Den nye radiobrikken, sammenlignet med en amerikansk 1 cent-mynt. (Foto: Stanford University)

Tingenes internett med batterifri radio?

Knøttliten brikke henter energi fra omgivelsene.

Det er mange utfordringer knyttet til systemet som ofte kalles for Internet of Things (IoT), på norsk ofte tingenes internett. I tillegg til sikkerheten, er pris og strømforsyning blant de viktigste utfordringene. For tingenes internett handler ikke bare om at kjøleskap og vaskemaskiner skal på nett. Det kan handle like mye om kommunikasjon mellom hele nettverk av små sensorer som skal fungere i flere tiår uten vedlikehold eller ekstern strømforsyning.

I forrige uke kunngjorde Stanford University at forskere ved universitetet har utviklet en knøttliten radio som bare skal koste under en krone å produsere og som skal kunne sende, motta og videresende data trådløst ved hjelp av signaler med svært høy frekvens og begrenset rekkevidde, uten at den har noe batteri eller er tilkoblet strømnettet.

Noe av bakgrunnen for dette er at enheten er svært energieffektiv, med en effektbruk på under 1,5 μW. Et vanlig AAA-batteri kunne i teorien ha drevet radioen mer enn 100 år. Men enheten har ikke behov for noe batteri. I stedet skal den vesle radioen kunne omdanne radiosignaler i omgivelsene til strøm.

Forskerne, med Amin Arbabian i spissen, har greid å lage radioen svært kompakt ved å integrere alle komponentene i én eneste brikke basert på standard 65 nanometers CMOS-teknologi. Inne i bruken finner man en mottakerantenne, som også henter energien fra de innkommende, elektromagnetiske bølgene, en senderantenne og en sentral prosessor for tolking og kjøring av instruksjoner. Antennene som benyttes er ifølge Stanford University bare 10 prosent så store som en vanlig WLAN-antenne. Hele brikken måler 3,7 x 1,2 millimeter.

Rekkevidden skal foreløpig være begrenset til 50 cm. Dette skyldes blant annet det svært høye frekvensområdet til radioen, 24 GHz. Til sammenligning jobber dagens WLAN-utstyr innen et frekvensområde på maksimalt 5 GHz. WiGig, som ventes å komme i 2016, tar derimot i brukt 60 GHz-båndet.

Selv om dette er et første fase i prosjektet til Arbabian, har franske STMicroelectronics allerede produsert hundre slike RoC-er (Radion on a Chip). Arbabian har brukt disse til å bevise at all funksjonaliteten – både innhøsting av energi, mottak av radiosignaler, utførsel av kommandoer og videresending av instruksjoner – fungerer med en datarate på mer enn 12 megabit per sekund.

Arabian ser for seg at man i et hus vil kunne montere et nettverk med slike radiobrikker med omtrent en meters avstand, og at kommunikasjonen mellom «tingene» i huset og internett vil kunne skje via dette. Han har publisert mer informasjon om forskningen på denne siden.

    Les også:

Til toppen