Специалисты ИТМО первыми в России представили технологию, позволяющую осуществлять беспроводную подачу питания для устройств интернета вещей (IoT) и умного дома на расстоянии нескольких метров и даже больше. Новая система абсолютно безопасна как для людей, так и для окружающей среды, говорится на сайте учебного заведения.
Многочисленные устройства IoT и системы умного дома, например сигнализация, обычно подключены к электросети через провода, тогда как датчики движения, температуры или влажности питаются от аккумуляторных батарей, которые требуют регулярной замены. Проблему проводного подключения и частого обновления аккумуляторов призвана решить технология беспроводного питания на дальние расстояния.
«Ключевое отличие этой технологии заключается в расстоянии между приемником и передатчиком, которое может составлять от нескольких до десятков и сотен метров в зависимости от конкретного применения. Энергия в этой системе передается с помощью распространяющихся электромагнитных волн», — комментирует ведущий научный сотрудник физического факультета ИТМО Полина Капитанова.
Сообщается, что система для беспроводного питания маломощных устройств на дальнем расстоянии включает два компактных блока — один содержит передатчик, другой приемник. В передатчике генератор формирует радиосигнал, мощность которого увеличивает специальный усилитель. Фильтр предотвращает обратное отражение электромагнитных волн на рабочей частоте от передающей антенны в усилитель и блокирует прохождение сигналов вне рабочего диапазона частот.
Передающая антенна испускает радиоволны. Они направляются в воздухе к антенне приемника, где преобразуются в переменный ток. Далее выпрямитель в приемнике трансформирует этот переменный ток в постоянный. Система управления питанием аккумулирует энергию, адаптирует параметры тока и напряжения согласно требованиям подключенного устройства и каждые несколько секунд передает ему заряд.
«Передатчик излучает энергию мощностью до 1,5 ватт. Это безопасное значение для человека и окружающей среды согласно нормам СанПиН и международным стандартам, разработанным крупнейшим в мире объединением инженеров электротехники IEEE. Энергия, передаваемая электромагнитными волнами, распределяется по большой рабочей области, частично рассеиваясь в воздухе, в результате чего до приемника доходит несколько милливатт энергии. Этого достаточно для питания нескольких маломощных устройств (или датчиков) в рабочей области одного передатчика, равной 0,8×1,2 метров», — заключает лаборант физического факультета ИТМО Андрей Кузьмичев.
Ранее в разработали модель умной системы водоснабжения города.
