Energy Harvesting: Modifizierter WLAN-Router versorgt Sensoren mit Strom

Elektromagnetische Wellen können eine Energiequelle für ein Gerät sein. Warum nicht auch der WLAN-Router, dachten sich US-Wissenschaftler. Sie haben einen Router so modifiziert, dass er Sensoren drahtlos mit Strom versorgt.

Artikel veröffentlicht am ,
Power over Wi-Fi (Symbolbild): Strom gibt es nur bei Datenübertragung
Power over Wi-Fi (Symbolbild): Strom gibt es nur bei Datenübertragung (Bild: Qualcomm)

Internet der Dinge heißt ein Konzept für die Zukunft: Jedes Gerät bekommt Sensoren und wird vernetzt. Nur: Woher kommt der Strom für die Sensoren? Per Funk, sagen Forscher der Universität des US-Bundesstaates Washington in Seattle (UW).

Stellenmarkt
  1. IT Netzwerk-Ingenieur (m/w/d)
    Techniker Krankenkasse, Hamburg
  2. IT-Servicetechniker (m/w/d) - Bank Technologie
    GRG Deutschland GmbH, Hamburg
Detailsuche

Power over Wi-Fi, Strom über WLAN, kurz PoWi-Fi, nennen die Wissenschaftler um Vamsi Talla ihre Technik. Die elektromagnetischen Wellen, mit denen Daten drahtlos übertragen werden, sollen die Sensoren mit Energie versorgen. Dazu werden die Sensoren mit einer entsprechenden Antenne ausgestattet.

Ohne Datenübertragung gibt es keinen Strom

Die Forscher platzierten einen so präparierten Temperaturfühler neben einem WLAN-Router. Das funktionierte: Wenn der Router sendete, lieferte er genug Energie, um einen Schwellenwert von 300 Millivolt zu überschreiten. Das Problem aber ist, dass WLAN-Router nicht kontinuierlich senden. Der Sensor hat also meistens keinen Strom.

Talla und seine Kollegen mussten also eine Lösung finden, um eine kontinuierliche Stromversorgung sicherzustellen. Diese sieht so aus: Sie programmierten die Chips so um, dass der WLAN-Router dauerhaft sendet. Überträgt er keine Daten, wird einfach Rauschen übertragen. Um die Datenübertragung nicht zu verlangsamen, geschieht das über benachbarte Kanäle.

Akku erhöht Reichweite

Golem Akademie
  1. Cloud Computing mit Amazon Web Services (AWS): virtueller Drei-Tage-Workshop
    14.–16. Februar 2022, virtuell
  2. Advanced Python – Fortgeschrittene Programmierthemen: virtueller Zwei-Tage-Workshop
    27.–28. Januar 2022, Virtuell
Weitere IT-Trainings

Der WLAN-Router kann den Temperaturfühler auf eine Distanz von sechs Metern mit Energie versorgen. Die Forscher statteten den Sensor zusätzlich mit einem kleinen Akku aus. Dadurch erhöhte sich die Reichweite auf rund neun Meter.

Danach testeten sie das System mit einem Kamerasensor, der für die Aufnahme eines 174 x 144 Pixel großen Schwarzweiß-Bildes 10,4 Millijoule benötigt. Ausgestattet mit einem Kondensator nahm die Kamera alle 35 Minuten ein Bild auf, dabei war sie etwa fünf Meter von dem Router entfernt. Als die Forscher den Kondensator durch einen Akku ersetzten, konnten sie die Kamera sogar sieben Meter vom Router entfernt betreiben.

Ein Akku wird drahtlos geladen

Das System kann auch dazu eingesetzt werden, den Akku eines Mobilgeräts zu laden: Die Wissenschaftler platzierten einen Fitness-Tracker in der Nähe des Routers. Es habe zweieinhalb Stunden gedauert, um den komplett leeren Akku zu 41 Prozent zu laden, schreiben die Forscher in einem Aufsatz, der als Preprint von dem Dokumentenserver Arxiv abrufbar ist.

Die Wissenschaftler starteten zudem einen Feldversuch: Sie statteten sechs Haushalte mit dem System aus, um zu zeigen, dass die Stromübertragung per WLAN nicht nur im Labor, sondern auch unter normalen Bedingungen funktioniert. Dabei habe sich gezeigt, dass es keine Einbußen bei der Übertragungsgeschwindigkeit gebe. Die Forscher machten allerdings keine Angaben dazu, ob die veränderten Router möglicherweise andere Funksignale, also etwa die Router der Nachbarn, beeinflussen.

Das Team der UW stellte vor einigen Jahren schon das System Ambient Backscatter vor: Dabei werden Sensoren ebenfalls durch elektromagnetische Wellen in der Umwelt mit Energie versorgt. Allerdings nutzt Ambient Backscatter alle möglichen Funkwellen, unter anderem von Rundfunksendern oder Mobilfunkbasisstationen.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


c322650 08. Jun 2015

Besser geeignet um Smart-Home-Sensoren zu versorgen wäre eine kleine PV-Zelle wie in...

Graveangel 05. Jun 2015

Ich denke nicht, dass das alltagstauglich ist. Zumal viele schon vor WiFi generell Angst...

TC 05. Jun 2015

Mobilfunk ist aber langwelliger als WLAN 2,4Ghz überträgt mehr Energie an Wassermoleküle...

das_mav 05. Jun 2015

Du hast also Angst davor, dass dein Nachbar über deinen WLan Router seinen Digital...



Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Bildbearbeitungstool bei Github
Triangula und die Schönheit der Mathematik

Helferlein Triangula ist ein gelungenes Tool, um Bilder kunstvoll in Polygone zu zerlegen. Mit einem weiteren Tool können sie als Platzhalter auf Webseiten eingesetzt werden.
Von Kristof Zerbe

Bildbearbeitungstool bei Github: Triangula und die Schönheit der Mathematik
Artikel
  1. Giga Factory Berlin: Warum Tesla auf über eine Milliarde Euro verzichten musste
    Giga Factory Berlin
    Warum Tesla auf über eine Milliarde Euro verzichten musste

    Tesla kann die Milliarde Euro Förderung für die Akkufabrik Grünheide nicht beantragen - weil es sonst zu Verzögerungen beim Einsatz neuer Technik käme.

  2. Elektroauto: Mercedes EQS 350 als Basisversion mit 90-kWh-Akku bestellbar
    Elektroauto
    Mercedes EQS 350 als Basisversion mit 90-kWh-Akku bestellbar

    Die Luxuslimousine Mercedes EQS kostet weniger als 100.000 Euro. Im EQS 350 steckt ein Akku mit 90 kWh, bei den Spitzenmodellen sind es 108 kWh.

  3. Doppelbildschirm: Kickstarterprojekt Slide brauchte 6 Jahre bis zum Erfolg
    Doppelbildschirm
    Kickstarterprojekt Slide brauchte 6 Jahre bis zum Erfolg

    Das Kickstarter-Projekt Slidenjoy kann nach 6 Jahren seinen Doppelbildschirm Slide für Notebooks ausliefern.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • Heute ist Cyber Monday • Ryzen 7 5800X 348€ • WD Blue SN550 2 TB ab 149€ • LG UltraGear 34GP950G-B 999€ • SanDisk Ultra 3D 500 GB M.2 44€ • Boxsets (u. a. Game of Thrones Blu-ray 79,97€) • Samsung Galaxy S21 128GB 777€ • Premium-Laptops • Cooler Master V850 Platinum 189,90€ [Werbung]
    •  /