Radyo dalgalarından giyilebilir cihazlara güç sağlamak için toplanan enerji

Penn Eyaleti Mühendislik Bilimi ve Mekanik Bölümü'ndeki araştırmacılar, radyo dalgalarından giyilebilir cihazlara güç sağlamak için enerji toplamanın bir yolunu geliştirdiler

Araştırmayı yöneten Profesör Huanyu "Larry" Cheng'e göre, giyilebilir sağlık izleme cihazlarına yönelik mevcut enerji kaynaklarının, sensör cihazlarına güç vermede yeri var, ancak her birinin kendi dezavantajları var. Örneğin güneş enerjisi yalnızca güneşe maruz kaldığında enerji toplayabilir. Kendi kendine çalışan bir triboelektrik cihaz, yalnızca vücut hareket halindeyken enerji toplayabilir.

Cheng, "Bu mevcut güç kaynaklarının hiçbirini değiştirmek istemiyoruz" dedi. "Ek ve tutarlı enerji sağlamaya çalışıyoruz."

Araştırmacılar, sağlık izleme sensörlerinden toplanan verileri kablosuz olarak iletebilen, gerilebilir bir geniş bant dipol anten sistemi geliştirdiler.

Sistem, metal kaplamalı iletken grafen malzeme üzerine entegre edilmiş iki adet gerilebilir metal antenden oluşur. Sistemin geniş bant tasarımı, gerildiğinde, büküldüğünde ve büküldüğünde bile frekans fonksiyonlarını korumasını sağlar. Bu sistem daha sonra gerilebilir bir doğrultma devresine bağlanarak, enerjiyi elektromanyetik dalgalardan elektriğe dönüştürebilen düzeltilmiş bir anten veya "doğrudan anten" oluşturulur. Bu elektrik, kablosuz cihazlara güç sağlamak veya piller ve süper kapasitörler gibi enerji depolama cihazlarını şarj etmek için kullanılabilir.

Bu rectenna, cihazdaki sıcaklığı, hidrasyonu ve nabız oksijen seviyesini izleyen algılama modüllerine güç sağlamak için ortam ortamından gelen radyo veya elektromanyetik dalgaları enerjiye dönüştürebilir. Diğer kaynaklarla karşılaştırıldığında daha az enerji üretiliyor ancak sistem sürekli olarak güç üretebiliyor; bu da Cheng'e göre önemli bir avantaj.

Cheng, "Bizi zaten çevreleyen enerjiyi kullanıyoruz; radyo dalgaları her zaman, her yerdedir" dedi. “Çevre ortamında bulunan bu enerjiyi kullanmazsak, bu sadece israf olur. Bu enerjiyi toplayıp güce dönüştürebiliriz.”

Cheng şunu söyledi teknoloji kendisi ve ekibi için bir yapı taşıdır. Bunu yeni kablosuz aktarılabilir veri cihazıyla birleştirmek, ekibin mevcut sensör modülleriyle çalışacak kritik bir bileşen sağlayacak.

Cheng, "Sonraki adımlarımız bu devrelerin minyatür versiyonlarını keşfetmek ve doğrultucunun esneme kabiliyetini geliştirmek için çalışmak olacak" dedi. “Burası bunları kolaylıkla birleştirip uygulayabileceğimiz bir platform. teknoloji geçmişte oluşturduğumuz diğer modüllerle. Kolayca genişletilebilir veya diğer uygulamalara uyarlanabilir; biz de bu fırsatları keşfetmeyi planlıyoruz."