Então, o que é coleta de energia de RF? Tudo isso é brevemente discutido abaixo no artigo; no entanto, a tecnologia de coleta de energia está ganhando força como uma tecnologia habilitadora que está ampliando o uso e as perspectivas para o uso de IoT, enriquecendo vidas e melhorando a resiliência social.
O que é coleta de energia de RF?
Radiofrequency energy harvesting, ou RFEH, é uma maneira de obter energia do campo eletromagnético (EM) e colocá-la no domínio elétrico (ou seja, em voltagens e correntes). Depois disso, vamos ver que tipo de energia é RF e se a energia RF é renovável.
Que tipo de energia é RF? A energia RF é renovável?
A radiação eletromagnética é composta por ondas de energia elétrica e magnética que se propagam no espaço à velocidade da luz. Todos os diferentes tipos de energia eletromagnética são chamados de espectro eletromagnético. Um tipo de energia eletromagnética são as ondas de rádio e as micro-ondas emitidas por antenas. Elas são chamadas de radiofrequência (RF) ou radiação em geral.
As ondas de RF da antena vêm do movimento de cargas elétricas dentro da antena. Comprimento de onda e frequência são duas coisas que podem ser usadas para descrever ondas eletromagnéticas. O comprimento de onda é o quão longe uma onda eletromagnética viaja em um ciclo completo, e a frequência é quantas ondas eletromagnéticas passam por um certo ponto em um segundo. Na maioria das vezes, a frequência de um sinal de RF é dada em hertz, Hz. Um megahertz, MHz, é igual a um milhão de vezes por segundo.
A melhor fonte de energia renovável seriam os sinais de radiofrequência (RF) usados em sistemas de comunicação sem fio. A energia provém da vibração, da luz e do calor. Em seguida, vamos aprender sobre o funcionamento da captação de energia por RF.
Como funciona a coleta de energia de RF?
A coleta de energia por radiofrequência (RF) é o processo de extrair energia de radiofrequência para um dispositivo eletrônico. Ela se diferencia de outras formas de obtenção de energia por poder captar energia do ar.
RF pode ser coletada de placas de metal colocando uma antena dipolo (uma bobina de fio) em cada lado. Isso dá origem a duas bobinas com cargas opostas, que por sua vez produzem uma corrente. A tecnologia de coleta de RF elimina a necessidade de plugues, cabos e baterias se for feita corretamente. Além disso, pode ajudar a garantir que pequenos dispositivos nunca fiquem sem energia.
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O que é projeto de circuito de coleta de energia de RF?
Uma antena, um módulo de conversão de energia, uma rede de correspondência e uma carga são as partes que compõem um circuito RF-EH típico. O sistema de retena era composto de um retificador, um filtro de entrada RF, uma antena e uma rede de correspondência de impedância. Isso deve ter ajudado você a entender o design do circuito de coleta de energia RF.
O que é antena de coleta de energia RF?
A antena patch, a antena slot, a antena F invertida modificada e a antena ressonadora dielétrica são todas estruturas básicas de antena que podem ser usadas para coleta de energia de RF.
1. Antena Patch
A área de cobertura de uma antena patch é curva e, quando instalada na parede, pode cobrir uma área de 30 a 180 graus de largura. Esse tipo de antena geralmente é pequeno e leve o suficiente para ser pendurado na parede. Normalmente, é feito de plástico branco ou preto para não chamar atenção. Além disso, a caixa de plástico protege o conjunto contra danos e facilita a montagem.
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2. Antena de Slot
Uma antena de fenda é um tipo de antena com uma abertura cortada em um condutor metálico de determinado tamanho. Ela é alimentada por uma linha de transmissão de dois fios ou cabo coaxial. A faixa de frequência para essas antenas é de 300 MHz a 30 GHz. Uma antena de fenda horizontal fornece um sinal polarizado verticalmente. Já um sinal polarizado horizontalmente passa por uma antena de fenda vertical.
3. Antena F Invertida
Uma antena em F invertida é um tipo de antena usada para comunicação sem fio , principalmente em frequências de UHF e micro-ondas. Ela consiste em uma única antena paralela a um plano de terra, conectada ao terra em uma das extremidades. A antena recebe energia de um ponto entre a extremidade aterrada e a outra extremidade. O projeto é superior ao de um monopolo simples em dois aspectos: a antena é mais curta e compacta, podendo ser integrada à carcaça de um dispositivo móvel, e o projetista pode adaptar sua impedância ao circuito de alimentação, permitindo que ela irradie energia de forma eficiente sem a necessidade de componentes adicionais de adaptação. Com isso, você deve ter compreendido as antenas de coleta de energia de radiofrequência. Agora, vamos explorar os componentes dos módulos de coleta de energia de radiofrequência.
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O que são componentes do módulo de coleta de energia de RF?
Radiofrequência é a sigla para RF. Um módulo transceptor de RF só funciona em conjunto com outro, ou seja, precisa tanto de um transmissor quanto de um receptor para enviar e receber dados. Como um transmissor só envia informações e um receptor só as recebe, os dados só podem ir de uma extremidade à outra, e não de uma extremidade à outra. O módulo transmissor possui três pinos: Vcc, Dout e terra. O módulo receptor possui quatro pinos: Vcc, Dout, saída linear e terra.
Os módulos codificador e decodificador não são necessários para que os módulos RF funcionem. Deixe o pino Din no transmissor alto, e o pino Dout no receptor também ficará alto. Mas esse método tem uma grande desvantagem. No lado do remetente, você pode ter apenas um botão, e no lado do receptor, você pode ter apenas uma saída.
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O que são aplicações de coleta de energia de RF?
Qualquer equipamento de transmissão de rádio pode ser considerado uma fonte de coleta de energia de RF. A faixa de frequência e a potência operacional do transmissor são determinadas pela aplicação. Estações base móveis, estações de transmissão de rádio, transmissão de TV, satélites, transmissores de LAN sem fio (Wi-Fi) e dispositivos móveis são as fontes de ondas de rádio mais prevalentes. As aplicações de coleta de energia de RF são:
- Fonte de energia sem baterias.
- Etiquetas RF para compras.
- Aplicações para luzes inteligentes.
- A tecnologia ZigBee é usada para interruptores de automação residencial que são inteligentes.
- Aplicações para a Internet das Coisas.
- Recarrega dispositivos
- Sensores inteligentes precisam de uma maneira de obter energia.
- Simples de fazer e barato.
- Implementação mais fácil.
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O que significa IC de coleta de energia de RF?
O circuito integrado de coleta de energia por radiofrequência (RF) é um gerenciador de energia ambiente (AEM) integrado que pode extrair energia de corrente contínua (CC) de um gerador, um microgerador ou qualquer outra entrada de radiofrequência de alta frequência, armazenando energia em um elemento recarregável e fornecendo ao sistema duas tensões reguladas independentes . O coletor de energia por RF tem como objetivo aumentar a vida útil da bateria e, eventualmente, eliminar o principal elemento de armazenamento de energia em uma ampla gama de aplicações sem fio, incluindo monitoramento industrial, automação residencial, transporte e agricultura inteligente.
Com o propósito de maximizar a coleta de energia, o CI fornece uma interface eficaz entre uma fonte de antena retificadora de RF de ultrabaixa potência (retenna) e uma microbateria. Para atingir uma corrente de alimentação nominal, o CI coletor de energia emprega circuitos com falta de corrente, um acionamento de porta não sobreposto e uma fonte de corrente abaixo do limite. Depois disso, você também deve estar curioso sobre como capturar energia de RF.
Como você captura energia de RF?
A história da coleta de energia de radiofrequência (RF) no espaço livre remonta ao final da década de 1950, quando um sistema de helicóptero movido a micro-ondas foi desenvolvido. Posteriormente, a coleta de energia, ou seja, o consumo de energia, foi definida como uma estratégia para extrair energia do ambiente externo utilizando diversos processos, como conversão termoelétrica, estimulação vibracional, conversão de energia solar e gradientes de pressão. A energia de RF é capturada inicialmente pela coleta das ondas de RF na área com antenas de alta eficiência e alto ganho, e posteriormente convertida em tensão contínua (CC) por meio de circuitos retificadores. Rectennas são outro nome para coletores de energia de RF (antenas retificadoras). Os principais componentes de um sistema de coleta de energia de RF são a antena e o circuito retificador, que converte a energia de RF ou corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC).
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O que bloqueia a energia de RF?
Você já reparou que, ao entrar em um túnel ou estacionamento subterrâneo, perde o sinal do rádio do carro ou do celular? O que bloqueia a energia de radiofrequência e o que permite que ela passe facilmente? Dependendo da espessura e da natureza de um material, ele pode bloquear ou interferir nas ondas de rádio. Folhas de alumínio e outros metais condutores, como o cobre, podem refletir e absorver ondas de rádio, interferindo na sua transmissão. Alguns dos melhores materiais para blindagem de radiofrequência são níquel-prata, aço, mu-metal, aço pré-estanhado , tecidos condutores e elastômeros condutores.
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