Το καθιστικό σας μπορεί να γίνει σταθμός φόρτισης: έτσι

Η φόρτιση των ηλεκτρονικών συσκευών μας μπορεί να είναι πόνος. Φαίνεται ότι κάθε λίγες ώρες, πρέπει να συνδέσουμε μία από τις ηλεκτρονικές μας συσκευές.

Οι συσκευές φόρτισης είναι επίσης πολύ συνώνυμες με τα καλώδια. Αυτά μπορεί μερικές φορές να πάρουν με τον τρόπο αυτό. Η μνήμη για την πραγματική χρέωση συσκευές μπορεί επίσης να είναι μια ταλαιπωρία. Είμαι βέβαιος ότι έχετε βιώσει να χρησιμοποιείτε μια συγκεκριμένη συσκευή μόνο για να διαπιστώσετε ότι δεν χρεώνεται. Λοιπόν, μια εναλλακτική λύση είναι η ασύρματη φόρτιση.

Θέλω να πω ότι έχουμε δει όλες τις διάφορες εκδοχές ενός ασύρματου τιμολογίου τούβλο / ματ δικαίωμα; Λειτουργούν καλά και εξαλείφουν την ανάγκη να συνδέσετε τη συσκευή σας για να φορτίσετε χωρίς καλώδιο στο δρόμο.

Ωστόσο, αυτός ο τύπος σταθμού φόρτισης απαιτεί να βάλετε ουσιαστικά την ηλεκτρονική συσκευή σας ακριβώς επάνω της. Επίσης, ενώ υπάρχουν διαθέσιμες powermats που μπορούν να χρεώνουν πολλαπλές συσκευές ταυτόχρονα, εξακολουθούν να είναι κάπως περιορισμένες.

Λαμβάνοντας υπόψη αυτούς τους περιορισμούς, τι θα λέγατε αν σας είπα ότι η τεχνολογία υπάρχει για να μπορείτε να χρεώνετε πολλαπλές συσκευές σε απόσταση, ακριβώς στο σπίτι σας στο σαλόνι σας; Πιστέψτε το ή όχι, αυτό είναι δυνατό.

Η ιδέα έχει πρόσφατα αποδειχθεί μέσω υπολογισμών από μια ομάδα από το πανεπιστήμιο Duke, το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον και το Ινστιτούτο Επιστήμης Ερευνών (ISF). Υποστηρίζεται επίσης από προηγούμενα πειραματικά στοιχεία.

Μεταφορά ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις

Μια συσκευή όχι μεγαλύτερη από μια τηλεόραση επίπεδης οθόνης θα μπορούσε να χρεώνει συνεχώς πολλές συσκευές σε ένα από τα δωμάτια του σπιτιού σας.

Η προτεινόμενη λύση της ομάδας λειτουργεί με την εστίαση της ενέργειας μικροκυμάτων σε ένα δέκτη που μετατρέπει αυτή την μορφή ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια.

Εάν όμως ο δέκτης είναι πολύ μακριά, τότε η ισχύς που θα αποβληθεί θα είναι πολύ χαμηλή. Εάν τοποθετηθεί αρκετά κοντά σε μια περιοχή που αναφέρεται ως ζώνη Fresnel τότε η λαμβανόμενη ισχύς είναι αρκετά υψηλή ώστε να είναι χρήσιμη.

Για να λειτουργήσει αυτό το σύστημα, η ενέργεια από τα μικροκύματα πρέπει να επικεντρώνεται σε ένα δέκτη. Για να γίνει αυτό, η ομάδα πρότεινε τα μετα-υλικά να κάνουν τη δουλειά.

Τα metamaterials είναι μικροσκοπικά ηλεκτρικά κύτταρα τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον χειρισμό των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Υπολόγισαν ότι μια επίπεδη συσκευή μετα-υλικών σχετικά με το μέγεθος μιας τηλεόρασης επίπεδης οθόνης θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την εστίαση των μικροκυμάτων. Υπολόγισαν επίσης ότι το κύμα θα μπορούσε να επικεντρωθεί σε ένα σημείο του μεγέθους ενός κινητού τηλεφώνου.

Αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί μέχρι και 10 μέτρα μακριά και το προτεινόμενο σύστημα είναι σε θέση να τροφοδοτεί περισσότερες από μία συσκευές τη φορά.

Υπάρχουν και άλλες μέθοδοι εστίασης των κυμάτων χρησιμοποιώντας πολύπλοκα συστήματα κεραίας. Ωστόσο, θα ήταν αρκετά ακριβό να εφαρμοστούν, εξ ου και τα προτεινόμενα μετα-υλικά.

Η αξιοπιστία της χρήσης των μετα-υλικών για την εστίαση των μικροκυμάτων ενισχύεται περαιτέρω από μια προηγούμενη επίδειξη χειρισμού μικροκυμάτων.

Πριν από λίγα χρόνια, ο David Smith της ομάδας του πανεπιστημίου του Δούκα και το εργαστήριό του δημιούργησαν μια συσκευή μάσκας που κάμπτει μικροκύματα γύρω από ένα αντικείμενο. Αυτή η συσκευή στηρίχθηκε σε μετα-υλικά για να λυγίσει τα μικροκύματα.

Πλεονεκτήματα και προκλήσεις

Θα πρέπει να εφαρμοστεί ένα σύστημα προστασίας για την προστασία των ανθρώπων και των κατοικίδιων ζώων από την ακτινοβολία μικροκυμάτων.

Με αυτό το σύστημα, μπορούν να φορτιστούν ταυτόχρονα αρκετές συσκευές σε ένα μόνο δωμάτιο, όπως κινητά τηλέφωνα, περιφερειακά υπολογιστών, ελεγκτές παιχνιδιών, ασύρματα τηλέφωνα και άλλα ηλεκτρονικά, χωρίς τη χρήση καλωδίων.

Εάν εφαρμοζόταν ένα τέτοιο σύστημα, θα έπρεπε να τεθεί σε λειτουργία ένας μηχανισμός ασφαλείας για να διακόψει τη μετάδοση όταν κάτι παρεμποδίζει το σήμα μικροκυμάτων.

Λόγω της υψηλής ισχύος μετάδοσης της ακτινοβολίας μικροκυμάτων, οι άνθρωποι και τα κατοικίδια ζώα θα πρέπει να προστατεύονται από το να εκτεθούν.

Για να λειτουργήσει αυτό το σύστημα προστασίας, κάθε συσκευή θα χρειαστεί να μεταδώσει τη θέση της εξασφαλίζοντας την πρώτη φόρτιση. Το σύστημα εστίασης φακών πρέπει να γνωρίζει πού να επικεντρωθεί τελικά η ενέργεια μικροκυμάτων. Οι συσκευές θα πρέπει επίσης να υποδεικνύουν πότε λαμβάνουν ισχύ.

Εάν λαμβάνεται ισχύς αλλά ανιχνεύεται διακοπή, αυτό σημαίνει ότι κάτι εμποδίζει τη μετάδοση. Η τροφοδοσία πρέπει να διακοπεί.

Επιπλέον, το λογισμικό και οι έλεγχοι για τον απαραίτητο φακό που βασίζεται σε μεταλλικά στοιχεία θα πρέπει να σχεδιάζονται κατά τέτοιο τρόπο ώστε να εστιάζουν τις δέσμες όσο το δυνατόν αποτελεσματικότερα.

Πρέπει επίσης να αναπτυχθεί μια χαμηλού κόστους μικροκυματική πηγή ενέργειας μικροκυμάτων για αυτή την εφαρμογή. Αυτό είναι απαραίτητο, καθώς οι υφιστάμενες λύσεις που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν για μια τέτοια εφαρμογή είναι απαγορευτικές.

Ελπίδες για το μέλλον

Αν και υπάρχουν προκλήσεις με την εφαρμογή ενός τέτοιου συστήματος χρέωσης, υπάρχει ήδη η τεχνολογία για την δημιουργία ενός τέτοιου συστήματος. Οι προσομοιώσεις που διενεργήθηκαν από την ομάδα έδειξαν ότι είναι εύλογο.

Η τεχνολογία πρέπει απλώς να τροποποιηθεί ώστε το σύστημα αυτό, εάν εφαρμοστεί, θα είναι σε θέση να λειτουργεί όσο το δυνατόν αποτελεσματικότερα.

Θα ήταν θαυμάσιο να δούμε αυτή την τεχνολογία σε δράση. Αυτό θα σήμαινε να ανησυχείτε λιγότερο για τη διατήρηση των συσκευών που φορτώνονται όσο βρίσκονται στο εύρος αυτού του συστήματος.