hz में दी जाती है। एक मेगाहर्ट्ज़, MHz, प्रति सेकंड एक मिलियन बार के बराबर होता है।

वायरलेस संचार प्रणालियों में उपयोग होने वाले आरएफ सिग्नल नवीकरणीय ऊर्जा का सर्वोत्तम स्रोत हैं। ऊर्जा कंपन, प्रकाश और ऊष्मा से प्राप्त होती है। इसके बाद, आइए आरएफ ऊर्जा संचयन की कार्यप्रणाली के बारे में जानें।

आरएफ ऊर्जा संचयन कैसे काम करता है?

आरएफ ऊर्जा संचयन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा आरएफ ऊर्जा को इलेक्ट्रॉनिक उपकरण में समाहित किया जाता है। आरएफ ऊर्जा संचयन बिजली प्राप्त करने के अन्य तरीकों से भिन्न है क्योंकि यह हवा से ऊर्जा प्राप्त कर सकता है।

धातु की प्लेटों से RF को इकट्ठा किया जा सकता है, इसके लिए प्रत्येक तरफ एक द्विध्रुवीय एंटीना (तार की एक कुंडली) लगाया जाता है। इससे विपरीत आवेश वाली दो कुंडलियाँ बनती हैं, जो बदले में एक धारा बनाती हैं। RF हार्वेस्टिंग तकनीक अगर सही तरीके से की जाए तो प्लग, कॉर्ड और बैटरी की ज़रूरत को खत्म कर देती है। साथ ही, यह सुनिश्चित करने में मदद कर सकती है कि छोटे उपकरणों में कभी भी बिजली की कमी न हो।

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आरएफ ऊर्जा संचयन सर्किट डिजाइन क्या है?

एक एंटीना, एक ऊर्जा रूपांतरण मॉड्यूल, एक मिलान नेटवर्क और एक लोड ऐसे भाग हैं जो एक विशिष्ट RF-EH सर्किट बनाते हैं। रेक्टेना सिस्टम एक रेक्टिफायर, एक RF इनपुट फ़िल्टर, एक एंटीना और एक प्रतिबाधा-मिलान नेटवर्क से बना था। इससे आपको RF ऊर्जा संचयन सर्किट डिज़ाइन को समझने में मदद मिली होगी।

आरएफ ऊर्जा संचयन एंटीना क्या है?

पैच एंटीना, स्लॉट एंटीना, संशोधित उल्टा एफ एंटीना, और डाइइलेक्ट्रिक रेज़ोनेटर एंटीना सभी बुनियादी एंटीना संरचनाएं हैं जिनका उपयोग आरएफ ऊर्जा संचयन के लिए किया जा सकता है।

1. पैच एंटीना

पैच एंटीना का कवरेज क्षेत्र घुमावदार होता है , और दीवार पर लगाने पर यह 30 से 180 डिग्री तक के क्षेत्र को कवर कर सकता है। इस प्रकार का एंटीना आमतौर पर छोटा और हल्का होता है, जिससे इसे दीवार पर टांगना आसान होता है। यह आमतौर पर सफेद या काले प्लास्टिक से बना होता है ताकि यह आसानी से दिखाई न दे। साथ ही, प्लास्टिक का आवरण असेंबली को नुकसान से बचाता है और इसे जोड़ना आसान बनाता है।

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2. स्लॉट एंटीना

स्लॉट एंटीना एक प्रकार का एंटीना होता है जिसमें धातु के चालक में एक निश्चित आकार का छेद कटा होता है। यह दो-तार वाली ट्रांसमिशन लाइन या समाक्षीय केबल द्वारा संचालित होता है। इन एंटीना की आवृत्ति सीमा 300 मेगाहर्ट्ज से 30 गीगाहर्ट्ज तक होती है। क्षैतिज स्लॉट एंटीना ऊर्ध्वाधर ध्रुवीकृत सिग्नल प्रदान करता है, जबकि क्षैतिज ध्रुवीकृत सिग्नल ऊर्ध्वाधर स्लॉट एंटीना से होकर गुजरता है।

3. उल्टा एफ एंटीना

इनवर्टेड-एफ एंटीना एक प्रकार का एंटीना है जिसका उपयोग वायरलेस संचार के लिए किया जाता है , मुख्यतः यूएचएफ और माइक्रोवेव आवृत्तियों पर। यह एक एकल एंटीना से बना होता है जो ग्राउंड प्लेन के समानांतर चलता है और एक सिरे पर ग्राउंड से जुड़ा होता है। एंटीना को ग्राउंडेड सिरे और दूसरे सिरे के बीच स्थित एक बिंदु से शक्ति प्राप्त होती है। यह डिज़ाइन साधारण मोनोपोल एंटीना से दो मायनों में बेहतर है: एंटीना छोटा और कॉम्पैक्ट होता है, इसलिए यह मोबाइल डिवाइस के केस के अंदर आसानी से फिट हो जाता है, और डिज़ाइनर इसकी प्रतिबाधा को फीड सर्किट से मिला सकता है, जिससे यह अतिरिक्त मिलान भागों की आवश्यकता के बिना कुशलतापूर्वक शक्ति विकीर्ण कर सकता है। अब, आइए आरएफ ऊर्जा संचयन एंटीना को भी समझें।

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आरएफ ऊर्जा संचयन मॉड्यूल घटक क्या हैं?

RF का मतलब रेडियो फ्रीक्वेंसी है। एक RF ट्रांससीवर मॉड्यूल केवल एक जोड़ी के रूप में काम कर सकता है, यानी डेटा भेजने और प्राप्त करने के लिए इसे एक ट्रांसमीटर और एक रिसीवर दोनों की आवश्यकता होती है। चूंकि ट्रांसमीटर केवल जानकारी भेज सकता है और रिसीवर केवल उसे प्राप्त कर सकता है, इसलिए डेटा केवल एक छोर से दूसरे छोर तक ही जा सकता है। यह सीधे एक छोर से दूसरे छोर तक नहीं जा सकता। ट्रांसमीटर मॉड्यूल पर तीन पिन होते हैं: Vcc, Din और ग्राउंड। रिसीवर मॉड्यूल पर चार पिन होते हैं: Vcc, Dout, Linear out और ग्राउंड।

आरएफ मॉड्यूल के काम करने के लिए एनकोडर और डिकोडर मॉड्यूल आवश्यक नहीं हैं। ट्रांसमीटर पर डिन पिन को ऊंचा करें, और रिसीवर पर Dout पिन भी ऊंचा हो जाएगा। लेकिन इस विधि में एक बहुत बड़ी खामी है। प्रेषक की तरफ, आपके पास केवल एक बटन हो सकता है, और रिसीवर की तरफ, आपके पास केवल एक आउटपुट हो सकता है।

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आरएफ ऊर्जा संचयन अनुप्रयोग क्या हैं?

किसी भी रेडियो संचारण उपकरण को RF ऊर्जा संचयन स्रोत माना जा सकता है। ट्रांसमीटर की आवृत्ति रेंज और संचालन शक्ति अनुप्रयोग द्वारा निर्धारित की जाती है। मोबाइल बेस स्टेशन, रेडियो प्रसारण स्टेशन, टीवी प्रसारण, उपग्रह, वायरलेस LAN ट्रांसमीटर (वाई-फाई), और मोबाइल डिवाइस सबसे प्रचलित रेडियो तरंग स्रोत हैं। RF ऊर्जा संचयन अनुप्रयोग हैं:

• बैटरी रहित विद्युत स्रोत.
• खरीदारी के लिए आरएफ टैग.
• स्मार्ट लाइट के लिए अनुप्रयोग.
• ज़िगबी प्रौद्योगिकी का उपयोग स्मार्ट होम ऑटोमेशन स्विच के लिए किया जाता है।
• इंटरनेट ऑफ थिंग्स के लिए अनुप्रयोग.
• डिवाइस को रिचार्ज करता है
• स्मार्ट सेंसरों को बिजली प्राप्त करने का कोई रास्ता चाहिए।
• बनाने में सरल और सस्ता।
• आसान कार्यान्वयन.

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आरएफ ऊर्जा संचयन आईसी का क्या अर्थ है?

आरएफ एनर्जी हार्वेस्टिंग आईसी एक अंतर्निर्मित एम्बिएंट एनर्जी मैनेजर (एईएम) है जो जनरेटर, माइक्रोटर्बाइन जनरेटर या किसी अन्य उच्च-आवृत्ति आरएफ इनपुट से डायरेक्ट करंट (डीसी) पावर निकाल सकता है, साथ ही रिचार्जेबल एलिमेंट में ऊर्जा संग्रहित कर सिस्टम को दो स्वतंत्र विनियमित वोल्टेज प्रदान कर सकता है। आरएफ हार्वेस्टर का उद्देश्य बैटरी लाइफ को बढ़ाना और अंततः औद्योगिक निगरानी, ​​होम ऑटोमेशन, परिवहन और स्मार्ट कृषि सहित विभिन्न प्रकार के वायरलेस अनुप्रयोगों में मुख्य ऊर्जा भंडारण तत्व को समाप्त करना है।

पावर हार्वेस्टिंग को अधिकतम करने के उद्देश्य से, IC एक अल्ट्रा-लो पावर RF रेक्टीफाइंग एंटीना (रेक्टेना) स्रोत और एक माइक्रो बैटरी के बीच एक प्रभावी इंटरफ़ेस प्रदान करता है। नाममात्र आपूर्ति करंट प्राप्त करने के लिए, ऊर्जा हार्वेस्टर IC करंट-स्टारव्ड सर्किटरी, एक नॉन-ओवरलैपिंग गेट ड्राइव और एक सब-थ्रेशोल्ड करंट सोर्स का उपयोग करता है। इसके बाद, आपको यह भी जानने की उत्सुकता होनी चाहिए कि आप RF ऊर्जा को कैसे कैप्चर करते हैं।

आप आरएफ ऊर्जा कैसे कैप्चर करते हैं?

मुक्त अंतरिक्ष में आरएफ ऊर्जा संचयन का इतिहास 1950 के दशक के उत्तरार्ध से शुरू होता है, जब माइक्रोवेव-संचालित हेलीकॉप्टर प्रणाली विकसित की गई थी। बाद में, ऊर्जा संचयन या ऊर्जा का उपभोग बाहरी वातावरण से ऊर्जा प्राप्त करने की एक रणनीति के रूप में परिभाषित किया गया, जिसमें थर्मोइलेक्ट्रिक रूपांतरण, कंपन उत्तेजना, सौर ऊर्जा रूपांतरण और दबाव प्रवणता जैसी विभिन्न प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। आरएफ ऊर्जा को पहले अत्यधिक कुशल और उच्च-लाभ वाले एंटेना द्वारा क्षेत्र में आरएफ तरंगों को एकत्रित करके और फिर उन्हें रेक्टिफायर सर्किट द्वारा डीसी वोल्टेज में परिवर्तित करके प्राप्त किया जाता है। रेक्टेना, आरएफ ऊर्जा संचयक (रेक्टिफाइंग एंटेना) का दूसरा नाम है। एक आरएफ ऊर्जा संचयन प्रणाली के मुख्य घटक एंटेना और रेक्टिफायर सर्किट हैं, जो आरएफ ऊर्जा या प्रत्यावर्ती धारा (एसी) को प्रत्यक्ष धारा (डीसी) में परिवर्तित करता है।

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आरएफ ऊर्जा को कौन रोकता है?

क्या आपने कभी गौर किया है कि जब आप किसी सुरंग या भूमिगत पार्किंग में गाड़ी चलाते हैं, तो आपकी कार के रेडियो या मोबाइल फोन का सिग्नल चला जाता है? कौन सी चीज़ें रेडियो तरंगों को रोकती हैं और कौन सी चीज़ें उन्हें आसानी से गुजरने देती हैं? किसी पदार्थ की मोटाई और प्रकृति के आधार पर, वह रेडियो तरंगों को रोक सकता है या उनमें बाधा डाल सकता है। एल्युमीनियम फॉयल और तांबे जैसी अन्य विद्युत-चालक धातुएँ रेडियो तरंगों को परावर्तित और अवशोषित कर सकती हैं, जिससे उनका संचरण बाधित होता है। कुछ बेहतरीन रेडियो तरंग रोधक पदार्थ निकल सिल्वर, स्टील, म्यू-मेटल, प्री-टिन प्लेटेड स्टील , चालक कपड़े और चालक इलास्टोमर हैं।

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