Thu hoạch năng lượng RF là gì?
Khi bạn nghĩ về tương lai của những ngôi nhà thông minh, giấc mơ chung của nhiều người trong chúng ta là không bao giờ phải sạc thiết bị nữa. Không chỉ dây luôn bị rối, việc quản lý vô số phích cắm cho tất cả các thiết bị của bạn có thể là một vấn đề khó khăn. Pin cũng có tuổi thọ hạn chế và không tốt cho môi trường.
Trong khi nhiều cải tiến đã tìm cách cải thiện trải nghiệm này thông qua những thứ như tấm pin mặt trời, chúng thường không phải là lựa chọn hiệu quả nhất hoặc mang tính thẩm mỹ cao. Đây là lý do tại sao công nghệ thu hoạch RF có thể là chìa khóa cho trải nghiệm nhà thông minh không dây.
Mục Lục
Thu hoạch năng lượng RF hoạt động như thế nào?
Thông qua thu thập tần số vô tuyến (RF), năng lượng RF được kéo vào một thiết bị điện tử.
Thu hoạch RF khác với các nguồn điện truyền thống vì nó có thể kéo năng lượng ra khỏi không khí, giảm hoặc loại bỏ nhu cầu sạc pin để cung cấp năng lượng cho các thiết bị luôn cần năng lượng để chạy.
Thu hoạch RF với các tấm kim loại có thể đạt được bằng cách đặt một ăng ten lưỡng cực (một dây cuộn) trên mỗi mặt của tấm. Điều này tạo nguồn cho hai cuộn dây tích điện trái dấu, từ đó tạo ra dòng điện.
Nếu được thực hiện đúng cách, công nghệ thu hoạch RF sẽ loại bỏ sự cần thiết của phích cắm, dây điện và pin. Ngoài ra, các thiết bị nhỏ hơn thậm chí có thể không bao giờ hết điện với sự trợ giúp của nó.
Thu hoạch RF xung quanh được sử dụng ở đâu?
Trong nhiều thập kỷ, công nghệ thu hoạch RF đã được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các cảm biến và các chương trình khác ở các vị trí xa. Thông thường, nó được sử dụng ở những nơi khó hoặc không thể tiếp cận với nguồn điện.
Với số lượng lớn, pin truyền thống là không thực tế hoặc lãng phí và tiềm ẩn nguy hiểm. Nói chung, pin cũng khó vứt bỏ, điều này làm cho việc thu hoạch RF xung quanh trở thành một giải pháp thay thế hấp dẫn.
Vì lý do này, công nghệ thu hoạch RF cũng đang dần trở thành một mặt hàng chủ lực trong thiết bị điện tử tiêu dùng, đặc biệt là đối với các thiết bị nhỏ. Ví dụ, Samsung đã tiết lộ một chiếc điều khiển từ xa có thể sạc vĩnh viễn thông qua sự kết hợp của các tấm pin mặt trời và thu năng lượng RF xung quanh bằng cách sử dụng Wi-Fi vào năm 2022.
Các giới hạn của công nghệ thu hoạch RF
Mặc dù nó đầy hứa hẹn, nhưng vẫn còn nhiều hạn chế đối với công nghệ thu hoạch RF xung quanh như chúng ta đã biết. Vào năm 2020, Joule đã xuất bản một nghiên cứu trích dẫn các vấn đề về việc thiếu tối ưu hóa ăng-ten để thu thập RF xung quanh:
“Mặc dù các ăng-ten được thiết kế cho mục đích liên lạc đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ, nhưng các ăng-ten thu năng lượng vẫn chưa được tối ưu hóa. Thiết kế của các ăng-ten thu năng lượng cần phải đáp ứng được sự phân cực chưa biết của sóng EM.”
Tuy nhiên, nghiên cứu đã nhấn mạnh rằng có thể tồn tại sự cân bằng giữa hiệu quả và băng thông. Cùng với thời gian, việc giải quyết vấn đề này có thể giúp tối đa hóa công nghệ này cho các thiết bị lớn hơn cần nhiều năng lượng hơn.
Năng lượng RF có nguy hiểm không?
Khi nói đến việc sử dụng thu hoạch năng lượng RF, lượng dòng điện được tạo ra có thể nhỏ hoặc được mở rộng để có hiệu ứng. Tuy nhiên, người tiêu dùng bình thường không có gì phải lo lắng về những tác hại có thể xảy ra.
Nói chung, các thiết bị sử dụng năng lượng RF sử dụng rất ít điện năng. Ví dụ, một công tắc đèn không dây chỉ sử dụng một lượng nhỏ năng lượng cần thiết để kích hoạt đèn LED hoặc rơ le nhỏ.
Sau đó, nó sẽ gửi năng lượng đó trở lại dưới dạng sóng vô tuyến với tần số tương tự như bộ định tuyến Wi-Fi hoặc điện thoại không dây mà bạn có ở nhà. Vì vậy, nếu bạn không chết vì nói chuyện bằng điện thoại không dây ở nhà, thì đó có thể không phải là nguyên nhân đáng lo ngại.
Trên thực tế, thu hoạch năng lượng RF cũng đã được sử dụng cho các cảm biến y sinh có thể đeo được. Ví dụ, một nghiên cứu của Viện Kỹ thuật và Công nghệ năm 2015 cho thấy các nhà nghiên cứu có thể theo dõi các tín hiệu sinh lý ở bệnh nhân liên tục.
Năng lượng RF sẽ cần rất nhiều năng lượng để gây ra thiệt hại vật lý. Tuy nhiên, có những cách khác mà các cuộc tấn công điện từ có thể xảy ra.
Tưởng tượng về một tương lai không dây
Mặc dù có thể mất nhiều thời gian hơn để công nghệ thu hoạch RF trở thành một công cụ thiết yếu trong gia đình của chúng ta, nhưng đây chắc chắn là một bước tiến lớn trong việc tạo ra tương lai không dây, hoàn hảo như hình ảnh.
Cùng với thời gian, công nghệ như thế này có thể giảm bớt sự phụ thuộc của chúng ta vào pin, phích cắm trên tường và ổ cắm. Tuy nhiên, chỉ vì chúng ta có thể có công nghệ không bao giờ phải đặt điện thoại của mình xuống, điều đó không có nghĩa là chúng ta không nên nghỉ việc.
Đọc tiếp
Giới thiệu về tác giả
