बैटरी के बिना दुनिया का पहला मोबाइल फोन, 1940 के सोवियत जासूसी बग पर बनाया गया था

वाशिंगटन विश्वविद्यालय (यूएसए) के इंजीनियरों ने एक सेल फोन विकसित किया है जो बिना बिल्ट-इन पावर स्रोत (यानी बिना बैटरी के) के बिना काम करता है । उन्हें एक सहायक रेडियो स्टेशन से रेडियो द्वारा आवश्यक 3.48 माइक्रोवाट्स (अधिकतम) प्राप्त होता है, जो कि 9.4 मीटर की दूरी पर स्थित है। यदि कोई प्रकाश स्रोत है, तो फोटोकल्स अतिरिक्त ऊर्जा प्रदान करते हैं, जिसके कारण आप बेस स्टेशन से 15.2 से दूर जा सकते हैं। मीटर।

शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि उनका काम बिना बैटरी के पूर्ण मोबाइल फोन बनाने की दिशा में पहला कदम होगा, जो सहायक रेडियो स्टेशन की अनुपस्थिति में भी काम कर सकता है। आखिरकार, शहरी अंतरिक्ष में बहुत सारे उत्सर्जन हैं जो बिजली में परिवर्तित हो सकते हैं।

इंजीनियरों के एक समूह ने मोबाइल फोन की ऊर्जा खपत को कम करने में कामयाबी हासिल की। ऐसा करने के लिए, उन्होंने कई अभिनव समाधान लागू किए हैं। वैज्ञानिक कार्य के सह-लेखक, वॉशिंगटन विश्वविद्यालय में स्कूल ऑफ कंप्यूटर साइंस एंड इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर, श्याम गोलकोटा कहते हैं , "हमने अपनी राय में, दुनिया का पहला कार्यात्मक सेल फोन जो बहुत कम बिजली की खपत करता है।" "ऐसे बहुत, बहुत छोटे बिजली की खपत को प्राप्त करने के लिए ताकि आपका फोन पर्यावरण से ऊर्जा प्राप्त कर सके, हमें इस तरह के उपकरणों के डिजाइन सिद्धांतों को मौलिक रूप से पुनर्विचार करना पड़ा।"

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अब कई अलग-अलग इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं जो बैटरी के बिना अच्छा करते हैं, पर्यावरणीय ऊर्जा का उपभोग करते हैं - रेडियो तरंगों, धूप, कंपन, मानव शरीर की गर्मी (तापमान में अंतर), आदि। लेकिन आमतौर पर यह कम-शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक्स होते हैं, जैसे विभिन्न सेंसर जो छिटपुट रूप से काम करते हैं। यही है, वे लंबे समय (एक या दो मिनट) के लिए ऊर्जा जमा करते हैं, और फिर "जागते हैं" और कुछ उपयोगी काम करते हैं, जिसके बाद वे फिर से ऊर्जा भंडारण मोड में स्विच करते हैं। टॉक मोड में एक मोबाइल फोन को लगातार काम करना चाहिए, इसलिए बहुत अधिक बिजली की खपत होती है: "आप" हैलो "नहीं कह सकते हैं, और तब तक एक मिनट प्रतीक्षा करें जब तक फोन संचरण को जारी रखने के लिए पर्याप्त ऊर्जा जमा नहीं करता है," ब्राइस केलॉग ने टिप्पणी की। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में पीएचडी, वाशिंगटन विश्वविद्यालय, अनुसंधान के एक अन्य सह-लेखक। - यह सबसे बड़ी मुश्किल थी। आसपास की रेडियो तरंगों या प्रकाश से, आप आमतौर पर 1 से 10 माइक्रोवेट के क्षेत्र में प्राप्त कर सकते हैं, अधिक नहीं। इसलिए वास्तविक समय की बातचीत के लिए, भाषण प्रसारित करने और प्राप्त करने के लिए एक मौलिक रूप से नया दृष्टिकोण विकसित करना आवश्यक था। ” और वे इस तरह के दृष्टिकोण के साथ आए। डेवलपर्स एक सेल फोन के इलेक्ट्रॉनिक घटकों में सबसे ग्लूटोनस प्रक्रियाओं में से एक से छुटकारा पाने में कामयाब रहे - एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण।



फोन में एडीसी चिप नहीं है। इसके बजाय, टेलीफोन का एंटीना एक इलेक्ट्रेट माइक्रोफोन से जुड़ा होता है - और इसका कंपन बेस स्टेशन के लिए मानक एनालॉग रेडियो सिग्नल में परिवर्तन में बदल जाता है। रिसेप्शन मोड में, सिग्नल परिवर्तन को स्पीकर कंपन में परिवर्तित किया जाता है, और ट्रांसमिशन मोड में, रेडियो आवृत्ति स्विच के माध्यम से इलेक्ट्रेट माइक्रोफ़ोन पर इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज के साथ डायाफ्राम के यांत्रिक कंपन सीधे ऐन्टेना सिग्नल में परिवर्तन में परिवर्तित होते हैं। ऐसा रूपांतरण व्यावहारिक रूप से ऊर्जा का उपभोग नहीं करता है।


वॉयस ट्रांसमिशन स्कीम (बाएं) और रिसेप्शन (दाएं)

आईईईई स्पेक्ट्रम के विशेषज्ञों के अनुसार, 1940 के दशक में मॉस्को में अमेरिकी राजदूत के दूतावास के डेस्क पर रूसी खुफिया अधिकारियों द्वारा स्थापित एक निष्क्रिय वायरटैपिंग डिवाइस के मॉडल पर इस तरह का डिज़ाइन आंशिक रूप से बनाया गया था।

इस दृष्टिकोण का नुकसान यह है कि उपयोगकर्ता को रिसेप्शन मोड से फोन को ट्रांसमिशन मोड में स्थानांतरित करने के लिए एक बटन दबाना होगा - और इसके विपरीत (आधा डुप्लेक्स)। लेकिन यह कमी ऊर्जा की खपत में भारी कमी के कारण है।



"फीडिंग" के लिए एक उपयुक्त रेडियो सिग्नल प्रसारित करने के लिए बेस स्टेशन को मौजूदा वाईफाई राउटर में एकीकृत किया जा सकता है, जो पहले से ही लगभग हर अपार्टमेंट में स्थापित हैं।



लेखकों ने साबित किया कि व्यावसायिक रूप से उपलब्ध घटकों से आप एक टेलीफोन को इकट्ठा कर सकते हैं जिसकी ऊर्जा खपत का अनुमान माइक्रोवेव में लगाया जाता है। सैद्धांतिक रूप से, ऐसा फोन वास्तव में बिना बैटरी या बिना अतिरिक्त बेस स्टेशन के काम कर सकता है, बस पर्यावरण से ऊर्जा एकत्र कर सकता है। यह आवाज और डेटा संचारित करने के लिए पर्याप्त है, साथ ही कीबोर्ड से डेटा इनपुट का जवाब भी देता है। प्रयोगशाला में, इंजीनियर स्काइप कॉल करने और कॉल करने वाले के साथ बात करने में सक्षम थे।

अभी तक यह केवल पहला प्रोटोटाइप है, लेकिन ऊर्जा की बचत के आविष्कार किए गए तरीके अन्य निर्माताओं से भविष्य के उपकरणों में आवेदन पा सकते हैं। आखिरकार, अगर लोगों को किसी तरह के इलेक्ट्रॉनिक उपकरण की आवश्यकता होती है जो हमेशा बैटरी के बिना काम करता है, तो यह एक मोबाइल फोन है।


निकट भविष्य में, डेवलपर्स "बैटरी के बिना फोन" में एक संचार एन्क्रिप्शन योजना शुरू करने का इरादा रखते हैं, बेस स्टेशन से दूरी बढ़ाते हैं, एक इलेक्ट्रॉनिक स्याही डिस्प्ले और वीडियो प्रसारित करने की क्षमता जोड़ते हैं।

वैज्ञानिक कार्य 1 जुलाई, 2017 को जर्नल प्रोसीडिंग्स फॉर कम्प्यूटिंग मशीनरी ऑन इंटरएक्टिव, मोबाइल, वेयरेबल और यूबीटिटस टेक्नोलॉजीज (doi: 10.1145 / 3090090, pdf ) पर प्रकाशित हुआ था।