Лазерная система заряжает беспроводные телефоны по всей комнате

Благодаря Bluetooth и Wi-Fi мы теперь не используем шнур для связи, но зарядка наших маленьких карманных суперкомпьютеров все еще нуждается в нем. Судя по диапазону исследований технологий беспроводной зарядки, осталось ждать не так долго. Команда из Вашингтонского университета продемонстрировала, как можно использовать лазеры для зарядки устройства через всю комнату.

Принцип работы

Команда установила силовой элемент на задней панели смартфона и направила на него лазерный луч в ближней инфракрасной части спектра. С расстояния 4,3 м (14 футов) лазер смог выдавать мощность 2 Вт на площадь 97 кв. См (15 кв. дюймов), заряжая телефон примерно так же быстро, как обычный старый USB-кабель.

Лазерный излучатель предназначен для автоматического определения того, когда телефон готов к зарядке, в то время как смартфон был запрограммирован на отправку высокочастотных «звуковых сигналов», не слышимых человеческому уху, которые сообщают излучателю, где он находится.

«Эта система локализации гарантирует, что излучатель может обнаружить, когда пользователь установил смартфон на поверхность зарядки, которая может быть обычным местом, например, столом в другом конце комнаты», - говорит Викрам Айер, соавтор исследования.

Защитная система

Пара мер безопасности были встроены в систему. Чтобы люди не могли пройти сквозь невидимый луч, вокруг зарядного лазера также излучались четыре маломощных «защитных луча». Они отражаются от световозвращающих элементов вокруг силовой ячейки и от фотодиодов на самом излучателе. Если в любой момент этот сигнал прерывается, система мгновенно отключает зарядный луч.

«Защитные лучи способны действовать быстрее, чем наши самые быстрые движения, потому что эти лучи отражаются назад к излучателю со скоростью света», - говорит Шьям Голлакота, соавтор исследования. «В результате, когда защитный луч прерывается движением человека, излучатель обнаруживает это в течение доли секунды и использует затвор, чтобы заблокировать зарядный луч, прежде чем человек сможет соприкоснуться с ним».

Чтобы рассеять избыточное тепло, генерируемое зарядным лучом, исследователи использовали алюминиевые полоски в качестве теплоотвода вокруг силового элемента. Хотя не все это тепло было потрачено впустую - небольшой термоэлектрический генератор собирал часть энергии и подал ее обратно в аккумулятор телефона. По словам команды, будущие итерации системы могут обеспечить электропитание на площади до 100 кв. см (15,5 кв. Дюйма) с расстояния до 12 м, заряжая устройства в любой части комнаты.

Но все еще остается вопрос, насколько практичной будет эта технология. В настоящее время коммерческие беспроводные зарядные устройства требуют, чтобы телефоны были размещены на коврике (или специальном предмете мебели Ikea), что отлично подходит для зарядки в течение ночи, но не очень помогает, если вы будете использовать устройство во время этого процесса. Эта система лазерных излучателей, похоже, не решает эту проблему - особенно, если луч отключается в любое время, когда вы дотрагиваетесь до телефона.

Чтобы беспроводная зарядка действительно достигла области вездесущности, которой пользуются системы беспроводной связи, такие как Wi-Fi, необходимо заполнить комнату или широкую областьизлучениями. Однако и это направление медленно развивается. Зарядное устройство Pi излучает импульс ближнего действия вокруг себя, который может беспроводным образом заряжать несколько соседних устройств, когда они используются.

Университет Дьюка обрисовал в общих чертах настенную панель, которая обеспечивает нечто подобное, и амбициозный проект Disney Research сумел превратить целую комнату в беспроводное зарядное устройство. Новое исследование было опубликовано в журнале «Труды Ассоциации вычислительной техники по интерактивным, мобильным, носимым и вездесущим технологиям».