برای یک سیستم استفاده از انرژی خورشیدی یا حرکت برای تأمین انرژی مورد نیاز خود، روشهای غیر معمولی نیستند اما استفاده از روش جدید دریافت انرژی از امواج رادیویی چطور؟ در این متن در مورد فناوری RF به DC بحث شده و همچنین نگاهی به برد منحصر به فرد مبدل RF به DC شده که مخصوص این نوع از تبدیل انرژی طراحی شده است. با ساختنی همراه باشید.
کمی در مورد تکنولوژی انتقال انرژی بدون سیم
ذرات الکترونیکی همانطور که از میان یک رسانا عبور می کنند با عث ایجاد تغییر در میدان الکترومغاطیسی اطراف خود نیز می شوند. تغییرات ایجاد شده در میدان الکترومغنطیسی با سرعت نور به بیرون منتشر می شوند. برای درک بهتر این موضوع باید مطالعات بیشتری در زمینه ساختار و ویژگی های آنتن های مختلف انجام شود.
میدان الکترومغناطیسی ثابت نیست و هر چقدر که از عنصر متنشر کننده دور می شود چگالی آن کاهش پیدا می کند. در نزدیکی یک آنتن، می توان مقدار انرژی زیادی را توسط میدان مغناطیسی انتقال داد. دستگاه های انتقال دهنده بدون سیم در نزدیکی آنتن بر این موضوع سرمایه گذاری کرده اند و می توانند مقداری توان را در فواصل چند سانتی متری انتقال دهند. در مکان های دور از آنتن، مقدار انرژی کمتری از طریق میدان مغناطیسی انتقال داده می شود. پاورکست (Powercast) تکنولوژی است که از میدان مغناطیسی در فواصل دور (حدود ۲۵ متر) استفاده می کند تا بتواند توان مورد نیاز را دریافت کند.
انتخاب اینکه از چه مکانیزمی برای انتقال انرژی به صورت بدون سیم استفاده شود وابسته به کاربرد مورد نظر و جریان مصرفی مورد نیاز دارد. برای این کار چندین استاندارد شارژ بدون سیم وجود دارد که با هم در رقابت هستند مانند Qi, PMA/AirFuel Alliance, WPC و … که هرکدام دارای روشهای شارژ کردن و حداکثر فاصله قابل شارژ متفاوت با دیگری هستند.
همه چیز از تلفن های همراه گرفته تا اکسس پوینت وای فای (WiFi) یا اجاق مایکروویو می توانند اختلالات قابل توجهی را در میدان های الکترومغناطیسی موجود در محیط ایجاد کنند. این اختلالات فضاهایی با انرژی پتانسیلی را بوجود می آورند که در زمان و فواصل مختلف تغییر می کند و در هر جایی که تفاوت پتانسیلی وجود داشته باشد، یک مهندس الکترونیک می تواند راهی یافته تا کار مفیدی انجام دهد. یکی از راه هایی که می توان انجام داد استفاده از جمع آوری انرژی یا زراعت انرژی است. در موارد خاص این تکنولوژی می تواند با استفاده از مبدل RF به DC از امواج رادیویی که قبلا در محیط پراکنده شده انرژی دریافت کند.
جمع آوری انرژی از امواج رادیویی (RF)
امواج رادیویی منبع فراوانی برای دریافت انرژی است اما نیاز دارد تا به یک آنتن انتقال نزدیک باشد. مفهوم کلی دریافت انرژی از امواج RF مفهوم جدیدی نیست و شیوه انجام این کار نیز بسیار ساده است. امواج رادیویی به یک آنتن می رسند و اختلاف پتانسیلی را در آن ایجاد می کنند که در طول آنتن متغیر است. این اختلاف پتانسیل باعث می شود تا بارهای حامل در طول آنتن حرکت کنند تا بتوانند میدان را برابر سازند و مدار مجتمع مبدل RF به DC می تواند از این حرکت بارهای حامل، انرژی دریافت کنند. انرژی تولیدی موقتا در یک خازن ذخیره شده و سپس برای ایجاد اختلاف پتانسیل مورد نظر در بار استفاده می شود.
می توان مداری ساخت تا تبدیل امواج RF به DC را برای زیر سیستمی که از اجزای ساده و قابل دسترس تشکیل شده، انجام دهد. با استفاده از ایجاد ترکیبات مختلفی از آنتن، سیم پیچهای شارژ بدون سیم، آی سی های مدیریت توان یا PMIC ها، چیپ های دریافت کننده توان، انتقال دهنده های محرک و … می توان سیستمهایی با بازده بالا را برای دریافت انرژی از امواج RF ساخت.
در حال حاضر مدارهای مجتمع خاص یا آی سی های مبدل RF به DC طراحی شده باشند بسیار محدود و نادر هستند. بنابرین Powercast و E-Peas تنها راه حل های تجاری فعلی هستند.
سلام. چرا ایمیل فعال سازی برای من نمیاد