Revision: Design of a 900 MHz Dual-Mode SWIPT for Low-Power IoT Devices

 En SWIPT, la potencia de RF recibida se utiliza con un doble propósito: EH e ID

Parámetro	Descripción
Funcionamiento	El sistema SWIPT cambia entre los modos activo y de cosecha de energía dependiendo de la cantidad de energía RF disponible y la energía requerida para el dispositivo.
Estructura	El sistema incluye un convertidor RF-DC, detectores de amplitud gruesa y fina, modulación de fase, y un módulo de modulación de retrodispersión.
Respaldo energético	El sistema depende de un supercondensador que se carga con energía RF. Utiliza un convertidor RF-DC para alimentar el dispositivo en el modo activo y para cosechar energía cuando el supercondensador se descarga.
Antena para Tx y RX (Tipo)	No se especifica un tipo exacto de antena, pero se emplea para recibir señales RF y transmitir información.
Frecuencia	900 MHz, con detalles específicos sobre la modulación y la detección de fase en señales BPSK y ASK.
Aplicación	El sistema SWIPT es utilizado para la transmisión y recepción de señales de comunicación en dispositivos que cosechan energía de la RF ambiental.
Eficiencia de Conversión DC-RF / RF-DC	Se reporta una eficiencia de conversión de hasta un 69% para señales de un solo tono a 15 dBm de potencia de entrada. Para señales multitonales, la eficiencia varía dependiendo de la cantidad de tonos.
Eficiencia Recolección de Energía	La eficiencia de cosecha de energía varía según el nivel de potencia RF disponible y el número de tonos utilizados, con la eficiencia alcanzando hasta el 12.8% para 16 tonos a −10 dBm.
Otros Parámetros	El sistema incluye componentes como un convertidor RF-DC, un modulador de retrodispersión de bajo consumo (260 nW), y un sistema de amplificación de señal variable (VGA2).
Software usado	LabVIEW para la codificación de la señal ADC de 2 bits y para realizar la operación lógica de los comparadores.
Almacenamiento de Energía	Se utiliza un supercondensador para almacenar energía recolectada de las señales RF.
Distancia	No se especifica explícitamente una distancia, pero la eficiencia de cosecha de energía depende de la potencia de la señal RF disponible.
Estrategia	Se emplea un sistema de detección y modulación con retrodispersión para reducir el consumo de energía, utilizando un convertidor RF-DC y amplificadores de señal variables.
Aporte	Este trabajo presenta un sistema SWIPT de vanguardia con implementación de hardware y pruebas experimentales, superando investigaciones teóricas previas.
Trabajos Futuros	Se mencionan investigaciones futuras para mejorar la eficiencia en la recolección de energía y en la implementación de la tecnología en diversas aplicaciones.
Comparaciones	Se comparan las eficiencias de conversión y cosecha de energía entre señales monofrecuencia y multitonales, con resultados experimentales en diferentes niveles de potencia de entrada.
Teorías explicadas	Se explica la modulación de fase y la modulación de retrodispersión como técnicas eficientes para la transmisión de información en un entorno de energía limitada.

El recolector de energía de RF se implementa en la placa tipo RF35 utilizando dispositivos comerciales 

n la salida. Se deben utilizar transistores o diodos de conmutación rápida para la señal de entrada de 900 MHz. La salida del convertidor RF-CC se alimenta a un convertidor reductor-elevador y un amplificador de ganancia variable (VGA1). Para eliminar la variación de tensión, se utilizó un convertidor reductor-elevador para obtener una tensión de salida constante. Cuando la tensión de entrada disminuye debido a la debilidad de las señales de RF, se realiza la operación de refuerzo del convertidor reductor-elevador para mantener el nivel de tensión de salida y

Parámetros

Valor

Tecnología

Nivel de PCB

Alimentación (V)

3.3/5

Máxima eficiencia EH (%)

69 para una carga de 300 Ω

Banda de frecuencia (MHz)

900 (/5.2 GHz usando recantena

Sensibilidad (dBm)

-7 dBm

Modulación del receptor

ASK/BPSK/PAPR

Velocidad de datos (Mbps)

1/2.5/4

Compatibilidad con PAPR

Sí

Implementación

PCB

Compatibilidad con SWIPT

Sí

Relación de división de potencia Modulación del transmisor

Retrodispersión de 0.44