Магнетните полиња што природно се наоѓаат околу електричните уреди може да бидат пренасочени и претворени во електрична енергија за напојување на IoT.

Амбиенталните магнетни полиња што природно се создаваат од употребата на електрична енергија, би требало да се искористат, пренасочат и претворат во моќност за сензорите на Интернет на нештата (IoT), велат истражувачите.

„Исто како што сончевата светлина е слободен извор на енергија што се обидуваме да ја собереме, така се и магнетните полиња“, рече Шашанк Прија, професор по наука и инженерство на материјали и вонреден потпретседател за истражување во државата Пен, во изјавата објавена на веб-страницата на универзитетот . “Ние ја имаме оваа енергија присутна во нашите домови, канцелариски места, работни места и автомобили. Таа е наекаде и ние имаме можност да ја собереме и да ја претвориме во искористлива електрична енергија”.

Електричната енергија произведува мали магнетни полиња околу обичните кабли, компјутерите и осветлувањето во фабриките, домовите и канцелариите. Таа енергија, доколку се искористи, може да напојува сензори и мали радија за испраќање на податоци, сметаат академиците. Државата Пен се обидува да дизајнира рецептори за амбиентална моќност за IoT.

Наука за материјали

Групата во Пен Стејт успеа во обидите да ја заврши работата. Тестирани се експериментални уреди што се тенки и долги околу 4 cm. Поставувањето на уредот за фаќање околу или на обичните уреди успешно произведува електрична енергија, тврдат истражувачите. Клучот е да се постави уредот таму каде што магнетното поле е најсилно. Во еден експеримент, истражувачите беа во можност да произведат доволно енергија за работа на 180 LED светлечки низи, со уред поставен околу 10 cm од греалка. На 20 cm, уредот произвел доволно електрична енергија за да напојување на часовник.

„Овие резултати даваат значителни достигнувања кон одржлива моќ за интегрирани сензори и безжични комуникациски системи“, рече Мин Гју Канг, асистент професор по истражувања во Пен Стејт и заеднички водач на студијата.

Електричната енергија и магнетизмот отсекогаш оделе рака под рака. Магнетизмот се создава со движење на електричен полнеж. Тоа е движењето што го создава магнетното поле. Затоа магнетизмот на ниско ниво генерално се манифестира кај електричните проводници.

Во овој случај, научниците го претвораат магнетното поле, предизвикано од подвижната електрична енергија, во посебна електрична струја. Тие го прават тоа со наука за материјали комбинирајќи два материјали. Еден од материјалите е магнетостриктор – го претвора магнетното поле во вибрации што создаваат стрес. Друг материјал е пиезоелектрик, кој ги зема вибрациите и ја преведува таа енергија во електрична енергија.

Како да напојуваме сензори

Производството на употребливо моќност од залутани магнетни полиња е само една страна при напојување на IoT.

Батериите имаат ограничувања – на пример, тие треба да се менуваат или да се наполнат. Влажноста на околината е една можност. Докажано е дека био-електрониката зафаќа половина волт од амбиенталниот воздух, тврдат научниците. Тоа е доволно за работа на рудиментарни сензори. Вишокот топлина исто така, е уште еден можен извор: Истражувачите работат на изнаоѓање начини за претворање на вишокот на топлина, како што е таа во центрите за податоци, во светлина, а потоа претворање на таа светлина, во електрична енергија.

Другите гледишта вклучуваат едноставно намалување на потрошувачката на енергија преку поефикасни чипови или рационализиран хардвер за безжични комуникации. Се пробуваат и други техники. Тие вклучуваат претворање на постојната безжична бучава во преносен систем на податоци. Тоа е ефикасно затоа што не мора да се произведува многу моќ за радио предавателите – преносниот систем веќе постои.

Во случај со работата на државата Пен, може да постојат и помалку очигледни придобивки.

„Познато е дека ако во зградите автоматизирате многу функции, всушност би можеле значително да ја подобрите енергетската ефикасност“, рече Прија. „Зградите се едни од најголемите потрошувачи на електрична енергија во Соединетите држави. Значи, дури и неколку проценти пад на потрошувачката на енергија може да претставува или да се претвори во заштедени мегавати. Сензорите се она што ќе овозможи да се автоматизираат овие контроли, а оваа технологија е реален начин за напојување на тие сензори “.