Raccogliendo energia dai segnali wireless per alimentare il dispositivo IoT stampato in 3D
Il lucchetto intelligente su una porta d’ingresso potrebbe non attirare molto potere, ma l’Internet of Things (IoT) dovrebbe aumentare fino a 50 miliardi di dispositivi entro il 2020. Tali dispositivi includono tracker di attività, lampadine intelligenti, ogni dispositivo compatibile con Alexa, ecc. tutti insieme, quella rete di dispositivi connessi porterà una quantità significativa di elettricità. Attualmente, tutti devono essere caricati o lasciati a una fonte di alimentazione. Ma una nuova ricerca della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) potrebbe consentire ai dispositivi IoT di alimentarsi da energia acquisita da altri segnali di comunicazione wireless.
I diodi a semiconduttore appositamente progettati possono convertire le radiofrequenze in energia, ma di solito sono sintonizzati su una frequenza specifica, come il 4G. Atif Shamim è un professore di ingegneria elettrica ed esperto di energy harvesting e gli è venuto in mente che i progressi nella fabbricazione di sistemi su pacco, dove componenti funzionali come l’antenna sono incorporati nell’alloggiamento di un dispositivo, potrebbero essere applicati alla raccolta di energia .
Il suo team ha progettato antenne compatte che si sintonizzano su un ampio spettro di segnali wireless e mobili. “Chiedere a un’antenna di fare il lavoro di molti altri contemporaneamente è complicato”, ha dichiarato Azamat Bakytbekov, l’autore principale del documento. “Devi assicurarti che le prestazioni non scendano in nessun punto di frequenza.”
Per il prototipo, le antenne frattali sono state serigrafate con argento su quadrati di plastica stampati in 3D che poi si collegano tra loro per formare un cubo coperto da antenne. Shamim ha poi collaborato con il team di Khaled Salama presso KAUST per sviluppare i diodi che convertono i segnali RF in elettricità. Il risultato è un cubo che può raccogliere segnali RF da tutte le direzioni. In effetti, il prototipo funziona bene secondo il co-autore Thang Nguyen, che ha spiegato: “Abbiamo visto improvvisamente il potere raccolto dal cubo quando una persona vicina ha fatto una chiamata. Con l’aumento della comunicazione mobile, questo concetto consente di raccogliere sempre più energia a radiofrequenza. “
Un’energia sufficiente è stata tirata fuori dall’aria per alimentare un piccolo sensore wireless, che descrive una grande percentuale di dispositivi IoT. Il team ha utilizzato una forma semplice per dimostrare la dimostrazione del concetto perché la stampa serigrafica è più semplice su superfici piane, ma esistono stampanti 3D avanzate che potrebbero incorporare le antenne direttamente nell’alloggiamento di un dispositivo con una forma più complessa. Il prossimo compito è quello di unire queste tecnologie in un modo economico, ma il premio sarà uno smartwatch che non richiede batteria perché la sua custodia sta convertendo la rete invisibile di segnali wireless intorno a noi in energia usata per pubblicare foto di gatti su Facebook. La tecnologia non è grandiosa?
