Revision: Supplying the Power Requirements to a Sensor Network Using Radio Frequency Power Transfer

 

Funcionamiento: El sistema transfiere energía a nodos sensores mediante RF, operando en un ciclo con protocolos de búsqueda para encontrar nodos y recargar energía, manteniendo el equilibrio entre carga y descarga en función de las necesidades energéticas de los nodos.

Estructura: El sistema consiste en nodos base y nodos hoja. Los nodos hoja tienen dispositivos de almacenamiento de energía como supercondensadores o baterías, y se comunican con el nodo base utilizando antenas específicas.

Respaldo energético: Se utilizan supercondensadores y baterías (como las de NiMH y Panasonic) para almacenar la energía recibida y permitir la operación de los nodos sensores.

Antena para Tx y RX (Tipo): Se utilizan antenas Yagi y antenas de látigo (whip), que operan en el campo cercano con un modelo de propagación de dos rayos.

Frecuencia: 433 MHz.

Aplicación: Aplicaciones como el seguimiento de animales, redes de sensores y otras aplicaciones que requieren el suministro autónomo de energía a través de RF en rangos cortos o medianos.

Eficiencia de Conversión DC-RF / RF-DC: La eficiencia de conversión de AC a DC del circuito de recolección de energía se encuentra en un 39.1%.

Eficiencia de Recolección de energía: La eficiencia general es afectada por la resistencia en serie del supercondensador y la eficiencia del rectificador, con la opción de mejorarla mediante la rectificación de onda completa.

Otros Parámetros:

• Impedancia de los circuitos.

• Análisis de acoplamiento mutuo entre antenas.

• Seguimiento de la potencia recibida y la tensión de referencia para el protocolo de búsqueda.

Software usado: CST Microwave Studio para modelar antenas y simulaciones de propagación RF.

Almacenamiento de Energía: Se utilizan supercondensadores (Cap-xx y Panasonic) y baterías de NiMH, con el propósito de almacenar la energía recolectada de las ondas de RF.

Distancia: Se puede operar en distancias de hasta 3.3 metros con el sistema actual.

Estrategia: La estrategia es usar la carga intermitente y la distribución de energía para mantener el funcionamiento de varios nodos a distancias cortas o pocos nodos a distancias más largas.