han surgido algunos productos comerciales, como los transmisores Powercast, Ossia Cota, Dialog WattUp y Mi Air Charge.
57 % de PCE
1Voltio en 7 metros
Antena Parche de Gain 3.4 dBi [Intermedia entre 1.7 dBi dipolo y 6.8 dBi parche de Powercast]
Sensor de temperatura de bajo consumo propio con componentes de bajo consumo
rectificador con MOS
Sintetizador RX91503 3 W
Descripción general de los nodos de sensores inalámbricos y la recolección de energía
Dependiendo del tipo de sensor, el consumo de energía de un solo nodo de sensor puede variar entre De 100 uW a 100 mW [2], [3]
Crecimiento de El mercado de WSN industrial
recolector de energía que captura la energía del entorno en forma de luz, vibración, térmica o electromagnética y la convierte en energía eléctrica utilizable. [fuente de energía para la WSN]
una ganancia de transmisor razonable de 8 dBi, EIRP (36 dBm) y una frecuencia de transmisión de 915 MHz. En este caso, un recolector de energía acoplado a una antena de parche simple (con una ganancia de recepción de 2,5 dBi) puede alcanzar una salida de 1 V CC a 35 metros de la fuente de energía de RF. Colocar la fuente de energía de RF en el centro de esta red puede proporcionar una cobertura de línea de visión de aproximadamente 3848 m².
La sostenibilidad energética en los sistemas de sensores para Internet de las Cosas (IoT) agrícolas.
Las soluciones actuales basadas en la captación solar presentan limitaciones importantes (intermitencia, baja eficiencia, dependencia del entorno) que dificultan la implementación a largo plazo y a gran escala.
La necesidad de un paradigma de suministro energético más versátil y confiable para el IoT agrícola.
Agricultura inteligente y automatización en campo abierto, invernaderos, monitoreo de cultivos y ganado.
Sensores para monitoreo climático, calidad del suelo, salud de plantas y animales, con despliegue en ambientes difíciles (subterráneos, interiores, acuáticos).
Aplicaciones de agricultura 4.0 que requieren alta precisión, gran volumen de datos y funcionamiento continuo.
La intermitencia de la energía solar (no disponible en la noche o en condiciones climáticas adversas).
Limitaciones en la capacidad de almacenamiento energético de dispositivos pequeños.
Pérdidas y baja eficiencia en la captación y transferencia de energía inalámbrica.
Obstáculos físicos y entornos variables que afectan la transferencia inalámbrica de energía.
Costos y tamaño de antenas y dispositivos para la transferencia de energía.
Complejidad para cubrir diferentes escenarios agrícolas con una sola fuente de energía.
Tres capas principales:
Fuentes de energía renovable: solar, eólica, radiofrecuencia, energía hidráulica, etc.
Power Edge: red distribuida para almacenar, gestionar y transferir energía mediante tecnologías como captura ambiental múltiple, almacenamiento distribuido y transferencia inalámbrica.
IoT agrícola: nodos sensores equipados con baterías recargables o sin batería, alimentados y gestionados por la red de PowerEdge.
Tecnologías complementarias: transferencia inalámbrica de energía (cercana y de campo lejano), superficies reflectantes inteligentes (IRS) para mejorar la eficiencia y cobertura.
Captura de energía ambiental a través de paneles solares, turbinas eólicas, antenas RF, etc.
Almacenamiento distribuido para balancear y proveer energía continua.
Transferencia inalámbrica desde nodos de almacenamiento a sensores IoT, con soporte para movilidad (vehículos y drones cargadores).
Comunicación y monitoreo remoto vía Wi-Fi para reporte de estado y datos sensoriales.
Adaptación dinámica del suministro energético según demanda y condiciones ambientales.
Distancias efectivas de transferencia inalámbrica de energía de hasta 12 metros en campo abierto, y hasta 40 metros en pasillos con reflexión de señales.
Intervalos de paquetes recibidos de sensores sin batería que varían desde 11 segundos hasta minutos, dependiendo de condiciones (línea de vista, obstáculos, subterráneo).
Robustez comprobada bajo diferentes condiciones climáticas, humedad y microclimas agrícolas.
Voltajes de operación mantenidos estables durante pruebas continuas (12.5 V a 11.3 V en batería).
No se menciona software específico de simulación o desarrollo, pero se usan módulos comerciales y equipos de prueba (Powercast TX91501B, controladores híbridos, medidores de energía) para la implementación y monitoreo experimental.
El sistema se apoya en aplicaciones PC y móviles para el monitoreo remoto en tiempo real.
Prueba de concepto exitosa con componentes comerciales mostrando viabilidad técnica.
Capacidad para mantener sensores activos continuamente mediante suministro energético inalámbrico.
Pruebas bajo escenarios de línea de vista, sin línea de vista, subterráneos y con obstáculos demostraron funcionalidad y alcance significativos.
Adaptabilidad a entornos agrícolas variados y condiciones meteorológicas cambiantes.
Identificación de desafíos técnicos para mejorar eficiencia, alcance y miniaturización.
Propuesta de un paradigma integral de suministro energético para IoT agrícola llamado PowerEdge, que supera limitaciones de enfoques tradicionales basados únicamente en energía solar.
Integración orgánica de múltiples fuentes de energía, almacenamiento distribuido, transferencia inalámbrica y tecnologías emergentes (IRS).
Demostración experimental de un sistema funcional y evaluación detallada en múltiples escenarios reales.
Planteamiento de desafíos técnicos y oportunidades para avanzar hacia una agricultura inteligente y sostenible.
Estudio del impacto del campo electromagnético y la transferencia inalámbrica en el crecimiento de plantas y animales.
Manejo de interferencias energéticas en redes densas de sensores con múltiples cargadores inalámbricos.
Modelado específico según tipo de aplicación y disposición espacial para optimizar despliegue energético y protocolos de comunicación.
Desarrollo y aplicación de superficies inteligentes (IRS/RIS) para mejorar la eficiencia y alcance en la transferencia inalámbrica de energía.
Mejoras en eficiencia energética, reducción del tamaño de antenas y costos de implementación.
Para la frecuencia de 915 MHz, existen numerosos artículos completos y módulos comerciales específicos, entre los que destacan productos de Powercast, una de las marcas líderes en sistemas de Wireless Power Transfer (WPT). Las antenas comerciales de Powercast para esta frecuencia típicamente presentan una ganancia de alrededor de 1.7 dBi para su antena dipolo omnidireccional, y cerca de 6.8 dBi para su antena parche (patch) direccional. Estas antenas se usan comúnmente en aplicaciones IoT para recolectar energía y suelen ser capaces de generar voltajes útiles a distancias de hasta 6 metros, dependiendo de la potencia de la fuente de RF.
Sin embargo, en un estudio reciente realizado por investigadores de la Universidad de Pretoria (Sudáfrica), se diseñó y validó un sistema de WPT que utiliza una antena Yagi con una ganancia significativamente superior de 12.62 dBi, operando a una frecuencia ligeramente menor de 920 MHz. Esta antena es capaz de recolectar energía efectiva a una distancia de 15 metros bajo una potencia radiada de 4 W EIRP, lo que representa un avance importante en la distancia y eficiencia de la recolección de energía inalámbrica.
El diseño de esta antena Yagi incluye:
| Elemento | Distancia desde elemento activo (mm) | Longitud (mm) | Diámetro (mm) |
|---|---|---|---|
| Reflector | 64.5 | 169.55 | 6.35 |
| Elemento activo (dipolo plegado) | 0 | 184.1 | 6.0 |
| Director 1 | 26.2 | 150.3 | 6.35 |
| Director 2 | 86.6 | 149.4 | 6.35 |
| Director 3 | 157.6 | 146.1 | 6.35 |
| Director 4 | 239.4 | 145.7 | 6.35 |
| Director 5 | 333.6 | 144.4 | 6.35 |
| Director 6 | 434.2 | 139.8 | 6.35 |
| Director 7 | 538.7 | 141.4 | 6.35 |
| Director 8 | 647.9 | 140.8 | 6.35 |
| Director 9 | 760.2 | 140.0 | 6.35 |
| Director 10 | 879.5 | 137.6 | 6.35 |
La antena fue fabricada con elementos de cobre y aluminio, con un cuidadoso diseño para optimizar la ganancia y minimizar la pérdida de retorno. Se simuló y optimizó mediante software electromagnético FEKO para alcanzar un retorno de pérdida (return loss) de -14.11 dB a 920 MHz, lo que garantiza una buena adaptación y eficiencia.
Ganancia medida: 12.62 dBi a 920 MHz, muy superior a las antenas Powercast típicas para 915 MHz.
Distancia efectiva: El sistema pudo recolectar suficiente energía para alimentar un nodo sensor durante más de 150 minutos a 15 metros del transmisor con 4 W EIRP.
Funcionamiento: La energía recolectada se usó para alimentar un sensor de temperatura y un módulo LoRa para transmisión inalámbrica de datos IoT sin necesidad de baterías.
Aunque este diseño específico está optimizado para 920 MHz, es totalmente factible replicar o adaptar la antena Yagi para la banda de 915 MHz, la cual es estándar para muchas aplicaciones IoT y WPT comerciales. Al adaptar las dimensiones y el espaciamiento, se puede mantener o incluso mejorar el rendimiento, ofreciendo una alternativa potente para sistemas de recolección de energía inalámbrica a mayores distancias que las actuales antenas comerciales.
Este tipo de antena Yagi de alta ganancia tiene un enorme potencial para aplicaciones IoT, especialmente para nodos sensores que requieren autonomía total sin mantenimiento frecuente. Por ejemplo, monitoreo ambiental en áreas remotas, sensores industriales o sistemas de seguridad que funcionen sin acceso a alimentación directa ni necesidad de recambio de baterías.
La carga inalámbrica de baterías de iones de litio mediante energía de radiofrecuencia (RF) representa un avance importante para la autonomía de dispositivos electrónicos, especialmente en aplicaciones IoT y nodos sensores sin conexión a la red eléctrica. Sin embargo, el proceso de conversión y almacenamiento de energía RF en baterías recargables plantea varios retos que deben ser cuidadosamente gestionados para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro del sistema.
Este artículo detalla el procedimiento y las consideraciones para cargar baterías de iones de litio y alimentar microcontroladores utilizando energía RF, basado en un estudio reciente de la Universidad de Pretoria (Sudáfrica).
La energía recibida en forma de ondas RF es muy baja y variable. Primero, una antena especialmente diseñada (como la Yagi de alta ganancia mencionada en el estudio) captura la energía, que luego pasa por un circuito rectificador RF-DC para convertir la señal alterna en corriente continua.
En este sistema, se emplea un rectificador totalmente acoplado cruzado basado en transistores MOSFET (Renesas HFA3096BZ) para maximizar la eficiencia y sensibilidad en la conversión.
Cuando el voltaje almacenado es muy bajo (por debajo del umbral de operación del microcontrolador, típicamente < 1 V), el sistema no puede alimentar el microcontrolador ni la carga. En este estado:
Se acumula energía en un supercondensador o capacitor de almacenamiento.
No se activa el conversor elevador (boost converter).
Se mantiene desconectado el microcontrolador para evitar descargas innecesarias.
Esto permite acumular suficiente energía para alcanzar el nivel mínimo operativo antes de encender la electrónica.
Cuando el voltaje acumulado alcanza el umbral de activación (por ejemplo, alrededor de 1 V):
Se activa el conversor DC-DC elevador (boost converter) para incrementar el voltaje a un nivel útil (3.3 V en el estudio) necesario para alimentar el microcontrolador y sensores.
El microcontrolador puede encenderse y operar, transmitiendo datos.
Mientras el voltaje siga subiendo, el sistema puede continuar almacenando energía para aumentar la autonomía y duración del ciclo operativo.
Una vez que la batería o el capacitor están cargados cerca de su máximo voltaje nominal (4.2 V para Li-ion):
Se utiliza un algoritmo de carga Constant Current - Constant Voltage (CC-CV) implementado en el microcontrolador para controlar el proceso y evitar daños por sobrecarga.
El microcontrolador regula el convertidor DC-DC y la carga mediante señales PWM que controlan los MOSFETs.
Se desconecta o reduce la carga para evitar sobrevoltajes o corrientes excesivas.
Para controlar el encendido/apagado del boost converter y la conexión con el microcontrolador, se emplean MOSFETs como interruptores electrónicos:
MOSFET de canal N se utiliza en el convertidor DC-DC por su baja impedancia y rápida conmutación.
La señal PWM generada por el microcontrolador regula el duty cycle del MOSFET, ajustando la tensión y corriente de salida del convertidor.
Un switch mecánico o un switch electrónico controlado por el microcontrolador activa el boost converter cuando el voltaje almacenado es suficiente para encender el sistema.
Para proteger la batería y controlar la carga, el microcontrolador monitoriza el voltaje y corriente a través de circuitos de medición (resistencias shunt y amplificadores operacionales).
Este sistema asegura una carga eficiente, segura y con control dinámico para maximizar la vida útil de la batería y la autonomía del nodo sensor.
El microcontrolador recibe información analógica de voltaje y corriente mediante circuitos:
Divisor de voltaje y amplificador operacional para escalar y adecuar la tensión a niveles compatibles con el ADC del microcontrolador (3.3 V).
Amplificador diferencial para medir la caída de voltaje en la resistencia shunt y así obtener la corriente de carga.
Con estos datos, el microcontrolador ejecuta el algoritmo CC-CV y regula el PWM para controlar el MOSFET del convertidor.
La carga de baterías de iones de litio mediante energía RF requiere circuitos rectificadores eficientes, almacenamiento con supercondensadores y conversores DC-DC elevadores.
Es crucial manejar cuidadosamente los estados de voltaje: acumulación inicial, operación normal y carga completa para proteger el sistema.
Los MOSFETs y switches electrónicos controlados por microcontrolador permiten una gestión dinámica y segura de la energía.
Este enfoque permite diseñar nodos sensores inalámbricos autónomos para IoT, eliminando la necesidad de baterías externas o reemplazos frecuentes.
¿Quieres que te ayude con esquemas de circuitos o código para implementar el control PWM y CC-CV en microcontroladores?
Fuente principal:
"Enabling a Battery-Less Sensor Node Using Dedicated Radio Frequency Energy Harvesting for Complete Off-Grid Applications", Energies 2020, 13(20), 5402. Timothy Miller et al.
Energía cero se refiere a no consumir energía de la batería del dispositivo ni a funcionar sin ella. En la práctica, los dispositivos de energía cero también son dispositivos de bajo consumo, pero satisfacen la energía requerida únicamente mediante la recolección de energía del entorno. El funcionamiento de un dispositivo de energía cero consiste en recolectar primero la energía necesaria para una tarea y luego gastarla. En este sentido, la recolección de energía de diferentes fuentes de energía del entorno es una tecnología importante para el uso de dispositivos de energía cero. Para estos dispositivos, es importante si la cantidad de energía necesaria para realizar ciertas tareas está disponible
Bibliografia
Cansiz, M., Altinel, D. Multiband RF energy harvesting for zero-energy devices. Electr Eng 105, 91–100 (2023). https://doi.org/10.1007/s00202-022-01646-w
Energous Corporation (San José, CA, Estados Unidos) fabrica la línea WattUp de productos de captación de energía de RF. El chip EN2223 es un receptor compatible con el transmisor DA4100
Según la aplicación, el desarrollador puede conectar hasta cuatro antenas mientras la banda operativa sea de 900 MHz
Lamentablemente, la documentación disponible es muy limitada.
Bibliografia
Methods, Standards and Components for Wireless Communications and Power Transfer Aimed at Intra-Vehicular Applications of Launchers
Energous—Chips & Modules. Available online: https://energous.com/products/chips-modules/ (accessed on 12 July 2023).
Energous Commends the United Nations’ ITU Approval and Recommendation for Radio Frequency-Based Wireless Power Transfer in the 900 MHz Band—10 October 2022. Available online: https://ir.energous.com/news-events/press-releases/detail/ 739/energous-commends-the-united-nations-international (accessed on 12 July 2023).
E-peas (Lovaina la Nueva, Bélgica) se centra en el desarrollo de soluciones de gestión energética para el funcionamiento autónomo de dispositivos. E-peas presenta una gama de gestores energéticos capaces de recolectar (recolectar) energía de fuentes fotovoltaicas, térmicas, vibratorias y de radiofrecuencia (RF). En el caso de la RF, los dispositivos son capaces de recolectar energía con potencias de entrada de entre 19 dBm y 10 dBm en las bandas de frecuencia de 868 MHz, 915 MHz y 2,4 GHz
Bibliografia
Methods, Standards and Components for Wireless Communications and Power Transfer Aimed at Intra-Vehicular Applications of Launchers
E-peas—Energy Harvesting Ambient Energy Managers (AEM family). Available online: https://e-peas.com/energy-harvesting/ (accessed on 12 July 2023).
Una tecnología prometedora es la propuesta por OSSIA Real Wireless Power (Redmond (WA), Estados Unidos), pero la información disponible es muy escasa. Hasta el momento, no se ha publicado información precisa sobre potencias nominales ni distancias. La tecnología Cota de OSSIA Real Wireless Power crea un entorno que permite mantener cualquier número De dispositivos digitales con alimentación constante. El receptor Cota Power, integrado en cualquier dispositivo, inicia la comunicación enviando una señal de baliza para encontrar un transmisor Cota Power . El transmisor envía energía por la misma ruta. Esta comunicación entre el receptor y el transmisor se produce 100 veces por segundo para enviar energía a los dispositivos remotos, incluso si están en movimiento.
Cota es un sistema de antena inteligente diseñado para cargar de forma segura múltiples dispositivos remotos sin la intervención del usuario a distancias de hasta 10 m. La plataforma Cota consta de tres componentes principales: el receptor, el transmisor y la nube Cota. El receptor se basa en un circuito integrado de 3 mm × 3 mm, que puede integrarse en cualquier producto. Es capaz de recibir hasta 4 vatios de potencia de entrada de RF del transmisor Cota. El receptor envía una señal de radio (baliza) de baja potencia de 2,4 GHz al transmisor, que utiliza antenas inteligentes para enviar la señal de alimentación de vuelta por la misma ruta, ya sea directa o indirecta. La señal rebotará en objetos sólidos y alrededor de cualquier obstáculo, siguiendo la misma ruta utilizada por la baliza para llegar al transmisor. Se puede utilizar cualquier tipo de antena para el receptor. Múltiples transmisores pueden trabajar juntos para extender el rango de transmisión de energía a distancias mucho mayores de 10 m. Cota Cloud ayuda a activar, administrar y monitorear todos los dispositivos conectados, incluyendo decidir qué dispositivos necesitan cargarse más. El sistema de energía inalámbrica Cota también se puede adaptar a dispositivos que funcionan con baterías mediante la adopción de la “batería Cota Forever” que se ajusta al tamaño de las baterías tipo AA actuales
La tecnología Cota es el primer producto de energía inalámbrica remota sin línea de visión basada en RF que puede llevar las marcas CE y de conformidad evaluada del Reino Unido
OSSIA es una empresa de licencias que trabaja para integrar la tecnología Cota Wireless Power en otros productos. No vende productos directamente
Bibliografia
Methods, Standards and Components for Wireless Communications and Power Transfer Aimed at Intra-Vehicular Applications of Launchers
Wireless Power Technology Will Lead to Smaller IoT Devices—14 September 2021. Available online: https://www. powersystemsdesign.com/articles/wireless-power-technology-will-lead-to-smaller-iot-devices/149/18265 (accessed on 12 July 2023).
Para mayor claridad, a continuación se mencionan otros métodos de transferencia de potencia eléctrica que actualmente tienen un TRL más bajo que los anteriores y que se han reportado en este documento porque, si bien aún no se comercializan, están experimentando un impulso significativo en términos de investigación y, por lo tanto, podrían experimentar una evolución en el futuro cercano que los haga aplicables en la práctica. Transferencia de potencia mediante "Acoplamiento Magnetodinámico", MDC. transferencia de potencia por “acoplamiento electrodinámico” , “Transferencia de potencia acústica”, APT Transferencia de potencia inalámbrica guiada por superficie metálica , MSG-WPT
Bibliografia
transferencia de potencia por “acoplamiento electrodinámico” , “Transferencia de potencia acústica”, APT Transferencia de potencia inalámbrica guiada por superficie metálica , MSG-WPT
Al adoptar longitudes de onda más cortas de radiación electromagnética, típicamente en el rango de las microondas, se posibilita la transmisión de energía mediante ondas de radio. Una rectenna (antena rectificadora) puede utilizarse para convertir la energía de microondas en electricidad
Un elemento de rectenna simple consiste en una antena dipolar con un diodo de RF conectado entre los elementos dipolares. El diodo rectifica la corriente alterna inducida en la antena por las microondas para producir una corriente unidireccional que energiza una carga conectada a través del diodo
En el caso de la radiación electromagnética más cercana a la región visible del espectro (0,2 a 2 µm), la potencia se puede transmitir convirtiendo la electricidad en un haz láser, que se recibe y se enfoca en células fotovoltaicas. Este mecanismo se conoce generalmente como "transmisión de potencia" porque la potencia se proyecta hacia un receptor que puede convertirla en energía eléctrica. Se aplican al receptor convertidores de potencia láser fotovoltaicos optimizados para la conversión de luz monocromática. En lugar de ser emitida directamente al receptor, la luz láser también puede ser guiada por una fibra óptica. En este caso, hablamos de la tecnología de potencia sobre fibra [
La transferencia inalámbrica de energía se puede utilizar para alimentar nodos transmisores o receptores en una red de comunicación inalámbrica. Este tipo de aplicación se conoce como "Comunicación con Alimentación Inalámbrica (WPC)".
En las Redes de Comunicación con Alimentación Inalámbrica (WPCN), los dispositivos inalámbricos se comunican utilizando únicamente la energía recolectada por los cargadores inalámbricos. Normalmente, en las WPCN, se consideran dos tipos de cargadores inalámbricos.
WPCN es una red de comunicación basada en RF-EH que utiliza el concepto de enlace ascendente y descendente para la transmisión inalámbrica de energía (WET) y la transmisión inalámbrica de información (WIT). La idea básica de WPCN es la siguiente: cada nodo obtiene energía de RF y la transmite inalámbricamente a otros nodos mediante el enlace descendente. Otros nodos utilizan esta energía para transmitir los datos a su destino a través del enlace ascendente.
Los autores de [6] presentaron un algoritmo eficiente de recolección de datos para redes inalámbricas de sensores (WSN) basadas en WPCN. En este algoritmo, los nodos WPCN obtienen su energía de RF y la almacenan en condensadores o baterías recargables. El enlace descendente se utiliza simultáneamente para WET y el enlace ascendente para WIT. Los autores asumen una topología en estrella de un salto donde el nodo receptor está rodeado de nodos sensores, y estos obtienen su energía del nodo receptor. El nodo receptor recopila los datos detectados de los nodos mediante el enlace ascendente y envía energía inalámbrica a un nodo receptor mediante el enlace descendente. Los autores investigan el rendimiento del nodo durante la recopilación de datos de detección al receptor por unidad de tiempo. MAC es un protocolo de capa 2 para la comunicación entre nodos que acceden a una línea de transmisión. Se ha realizado una amplia investigación para desarrollar protocolos MAC para EH-WSN.
Los autores de [10-12] presentaron el protocolo basado en SALOHA (Slotted ALOHA) y afirmaron que este es el primer trabajo que aplica SALOHA en EH-WSN para WPCN. SALOHA tiene ranuras de tiempo; cada nodo espera una ranura y envía los datos durante ella. De lo contrario, espera al comienzo de la siguiente ranura. Podemos describir EH-SALOHA de la siguiente manera: cada nodo obtiene la energía del recolector de energía de RF y, cuando se accede a una ranura, transmite los datos.
En [10,11], los autores propusieron la técnica de recolección hasta el acceso, donde los nodos recolectan energía continuamente hasta que se accede a una ranura y luego envían el paquete.
En [12], los mismos autores propusieron otro esquema para la técnica de cosecha o acceso.
El primer tipo tiene como objetivo proporcionar carga inalámbrica, denominado Punto de Acceso a la Energía (E-AP).
El segundo tipo también puede admitir la comunicación de datos y funcionar como un Punto de Acceso a Datos (D-AP), y se denomina Punto de Acceso Híbrido (H-AP).
La investigación sobre las WPCN tiene dos vertientes. La primera se centra exclusivamente en la carga inalámbrica, es decir, la transferencia inalámbrica de energía y la transmisión de información están separadas.
La segunda dirección se centra en la Transferencia Simultánea de Información y Energía Inalámbrica (SWIPT), donde la carga inalámbrica y la transmisión de información se acoplan para lograr un equilibrio.
Bibliografia
Methods, Standards and Components for Wireless Communications and Power Transfer Aimed at Intra-Vehicular Applications of Launchers
Lu, X.; Wang, P.D.; Niyato, D.; In Kim, D.; Han, Z. Wireless Charging Technologies: Fundamentals, Standards, and Network Applications. IEEE Commun. Surv. Tutor. 2016, 18, 1413–1452
Zero Energy IoT Devices in Smart Cities Using RF Energy Harvesting
[6] Chi, K.; Zhu, Y.-h.; Li, Y. Efficient data collection in wireless powered communication networks with node throughput demands. Comput. Commun. 2018, 126, 665. [
10. HChoi, H.; Shin, W. Harvest-until-access protocol based on slotted aloha for wireless powered dense networks. In Proceedings of the 2019 International Conference on Electronics, Information, and Communication (ICEIC), Auckland, New Zealand, 22–25 January 2019; pp. 1–6.
11. Choi, H.-H.; Shin, W. Slotted aloha for wireless powered communication networks. IEEE Access 2018, 6, 53342–53355.
12. Choi, H.; Levorato, M.; Poor, V. Harvest-or-access: Slotted aloha for wireless powered communication networks. IEEE Trans. Veh. Technol. 2019, 68, 11394–11398.
No Coloque dos dispositivos juntos
Si El Powerspot esta rojo parpadeante, esta sobrecalentándose
no utilice el transmisor a menos de 10 cm de la placa de evaluación cuando la antena de parche esté conectada
Operar la placa de evaluación sobre un plano de tierra, como una alfombra de protección antiestática en una mesa de laboratorio, puede causar una atenuación significativa de la señal.
Selecciona la batería que deseas cargar:
Usa el interruptor SW1 para elegir entre las tres baterías disponibles. Las opciones son:
BAT 1: Batería Li-ion 2032 (Tamaño de moneda)
BAT 2: Batería Li-Mn (Similar al tamaño de una "AA")
BAT 3: Tres baterías NiMH en serie (Tamaño "AAA")
Conecta la antena:
El kit incluye dos tipos de antenas. Conecta la antena de tu elección al conector SMA (J1) en la placa de evaluación.
Asegúrate de orientar la antena correctamente, como se describe en el manual, para obtener el mejor rendimiento.
Conecta cualquier equipo de prueba:
Si lo deseas, puedes conectar equipos de prueba a los puntos de prueba (Test Points) de la placa de evaluación. Esto incluye puntos para BAT, RSSI, TxID, entre otros.
Enciende la alimentación de la placa de evaluación (P1110-EVB-PS):
Instala el jumper J2 para activar la alimentación de la placa.
Cuando la placa se encienda por primera vez, el LED de descarga (D4) parpadeará brevemente, lo que indica que la unidad se ha encendido correctamente.
Enciende el transmisor PowerSpot:
Conecta el transmisor PowerSpot TX91503 y apunta la antena hacia la placa de evaluación.
Asegúrate de que la orientación de ambas antenas (transmisor y receptor) sea correcta para obtener la mejor señal.
Habilita las transmisiones de datos a través de Bluetooth:
Presiona el botón PB1 en la placa de evaluación durante aproximadamente 1 segundo para activar la transmisión de datos al dispositivo móvil.
Instala la app PowerSpot Dev:
Descarga e instala la PowerSpot Dev app en tu dispositivo Android o iOS desde la tienda correspondiente (Google Play o App Store).
Asegúrate de que el Bluetooth esté habilitado en tu dispositivo móvil.
Utiliza la PowerSpot Dev App:
Abre la app y busca la placa de evaluación conectada.
El LED de estado verde
(D3) parpadeará en verdeEl estado de carga, el voltaje de la batería y el nivel de señal RSSI se mostrarán en la app.
Observa el LED de estado:
El LED de la placa de evaluación cambiará de color y patrón dependiendo del estado de carga:
Verde: Carga completa.
Rojo: Batería baja (aproximadamente 3.3V).
Verde y rojo alternados: Muestra la tasa de corriente de carga.
Descarregar la batería seleccionada (si es necesario):
Para activar el modo de descarga de la batería, mantén presionado el botón PB1 durante aproximadamente 4 segundos. El LED D4 se encenderá para indicar que el modo de descarga está activo.
Puedes ajustar la tasa de descarga instalando los jumpers adecuados en J3.
Medir y verificar los datos:
Si se conecta la app, podrás ver datos como el voltaje de la batería, la corriente de carga y la fuerza de la señal RSSI del transmisor.
Desactivar o reactivar las transmisiones:
Si deseas detener las transmisiones de datos, presiona nuevamente el botón PB1. Las transmisiones de datos se detendrán automáticamente después de 30 minutos si no se reinicia el proceso.
Uso de la función de programación de eventos (opcional):
Si deseas configurar horarios para que el transmisor se encienda o apague automáticamente, usa la función de programación en la app, ingresando el TXID del transmisor.
