Possiamo alimentare la casa intelligente con le onde radio ambientali?

Al CES, abbiamo visto Samsung sfoggiare un telecomando TV che si alimenta con le onde wireless nelle vicinanze, eliminando la necessità di avere anche una batteria. Anche se il nostro editore A/V Phil Nickinson è scettico sulla prospettiva , sono più fiducioso per le ampie implicazioni.

Se Samsung applica questa tecnologia su larga scala e include questo telecomando in tutti i suoi televisori d’ora in poi, ci sarà una marcata riduzione del numero di batterie che devono essere prodotte. Questa è in definitiva una buona notizia per il pianeta e probabilmente farà risparmiare a tutti qualche soldo. La quantità di energia risparmiata dalla ricarica di quelle batterie sarà abbastanza minima, visto che i telecomandi TV non consumano molto per cominciare. Detto questo, l’aria crepita con abbastanza potenza invisibile per mantenere operativi altri dispositivi domestici intelligenti a bassa richiesta?

Dopotutto, siamo coperti da sfere sempre più sovrapposte di onde elettromagnetiche, tra cui Wi-Fi, cellulare, FM e TV. Anche i nostri dispositivi stanno diventando più efficienti dal punto di vista energetico. Se stiamo usando tutto questo potere per emettere segnali, forse possiamo recuperare un po’ di energia catturandola dall’altra parte. L’idea non è nuova. Nikola Tesla sognava di poter alimentare intere città con la trasmissione wireless. Oggi non siamo neanche lontanamente in grado di farlo, ma abbiamo già aziende che producono elettronica senza batteria grazie alla tecnologia emergente in questa arena.

Come useremmo la raccolta di energia wireless?

Più ci si allontana dalla fonte di una trasmissione, meno potenza deve essere raccolta. La potenza che siamo in grado di estrarre con la potenza del segnale di tutti i giorni è minima. In teoria, otterresti meno di 0,0001 di un watt che raccoglie una potenza di 2,4 GHz oltre 1 metro dalla sua sorgente . Non è molto con cui giocare.

Nonostante questi limiti, Wiliot è stata in grado di realizzare un computer in piena regola che funziona a energia ambientale. È un adesivo stampato che può percepire cosa sta succedendo nelle vicinanze, comunicare con altre macchine e costa solo pochi centesimi. Questi sono utilizzati principalmente per cibo, vendita al dettaglio e medicinali per monitorare la spedizione e lo stoccaggio.

Produttori come Atmosic possono creare chip Bluetooth 5 che funzionano su onde di energia ambientale. Ad esempio, è stato in grado di alimentare una tastiera e farla comunicare senza bisogno di batterie installate. Una tastiera senza batteria disponibile in commercio che utilizza il chip di Atmosic è già in lavorazione .

Per dispositivi più richiesti, dovremo ricorrere a trasmettitori e ricevitori dedicati. Ne abbiamo già visti alcuni , ma la loro efficienza energetica è ancora in discussione. Wi-Charge è una delle aziende che si lancia da questo punto di vista. Si basa su esplosioni mirate di infrarossi per inviare energia in modalità wireless. Il suo disco trasmettitore ha un assorbimento di 12 volt, ma il ricevitore può generare al massimo 5 V all’altra estremità. Nel frattempo Ossia sta lavorando con Spigen per realizzare una custodia per telefono che possa fungere da ricevitore di alimentazione wireless, ma oltre un raggio di sei piedi, sta ricevendo un decimo di ciò che viene trasmesso. In questo senso, GuRu sta lavorando con Motorola per inserire un ricevitore di alimentazione direttamente in un telefono . Il loro attuale scenario migliore prevede che l’ efficienza scenda al di sotto del 50% oltre i 10 piedi di distanza . Vale la pena installare un trasmettitore in casa se sarà così inefficiente? Potrebbe essere necessario fino a quando non avremo colmato il divario tra l’energia ambientale disponibile e la domanda di energia.

Allora perché non ci siamo ancora?

Ci sono alcuni motivi per cui non abbiamo raggiunto il nirvana di una casa intelligente completamente disaccoppiata dalla rete energetica. Per uno, l’alimentazione è costantemente fluttuante. Posizione e ostacoli sono fattori X evidenti. Anche per i dispositivi fisicamente statici, le condizioni atmosferiche e l’ora del giorno possono influenzare il modo in cui le onde radio possono essere trasmesse o ricevute.

C’è anche la sfida della standardizzazione. Se i dispositivi di trasmissione non sono ottimizzati per alimentare i bersagli, sarà difficile far decollare questa visione. La AirFuel Alliance sta cercando di portare più produttori sulla stessa pagina su questo fronte.

Fortunatamente, la raccolta delle radiofrequenze non esiste nel vuoto. Tornando all’esempio remoto Samsung, la sua caratteristica principale era in realtà il funzionamento a energia solare. La raccolta RF può funzionare insieme a una miriade di altre tecniche di raccolta di energia passiva, come termica e meccanica, al fine di compensare la domanda totale di energia. Come Samsung, Disney Research ha trovato impiego nel combinare l’energia radio ambientale con i pannelli solari per consentire il trasferimento di dati wireless. Man mano che l’efficienza di questi metodi migliora e i produttori iniziano ad aggiungere strati di raccolta di energia ambientale, il loro bisogno di batterie diminuirà gradualmente. Forse ciò non comporterà l’abbandono del tutto delle batterie, ma anche se ciò significa solo cavarsela con batterie più piccole, è comunque un miglioramento.

A livello di consumatori, la quantità di energia che possiamo ottenere dal wireless ambientale è ancora molto piccola e incoerente. Nella migliore delle ipotesi, queste tecniche sono utili solo per dispositivi che necessitano di una piccola quantità di energia su base molto occasionale. Al di là dei telecomandi TV, è facile immaginare di avere sensori radio indipendenti disseminati negli angoli più remoti della casa per fornire rapporti continui su umidità e temperatura. Questo potrebbe benissimo espandere il set di dati con cui sta lavorando il tuo termostato intelligente.

L’idea ha enormi implicazioni per la casa intelligente. Anche se probabilmente mancano ancora anni per vedere un’implementazione diffusa, possiamo sperare che una tecnologia come questa esista e che l’attenzione sulla ricerca continui.