Итак, что такое сбор радиочастотной энергии? Все это кратко обсуждается ниже в статье; однако технология сбора энергии набирает обороты как эффективная технология, расширяющая использование и перспективы использования Интернета вещей, обогащающая жизнь и повышающая социальную устойчивость.
Что такое сбор радиочастотной энергии?
Сбор радиочастотной энергии (RFEH) — это способ получения энергии из электромагнитного (ЭМ) поля и перевода ее в электрическую область (т. е. в напряжения и токи). После этого давайте посмотрим, какой тип энергии представляет собой RF и возобновляема ли энергия RF.
Что такое RF-энергия? Является ли RF-энергия возобновляемой?
Электромагнитное излучение состоит из волн электрической и магнитной энергии , распространяющихся в пространстве со скоростью света. Все различные виды электромагнитной энергии называются спектром электромагнитной энергии. Одним из видов электромагнитной энергии являются радиоволны и микроволны, излучаемые антеннами. Они называются радиочастотной энергией, или радиочастотным излучением, или излучением в целом.
Радиочастотные волны антенны возникают из-за движения электрических зарядов внутри антенны. Длина волны и частота — это две вещи, которые можно использовать для описания электромагнитных волн. Длина волны — это расстояние, которое проходит электромагнитная волна за один полный цикл, а частота — это количество электромагнитных волн, проходящих определенную точку за одну секунду. Чаще всего частота радиочастотного сигнала указывается в герцах (Гц). Один мегагерц (МГц) равен одному миллиону раз в секунду.
Наилучшим возобновляемым источником энергии являются радиочастотные сигналы, используемые в беспроводных системах связи. Энергия получается из вибрации, света и тепла. После этого давайте разберемся, как работает сбор радиочастотной энергии.
Как работает технология сбора радиочастотной энергии?
Сбор радиочастотной энергии — это процесс извлечения радиочастотной энергии в электронное устройство. Сбор радиочастотной энергии отличается от других способов получения энергии тем, что он позволяет извлекать энергию из воздуха.
RF можно собирать с металлических пластин, помещая дипольную антенну (катушку провода) с каждой стороны. Это приводит к появлению двух катушек с противоположными зарядами, которые, в свою очередь, создают ток. Технология сбора RF избавляет от необходимости в вилках, шнурах и батареях, если она реализована правильно. Кроме того, она может помочь гарантировать, что небольшие устройства никогда не разрядятся.
Читайте также: 5 способов сбора солнечной энергии
Что такое проектирование схемы сбора радиочастотной энергии?
Антенна, модуль преобразования энергии, согласующая сеть и нагрузка — это части, которые составляют типичную схему RF-EH. Система ректенн состояла из выпрямителя, входного фильтра RF, антенны и согласующей сети импеданса. Это должно было помочь вам понять конструкцию схемы сбора энергии RF.
Что такое антенна для сбора радиочастотной энергии?
Патч-антенна, щелевая антенна, модифицированная перевернутая F-антенна и диэлектрическая резонаторная антенна — все это основные конструкции антенн, которые можно использовать для сбора радиочастотной энергии.
1. Патч-антенна
Зона покрытия патч-антенны имеет изогнутую форму , и при креплении на стену она может охватывать площадь от 30 до 180 градусов. Такая антенна обычно небольшая и достаточно легкая, чтобы ее можно было повесить на стену. Как правило, она изготавливается из белого или черного пластика, чтобы не бросаться в глаза. Кроме того, пластиковый корпус защищает конструкцию от повреждений и облегчает сборку.
См. также : Преимущества и недостатки приливной энергии
2. Щелевая антенна
Щелевая антенна — это тип антенны, в металлическом проводнике которой вырезано отверстие определённого размера. Она питается от двухпроводной линии передачи или коаксиального кабеля. Диапазон частот для таких антенн составляет от 300 МГц до 30 ГГц. Горизонтальная щелевая антенна обеспечивает сигнал с вертикальной поляризацией. В то время как сигнал с горизонтальной поляризацией проходит через вертикальную щелевую антенну.
3. Антенна в форме перевернутой буквы F
Антенна типа «перевернутая F» — это тип антенны, используемый для беспроводной связи , в основном на УВЧ и микроволновых частотах. Она состоит из одной антенны, расположенной параллельно заземляющей плоскости и соединенной с землей на одном конце. Антенна получает питание из точки между заземленным концом и другим концом. Конструкция лучше, чем простая монопольная антенна, по двум причинам: антенна короче и меньше по размеру, поэтому она может поместиться внутри корпуса мобильного устройства, и разработчик может согласовать ее импеданс с цепью питания, что позволяет ей эффективно излучать мощность без необходимости использования дополнительных согласующих элементов. Теперь вы должны понимать принцип работы антенн для сбора радиочастотной энергии. Давайте также рассмотрим компоненты модулей для сбора радиочастотной энергии.
Читайте также: Все о преимуществах топливных элементов
Что представляют собой компоненты модуля сбора радиочастотной энергии?
Радиочастота — это аббревиатура от RF. Модуль приемопередатчика RF может работать только в паре, то есть для передачи и приема данных ему необходимы как передатчик, так и приемник. Поскольку передатчик может только передавать информацию, а приемник — только принимать ее, данные могут передаваться только от одного конца к другому. Они не могут передаваться от одного конца к другому. На модуле передатчика есть три контакта: Vcc, Din и земля. На модуле приемника есть четыре контакта: Vcc, Dout, линейный выход и земля.
Модули кодера и декодера не являются необходимыми для работы радиочастотных модулей. Сделайте вывод Din на передатчике высоким, и вывод Dout на приемнике также станет высоким. Но этот метод имеет огромный недостаток. На стороне отправителя вы можете иметь только одну кнопку, а на стороне приемника вы можете иметь только один выход.
См. также: Что такое зеленые облигации и почему вокруг них столько шума?
Каковы приложения для сбора радиочастотной энергии?
Любое радиопередающее оборудование можно считать источником сбора радиочастотной энергии. Диапазон частот и рабочая мощность передатчика определяются приложением. Мобильные базовые станции, радиовещательные станции, телевизионное вещание, спутники, беспроводные передатчики LAN (Wi-Fi) и мобильные устройства являются наиболее распространенными источниками радиоволн. Приложения сбора радиочастотной энергии:
- Источник питания без батареек.
- Радиочастотные метки для покупок.
- Приложения для умного освещения.
- Технология ZigBee используется для создания интеллектуальных выключателей для домашней автоматизации.
- Приложения для Интернета вещей.
- Заряжает устройства
- Умным датчикам нужен способ получения питания.
- Простота изготовления и невысокая стоимость.
- Более простая реализация.
См. также: 5 методов сбора солнечной энергии
Что означает ИС для сбора радиочастотной энергии?
Микросхема для сбора радиочастотной энергии представляет собой встроенный менеджер энергии окружающей среды (AEM) , который может извлекать постоянный ток (DC) из генератора, микротурбинного генератора или любого другого высокочастотного радиочастотного источника, одновременно накапливая энергию в перезаряжаемом элементе и обеспечивая систему двумя независимыми стабилизированными напряжениями . Устройство для сбора радиочастотной энергии предназначено для увеличения срока службы батареи и, в конечном итоге, для устранения основного элемента хранения энергии в широком спектре беспроводных приложений, включая промышленный мониторинг, домашнюю автоматизацию, транспорт и интеллектуальное сельское хозяйство.
С целью максимизации сбора энергии ИС обеспечивает эффективный интерфейс между источником сверхмаломощной выпрямляющей антенны (ректенны) и микробатареей. Для достижения номинального тока питания ИС сбора энергии использует схему с током голодания, неперекрывающийся затворный привод и источник тока ниже порогового значения. После этого вам также должно быть интересно, как вы собираете энергию РЧ.
Как улавливать радиочастотную энергию?
История сбора радиочастотной энергии в свободном пространстве восходит к концу 1950-х годов, когда была разработана система вертолета, работающая на микроволновой энергии. Позже сбор или потребление энергии было определено как стратегия получения энергии из внешней среды с использованием различных процессов, таких как термоэлектрическое преобразование, вибрационная стимуляция, преобразование солнечной энергии и градиенты давления. Радиочастотная энергия улавливается путем сначала сбора радиочастотных волн в области с помощью высокоэффективных антенн с высоким коэффициентом усиления, а затем преобразования их в постоянное напряжение с помощью выпрямительных цепей. Выпрямительные антенны (ректенны) — это другое название устройств для сбора радиочастотной энергии. Основными компонентами системы сбора радиочастотной энергии являются антенна и выпрямительная схема, которая преобразует радиочастотную энергию или переменный ток (AC) в постоянный ток (DC).
Читайте также: Привлекают ли солнечные светильники насекомых?
Что блокирует радиочастотную энергию?
Вы когда-нибудь замечали, что при въезде в туннель или подземный паркинг пропадает сигнал автомобильного радио или мобильного телефона? Что блокирует радиочастотную энергию, а что позволяет ей легко распространяться? В зависимости от толщины и свойств материала, он может блокировать или создавать помехи для радиоволн. Алюминиевая фольга и другие электропроводящие металлы, такие как медь, могут отражать и поглощать радиоволны, создавая помехи для их передачи. К лучшим материалам для защиты от радиочастот относятся никелевое серебро, сталь, мю-металл, предварительно луженая сталь , проводящие ткани и проводящие эластомеры.
Рекомендуется: Что такое солнечные панели с двойным стеклом?
