Первый в мире мобильный телефон без батареи работает за счет световой энергии и радиосигнала

Первый в мире мобильный телефон без батареи работает за счет световой энергии и радиосигнала

Быть может, мы стали на один ход ближе к свободному от батареи будущему благодаря новым изучениям инженеров Университета Вашингтона.

«Мы создали то, что, согласно нашей точке зрения, есть первым функционирующим сотовым телефоном, что потребляет практически нулевое количество энергии», — сообщил Шейм Голлакота (Shyam Gollakota), доктор наук Университета Вашингтона.

«Дабы обеспечить вправду низкое энергопотребление, нужное для работы телефона за счет сбора энергии из внешней среды, нам было нужно принципиально переосмыслить то, как это устройство создано».

Посредством собственного телефона команда кроме этого сделала пара звонков Skype, демонстрируя, что прототип, собранных из простых компонентов, может принимать, передавать обращение и общаться с базисной станцией.

Команда инженеров и программистов-электриков Университета устранила высокую энергопотребность, существующую в современной сотовой связи — преобразование аналоговых сигналов, каковые переводят звук в цифровые эти, понятные телефону. Данный процесс потребляет столько энергии, что нереально спроектировать телефон, что может надеяться на возобновляемые источники энергии.

Вместо этого созданный сотовый телефон применяет маленькие вибрации в микрофоне либо динамике телефона, каковые появляются, в то время, когда человек говорит с абонентом либо слышит вызов.

Антенна, подключенная к этим компонентам, преобразует это перемещение в трансформации стандартного аналогового радиосигнала, передаваемого сотовой базисной станцией. Данный процесс по существу кодирует речевые схемы в отраженные радиосигналы так, что фактически не применяет энергию.

Дабы передать слова, телефон применяет вибрации микрофона устройства для кодировки речевых паттернов в отраженные сигналы. Для приема речи он преобразует закодированные радиосигналы в звуковые колебания, каковые принимаются динамиком телефона.

В прототипном устройстве пользователь нажимает кнопку для переключения между этими двумя режимами: «прослушивание» и «передача».

Применяя простые компоненты на печатной плате, команда показала, что прототип может делать базисные функции телефона — передачу речи и данных и исполнение пользовательского ввода посредством кнопок. Применяя Skype, исследователи смогли принимать входящие звонки, набирать номера и удерживать звонящих на телефоне без применения батареи.

«Мобильный телефон — это устройство, от которого мы зависим больше всего. Исходя из этого, если бы было одно устройство, которое вы желали бы применять без батареи, это, без сомнений, сотовый телефон», — говорит Джошуа Смит (Joshua Smith), доктор наук кафедры электротехники Университета Вашингтона. «Подтверждение концепции, которую мы создали, сейчас достаточно увлекательно, и мы считаем, что это может оказать влияние на повседневные устройства в будущем».

Команда создала пользовательскую базисную станцию для приёма и передачи радиосигналов. Но эта разработка, быть может, возможно интегрирована в стандартную инфраструктуру сотовой сети либо маршрутизаторы Wi-Fi, каковые в большинстве случаев употребляются для совершения вызовов.

«В будущем вы имели возможность бы представить, что все сотовые башни либо маршрутизаторы Wi-Fi смогут поставляться с отечественной базой данных, встроенной в нее», — сообщил соавтор Вамси Талла (Vamsi Talla), выпускник кафедры электроинжиниринга Университета, и научный сотрудник Allen School.

«И, в случае если в каждом доме имеется Wi-Fi-маршрутизатор, вы имеете возможность взять покрытие для для того чтобы типа сотового телефона».

И все-таки, телефон без батареи так же, как и прежде требует маленького количества энергии для исполнения некоторых операций. Прототип имеет запас мощности 3,5 мкВт.

Исследователи показали, как возможно собрать данный маленький количество энергии из двух различных источников. Прототип телефона без батареи может трудиться, применяя энергию, собранную от окружающих радиосигналов, передаваемых базисной станцией, расположенной на расстоянии до 10 метров.

И, применяя энергию, собранную из окружающего света посредством маленького солнечного элемента — приблизительно размером с рисовое зерно, устройство смогло связаться с базисной станцией, которая пребывала на расстоянии 15 метров.

Многие другие технологии, не применяющие аккумуляторная батареи, надеются на источники окружающей энергии, такие как датчики температуры либо акселерометр, сохраняют энергию прерывисто. Сперва они «считывают», а после этого «дремлют» в течение 60 секунд либо двух, тогда как они собирают хватает энергии для исполнения следующей задачи. В отличие от этого, звонок телефона требует, дабы устройство трудилось непрерывно до тех пор пока продолжается разговор.

«Вы не имеете возможность поздороваться и подождать пара мин., пока телефон соберет достаточное количество энергии для продолжения передачи», — сообщил соавтор изучения инженер Брайс Келлог (Bryce Kellogg). «Это была самая громадная задача — количество энергии, которую вы имеете возможность реально собрать из окружающего радио либо световых сигналов, образовывает порядка 1 либо 10 мкВт. Так что в реальном времени телефонные сигналы весьма тяжело взять, не разрабатывая совсем новый подход к приёму и передаче речи».

Потом исследовательская несколько собирается сосредоточиться на улучшении рабочего диапазона телефона и шифровании бесед, дабы сделать их надёжными. Команда кроме этого трудится над потоком видео по мобильному телефону и добавит функцию визуального отображения на телефоне с применением маломощных экранов E-ink.

Изучение финансировалось National Science Foundation и Гугл Faculty Research Awards.

по данным: washington.edu

Первый в мире мобильный телефон без батареи работает за счет световой энергии и радиосигналу


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: