Передача энергии без проводов не перестаёт занимать умы инженеров и ученых в течение уже 100 с лишним лет. До сих пор увлечённые энтузиасты пытаются повторить один из довольно спорных проектов Николы Теслы – башню, с помощью которой знаменитый изобретатель намеревался генерировать стоячие электромагнитные волны, огибающие всю Землю. С точки зрения современной физики этот столь масштабный проект, к сожалению, не осуществим. Но, оказывается, ничего не мешает передавать по воздуху энергию для питания маломощных устройств Интернета вещей. И занимаются этим не эксцентричные изобретатели-самоучки, а американская компания Powerсast – производитель микросхем для беспроводного питания электронных изделий.
Современные коммуникации успешно освобождаются от проводов, что особенно заметно на примере потребительской электроники. Однако с питанием дела обстоят хуже. Несмотря на то, что современные микросхемы потребляют все меньше энергии, питающие их батареи рано или поздно разряжаются. Ситуацию спасают нетрадиционные источники энергии, вроде солнечных элементов или виброгенераторов. Но там, где нет ни солнца, ни вибраций, ни других возможностей пополнить заряд батарей, альтернатив батарейкам нет, не так ли?
Не так. Благодаря разработанным инженерами компании Powercast технологиям, мы можем питать маломощные устройства «Интернета вещей» с помощью радиочастотных колебаний. Для того чтобы реализовать это на практике, нужны всего две вещи: передатчик и приёмник. Проблем с генерацией ВЧ-колебаний нет уже давно, поэтому мы лишь скажем, что в ассортименте продукции Powercast имеются генераторы, предназначенные для беспроводного питания (Рис. 1).
 |
| Рис. 1. Передатчик Powercast TX91501. |
Прием же и преобразование ВЧ-колебаний в питающее напряжение – задача более сложная. Но решения Powercast позволяют упростить это до уровня «припаять и включить», ведь разработанные компанией микросхемы P1110 и P2110 – это законченные функциональные блоки, позволяющие не только получать питание «из эфира», но и заряжать батареи и конденсаторы.
Приёмник-преобразователь микросхем Powercast рассчитан на работу в диапазоне 800-950 МГц, где его КПД максимален – более 70%. Различия между микросхемами P1110 и P2110 заключаются во входной мощности: от –6 до +12 дБ и от –12 до +10 дБ, соответственно. P1110 предназначена для небольших дальностей и может непосредственно питать схему и заряжать аккумуляторные батареи напряжением до 4.3 В с током до 100 мА – встроенный монитор напряжения позволяет заряжать аккумуляторы различных типов (Рис. 2). Особенность микросхемы P2110 – отдельный выход для зарядки конденсатора, который используется как буферный накопитель энергии при импульсном режиме работы. Эта микросхема оснащена повышающим преобразователем и обеспечивает напряжение до 6 В с током также 100 мА (Рис. 3). Дополнительный цифровой выход позволяет оценить получаемую мощность.
 |
 |
| Рис. 2. Структура микросхемы P1110. | Рис. 3. Структура микросхемы P2110. |
Обе микросхемы не требуют для работы никаких дополнительных компонентов, кроме стандартной 50-омной антенны. Применять же решения Powercast можно везде, где требуются невысокие мощности питания – от беспроводных зарядных устройств для носимой электроники до систем сбора данных в промышленной автоматике.
О компании
|
|
Компания Powercast (Питтсбург, Пенсильвания, США) начала свою деятельность в 2003 году. С самого начала компания сосредоточила усилия на получении энергии из радиочастотного излучения, став в итоге одним из ведущих поставщиков решений для сетей беспроводного питания микромощных устройств. |
Познакомиться подробнее с модулями сбора энергии компании Powercast
