Parece que con una bobina o una antena simple debería ser posible recolectar energía de la radiación de fondo de 60Hz en cualquier hogar moderno. ¿Cuánto podría recolectarse razonablemente a bajos voltajes (3.3-5V)? ¿Podría ser suficiente mantener un microcontrolador durmiendo (por ejemplo, 1uA - 100uA @ 3.3V?)
La respuesta es "muy poco". También he visto 10s de voltios en una sonda de alcance de 1 MΩ cuando la toqué. Sin embargo, el alcance 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.
Todas las tensiones son efectivamente diferenciales. Solo funcionó para el alcance porque estaba usando implícitamente el enchufe de 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 por 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 cosechar suficiente energía en una pequeña caja de campos de líneas de energía perdidos 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 se ejecuta completamente desde la potencia de RF recibida. Vivíamos a unas 20 millas de una estación de radio de 50 kW AM, y tenía una antena de cable de 50 pies colgada en el patio trasero. Con esa antena pude recoger esa estación de radio a un volumen bastante razonable con auriculares. También podría tener la unidad de radio un transformador de adaptación de impedancia conectado a un altavoz pequeño. Podría escuchar la emisora de radio razonablemente bien si pone su oído en el altavoz. También fue muy divertido molestar a mi hermano por la noche. Podría dejarlo encendido, y usted podría escuchar a alguien hablando al otro lado de la sala, pero no fue lo suficientemente fuerte como 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, podría haber suficiente potencia para ejecutar un micro. El truco será convertirlo a un voltaje de CC útil sin demasiada pérdida. Por cierto, mi antena era horizontal y la torre del transmisor de AM era vertical, pero la antena de cable largo aún la recogía bastante bien.
El poder coleccionable depende de la distancia al cableado, la división de corriente en ir y volver a cablear (si está todo bien equilibrado, se obtienen pocas fugas), el tamaño de la bobina colectora, la Q del colector ...
Supongo que en muchos casos podrías obtener algunos micro-Watts. 1 uA necesita aproximadamente 5 uW para que pueda administrar ese nivel en muchos casos. Espero que 100 uW sea mucho más difícil de lograr en muchos casos.
No es inusual que una sonda de alcance con 1M entrada Z muestre voltios de 50 Hz cuando está conectada a una persona. Eso puede ser un acoplamiento capacitivo. Si una persona se acuesta sobre o debajo de una manta eléctrica, puede recibir una pequeña descarga o sensación de "zumbido" en la piel si toca, por ejemplo, el dedo de uno con el dedo de otro a la ligera. Aplica cualquier presión y no hay sensación de choque. Eso también es acoplamiento capacitivo.
Lea otras preguntas en las etiquetas microcontroller power-supply radiation