Cientistas usam painel solar para transmitir dados debaixo d`água

Cientistas usam painel solar para transmitir dados debaixo d`água

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 23 de Fevereiro de 2022 às 18h00
EpicStockMedia/Envato

Pesquisadores da Universidade de Zhejiang, na China, desenvolveram um novo sistema de comunicação subaquática, sem fio e de alta velocidade. Eles usaram células solares convencionais conectadas em série, que funcionam como detectores, para transmitir dados debaixo d`água.

Essa matriz solar possui a capacidade de detectar luz rapidamente, utilizando uma área de superfície consideravelmente maior do que os fotodiodos tradicionais. Com isso, é possível transformá-la em uma extremidade receptora mais eficiente, sem os problemas de alinhamento que normalmente impedem a transmissão de informações.

“Há uma necessidade crítica de comunicação subaquática mais eficiente para atender às crescentes demandas de troca de dados em atividades de proteção oceânica em todo o mundo. Além disso, esse tipo de sistema também permite a transmissão de informações e a geração de energia em um único dispositivo”, explica o professor Jing Xu, autor principal do estudo.

Alta velocidade

Em comparação com o uso de ondas de rádio ou acústicas na transmissão de dados, a comunicação sem fio subaquática baseada em luz apresenta uma velocidade maior, menor latência e requer menos energia para funcionar. No entanto, esses dispositivos ópticos exigem um alinhamento preciso entre o transmissor e o receptor dos sinais luminosos, tornando sua aplicação inviável em sistemas de longa distância.

Esquema de funcionamento do sistema de comunicação subaquática (Imagem: Reprodução/The Optical Society)

Para contornar esse problema, os pesquisadores usaram modelagem de computador e simulações de células solares conectadas entre si para otimizar o circuito periférico do sistema, aumentando a largura de banda e melhorando o desempenho de transmissão de grandes quantidades de dados.

“Até agora, alcançar links de alta velocidade usando células solares de silício convencionais exigia esquemas e algoritmos de modulação muito complexos, que precisam de recursos computacionais intensos, consomem energia extra e criam uma alta latência de processamento”, acrescenta Xu.

Debaixo d`água

Os pesquisadores testaram o novo protótipo usando um painel solar de 3x3 centímetros em um tanque com sete metros de comprimento para simular as condições subaquáticas. Ao utilizar espelhos para criar um caminho de 35 metros para o sinal óptico, eles conseguiram transmitir dados sem fio a uma velocidade de 150 Mbps.

Painel solar usado para transmitir dados debaixo d`água (Imagem: Reprodução/The Optical Society)

Agora, os cientistas planejam otimizar o sistema de transmissão subaquática de dados para que ele possa ser utilizado longe dos laboratórios. A ideia é ampliar o desempenho e o alcance com sinais mais fracos, tornando possível sua aplicação em locais com água barrenta ou com movimentação mais intensa.

“Como as células solares são produzidas em massa, o esquema proposto é bastante econômico. Além do mundo subaquático, esse tipo de detector também pode ser usado em transmissões de luz visível, um tipo de comunicação sem fio que utiliza LEDs e outras fontes luminosas para transportar dados à distância”, encerra o professor Jing Xu.

Fonte: The Optical Society

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