power

Wi-Fi роутер превратили в источник беспроводного электропитания

Исследователи из Вашингтонского университета во главе с Джошуа Смитом (Joshua Smith) выяснили, что слегка модифицированный Wi-Fi роутер на обычном чипсете может снабжать электричеством различные устройства, от температурных сенсоров до камер небольшого разрешения. При этом такое необычное использование роутера не приводит к существенному снижению качества предоставляемой им связи. Препринт соответствующей работы выложен на arXiv.org. http://arxiv.org/abs/1505.06815

Разработчики новой системы под названием PoWiFi (Power over WiFi) использовали для экспериментального роутера массовые чипсеты Atheros AR9580. Модификация касалась только режима использования такого устройства: вместо того, чтобы отправлять радиосигнал тогда, когда об этом просит клиентское устройство, новый роутер дает сигнал постоянно. Когда он не полностью загружен запросами от клиентов локальной сети, роутер выдает в эфир «шум», излучение, не несущее информацию, но зато обеспечивающее небольшим количеством энергии любое устройство, оснащенное их Wi-Fi-приемником. При этом радиоволны отправляются сразу по нескольким каналам Wi-Fi диапазона (1, 6, 11).

В ходе опытов по оценке эффективности такой схемы исследователи создали два модифицированных устройства (температурный сенсор и камеру), питавшихся только от Wi-Fi-радиосигналов. Приемники, использованные для сбора энергии от таких радиосигналов, были собранны авторами работы из имеющихся в продаже аналоговых устройств, используемых в радиотехнике.

На входе в их собирающее энергию приемное устройство находилась антенна, за ней – выпрямитель с конденсатором (первый вариант) или компактной батареей (второй вариант). Разработчикам удалось добиться устойчивой подпитки температурного сенсора на расстоянии в 6 метров от их роутера, а для камеры (OV7670, VGA, Omnivision) – 5,1 метров для конденсаторного варианта и до 8 метров для аккумуляторного. Камера делала один черно-белый снимок 174 x 144 раз в 35 минут.

Камера, снимающая с такими большими промежутками, или сенсор, передающий данные об окружающей среде раз в 15 минут, могут быть оснащены датчиком движения, потребляющим на порядки меньше энергии, чем само устройство. При этом сенсоры будут срабатывать лишь тогда, когда заметят движение. По мнению авторов, это показывает потенциальную применимость такого Wi-Fi питания для полностью автономных следящих устройств, популярного средства негласного наблюдения. В соответствующем эксперименте авторы смогли снабжать энергией камеру, находящуюся за стеной.

Ранее ряд стартапов пытался вывести на рынок собственные средства зарядки мобильных устройств с использованием радиосигналов Wi-Fi диапазона. В частности стартап Energeous достиг дальности подзарядки смартфона в 4,5 метра. При этом мощность его специализированного устройства позволяла запитывать от него даже самые требовательные смартфоны, чего методы группы Джошуа Смита на таком расстоянии пока не позволяют. Однако в случае Energeous речь шла о необходимости приобретения отдельного устройства, подключаемого в розетку и не несущего функций Wi-Fi-роутера.

Вариант использования слегка модифицированного роутера, попутно занимающегося передачей данных по локальной сети, может быть более перспективным экономически, тем более что компоненты для них уже находятся в массовом производстве и сравнительно дешевы, отмечают авторы.