Ingénieurs atteignent une radio WiFi à 28 microwatts, permettant des appareils intelligents sans batterie

La nouvelle radio WiFi ultra-basse consommation consomme seulement 28 microwatts pour transmettre des données à 2 mégabits par seconde sur une portée de 21 mètres.

Elle pourrait permettre des appareils intelligents sans batterie et des configurations domestiques complètement sans fil.

Comment ça fonctionne ?

Malgré la popularité croissante des appareils Internet des objets (IoT), leur utilité a été limitée par leur durée de vie de batterie. Une fraction significative de la consommation d'énergie dans ces appareils provient de la radio WiFi, surtout lors de la transmission de données à des taux de pointe élevés.

Les radios WiFi existantes prennent généralement des centaines de milliwatts de puissance pour connecter les appareils IoT aux transcepteurs WiFi. C'est pourquoi les appareils avec WiFi intégré nécessitent soit des recharges fréquentes, des sources d'alimentation externes, soit de grosses batteries pour fonctionner.

Maintenant, des chercheurs de l'Université de Californie à San Diego ont développé un minuscule dispositif qui utilise environ 5 000 fois moins d'énergie que les radios WiFi existantes pour connecter les appareils IoT aux réseaux WiFi standards.

Le dispositif consomme seulement 28 microwatts (µW) pour transmettre des données à 2 mégabits par seconde sur une portée de 21 mètres. Il peut être intégré aux smartphones, petites caméras et capteurs. Les clients n'ont pas à acheter d'équipement supplémentaire, car il permet une communication directe entre les appareils IoT et un point d'accès WiFi proche.

Comment ça fonctionne ?

Pour fonctionner avec une puissance si faible, la radio WiFi transmet des données en utilisant une méthode appelée rétrodiffusion (backscattering). En physique, la rétrodiffusion fait référence à la réflexion d'ondes ou signaux vers la direction d'où ils venaient. Elle est principalement utilisée en photographie, astronomie et ultrasonographie.

Référence : UC San Diego

Cette puce nouvellement développée capture les ondes radio entrantes (signaux WiFi) d'un point d'accès WiFi ou dispositif proche (comme un ordinateur portable). Elle modifie ensuite les signaux, encodant ses propres données dessus. Finalement, les signaux encodés sont réfléchis vers un canal WiFi séparé vers un autre point d'accès ou dispositif.

Radios WiFi à très basse puissance intégrées dans de minuscules puces. Chaque puce mesure 1,5 mm² de surface. | Crédit : David Baillot | UC San Diego

Pour construire une telle technologie radio WiFi à faible puissance, l'équipe de recherche a développé un composant nommé récepteur de réveil (wake-up receiver). Il est responsable du « réveil » de la radio WiFi seulement quand les appareils IoT ont besoin de transférer/recevoir des données. Le reste du temps, il reste en mode basse consommation, ne consommant que 3 µW de puissance.

L'équipe de recherche a également présenté une version améliorée de leur technologie, qui comporte un circuit intégré personnalisé pour la rétrodiffusion de données. Cela rend le système complet compact et plus efficace, permettant au dispositif de fonctionner sur de plus grandes distances (jusqu'à 21 mètres).

En somme, c'est la première puce pragmatique qui peut être déployée dans des dispositifs compacts à faible puissance. Selon les chercheurs, elle peut accélérer le développement de wearables à faible consommation, d'appareils intelligents sans batterie, et de configurations domestiques plus portables et complètement sans fil.