Alimentação de sensores através de energia de radiofrequência

Abstract

As ondas de radiofrequência são campos eletromagnéticos variantes no tempo utilizados em comunicações sem fios, pois permitem a transmissão de informação sem a necessidade de uma ligação física. A televisão, o rádio FM, os walkie-talkies e os telemóveis são exemplos onde a comunicação por radiofrequência é utilizada. Como todas estas tecnologias partilham o mesmo meio de comunicação, o ar, para que possam coexistir recorrem a diferentes frequências de funcionamento. Para além da tradicional função do envio de informação, as ondas eletromagnéticas, também podem ser utilizadas para o envio e receção de energia elétrica. É sobre esta possibilidade que o projeto em estudo desta dissertação se vai debruçar. Com esta dissertação pretende-se desenvolver um transmissor de sinais de radiofrequência e topologias de conversores RF-DC eficientes para recolha e conversão da energia existente nesses sinais. Ao nível aplicacional este tema é muito vasto, no entanto o objetivo principal do projeto em estudo nesta dissertação é conseguir alimentar de um sistema com sensores sem fios que permita a recolha de dados de estufas de cogumelos para posterior análise. Com este sistema torna-se desnecessário o recurso a baterias, bem como a existência de alimentação por cabo. O foco deste estudo é a avaliação da eficiência do produto, isto é, avaliar a quantidade de energia que se consegue armazenar nos condensadores ao fim de um determinado tempo. Com este produto pretende-se aumentar o período de descarregamento das pilhas ou baterias em dispositivos de baixo consumo e mesmo a possibilidade de as eliminar, retirando qualquer tipo de manutenção e intervenções, tornando assim os dispositivos totalmente autónomos.

Radiofrequency waves are time-varying electromagnetic fields used in wireless communications, since they allow the transmission of information with no need of physical connection. Television, FM radio, walkie-talkies and mobile phones are examples where radiofrequency communication is used. As all these technologies shares the same communication medium, air, all use different working frequencies to coexist. Beyond the traditional information sending function, electromagnetic waves can also be used to send and receive electric energy. The study of this dissertation project focuses on this possibility. With this dissertation, it is intended to develop a radiofrequency signals transmitter and topologies of RF-DC (receptors) conversers efficient enough to gather and convert existent energy from those signals. At the application level, this topic is very wide, however the main goal of the project being studied in this dissertation is to allow feeding a wireless sensors system that enables data gathering from mushrooms greenhouses for further analysis. With this system, the use of batteries becomes unnecessary, as well as the existence of cable power supply. The focus of his study is the efficiency evaluation of the product, in other words, evaluate the amount of energy possible to store in the capacitors after a certain time. With this product, the unloading period of batteries in low consumption devices is sought and even the possibility of eliminating them, withdrawing any type of maintenance and interventions, thus making the devices totally autonomous.