El auge de los dispositivos IoT en los próximos años va a dificultar la monitorización de los mismos. Para cubrir esta necesidad, los investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT) han desarrollado unos sensores fotovoltaicos con etiquetas RFID (Identificación por Radio Frecuencia) para poder transmitir datos durante años sin ser reemplazados.
En un par de artículos publicados en las revistas «Advanced Functional Materials» y «IEEE Sensors«, los investigadores del MIT Auto-ID Laboratory y del MIT Photovoltaics Research Laboratory describen el uso de sensores para monitorizar continuamente las temperaturas interiores y exteriores durante varios días.
Esto es posible gracias a la utilización de las células perovskita, capaces de captar la luz solar tanto en situaciones de mucha luminosidad como en los interiores más tenues. Otra de las características de estas células es la posibilidad de imprimirse a través de técnicas como la fabricación de rollo a rollo.
Monitorización a través de etiquetas RFID
Los sensores del MIT se basan en una etiqueta RFID construida sobre un sustrato de plástico y equipada con antenas de frecuencia ultra-alta, permitiendo la monitorización de miles productos.
Las etiquetas disponen de una matriz de células perovskita que alimentan el circuito de las etiquetas, al tiempo que envían datos mediante retrodispersión de señales de RF. Dependiendo de ciertos factores en su entorno, como la humedad y el calor, los sensores pueden instalarse en interiores o exteriores durante meses o, potencialmente, años antes de que se degraden lo suficiente como para requerir reemplazo.
Potencia de las células
En el documento de Advanced Functional Materials se explicó que los módulos generaron 4,3 voltios de electricidad bajo una iluminación solar, que es una medida estándar de cuánto voltaje producen las células solares bajo la luz solar. Eso es suficiente para encender un circuito, aproximadamente 1,5 voltios, y enviar datos a unos 5 metros cada pocos segundos. Los módulos tuvieron rendimientos similares en iluminación interior.
Mientras, en el documento de IEEE Sensors se demostró que las células de perovskita de banda ancha para aplicaciones en interiores lograron una eficiencia entre 18,5 por ciento y 21. En interiores con iluminación de fluorescente, la eficacia fue del 4 %, en función del voltaje que genere. En cualquiera de los casos, la alimentación con cualquier fuente de luz durante 45 minutos aproximadamente podrá alimentar a los sensores interiores o exteriores durante cerca de tres horas.
En un principio del proyecto, el circuito de RFID solo monitoriza la temperatura. Los investigadores agregaron más sensores para controlar la humedad, la presión, la vibración o la contaminación.