Bu cihaz, geleneksel teknolojilerin karşılaştığı sınırlamaların üstesinden gelerek -20 dBm’nin altında bile son derece düşük güç seviyelerinde çalışacak şekilde tasarlanmış.
Singapur Ulusal Üniversitesi (NUS) liderliğindeki bir araştırma ekibi, enerji toplama teknolojisinde önemli bir ilerleme kaydetti. Bu yenilik, çeşitli elektronik cihazlardaki pil ihtiyacını potansiyel olarak ortadan kaldırabilir.
Genellikle “atık” enerji olarak kabul edilen ortam radyo frekansı (RF) sinyallerini verimli bir şekilde kullanılabilir doğru akım (DC) voltajına dönüştürebilen yeni bir doğrultucu türü geliştirdiler.
Referans olarak, yeni teknolojileri, Wi-Fi ve hücresel ağlar gibi kaynaklardan gelen ortam RF sinyallerini kullanılabiliyor elektriğe dönüştürüyor.
“Bunun gibi RF enerji toplama teknolojileri, pil bağımlılığını azalttığı, cihaz ömrünü uzattığı, çevresel etkiyi en aza indirdiği ve sık pil değiştirmenin pratik olmadığı uzak alanlarda kablosuz sensör ağlarının ve IoT cihazlarının fizibilitesini arttırdığı için önemlidir” dedi. basın bülteni.
Araştırma, bu dönüşümü elde etmek için nano ölçekli spin doğrultucuların (SR) kullanımını gösterdi. Bunu, mevcut teknolojilerin zorlandığı bir eşik olan -20 dBm’nin altındaki düşük RF güç seviyelerinde bile yaptılar.
“Dönüştürme doğrultucularını ortamda mevcut olan düşük RF güç seviyelerinde çalışacak şekilde optimize ettik LED’e ve ticari sensöre -20 dBm’den daha düşük RF gücünde güç sağlamak için bu tür bir döndürme doğrultucu dizisini bir enerji toplama modülüne entegre ettik.” Projeye öncülük eden NUS’tan Profesör Yang Hyunsoo açıkladı.
Ekip, bu teknolojiyi kullanarak ticari bir sıcaklık sensörünü başarıyla çalıştırdı.
Yang, “Ortamdaki RF elektromanyetik sinyallerin toplanması, enerji tasarruflu elektronik cihazların ve sensörlerin geliştirilmesi için çok önemlidir” dedi.
“Ancak mevcut Enerji Hasat Modülleri, mevcut redresör teknolojisindeki sınırlamalar nedeniyle düşük ortam gücünde çalışırken zorluklarla karşı karşıyadır.”
Mevcut zorlukların üstesinden gelmek
Schottky diyotları gibi geleneksel redresörler, düşük güç seviyelerinde termodinamik kısıtlamalarla ve parazit etkilerle karşı karşıyadır.
Yang, “Nano ölçekli spin doğrultucular ise hassas ve verimli RF’den DC’ye dönüşüm için kompakt bir teknoloji sunuyor” diye vurguladı. Geliştirilmiş hassasiyet ve verimlilik sunar.
Ekip, geniş bir güç aralığında etkili bir şekilde çalışan konfigürasyonlar oluşturarak SR cihazlarını optimize etti.
“Çıktıyı geliştirmek ve çip üzerinde çalışmayı başarmak için SR’ler, RF gücünü eşleştirmek için SR’lerdeki küçük eş düzlemli dalga kılavuzları ile bir dizi düzenlemesi ile birleştirildi, bu da kompakt çip üzerinde alan ve yüksek verimlilik elde edilmesini sağladı . ” araştırmacılar.
Araştırma, Japonya’daki Tohoku Üniversitesi ve İtalya’daki Messina Üniversitesi’nden bilim adamlarıyla işbirliği içinde yürütüldü.
