Forscher entwickeln selbstversorgendes Funkmodul

15. September 2014, 15:02
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Geringe Größe, hohe Frequenzen und integrierte Antenne reduzieren Strombedarf

Der Wandel hin zum Internet der Dinge führt zu immer mehr drahtlos übertragenen Daten. Sensoren und Geräte übermitteln Informationen, die zur Haushaltssteuerung, Gesundheitsauswertungen und anderen Funktionen genutzt werden.

Doch wo Daten fließen, werden Sende- und Empfangsmodule benötigt, die ihrerseits mit Strom versorgt werden wollen. Unpraktisch, wenn der Anschluss an eine stationäre Stromquelle nicht möglich und das Verbauen eines Akkus größenbedingt nicht praktikabel ist. An einer Lösung arbeiten nun Forscher der University of California in Berkeley mit ihren Kollegen aus Stanford.

Ameisengroßes Modul

Sie haben, wie Wired berichtet, ein Funkmodul in der Größe einer Ameise entwickelt, das billig in der Herstellung ist und sich selbst mit Energie versorgt. Für den Strom sorgen die Nachrichten, die es empfängt.

Bei herkömmlichen Empfangsmodulen liegt die Hürde für eine solche Entwicklung in ihrer großen Antenne. Diese ermöglicht zwar die Übermittlung vieler Datenpakete gleichzeitig, sie muss jedoch separat hergestellt und nachträglich mit dem Empfänger verbunden und entsprechend getestet werden.

Energy Harvesting

Die Forscher sind vom üblichen Sendespektrum (in der Regel 900 MHz und 2,4 GHz) auf wesentlich höhere Frequenzen ausgewichen. Ihre Erfindung empfängt Nachrichten auf 24 GHz und verschickt sie auf 60 GHz. Da mit der höheren Frequenz die Wellenlänge deutlich abnimmt, konnte die Antenne so klein gehalten werden, dass sie in den Chip integriert werden konnte, wie sich auf IEEE Xplore nachlesen lässt.

Dies wiederum reduziert den Strombedarf auf ein Maß, dass die Selbstversorgung per Energy Harvesting ermöglicht.

Nachteil: Reichweite

Die hohen Frequenzen haben allerdings auch einen signifikanten Nachteil: Sie reduzieren die Kommunikationsweite des Mini-Empfängers auf etwas mehr als einen halben Meter. Für größere Distanzen müssten mehrere Module mit entsprechendem Abstand eingesetzt werden, die die jeweiligen Informationen zu einem Access Point weiter zu transportieren.

Mögliche Anwendungsfällen reichen von smarten Alltagsgegenständen bis hin zum Einzelhandel und auch in den militärischen Bereich. Die Wissenschaftler arbeiten im Moment mit dem DARPA zusammen, um ihre Erfindung in andere Chips zu integrieren. (gpi, derStandard.at, 15.09.2014)

  • Der Empfänger weist circa die Größe einer Ameise auf.
    foto: uc berkeley

    Der Empfänger weist circa die Größe einer Ameise auf.

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