Cmos transceptor híbrido inalámbrico alimentado por fotodiodos integrados para aplicaciones de iot de ultra bajo consumo
Autores: Nikseresht, Sasan; Fernández, Daniel; Cosp-Vilella, Jordi; Selin-Lorenzo, Irina; Madrenas, Jordi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Cmos transceptor híbrido inalámbrico alimentado por fotodiodos integrados para aplicaciones de iot de ultra bajo consumo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Plataforma de comunicación
Recolector integrado de energía lumínica
Receptor óptico
Transmisor de radiofrecuencia
Aplicaciones de Smart Dust/IoT
Técnica basada en bomba de carga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 46
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo se propone una plataforma de comunicación para un recolector de energía lumínica integrado autónomo basado en un transceptor híbrido inalámbrico. Está compuesto por un receptor óptico y un transmisor de radiofrecuencia (RF) reconfigurable. El enfoque de comunicación óptico/RF híbrido mejora el equilibrio de carga, la eficiencia energética, la seguridad y la reducción de interferencias. Un haz de luz para la comunicación en la bajada, acoplado con una señal de radiofrecuencia de 1 MHz para la subida, ofrece un diseño de área pequeña y ultra bajo consumo de energía para aplicaciones de Smart Dust/IoT. El receptor óptico emplea una nueva técnica basada en bomba de carga para la adquisición automática de un voltaje de referencia, permitiendo la compensación de errores de desfase del comparador y variaciones en la iluminación del nivel DC. En el lado de la subida, el transmisor reconfigurable soporta la modulación de datos OOK/FSK/BPSK. Los componentes electrónicos y el recolector de energía, incluyendo fotodiodos integrados, han sido diseñados, fabricados y probados experimentalmente en una tecnología CMOS triple-bien de 0.18 um en un área de chip de 1.5 x 1.3 mm. Los experimentos muestran el comportamiento correcto del sistema para datos de entrada generales y pseudo-aleatorios, con un ancho de pulso mínimo de 50 us y una tasa de transmisión de datos de 20 kb/s para el receptor óptico y una frecuencia portadora de 1 MHz. La potencia máxima medida de la señal recibida del transmisor es aproximadamente -18.65 dBm al utilizar una fuente de alimentación de energía lumínica.
Descripción
En este artículo se propone una plataforma de comunicación para un recolector de energía lumínica integrado autónomo basado en un transceptor híbrido inalámbrico. Está compuesto por un receptor óptico y un transmisor de radiofrecuencia (RF) reconfigurable. El enfoque de comunicación óptico/RF híbrido mejora el equilibrio de carga, la eficiencia energética, la seguridad y la reducción de interferencias. Un haz de luz para la comunicación en la bajada, acoplado con una señal de radiofrecuencia de 1 MHz para la subida, ofrece un diseño de área pequeña y ultra bajo consumo de energía para aplicaciones de Smart Dust/IoT. El receptor óptico emplea una nueva técnica basada en bomba de carga para la adquisición automática de un voltaje de referencia, permitiendo la compensación de errores de desfase del comparador y variaciones en la iluminación del nivel DC. En el lado de la subida, el transmisor reconfigurable soporta la modulación de datos OOK/FSK/BPSK. Los componentes electrónicos y el recolector de energía, incluyendo fotodiodos integrados, han sido diseñados, fabricados y probados experimentalmente en una tecnología CMOS triple-bien de 0.18 um en un área de chip de 1.5 x 1.3 mm. Los experimentos muestran el comportamiento correcto del sistema para datos de entrada generales y pseudo-aleatorios, con un ancho de pulso mínimo de 50 us y una tasa de transmisión de datos de 20 kb/s para el receptor óptico y una frecuencia portadora de 1 MHz. La potencia máxima medida de la señal recibida del transmisor es aproximadamente -18.65 dBm al utilizar una fuente de alimentación de energía lumínica.