Bharadia (centre), avec les étudiants-chercheurs diplômés Rohit Kumar (à gauche) et Manideep Dunna (à droite), affichant une configuration dans laquelle la radio Wi-Fi serait rétrodiffusée entre deux appareils compatibles Wi-Fi. Crédit :Université de Californie - San Diego
Plus portable, configurations de maison intelligente entièrement sans fil. Appareils portables à faible puissance. Appareils intelligents sans batterie. Tout cela pourrait être rendu possible grâce à une nouvelle radio Wi-Fi à très faible consommation développée par des ingénieurs électriciens de l'Université de Californie à San Diego.
Le dispositif, qui est logé dans une puce plus petite qu'un grain de riz, permet aux appareils Internet des objets (IoT) de communiquer avec les réseaux Wi-Fi existants en utilisant 5, 000 fois moins de puissance que les radios Wi-Fi d'aujourd'hui. Il ne consomme que 28 microwatts de puissance. Et il le fait tout en transmettant des données à un débit de 2 mégabits par seconde (une connexion assez rapide pour diffuser de la musique et la plupart des vidéos YouTube) sur une portée allant jusqu'à 21 mètres.
L'équipe présentera ses travaux lors de la conférence ISSCC 2020 du 16 au 20 février à San Francisco.
"Vous pouvez connecter votre téléphone, vos appareils intelligents, même de petites caméras ou divers capteurs à cette puce, et il peut envoyer directement les données de ces appareils à un point d'accès Wi-Fi près de chez vous. Vous n'avez pas besoin d'acheter autre chose. Et cela pourrait durer des années avec une seule pile bouton, " dit Dinesh Bharadia, professeur de génie électrique et informatique à la Jacobs School of Engineering de l'UC San Diego.
Les radios Wi-Fi commerciales consomment généralement des centaines de milliwatts pour connecter des appareils IoT avec des émetteurs-récepteurs Wi-Fi. Par conséquent, Les appareils compatibles Wi-Fi nécessitent soit de grosses batteries, recharges fréquentes ou autres sources d'alimentation externes à exécuter.
Illustration du processus de rétrodiffusion. Crédit :Université de Californie - San Diego
« Cette radio Wi-Fi a une puissance suffisamment faible pour que nous puissions maintenant commencer à penser à de nouveaux espaces d'application où vous n'avez plus besoin de brancher des appareils IoT au mur. Cela pourrait libérer plus petit, des configurations IoT entièrement sans fil, " a déclaré Patrick Mercier, professeur de génie électrique et informatique à l'UC San Diego, qui a codirigé le travail avec Bharadia.
Pensez à un appareil Google Home portable que vous pouvez emporter partout dans la maison et qui peut durer des années au lieu de quelques heures lorsqu'il est débranché.
« Cela pourrait également vous permettre de connecter des appareils qui ne sont pas actuellement connectés, des éléments qui ne peuvent pas répondre aux besoins en énergie des radios Wi-Fi actuelles, comme un détecteur de fumée - et ne pas avoir un fardeau énorme sur le remplacement de la batterie, " dit Mercier.
Un ensemble de radios Wi-Fi ultra basse consommation intégrées dans de petites puces, chacun mesurant 1,5 millimètre carré de superficie (grain de riz indiqué à l'échelle). Crédit :David Baillot/École d'ingénierie UC San Diego Jacobs.
La radio Wi-Fi fonctionne avec une puissance extrêmement faible en transmettant des données via une technique appelée rétrodiffusion. Il prend les signaux Wi-Fi entrants d'un appareil à proximité (comme un smartphone) ou d'un point d'accès Wi-Fi, modifie les signaux et y encode ses propres données, puis reflète les nouveaux signaux sur un canal Wi-Fi différent vers un autre appareil ou point d'accès.
Le professeur d'ingénierie électrique et informatique de l'UC San Diego, Dinesh Bharadia, tient un PCB sur lequel la radio Wi-Fi est montée (composant sous la goutte noire). Crédit :Université de Californie - San Diego
Ce travail s'appuie sur la technologie radio Wi-Fi à faible consommation que Bharadia a aidé à développer en tant que doctorant. étudiant à Stanford. Dans ce projet, il s'est associé à Mercier pour développer une radio Wi-Fi encore moins puissante. Ils y sont parvenus en intégrant un composant appelé récepteur de réveil. Cela "réveille" la radio Wi-Fi uniquement lorsqu'elle a besoin de communiquer avec des signaux Wi-Fi, il peut donc rester en mode veille basse consommation le reste du temps, pendant laquelle il ne consomme que 3 microwatts de puissance.
Les améliorations apportées à la technologie par l'équipe de l'UC San Diego comprennent également un circuit intégré personnalisé pour la rétrodiffusion des données, ce qui rend l'ensemble du système plus petit et plus efficace, et permet ainsi à leur radio Wi-Fi de fonctionner sur une plus longue portée de communication (21 mètres). Il s'agit d'une distance pratique pour fonctionner dans un environnement de maison intelligente, les chercheurs ont dit.
"Ici, nous démontrons la première conception de puce pragmatique qui peut réellement être déployée dans un petit, appareil de faible puissance, " dit Mercier.
L'article s'intitule "Une étiquette IoT de 28 µW qui peut communiquer avec des émetteurs-récepteurs WiFi de produits via une technique de communication à rétrodiffusion QPSK à bande latérale unique".
