Dus, wat is RF-energieoogst? Dat wordt allemaal kort besproken in het artikel hieronder; echter, Energieoogsttechnologie wint aan populariteit als een faciliterende technologie die het gebruik en de vooruitzichten voor IoT-gebruik verbreedt, levens verrijkt en de sociale veerkracht verbetert.
Wat is RF-energieoogst?
Radiofrequentie-energie-oogsten, of RFEH, is een manier om energie uit het elektromagnetische (EM) veld te halen en het in het elektrische domein te zetten (d.w.z. in spanningen en stromen). Laten we hierna eens kijken wat voor soort energie RF is en of RF-energie hernieuwbaar is.
Welk type energie is RF? Is RF-energie hernieuwbaar?
Elektromagnetische straling bestaat uit golven van elektrische en magnetische energie die zich met de lichtsnelheid door de ruimte voortplanten. Alle verschillende soorten elektromagnetische energie vormen samen het spectrum van elektromagnetische energie. Een type elektromagnetische energie zijn radiogolven en microgolven die door antennes worden uitgezonden. Deze worden radiofrequentie- of RF-energie genoemd, of straling in het algemeen.
De RF-golven van de antenne komen voort uit de beweging van elektrische ladingen in de antenne. Golflengte en frequentie zijn twee dingen die kunnen worden gebruikt om elektromagnetische golven te beschrijven. De golflengte is hoe ver een elektromagnetische golf reist in één volledige cyclus, en de frequentie is hoeveel elektromagnetische golven een bepaald punt passeren in één seconde. Meestal wordt de frequentie van een RF-signaal gegeven in hertz, Hz. Eén megahertz, MHz, is gelijk aan één miljoen keer per seconde.
De beste hernieuwbare energiebron zijn de RF-signalen die gebruikt worden in draadloze communicatiesystemen. Energie komt van trillingen, licht en warmte. Laten we nu eens kijken hoe RF-energieoogst werkt.
Hoe werkt RF-energiewinning?
RF-oogst is het proces waarbij RF-energie wordt gebruikt om een elektronisch apparaat van energie te voorzien. RF-oogst verschilt van andere manieren om energie op te wekken, omdat het energie uit de lucht kan halen.
RF kan worden verzameld van metalen platen door een dipoolantenne (een spoel van draad) aan elke kant te plaatsen. Dit geeft aanleiding tot twee spoelen met tegengestelde ladingen, die op hun beurt een stroom maken. RF-harvestingtechnologie maakt de noodzaak voor stekkers, snoeren en batterijen overbodig als het goed wordt gedaan. Het zou er ook voor kunnen zorgen dat kleine apparaten nooit zonder stroom komen te zitten.
Lees ook: 5 methoden om zonne-energie op te wekken
Wat is RF-energie-oogstcircuitontwerp?
Een antenne, een energieconversiemodule, een matchingnetwerk en een belasting zijn de onderdelen die een typisch RF-EH-circuit vormen. Het rectennasysteem bestond uit een gelijkrichter, een RF-ingangsfilter, een antenne en een impedantie-matchingnetwerk. Dit zou u moeten hebben geholpen het ontwerp van RF-energie-oogstcircuits te begrijpen.
Wat is een RF-energie-oogstende antenne?
De patchantenne, de sleufantenne, de gemodificeerde omgekeerde F-antenne en de diëlektrische resonatorantenne zijn allemaal basisantennestructuren die kunnen worden gebruikt voor het oogsten van RF-energie.
1. Patchantenne
Het dekkingsgebied van een patchantenne is gebogen en bestrijkt, wanneer deze aan de muur is bevestigd, een gebied van 30 tot 180 graden. Dit type antenne is meestal klein en licht genoeg om aan de muur te hangen. Hij is doorgaans gemaakt van wit of zwart plastic, zodat hij niet opvalt. De plastic behuizing beschermt de antenne bovendien tegen beschadiging en maakt de montage eenvoudig.
Zie ook : Voordelen en nadelen van getijdenenergie
2. Sleufantenne
Een sleufantenne is een type antenne met een opening van een bepaalde grootte in een metalen geleider. Deze wordt gevoed door een tweeledige transmissielijn of coaxkabel. Het frequentiebereik voor deze antennes ligt tussen 300 MHz en 30 GHz. Een horizontale sleufantenne geeft een verticaal gepolariseerd signaal door, terwijl een horizontaal gepolariseerd signaal door een verticale sleufantenne gaat.
3. Omgekeerde F-antenne
Een omgekeerde F-antenne is een type antenne dat wordt gebruikt voor draadloze communicatie , voornamelijk op UHF- en microgolffrequenties. Deze bestaat uit een enkele antenne die parallel loopt aan een aardvlak en aan één uiteinde met de aarde is verbonden. De antenne ontvangt zijn vermogen van een punt tussen het geaarde uiteinde en het andere uiteinde. Het ontwerp is op twee manieren beter dan een eenvoudige monopoolantenne: de antenne is korter en kleiner, waardoor deze in de behuizing van een mobiel apparaat past, en de ontwerper kan de impedantie aanpassen aan het voedingscircuit, waardoor de antenne efficiënt vermogen kan uitstralen zonder dat extra aanpassingscomponenten nodig zijn. Hiermee begrijpt u hopelijk wat RF-energieoogstende antennes zijn. Laten we nu ook de componenten van RF-energieoogstmodules bekijken.
Lees ook: Alles over de voordelen van brandstofcellen
Wat zijn RF-energie-oogstmodulecomponenten?
Radiofrequentie is de afkorting van RF. Een RF-zendontvangermodule werkt alleen als onderdeel van een paar, wat betekent dat er zowel een zender als een ontvanger nodig is om gegevens te verzenden en te ontvangen. Omdat een zender alleen informatie kan verzenden en een ontvanger deze alleen kan ontvangen, kunnen gegevens alleen van de ene kant naar de andere worden verzonden. Ze kunnen niet van de ene kant naar de andere worden verzonden. De zendermodule heeft drie pinnen: Vcc, Din en massa. De ontvangermodule heeft vier pinnen: Vcc, Dout, lineaire uitgang en massa.
Encoder- en decodermodules zijn niet nodig om de RF-modules te laten werken. Maak de Din-pin op de zender hoog, en de Dout-pin op de ontvanger zal ook hoog worden. Maar deze methode heeft een groot nadeel. Aan de zenderkant kun je maar één knop hebben, en aan de ontvangerkant kun je maar één uitgang hebben.
Zie ook: Wat zijn groene obligaties en waarom al die ophef?
Wat zijn RF-energieoogsttoepassingen?
Alle radiozendapparatuur kan worden beschouwd als een RF-energiebron. Het frequentiebereik en het bedrijfsvermogen van de zender worden bepaald door de toepassing. Mobiele basisstations, radio-uitzendstations, tv-uitzendingen, satellieten, draadloze LAN-zenders (Wi-Fi) en mobiele apparaten zijn de meest voorkomende radiogolfbronnen. De RF-energieoogsttoepassingen zijn:
- Stroombron zonder batterijen.
- RF-tags voor winkelen.
- Toepassingen voor slimme verlichting.
- ZigBee-technologie wordt gebruikt voor slimme schakelaars voor huisautomatisering.
- Toepassingen voor het Internet of Things.
- Laadt apparaten op
- Slimme sensoren moeten op een bepaalde manier stroom krijgen.
- Eenvoudig te maken en goedkoop.
- Gemakkelijker te implementeren.
Zie ook: 5 methoden om zonne-energie op te wekken
Wat betekent RF-energie-oogstende IC?
De RF Energy Harvesting IC is een ingebouwde Ambient Energy Manager (AEM) die gelijkstroom (DC) kan onttrekken aan een generator, een microturbinegenerator of een andere hoogfrequente RF-ingang, terwijl tegelijkertijd energie wordt opgeslagen in een oplaadbaar element en het systeem wordt voorzien van twee onafhankelijke, gereguleerde spanningen . De RF-oogster is bedoeld om de levensduur van de batterij te verlengen en uiteindelijk het belangrijkste energieopslagelement te elimineren in een breed scala aan draadloze toepassingen, waaronder industriële monitoring, domotica, transport en slimme landbouw.
Met als doel het maximaliseren van de vermogensopbrengst, biedt de IC een effectieve interface tussen een ultra-low power RF rectificerende antenne (rectenna) bron en een micro batterij. Om een nominale voedingsstroom te bereiken, gebruikt de energie-harvester IC stroomarme schakelingen, een niet-overlappende gate drive en een sub-threshold stroombron. Hierna moet u ook nieuwsgierig zijn naar hoe u RF-energie opvangt.
Hoe vang je RF-energie op?
De geschiedenis van RF-energieopwekking in de vrije ruimte gaat terug tot eind jaren vijftig, toen een helikoptersysteem op microgolven werd ontwikkeld. Later werd energieopwekking, of het gebruik van energie, gedefinieerd als een strategie om energie uit de externe omgeving te winnen met behulp van verschillende processen zoals thermo-elektrische conversie, vibratiestimulatie, zonne-energieconversie en drukgradiënten. RF-energie wordt opgevangen door eerst de RF-golven in het gebied te verzamelen met zeer efficiënte antennes met een hoge versterking en deze vervolgens om te zetten in gelijkspanning met behulp van gelijkrichtcircuits. Rectenna's zijn een andere naam voor RF-energieoogsters (gelijkrichtantennes). De belangrijkste componenten van een RF-energieoogstsysteem zijn de antenne en het gelijkrichtcircuit, dat RF-energie of wisselstroom (AC) omzet in gelijkstroom (DC).
Lees ook: Trekken lampen op zonne-energie insecten aan?
Wat blokkeert RF-energie?
Heb je ooit gemerkt dat je geen bereik meer hebt op je autoradio of mobiele telefoon als je een tunnel of ondergrondse parkeergarage inrijdt? Wat blokkeert RF-energie en wat laat deze er gemakkelijk doorheen? Afhankelijk van de dikte en de aard van een materiaal kan het radiogolven blokkeren of verstoren. Aluminiumfolie en andere elektrisch geleidende metalen zoals koper kunnen radiogolven reflecteren en absorberen, waardoor de transmissie ervan wordt belemmerd. Enkele van de beste RF-afschermingsmaterialen zijn nikkelzilver, staal, mu-metaal, voorvertind staal , geleidende stoffen en geleidende elastomeren.
Aanbevolen: Wat zijn dubbelglas zonnepanelen?
