Insinyur dari University of Washington (AS) telah mengembangkan
ponsel yang berfungsi tanpa sumber daya bawaan (yaitu, tanpa baterai). Dia menerima 3,48 microwatt yang diperlukan (maksimum) oleh radio dari stasiun radio tambahan, yang terletak pada jarak hingga 9,4 m. Jika ada sumber cahaya, maka fotosel memberikan energi tambahan, sehingga Anda dapat pindah dari stasiun pangkalan dengan 15.2 m
Para peneliti percaya bahwa pekerjaan mereka akan menjadi langkah pertama untuk menciptakan ponsel penuh tanpa baterai, yang dapat bekerja bahkan tanpa adanya stasiun radio tambahan. Lagi pula, di ruang kota ada begitu banyak emisi yang dapat dikonversi menjadi listrik.
Sekelompok insinyur berhasil meminimalkan konsumsi energi ponsel. Untuk melakukan ini, mereka telah menerapkan sejumlah solusi inovatif. "Kami membangun, menurut pendapat kami, ponsel fungsional pertama di dunia yang hanya mengonsumsi sedikit daya,"
kata Shyam Gollakota, associate professor di School of Computer Science and Engineering di Washington University, co-penulis karya ilmiah. "Untuk mencapai konsumsi daya yang sangat, sangat kecil sehingga ponsel Anda dapat menerima energi dari lingkungan, kami harus secara mendasar memikirkan kembali prinsip-prinsip desain perangkat tersebut."
Perlu dicatat bahwa sekarang ada banyak perangkat elektronik yang bekerja dengan baik tanpa baterai, mengkonsumsi energi lingkungan - gelombang radio, sinar matahari, getaran, panas tubuh manusia (perbedaan suhu), dll. Tetapi biasanya ini adalah elektronik berdaya rendah, seperti berbagai sensor yang bekerja secara sporadis. Artinya, mereka mengumpulkan energi untuk jangka waktu yang lama (satu atau dua menit), dan kemudian “bangun” dan melakukan beberapa pekerjaan yang bermanfaat, setelah itu mereka kembali beralih ke mode penyimpanan energi. Ponsel dalam mode bicara harus bekerja terus-menerus, jadi ada konsumsi daya yang jauh lebih banyak: "Anda tidak bisa mengatakan" Halo! ", Dan kemudian tunggu sebentar sampai ponsel mengumpulkan energi yang cukup untuk melanjutkan transmisi," kata Bryce Kellogg dengan tepat. PhD di bidang Teknik Listrik, University of Washington, rekan penulis penelitian lainnya. - Itu adalah kesulitan terbesar. Dari gelombang atau cahaya radio di sekitarnya, Anda biasanya dapat mencapai wilayah 1 hingga 10 mikrowatt, tidak lebih. Jadi untuk percakapan waktu nyata, perlu untuk mengembangkan pendekatan baru yang fundamental untuk mengirim dan menerima ucapan. " Dan mereka datang dengan pendekatan seperti itu. Pengembang berhasil menyingkirkan salah satu proses paling rakus dalam komponen elektronik ponsel - konversi analog-ke-digital.
Ponsel tidak memiliki chip ADC. Sebagai gantinya, antena telepon terhubung ke
mikrofon electret - dan getarannya diubah menjadi perubahan dalam sinyal radio analog standar untuk stasiun pangkalan. Dalam mode penerimaan, perubahan sinyal diubah menjadi getaran speaker, dan dalam mode transmisi, getaran mekanis diafragma dengan muatan elektrostatik pada mikrofon electret melalui sakelar frekuensi radio secara langsung dikonversi menjadi perubahan dalam sinyal radio antena. Konversi semacam itu praktis tidak mengkonsumsi energi.
Skema transmisi suara (kiri) dan penerimaan (kanan)Menurut
para ahli dari
IEEE Spectrum , desain semacam itu sebagian dibuat pada model perangkat penyadapan pasif yang dipasang oleh petugas intelijen Rusia di meja kedutaan duta besar Amerika di Moskow pada tahun 1940-an.
Kerugian dari pendekatan ini adalah bahwa pengguna perlu menekan tombol untuk mentransfer telepon dari mode penerimaan ke mode transmisi - dan sebaliknya (setengah dupleks). Tetapi kelemahan ini diimbangi dengan pengurangan besar dalam konsumsi energi.
Basis stasiun untuk menyiarkan sinyal radio yang cocok untuk "memberi makan" telepon dapat diintegrasikan ke router WiFi yang sudah ada, yang sudah dipasang di hampir setiap apartemen.
Para penulis membuktikan bahwa dari komponen yang tersedia secara komersial Anda dapat merakit telepon yang konsumsi energinya diperkirakan dalam microwatts. Secara teoritis, telepon semacam itu benar-benar dapat bekerja tanpa baterai atau tanpa stasiun pangkalan tambahan, hanya mengumpulkan energi dari lingkungan. Ini cukup untuk mengirimkan suara dan data, serta menanggapi input data dari keyboard. Di laboratorium, insinyur dapat melakukan panggilan Skype dan berbicara dengan penelepon.
Sejauh ini hanya prototipe pertama, tetapi metode yang ditemukan hemat energi dapat menemukan aplikasi di perangkat masa depan dari produsen lain. Lagi pula, jika orang membutuhkan semacam perangkat elektronik yang selalu berfungsi tanpa baterai, maka ini adalah ponsel.
Dalam waktu dekat, para pengembang bermaksud untuk memperkenalkan skema enkripsi komunikasi ke dalam "telepon tanpa baterai", menambah jarak dari stasiun induk, menambah tampilan tinta elektronik dan kemampuan untuk menyiarkan video.
Karya ilmiah
diterbitkan pada 1 Juli 2017 di jurnal
Proceedings of Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies (doi: 10.1145 / 3090090,
pdf ).