Czym więc jest zbieranie energii RF? To wszystko zostało krótko omówione poniżej w artykule; jednak technologia zbierania energii zyskuje na popularności jako technologia umożliwiająca, która poszerza zastosowanie i perspektywy wykorzystania IoT, wzbogaca życie i poprawia odporność społeczną.
Czym jest zbieranie energii RF?
Zbieranie energii o częstotliwości radiowej, czyli RFEH, to sposób na uzyskanie energii z pola elektromagnetycznego (EM) i umieszczenie jej w domenie elektrycznej (tj. w napięciach i prądach). Następnie sprawdźmy, jaki rodzaj energii to RF i czy energia RF jest odnawialna.
Jaki typ energii to RF? Czy energia RF jest odnawialna?
Promieniowanie elektromagnetyczne składa się z fale energii elektrycznej i magnetycznej które poruszają się z prędkością światła w przestrzeni. Wszystkie różne rodzaje energii elektromagnetycznej nazywane są widmem energii elektromagnetycznej. Jednym z rodzajów energii elektromagnetycznej są fale radiowe i mikrofale, które wysyłają anteny. Nazywane są one częstotliwością radiową lub energią RF lub promieniowaniem jako całością.
Fale RF anteny pochodzą z ruchu ładunków elektrycznych wewnątrz anteny. Długość fali i częstotliwość to dwie rzeczy, których można użyć do opisu fal elektromagnetycznych. Długość fali to odległość, jaką fala elektromagnetyczna pokonuje w jednym pełnym cyklu, a częstotliwość to liczba fal elektromagnetycznych przechodzących przez pewien punkt w ciągu jednej sekundy. Najczęściej częstotliwość sygnału RF jest podawana w hercach, Hz. Jeden megaherc, MHz, jest równy jednemu milionowi razy na sekundę.
najlepszym odnawialne źródła energii źródło to sygnały RF używane w systemach komunikacji bezprzewodowej. Energia pochodzi z wibracji, światła i ciepła. Następnie dowiedzmy się więcej o działaniu zbierania energii RF.
Jak działa zbieranie energii RF?
Zbieranie sygnałów RF to proces wciąganie energii RF do urządzenia elektronicznego. Zbieranie fal RF różni się od innych metod pozyskiwania energii, ponieważ polega na pobieraniu energii z powietrza.
RF można zebrać z metalowych płyt, umieszczając antenę dipolową (cewkę drutu) po każdej stronie. Daje to początek dwóm cewkom o przeciwnych ładunkach, które z kolei wytwarzają prąd. Technologia zbierania RF eliminuje potrzebę stosowania wtyczek, przewodów i baterii, jeśli jest wykonywana prawidłowo. Może również pomóc upewnić się, że małe urządzenia nigdy nie wyczerpią zasilania.
Przeczytaj także: 5 metod pozyskiwania energii słonecznej
Czym jest projekt obwodu zbierającego energię RF?
Antena, moduł konwersji energii, sieć dopasowująca i obciążenie to części, które składają się na typowy obwód RF-EH. System rectenna składał się z prostownika, filtra wejściowego RF, anteny i sieci dopasowującej impedancję. Powinno to pomóc Ci zrozumieć projekt obwodu zbierającego energię RF.
Czym jest antena zbierająca energię RF?
Antena patch, antena szczelinowa, zmodyfikowana odwrócona antena F i antena rezonatora dielektrycznego to podstawowe struktury antenowe, które można wykorzystać do zbierania energii RF.
1. Antena łatkowa
Obszar zasięgu anteny typu patch wynosi zakrzywiony, a gdy jest zawieszona na ścianie, może pokryć obszar o szerokości od 30 do 180 stopni. Ten rodzaj anteny jest zazwyczaj mały i wystarczająco lekki, aby powiesić ją na ścianie. Zazwyczaj jest wykonana z białego lub czarnego plastiku, aby nie wyróżniała się. Ponadto plastikowa obudowa zapobiega uszkodzeniu zestawu i ułatwia jego montaż.
Zobacz także: Zalety i wady energii pływów morskich
2. Antena szczelinowa
Antena szczelinowa to rodzaj anteny z otwór wycięty w przewodniku metalowym do określonego rozmiaru. Jest zasilany przez dwuprzewodową linię transmisyjną lub kabel koncentryczny. Zakres częstotliwości dla tych anten wynosi od 300 MHz do 30 GHz. Antena szczelinowa pozioma zapewnia sygnał spolaryzowany pionowo. Podczas gdy sygnał spolaryzowany poziomo przechodzi przez antenę szczelinową pionową.
3. Antena odwrócona F
Antena odwrócona typu F to rodzaj anteny używany do komunikacji bezprzewodowej, głównie w częstotliwościach UHF i mikrofalowych. Składa się z pojedynczej anteny, która biegnie równolegle do płaszczyzny uziemienia i jest połączona z ziemią na jednym końcu. Antena pobiera moc z punktu pomiędzy uziemionym końcem a drugim końcem. Konstrukcja jest lepsza od prostego monopolu z dwóch powodów: antena jest krótsza i mniejsza, więc może zmieścić się w obudowie urządzenia mobilnego, a projektant może dopasować jej impedancję do obwodu zasilającego, więc może ona wydajnie emitować moc bez potrzeby dodatkowych dopasowanych części. Dzięki temu powinieneś zrozumieć anteny zbierające energię RF. Teraz przyjrzyjmy się również komponentom modułu zbierającego energię RF.
Przeczytaj także: Wszystko o zaletach ogniw paliwowych
Czym są komponenty modułu zbierającego energię RF?
Częstotliwość radiowa to skrót od RF. Moduł transceivera RF może działać tylko jako część pary, co oznacza, że potrzebuje zarówno nadajnika, jak i odbiornika, aby wysyłać i odbierać dane. Ponieważ nadajnik może tylko wysyłać informacje, a odbiornik może je tylko odbierać, dane mogą być przesyłane tylko z jednego końca na drugi. Nie mogą być przesyłane z jednego końca na drugi. Na module nadajnika znajdują się trzy piny: Vcc, Din i masa. Moduł odbiornika ma cztery piny: Vcc, Dout, Linear out i Ground.
Moduły enkodera i dekodera nie są konieczne do działania modułów RF. Ustaw pin Din w nadajniku w stanie wysokim, a pin Dout w odbiorniku również w stanie wysokim. Jednak ta metoda ma ogromną wadę. Po stronie nadawcy możesz mieć tylko jeden przycisk, a po stronie odbiornika możesz mieć tylko jedno wyjście.
Zobacz także: Czym są zielone obligacje i dlaczego jest wokół nich tyle zamieszania?
Jakie są zastosowania zbierania energii RF?
Każdy sprzęt radiowy może być uważany za źródło pozyskiwania energii RF. Zakres częstotliwości i moc robocza nadajnika są określane przez zastosowanie. Mobilne stacje bazowe, stacje radiowe, nadawanie telewizyjne, satelity, nadajniki bezprzewodowej sieci LAN (Wi-Fi) i urządzenia mobilne są najbardziej rozpowszechnionymi źródłami fal radiowych. Zastosowania pozyskiwania energii RF to:
- Źródło zasilania bez baterii.
- Tagi RF do zakupów.
- Zastosowania inteligentnego oświetlenia.
- Technologia ZigBee jest wykorzystywana w inteligentnych przełącznikach automatyki domowej.
- Zastosowania Internetu Rzeczy.
- Ładuje urządzenia
- Inteligentne czujniki potrzebują sposobu na zasilanie.
- Łatwe do wykonania i niedrogie.
- Łatwiejsza implementacja.
Zobacz także: 5 metod pozyskiwania energii słonecznej
Co oznacza układ scalony zbierający energię RF?
Układ scalony zbierający energię RF to wbudowany Menedżer ds. energii otoczenia (AEM) który może wydobywać prąd stały (DC) z generatora, mikroturbina generatora lub dowolnego innego wejścia RF o wysokiej częstotliwości, a także magazynowania energii w elemencie nadającym się do ładowania i zasilania systemu dwoma niezależnymi, regulowanymi napięcia. Urządzenie RF harvester ma na celu wydłużenie żywotności baterii i ostateczne wyeliminowanie głównego elementu magazynowania energii w szerokim zakresie zastosowań bezprzewodowych, w tym monitoringu przemysłowego, automatyki domowej, transportu i inteligentnego rolnictwa.
W celu maksymalizacji pozyskiwania mocy układ scalony IC zapewnia efektywny interfejs między źródłem anteny prostowniczej RF o bardzo niskiej mocy (rectenna) a mikro baterią. Aby uzyskać nominalny prąd zasilania, układ scalony Energy Harvester wykorzystuje obwody pozbawione prądu, sterowanie bramką bez nakładania się i źródło prądu podprogowego. Po tym musisz również być ciekawy, w jaki sposób przechwytujesz energię RF.
Jak przechwytywać energię RF?
Historia pozyskiwania energii RF w wolnej przestrzeni sięga końca lat 1950. XX wieku, kiedy opracowano system śmigłowca zasilanego mikrofalami. Później zbieranie energii lub jej konsumowanie zdefiniowano jako strategię pozyskiwania energii ze środowiska zewnętrznego, wykorzystującą różne procesy, takie jak konwersja termoelektryczna, stymulacja wibracyjna, konwersja energii słonecznej i gradienty ciśnienia. Energia RF jest najpierw wychwytywana przez zbieranie fal RF w tym obszarze z wysoce wydajnymi i wysokowzmocnionymi antenami, a następnie zamieniając je na napięcie stałe za pomocą obwodów prostowniczych. Rectennas to inna nazwa zbieraczy energii RF (anteny prostownicze). Głównymi składnikami systemu zbierania energii RF są antena i obwód prostowniczy, który zamienia moc RF lub prąd przemienny (AC) na prąd stały (DC).
Przeczytaj także: Czy lampy słoneczne przyciągają robaki?
Co blokuje energię RF?
Czy zauważyłeś kiedyś, że kiedy wjeżdżasz do tunelu lub podziemnego garażu, tracisz zasięg radia samochodowego lub telefonu komórkowego? Co blokuje energię RF, a co pozwala jej łatwo się przemieszczać? W zależności od grubości i rodzaju materiału może on blokować lub zakłócać fale radiowe. Folia aluminiowa i inne przewodzące prąd metale, takie jak miedź, mogą odbijać i pochłaniać fale radiowe, zakłócając ich transmisję. Niektóre najlepsze materiały ekranujące RF to Nikiel-srebro, stal, mu-metal, stal wstępnie cynowana, tkaniny przewodzące i elastomery przewodzące.
