Mais portátil, configurações de casa inteligente totalmente sem fio. Vestíveis de baixa potência. Dispositivos inteligentes sem bateria. Tudo isso foi possível graças a um novo rádio Wi-Fi de ultra-baixa potência desenvolvido por engenheiros elétricos da Universidade da Califórnia em San Diego.

O dispositivo, que está alojado em um chip menor do que um grão de arroz, permite que dispositivos de Internet das Coisas (IoT) se comuniquem com redes Wi-Fi existentes usando 5, 000 vezes menos energia do que os rádios Wi-Fi de hoje. Consome apenas 28 microwatts de energia. E faz isso enquanto transmite dados a uma taxa de 2 megabits por segundo (uma conexão rápida o suficiente para fazer streaming de música e a maioria dos vídeos do YouTube) em um intervalo de até 21 metros.

A equipe apresentará seu trabalho na conferência ISSCC 2020 de 16 a 20 de fevereiro em San Francisco.

"Você pode conectar seu telefone, seus dispositivos inteligentes, até mesmo pequenas câmeras ou vários sensores para este chip, e pode enviar dados diretamente desses dispositivos para um ponto de acesso Wi-Fi perto de você. Você não precisa comprar mais nada. E pode durar anos com uma única bateria de célula tipo moeda, "disse Dinesh Bharadia, professor de engenharia elétrica e de computação na Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs.

Rádios Wi-Fi comerciais normalmente consomem centenas de miliwatts para conectar dispositivos IoT com transceptores Wi-Fi. Como resultado, Dispositivos compatíveis com Wi-Fi precisam de baterias grandes, recarga frequente ou outras fontes de energia externas para funcionar.

"Este rádio Wi-Fi tem potência suficiente para que possamos começar a pensar em novos espaços de aplicativos onde você não precisa mais conectar dispositivos IoT na parede. Isso pode ser menor, configurações de IoT totalmente sem fio, "disse o professor de engenharia elétrica e da computação da UC San Diego, Patrick Mercier, que co-liderou o trabalho com Bharadia.

Pense em um dispositivo portátil do Google Home que você possa levar para casa e durar anos em vez de apenas horas quando desconectado.

"Também pode permitir que você conecte dispositivos que não estão conectados no momento - coisas que não podem atender às demandas de energia dos rádios Wi-Fi atuais, como um alarme de fumaça - e não ter um grande fardo na substituição da bateria, "Disse Mercier.

O rádio Wi-Fi funciona com potência extremamente baixa, transmitindo dados por meio de uma técnica chamada retroespalhamento. Ele recebe sinais de entrada de Wi-Fi de um dispositivo próximo (como um smartphone) ou ponto de acesso Wi-Fi, modifica os sinais e codifica seus próprios dados neles, e então reflete os novos sinais em um canal Wi-Fi diferente para outro dispositivo ou ponto de acesso.

Este trabalho se baseia na tecnologia de rádio Wi-Fi de baixa potência que Bharadia ajudou a desenvolver como um Ph.D. estudante em Stanford. Neste projeto, ele se juntou à Mercier para desenvolver um rádio Wi-Fi de potência ainda mais baixa. Eles conseguiram isso criando um componente chamado receptor de despertar. Isso "desperta" o rádio Wi-Fi apenas quando ele precisa se comunicar com sinais Wi-Fi, para que possa permanecer no modo de espera de baixo consumo de energia o resto do tempo, durante o qual consome apenas 3 microwatts de energia.

As melhorias da equipe da UC San Diego na tecnologia também apresentam um circuito integrado personalizado para retroespalhamento de dados, o que torna todo o sistema menor e mais eficiente, e assim permite que seu rádio Wi-Fi opere em um alcance de comunicação mais longo (21 metros). Esta é uma distância prática para operar em um ambiente doméstico inteligente, disseram os pesquisadores.

"Aqui, demonstramos o primeiro design de chip pragmático que pode realmente ser implantado em uma pequena, dispositivo de baixa potência, "Disse Mercier.

O artigo é intitulado "Uma etiqueta IoT de 28µW que pode se comunicar com transceptores WiFi de commodities por meio de uma técnica de comunicação de backscatter QPSK de banda única".