Питание гаджетов и зарядка аккумуляторов от WiFi

    Радиоволны от сетей WiFi полностью заполняют пространство внутри помещений. На самом деле, это излучение несёт в себе немалую энергию, которая пропадает зря, впустую нагревая стены и мебель квартиры. Её можно использовать с пользой — для зарядки аккумуляторов и работы миниатюрной электроники.

    Например, вот прототипы четырёх гаджетов, которые получали питание от WiFi в рамках сиэтлского эксперимента (о нём ниже).

    Камера без батареи (максимальное расстояние от маршрутизатора может быть 5,8 м)


    Температурный датчик (макс. расстояние 6 м)


    Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов (макс. расстояние 8,5 м)


    Зарядное устройство для NiMH-аккумуляторов (макс. расстояние 8,5 м)


    В Сиэтле шесть домов приняли участие в эксперименте. Им раздали WiFi-маршрутизаторы и коллекцию электрических гаджетов со сборщиком энергии, который преобразует радиоволны 2,4 ГГц в постоянный ток.

    Эксперимент в реальных условиях показал, что в течение 24 часов все розданные устройства питались исключительно энергией от радиоволн WiFi, при этом маршрутизатор продолжал успешно выполнять свою основную функцию, раздавая интернет-трафик на компьютеры и прочие домашние устройства.

    Авторы говорят, что ключевой проблемой при передаче энергии по WiFi является неравномерная структура передачи, из-за чего трудно достичь напряжения, которое необходимо для работы мобильных устройств (0,3V).



    Поэтому разработчики представили PoWiFi — по их словам, первую в мире реально работающую систему, которая использует существующие коммерчески доступные чипсеты WiFi для сбора энергии и питания. Ключевыми элементами этой системы являются WiFi-передатчик и модуль для сбора энергии.

    В частности, Atheros-чипсет WiFi-передатчика модифицировали, чтобы внедрять небольшое количество трафика в пустующие промежутки.

    Модуль для сбора энергии сделали так, чтобы он работал одновременно на нескольких каналах WiFi 2,4 ГГц.

    Конструкция модуля: согласующая цепь, выпрямитель электрического тока преобразует энергию волн в постоянный ток, а потом напряжение повышается до полезного уровня конвертером DC-DC. Модуль демонстрирует потери на отражение менее чем -10 dB в рабочем диапазоне WiFi 72 МГц.

    Исследователям удалось успешно запитать по WiFi видеокамеру Omnivision OV7670 VGA и температурный сенсор, а также зарядить аккумуляторы Li-Ion и NiMH (стандартные пальчиковые батарейки).

    Все детали описанной конструкции объясняются в научной работе, там же оценивается эффективность работы системы по результатам эксперимента.

    P.S. Интересно, что в одном из дополнительных экспериментов исследователи соорудили конструкцию из двух антенн, своего модуля сборки энергии с выходом на USB.



    Такая система позволяет заряжать любые USB-гаджеты с неплохой скоростью. Например, фитнес-браслет Jawbone UP24 они довели до 41% всего за 2,5 часа.

    Неплохо бы поставить побольше таких сборщиков энергии в квартире. Или по всему подъезду.
    Support the author
    Share post
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 41

      +8
      Живые существа всегда ищут энергию для поддержания жизни. WiFi излучает халявную энергию. Скоро должны появиться тараканы, которые смогут заряжаться от WiFi. :)
        +2
        Они уже идут за вашим Wi-Fi image
        А вы уже посыпали свой роутер нанодустом? :)
        +2
        Портативной антену сделать будет сложно? Чтобы влезла в мышку и клавиатуру (в беспроводные колонки и так влезет).
          0
          а в чем смысл? я бы например был против жить в доме где установлены модифицированные точки доступа, от которых можно даже аккумуляторы заряжать.
            +8
            то есть сейчас всё нормально?
              +2
              ну а куда деваться?
              просто если они не смогли заряжать от обычной сетки, значит там мощность таки меньше не?
                –1
                нет, они просто модифицировали сигнал для более равномерного распределения по времени.
                  –1
                  а вы для себя представляете физический смысл того, что это значит?
                  за секунду в микроволновке тоже ничего не разогреется
                    0
                    Я представляю. Во время бездействия сети AP испускает опорный сигнал. Он меньшей мощности, чем сигнал в пиках во время передачи данных. Но за счёт равномернного распределения интеграл опорного сигнала по времени будет примерно равен интегралу сигнала во время передачи данных. Т.е. за тоже время мы соберём тоже количество энергии.
                      0
                      Если то же количество, то зачем мудрить с выравниванием?
                        0
                        Потому что при малой нагрузке на сеть между пакетами будут большие окна с тишиной.
                        Нагрузите сеть торрентами, и устройства из топика смогут работать с обычной AP.
                          0
                          а почему аккумулятор не помогает в таком случае?
                          устройство собирает энергию на медиа уровне, то есть если его поставить в офисе (вот прям сейчас вижу 15 точек доступа) за рабочий день явно можно было бы зарядится на оставшееся время
                            0
                            1. Слишком маленькое напряжение для аккумулятора. Минимальное напряжение для литиевого аккумулятора 2.5 вольта. Проблема решается ионисторами.
                            2. Потому что это было бы очередное устройство с беспроводной зарядкой.
                              0
                              точка с постоянным излучением не взлетит в условиях офиса, вы заберете 4 канала вместо 1, то есть даже в идеальном мире вы можете поставить максимум 3 точки.
                              в статье есть зарядки для 2х типов аккамуляторов
                                0
                                Так сам аккумулятор можно заряжать маленьким током после DC-DC преобразования. Но для какого-нибудь устройства тока не хватит.
                                  0
                                  В статье упоминаются два режима работы: с холодным стартом, и с использование аккумулятора.
            0
            Учёные, такие учёные: настроенная в резонанс рамка (квадрат, треугольник, круг, любой другой трапецоид) более эффективна.
              +1
              Итак… Это революционное устройство для которого нужно намеренно излучать больше энергии впустую?
              Почему тогда просто отдельный передатчик в розетку не воткнуть?
                0
                Ну так это надо будет отдельно этот передатчик рекламировать, продавать. Никто покупать не будет, кроме пяти гиков…
                А тут, как я понял, всё уже есть и продано и куплено. Судя по статье, надо только чтобы передатчик не «молчал» дольше какого то времени. а это больше похоже даже на софтверную закладку. Тоесть, энергетически, модифицированный передатчик не отличается от оригинала, похоже.
                0
                По всему району разложить такие зарядники для аккумов. Раз в 2 дня собирать энергию и пользоваться.

                только учёным не говорите
                А ещё есть базовые станции операторов
                  0
                  Тогда уже с ЛЭП «собирать»
                    0
                    С ЛЭП это незаконно и ловится. А тут все законно, халява, бери не хочу
                      0
                      Мы говорим о «милливаттных» мощностях (а, то и меньше), такое даже выявлять нет смысла, если вообще возможно на практике.
                      Но, Вы правы, все равно не законно.
                  +3
                  Я прочитал и эту статью и оригинальную, нигде внятно не написано, какую собственно мощность можно снять. Нашел только пару графиков, где можно разглядеть выходную мощность порядка 100 микроватт, но эти графики приведены там для других целей. Еще в конце, где упоминается про зарядку Jawbone UP24, упомянут ток в 2,3 мА, что дает мощность около 10 мВт. Это на расстоянии 5 см от роутера.

                  Про камеру. Ее удалось запитать, но она может делать один кадр раз в 35 минут. А при расстоянии от источника в 8 метров — раз в 2,6 часа.

                  Забивание канала шумом тоже сомнительная схема. Эфир и так сильно зашумлен.

                  В общем, как нишевая схема для обеспечения питанием маломощных датчиков — сойдет, но никак не для широкого применения.
                    0
                    Блин похоже на первоапрельскую шутку, не в плане того, что это фантастика, а что всё это выглядит так просто, что завелось прям с пол пенка.
                      0
                      Как то проскакивала информация о хитрых людях, которые делают беспроводные «зарядные станции», ставят их около ЛЭП и таким образом получают «дармовое» электричество. Только там же рассказывалось, что в ЛЭП в этот момент возникают некие ощутимые потери, по которым место установки хитрых устройств вычисляют и объясняют, что дармового электричества не вышло.
                      Тут, как я понимаю, принцип достаточно похожий, а значит парочка таких устройств чисто теоретически может «тянуть» с моего роутера дармовую энергию. Мне как бы не жалко, но на мощность и дальность сигнала это разве не будет влиять? Не получится так, что если я заряжаю два телефона таким способом, то с ноутбуком придется сидеть по ближе, а то не ловит?
                        0
                        Не совсем понятно как это работает. Оно же не может специально «высасывать», ест же то, что дали. Или нет?
                          0
                          Это примерно как с ветрогенераторами. Нет устройства, ветер(WiFi) спокойно летит дальше, а есть устройство — оно оказывает ветру (WiFi) некоторое сопротивление. Как следствие сила ветра (WiFi) несколько падает в данной точке и ее окрестностях.
                          Мне почему-то кажется, что похожая статья уже была с год назад. А еще помню статью про то, как по изменению уровня WiFi сигнала определять жесты: habrahabr.ru/post/182212

                          Пара таких маломощных устройств, которые не стоят на пути к Вашему ноуту погоды конечно не сделают, но если их будет много — они уже ощутимо будут воздействовать на силу сигнала. Вот научить бы их «есть» только Соседский WiFi =)
                            +1
                            Нашел обсуждение на GT
                            А вообще на всех форумах комментариев через 5 начинается реальный холивар на эту тему. Одни говорят за «закон сохранения энергии- раз мы забрали, значит там убыло» другие, что «та энергия и так потеряна, мы ее только подбираем — никто не страдает».
                            При чем в первых подозревают обворованных энергетиков, а во вторых- хитрых граждан. Но все одинаково сходятся на том, что юридически это именно воровство энергии, а раз у кого-то что-то украли, значит оно все таки убыло :)
                            Хотелось бы авторитетных мнений.
                              +1
                              В случае с ЛЭП, когда мы рядом с проводом размещаем замкнутый контур, в проводе возрастают потери энергии. Эту систему можно рассматривать как трансформатор.
                              В случае в WiFi — тут немного другое. Энергию мы уже излучили и она ушла из передатчика. Мы можем её собрать. Но в этом случае, как правильно заметили выше, в окрестностях приемника будет уменьшение напряженности поля.
                                +1
                                Про WiFi можно еще добавить следующее.
                                Если таких сборщиков будет много (или если «нормальный» приемник будет рядом с одним из них), то «нормальное» оборудование будет испытывать проблемы с приемом/передачей. Соотв, умные контроллеры будут повышать мощность передатчиков -> вот вам и лишние потери.
                              • UFO just landed and posted this here
                              0
                              Я бы представил вайфай точку как машинку, кидающую камни в озеро, а это хитропопое устройство — как поплавок, ловящий энергию от волн в некоторой точке.
                                0
                                но общая энергия волна все же падает от потерь на шатание массы поплавка. итого те, кто ловит с этих волн сигнал будет испытывать трудности
                                  0
                                  за поплавком
                              +2
                              Неплохо. Жучки, которым не требуется питание. Свободная сеть из кучки распиханных черте-где ретрансляторов…
                                0
                                и направленной мегаваттной антенны
                                  0
                                  Поинтересуйтесь изобретениями Льва Термена. Он такие жучки делал ещё в тридцатых годах прошлого века.
                                  0
                                  На эту тему вспоминаю ядерную батарейку ёмкостью 52мА*ч (против 200мА*ч у CR2032) geektimes.ru/post/170209. Солнечная батарея и то больше даст электричества, даже в помещении.

                                  К тому же, насколько я понимаю, современные Wi-Fi(с несколькими антеннами) излучают сигнал направленно.

                                  А ещё вот есть специальные беспроводные передатчики энергии с 3Вт передатчиком: www.mouser.com/ds/2/329/P2110-EVAL-01-manual-2151.pdf за 1250$
                                    0
                                    И снова они изобрели детекторный радио приёмник. На эту тему на ютубе и профильных форумах есть упоминания умельцев о сборе дармовой энергии методом установки высокой антенны и закапыванием второго провода в землю. И ведь собирают, в аккумуляторы запасают, светодиоды от них зажигают!
                                      0
                                      Жалко что ничего похожего даже близко нет в Беларуси. Приходится пока выкручиваться самому :) Пока поключил только камеру ov7670
                                      privateblog.info/arduino-uno-i-kamera-ov7670-primer-ispolzovaniya

                                      Only users with full accounts can post comments. Log in, please.