Fiação elétrica funciona como antena para casa inteligente

Fios enrolados ao redor dos sensores servem como antenas de transmissão. A fiação elétrica da residência funciona como antena de recepção, levando os dados até a central de processamento. [Imagem: Gabe Cohn/University of Washington]

A tecnologia logo tornará realidade um antigo ditado popular: as paredes realmente terão ouvidos.

E poderão contar alguns segredos interessantes para os donos da casa: uma janela aberta deixando escapar o ar condicionado, um vazamento de água ainda imperceptível, a mudança brusca de temperatura lá fora, e muitos mais.

Sensações caseiras

Tudo o que uma casa precisa para se tornar uma casa inteligente são “sensações”. E essas sensações são produzidas por sensores que fazem medições continuamente.

Em seguida, essas medições precisam ser enviadas a uma central que as processe e gere informações úteis para os moradores ou, principalmente, em gatilhos para o acionamento automático de comodidades, como ligar e desligar o ar-condicionado ou o aquecedor, abrir e fechar cortinas e janelas, acionar o aquecedor elétrico quando o tempo fica nublado, e assim por diante.

Agora, um grupo de pesquisadores norte-americanos criou um novo tipo de sensor que usa a fiação elétrica de uma casa como uma gigantesca antena, capaz de captar as informações dos diversos sensores espalhados pela residência e pelo seu entorno.

A central de monitoramento é também conectada à rede elétrica, de onde retira os sinais dos sensores e faz o seu processamento.

Sensores sem fios

Sensores que monitoram temperatura, umidade, nível de iluminação, qualidade do ar, etc, são equipamentos simples e baratos e que consomem pouquíssima energia para coletar os dados. Mas a energia necessária para transmitir esses dados é muito grande.

“Quando você olha para o sensoriamento doméstico e para a automação residencial em geral, é possível ver que a tecnologia ainda não decolou”, afirma o Dr. Shwetak Patel, da Universidade de Washington. “A tecnologia existente ainda consome energia demais e não é tão fácil de implementar como gostaríamos que fosse.”

Isto ocorre em grande parte porque os equipamentos sem fios de hoje têm um alcance de apenas alguns metros, e consomem tanta energia que exigem constantes trocas das suas baterias.

A saída encontrada pela equipe do Dr. Patel foi usar a fiação elétrica como uma gigantesca antena, capaz de receber sinais dos sensores sem fios em uma frequência definida.

Enquanto os sistemas sem fios de automação doméstica atuais têm problemas para enviar sinais através das paredes, diminuindo muito sua praticidade, este sistema na verdade opera melhor em torno das paredes, porque é em seu interior que está a antena.

Uma Bateria para 50 anos

Cada sensor é dotado de sua própria antena de transmissão, que pode ser tão simples quanto um fio de cobre enrolado ao seu redor.

Como a antena de recepção está efetivamente espalhada por toda a casa, os sensores podem transmitir com potência muito baixa, economizando suas baterias – o sistema opera com menos de 1 por cento da potência de transmissão de dados em comparação com o próximo modelo mais eficiente disponível.

Ainda assim, os sensores têm um alcance que permite sua instalação a até 15 metros da fiação mais próxima.

Consumindo por volta de 1 miliwatt de energia, cada sensor pode funcionar com uma bateria do tipo botão por cerca de 50 anos – provavelmente a bateria terá que ser trocada antes disso, mas porque irá se deteriorar e não por falta de energia.

Tendo atingido níveis tão baixos de energia, os pesquisadores agora querem eliminar de vez as baterias, fazendo os sensores funcionarem com energia solar – a claridade interna da residência é suficiente – ou por geradores piezoelétricos que aproveitem as vibrações do ambiente para gerar energia.

Fonte: Inovação Tecnológica