Spisu treści:
Baterie: Nie możesz z nimi mieszkać, nie możesz bez nich żyć, a ja recytuję tę frazes, ponieważ wiem, że kiwacie teraz głową ze mną. Zestawy baterii do smartfonów stały się większe, dzięki czemu działają dłużej, a większość z nich została nasycona technologią szybkiego ładowania. Ale zużyta bateria pozostaje poważnym problemem, zwłaszcza że jesteśmy tak zależni od urządzeń mobilnych.
Ale co, jeśli wcale nie musisz się martwić o baterię? Lub upewniając się, że jest ładowany co noc? Co jeśli nie musisz się martwić, że skończy Ci się sok w środku dnia? Naukowcy z University of Washington pracują nad tą rzeczywistością. Odkryli sposób na pozyskiwanie energii dla smartfona bez kabli i fizycznych akumulatorów. Zamiast tego telefon opiera się wyłącznie na sygnałach radiowych i świetle z otoczenia. Dokładnie tak to brzmi: smartfon bez baterii.
Wymagana zerowa moc
Badacz Shyam Gollakota, profesor nadzwyczajny na University of Washington, nazwał bez baterii telefon komórkowy „pierwszym działającym telefonem komórkowym, który zużywa prawie zerową energię”. Działa poprzez wykorzystanie drobnych wibracji w mikrofonie i głośniku telefonu i przekształcenie tych ruchów w analogowy sygnał radiowy, który może komunikować się przez komórkową stację bazową. „Ten proces zasadniczo koduje wzorce mowy w odbijanych sygnałach radiowych w sposób, który prawie nie zużywa energii”, wyjaśnia komunikat prasowy. „Aby transmitować mowę, telefon wykorzystuje wibracje z mikrofonu urządzenia do kodowania wzorów mowy w odbijanych sygnałach. Aby odbierać mowę, przekształca zakodowane sygnały radiowe w wibracje dźwiękowe wychwytywane przez głośnik telefonu”.
Pierwszy działający telefon komórkowy, który zużywa prawie zero energii.
Urządzenie wymaga obecnie naciśnięcia przycisku w celu przełączenia między trybem transmisji a trybem odsłuchu, więc nie jest to doznanie dotykowe jak zwykły smartfon. Ale w przyszłości technologię tę można zintegrować ze standardową infrastrukturą sieci komórkowej i routerami Wi-Fi, aby oferować zasięg telefonu komórkowego bez baterii.
Rozmawiałem z Vamsi Talla, współpracownikiem ds. Projektu bez baterii, o bez baterii i o tym, jak zasilać takie urządzenie. „Nasza grupa pracowała nad urządzeniami bez baterii i komunikacją o niskim zużyciu energii przez ostatnie pięć lat”, powiedział Talla. „Ten projekt opiera się na kilku technikach, które opracowaliśmy. Na przykład telefon bez baterii wykorzystuje analogowy mikrofon rozproszony wstecznie o zerowej mocy, który opracowałem w 2012 roku. Następnie połączyliśmy to z analogowym systemem słuchawkowym i komunikacją rozpraszania wstecznego w otoczeniu”.
Talla i grupa badawcza składająca się z dwóch doktorantów i dwóch profesorów rozpoczęli projekt na początku 2016 r. „Zbudowałem dwie różne wersje sprzętowe prototypu telefonu” - powiedział. Początkowy był zasilany z sygnałów RF otoczenia przesyłanych przez wieże komórkowe. Drugi dodał „małą fotodiodę (ogniwo słoneczne) do pozyskiwania energii ze światła otoczenia w typowym otoczeniu biurowym lub domowym”. W sytuacjach, w których jest on jałowy - powiedzmy, że jesteś w lesie lub na pustkowiu - telefon zbierze światło wokół ciebie, by uzyskać moc.
Prototyp telefonu bez baterii składa się z wielu elementów, które można było kupić w Radio Shack: anten, zbieracza energii do wychwytywania energii z sygnałów radiowych z otoczenia i ogniw słonecznych, mikrofonu, który nasłuchuje odbić i rozproszenia wstecznego nagrywaj i przesyłaj mowę, odbiornik, gniazdo słuchawkowe, system komunikacji cyfrowej, mały mikrokontroler oraz kilka diod LED i pojemnościowych przycisków dotykowych, które pomagają w obsłudze urządzenia. Nie spodziewaj się jednak, że w najbliższym czasie zaczniesz grać w gry, ponieważ nie ma wystarczającej ilości energii, aby zasilić tego rodzaju urządzenia. „Jeśli nie przeprojektujemy tego komponentu, może być trudno zasilać go tylko falami RF”, dodał Talla.
Prototyp telefonu bez baterii składa się z wielu elementów, które można było kupić w Radio Shack.
Obecne telefony zużywają do dziesięciu tysięcy razy więcej energii niż w przypadku światła otoczenia i sygnałów RF. Zespół badawczy musiał zmniejszyć moc wymaganą do transmisji i odbioru mowy do kilku mikrowatów. Talla wyjaśnił, że to nie lada wyczyn. „Ilość energii, jaką można zebrać z sygnałów RF, zależy od odległości między telefonem a wieżą komórkową. Zazwyczaj od otaczających sygnałów RF można zebrać od 1 do 100 mikrowatów. Przeprojektowaliśmy architekturę telefonu bez baterii, aby zmniejszyć moc zużycie około 10 000 razy, dzięki czemu można go stale zasilać z niewielkiej ilości dostępnej energii. ”
Kolejnym celem zespołu badawczego jest poprawa zasięgu działania telefonu bez baterii i zapewnienie szyfrowania rozmów.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat bezbateryjnego jednorożca - to znaczy telefonu komórkowego, możesz zapoznać się z pełnym artykułem badawczym, który został opublikowany na początku lipca. Możesz także na oficjalnej stronie projektu Battery Free Phone.
