Podemos alimentar a casa inteligente com ondas de rádio ambiente?

Na CES, vimos a Samsung exibir um controle remoto de TV que se alimenta com ondas sem fio próximas, eliminando a necessidade de ter uma bateria. Embora nosso próprio editor de A/V, Phil Nickinson, esteja cético em relação à perspectiva , estou mais esperançoso quanto às implicações amplas.

Se a Samsung aplicar essa tecnologia em escala e incluir esse controle remoto em todas as suas TVs daqui em diante, haverá uma redução acentuada no número de baterias que precisam ser feitas. Em última análise, isso é uma boa notícia para o planeta e provavelmente economiza alguns dólares para todos. A quantidade de energia economizada ao carregar essas baterias será bastante mínima, já que os controles remotos da TV não usam muito suco para começar. Dito isto, o ar está crepitando com energia invisível suficiente para manter outros dispositivos domésticos inteligentes de baixa demanda funcionando?

Afinal, estamos sendo cobertos por mais e mais esferas sobrepostas de ondas eletromagnéticas, incluindo Wi-Fi, celular, FM e TV. Nossos dispositivos também estão se tornando mais eficientes em termos de energia. Se estivermos usando todo esse poder para emitir sinais, talvez possamos recuperar um pouco da energia pegando-a do outro lado. A ideia não é nova. Nikola Tesla sonhava em poder abastecer cidades inteiras com transmissão sem fio. Não estamos nem perto de conseguir fazer isso hoje, mas já temos empresas que fabricam eletrônicos sem bateria graças à tecnologia emergente nessa área.

Como usaríamos a colheita de energia sem fio?

Quanto mais longe você se afasta da fonte de uma transmissão, menos energia ela precisa ser colhida. A potência que podemos extrair com a intensidade do sinal do dia a dia é mínima. Em teoria, você obteria menos de 0,0001 de um watt colhendo potência de 2,4 GHz além de 1 metro de sua fonte . Não é muito para brincar.

Apesar desses limites, Wiliot conseguiu fazer um computador completo que funciona com energia ambiente. É um adesivo impresso que pode sentir o que está acontecendo nas proximidades, se comunicar com outras máquinas e custa apenas alguns centavos. Estes são usados ​​principalmente para alimentos, varejo e medicamentos para rastrear embarque e armazenamento.

Fabricantes como Atmosic podem criar chips Bluetooth 5 que funcionam com ondas de energia ambiente. Por exemplo, ele foi capaz de alimentar um teclado e fazer com que ele se comunique sem precisar de baterias instaladas. Um teclado sem bateria disponível comercialmente usando o chip Atmosic já está em andamento .

Para dispositivos mais de alta demanda, precisaremos recorrer a transmissores e receptores dedicados. Já vimos alguns deles , mas sua eficiência energética ainda está em questão. A Wi-Charge é uma das empresas que entram nesse ângulo. Ele se baseia em rajadas direcionadas de infravermelho para enviar energia sem fio. Seu disco transmissor tem consumo de 12 volts, mas o receptor pode gerar 5V na outra extremidade no máximo. Enquanto isso, Ossia está trabalhando com a Spigen para fazer uma capa de telefone que possa funcionar como um receptor de energia sem fio, mas além de um alcance de 1,80 m, está recebendo um décimo do que está sendo transmitido. Nesse sentido, a GuRu está trabalhando com a Motorola para inserir um receptor de energia diretamente em um telefone . Seu cenário atual de melhor caso tem eficiência caindo abaixo de 50% além de 10 pés de alcance . Vale a pena instalar um transmissor em sua casa se for tão ineficiente? Pode ser necessário até fecharmos a lacuna entre a energia ambiente disponível e a demanda de energia.

Então por que ainda não chegamos?

Existem algumas razões pelas quais não atingimos o nirvana de uma casa inteligente completamente dissociada da rede de energia. Por um lado, a fonte de alimentação está constantemente flutuando. Localização e obstáculos são fatores X óbvios. Mesmo para dispositivos fisicamente estáticos, as condições atmosféricas e a hora do dia podem influenciar a forma como as ondas de rádio podem ser transmitidas ou recebidas.

Há também o desafio da padronização. Se os dispositivos de transmissão não forem otimizados para alimentar alvos, será difícil tirar essa visão do papel. A AirFuel Alliance está tentando trazer vários fabricantes para a mesma página nesta frente.

Felizmente, a coleta de radiofrequência não existe no vácuo. Voltando ao exemplo remoto da Samsung, seu principal recurso era realmente funcionar com energia solar. A coleta de RF pode funcionar ao lado de uma série de outras técnicas passivas de coleta de energia, como térmica e mecânica, para compensar a demanda total de energia. Como a Samsung, a Disney Research encontrou uso na combinação de energia de rádio ambiente com painéis solares para permitir a transferência de dados sem fio. À medida que a eficiência desses métodos melhora e os fabricantes começam a adicionar camadas de coleta de energia ambiente, sua necessidade de baterias diminuirá gradualmente. Talvez isso não resulte em descartar completamente as baterias, mas mesmo que isso signifique apenas sobreviver com baterias menores, ainda é uma melhoria.

No nível do consumidor, a quantidade de energia que podemos obter do ambiente sem fio ainda é muito pequena e inconsistente. Na melhor das hipóteses, essas técnicas são úteis apenas para dispositivos que precisam de uma pequena quantidade de energia ocasionalmente. Além dos controles remotos da TV, é fácil imaginar ter sensores independentes alimentados por rádio espalhados pelos cantos mais remotos da sua casa para fornecer relatórios contínuos sobre umidade e temperatura. Isso pode muito bem expandir o conjunto de dados com o qual seu termostato inteligente está trabalhando.

A ideia tem enormes implicações para a casa inteligente. Embora ainda estejamos provavelmente a anos de ver uma implementação generalizada, podemos ter esperança de que uma tecnologia como essa exista e o foco na pesquisa continue.