Производители телефонов постоянно стремятся создавать новые продукты, которые могут работать дольше на одном заряде батареи, но команда инженеров из Вашингтонского университета (UW) сделала все возможное: они создали сотовый телефон, который не работает. Батарейка вообще не нужна.
Это не похоже на обычный мобильный телефон. Это простая печатная плата с базовыми элементами для телефонных звонков, включая микрофон, цифровую клавиатуру и разъем для наушников. Но хотя это может не соответствовать эстетической привлекательности iPhone, вам не нужно беспокоиться о том, что заряд телефона разрядится без предупреждения.
Телефон по-прежнему использует электричество - он просто собирает энергию из других источников, таких как солнечный свет и радиоволны. Команда использовала фотодиоды для поглощения фотонов от источников света и выработки электроэнергии. Чтобы выжимать электрический сок из радиоволн, телефону просто нужна антенна. (Подробности опубликованы в статье Proceedings of ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.)
Когда радиоволны взаимодействуют с антенной, волны заставляют электричество течь через антенну. На самом деле вы можете собирать электричество с помощью радиоволн самостоятельно. Очень простые радиоприемники делают это без батареи - вы можете узнать, как ее собрать, в нашей статье «Как работает радио».
Хотя радиоволны несут энергию, и мы окружены передатчиками, генерирующими эти волны, это не означает, что вы можете обеспечить питанием свой дом, подключив всю свою электронику к антеннам. Это связано с тем, что распространение радиоволн подчиняется закону обратных квадратов: мощность радиосигнала ослабевает пропорционально квадрату расстояния от передатчика. Вскоре вы окажетесь слишком далеко от передатчика, чтобы собрать достаточно электроэнергии для выполнения полезной работы.
Для совершения телефонного звонка необходимо, чтобы используемое вами устройство имело постоянное питание. «Вы не можете поздороваться и подождать минуту, пока телефон перейдет в спящий режим и наберет достаточно энергии для продолжения передачи», - сказал в пресс-релизе соавтор статьи Брайс Келлог, докторант электротехники UW. «Это была самая большая проблема - количество энергии, которое вы можете получить от окружающего радио или света, составляет порядка 1 или 10 микроватт. и прием речи."
Чтобы решить эту проблему, команда разработала базовую станцию, которая передает РЧ-сигналы на сотовый телефон без батареи. Как с базовой станцией, так и с фотодиодами телефон может работать на расстоянии до 50 футов или около 15 метров от базовой станции.
Позвонить очень просто. Вы просто набираете телефонный номер, по которому хотите позвонить, и печатная плата отправляет эту информацию по радиоволнам на базовую станцию в цифровом пакете. Базовая станция берет эти данные и совершает звонок по Skype в сотовую сеть. Станция продолжает оставаться на связи с телефоном посредством радиоволн, позволяя звонящему услышать другую сторону разговора. Чтобы говорить, вам просто нужно удерживать кнопку, чтобы активировать микрофон.
Простая конструкция означает, что телефон потребляет всего несколько микроватт. Несмотря на низкое энергопотребление, результат просто потрясающий.
Вот это круто
Исследовательская группа планирует продолжить работу над улучшением рабочего диапазона безбатарейного сотового телефона, шифрованием разговоров и потоковой передачей видео на устройство.