News 07.08.2014, 08:14 Uhr

Wie WLAN-Geräte demnächst stromlos funken können

Forscher stossen auf eine geniale Idee: Kleinstcomputer der nächsten Generation könnten selber Strom aus WLAN-Netzen beziehen.
Wenn das Internet der Dinge noch auf eine Revolution wartet, dann auf eine effiziente Energietechnik. Dass Kleinstcomputer wie Sensoren ständig Bluetooth- oder über WLAN-Verbindungen aufbauen, macht die Sache dabei nicht einfacher. Es sei denn, die neuen Mini-Computer der Zukunft erzeugen zur Kommunikation selber keine neuen Funkwellen. Mit diesem Ansatz sind IT-Techniker an der University of Washington nun auf eine brillante Entdeckung gestossen: Man könnte theoretisch batterielose Geräte direkt «ans WLAN anschliessen».

Ad-hoc-Strom und -Daten

Spezielle Antennenmodule (sogenannte «Backscatter-Tags») von Kleinstgeräten wie Sensoren könnten die WLAN-Wellen zwischen Routern und Endgeräten wie Notebooks oder Smartphones registrieren. Dabei werden die mit einem Smartphone kommunizierenden WLAN-Wellen des Routers geringfügig verändert, indem die Spezialantenne eines Wearables die Drahtlosverbindungen zwischen Router und Smartphone entweder ständig absorbiert oder reflektiert. Gleichzeitig enkodiert der Mini-Computer Bit-Informationen in jene Wellenbereiche, damit ein Hauptgerät (wie ein Smartphone) diese Informationen direkt wieder dekodieren kann. Das einkommende Signal erkennt das Smartphone an der veränderten Signalintensität.
Eine visuelle Erklärung zur Backscatter-Technologie (Video):

Schnellere Datensynchronisation zwischen Wearables

Da keine neuen WLAN-Wellen zum Verbindungsaufbau erzeugt werden müssen und diese lediglich von den Antennen der Wearables herrühren, ist kaum Energie erforderlich. Diese wäre sogar so gering, dass Sensoren den Strom gleich aus dem WLAN-Magnetfeld beziehen könnten!
Geräte wie Smartwatches könnten auf diese Weise viel schneller Daten mit dem Smartphone synchronisieren, ohne sich vorher im WLAN anzumelden. Die morgendliche Jogging-Tour liesse sich direkt auf dem Notebook auswerten oder viele auf dem Notebook einkommende E-Mails direkt von der Smartwatch herunterladen.

Maximale Datenverbindung von 2,1 Metern

Theoretisch würde den Forschern zufolge die geringe Modulation der WLAN-Wellen ausreichen, um mit einem Kilobit pro Sekunde mit weniger als zehn Mikrowatt Energie auf bis zu 2,1 Meter Distanz Daten zu übertragen.
Die Wi-Fi-Backscatter-Technologie soll noch Mitte August den Wissenschaftlern an der Sigcomm-Konferenz in Chicago vorgestellt werden. Ausführlich dokumentieren die Experten ihre Forschungen in ihrem mehrseitigen Dossier (PDF).
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Autor(in) Simon Gröflin
Kommentare
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PC-John
07.08.2014
Eine andere Variante: Zur Zeit der Detektoren für Radioempfang, ca. 1960, konnten wir auch ohne Strom MW-Radio hören. Ein Draht als Antenne isoliert aufgehängt, 5 Meter Viehweide-Draht hatte auch gereicht, eine Schwingspule, ein Drehkondensator, eine Diode und ein Kopfhörer, das war alles. Doch, eine Erdung hatten wir auch noch gebraucht. Oder die noch einfachere Variante: Gerade unterhalb des Monte-Ceneri-Senders konnte mal als Rekrut auf Wache mit einem normalen (damaligen) Kopfhörer, und einem aufgesteckten Draht auch gleich Ceneri hören, und so die Wache etwas interessanter gestalten. Natürlich sind heutigen Konstruktionen technisch viel anspruchsvoller, und können fast unendlich viel mehr, aber auch hier setzt die Physik dann relativ enge Grenzen. PC-John
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Pagnol
07.08.2014
Im Artikel steht etwas von 10 Mikrowatt. Beromünster sendete aber (in den besten Jahren) mit 600 Kilowatt. Das ist ein Verhältnis von 1 : 60'000'000'000 :eek: (Ok, die Distanz spielt auch noch eine Rolle - aber trotzdem ...) Und "stromlos" funken werden Geräte auch in Zukunft sicher nicht. Es wird höchstens gelingen, die benötigte Energie nicht aus der Steckdose zu beziehen sonder dafür das elektromagnetische Feld eines Wlan-Senders anzuzapfen. So gesehen eigentlich schade, dass Beromünster nicht mehr sendet. Als Energieversogung für Kleingeräte wäre das möglicherweise eine echte Alternative :).
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