Parece que con una bobina o una antena simple debería ser posible recolectar energía de la radiación de fondo de 60 Hz en cualquier hogar moderno. ¿Cuánto podría recolectarse razonablemente con voltajes bajos (3.3-5V)? ¿Podría ser suficiente para mantener un microcontrolador dormido (por ejemplo, 1uA - 100uA @ 3.3V?)
La respuesta es muy pequeña". También he visto decenas de voltios en una sonda de alcance de 1 MΩ cuando la toqué. Sin embargo, el osciloscopio solo puede ver ese voltaje porque tiene una referencia a tierra explícita. El problema básico es que será muy difícil obtener una captación de potencia diferencial lo suficientemente grande.
Todos los voltajes son efectivamente diferenciales. Funcionó para el alcance solo porque estaba usando implícitamente el enchufe a tierra como la otra conexión con la que estaba comparando el voltaje de la punta de la sonda. Obtener un voltaje diferencial significativo de una caja pequeña es un problema mucho más difícil. Para obtener cualquier voltaje diferencial mediante acoplamiento capacitivo, necesita un gradiente de campo E. Ese valor absoluto del campo E no importa.
Por lo tanto, mi reacción instintiva es que no, no podrá recolectar suficiente energía en una pequeña caja de campos de líneas eléctricas perdidas en su casa para ejecutar un microcontrolador.
Anécdota:Hace muchos años, cuando estaba en la escuela primaria, tenía una radio de cristal. Ese es un tipo de radio que funciona completamente con la potencia de RF recibida. Vivíamos a unas 20 millas de una estación de radio AM de 50 kW, y yo tenía una antena de alambre de 50 pies colgada en el patio trasero. Con esa antena pude captar esa estación de radio a un volumen bastante razonable con auriculares. También podría hacer que la radio maneje un transformador de adaptación de impedancia conectado a un pequeño altavoz. Podrías escuchar la estación de radio razonablemente bien si acercas el oído al altavoz. También fue muy divertido molestar a mi hermano por la noche. Podría dejarlo encendido, y podrías escuchar a alguien hablando al otro lado de la habitación, pero no era lo suficientemente alto para decir lo que decían y el sonido era difícil de localizar. Teniendo en cuenta lo relativamente alto que era el sonido en el altavoz o en los auriculares, es posible que haya suficiente potencia allí para hacer funcionar un micro. El truco será convertirlo a un voltaje de CC útil sin demasiada pérdida. Por cierto, mi antena estaba horizontal y la torre del transmisor de AM estaba vertical, pero la antena de cable largo la captó bastante bien.
La potencia coleccionable depende de la distancia al cableado, la corriente dividida en el cableado de ida y vuelta (si todo está bien equilibrado, se obtienen pocas fugas), el tamaño de la bobina del colector, Q del colector...
Supongo que podría obtener unos pocos microvatios en muchos casos. 1 uA necesita alrededor de 5 uW, por lo que puede administrar ese nivel en muchos casos. Espero que 100 uW sea mucho más difícil de lograr en muchos casos.
No es raro que una sonda de alcance con entrada Z de 1M muestre voltios de 50 Hz cuando se conecta a una persona. Es probable que sea un acoplamiento capacitivo. Si una persona se acuesta sobre o debajo de una manta eléctrica, puede sentir una pequeña descarga o una sensación de "zumbido" en la piel si toca, por ejemplo, con el dedo de uno a otro ligeramente. Aplique cualquier presión y no hay sensación de choque. Eso también es acoplamiento capacitivo.