Mục lục:
Pin: Bạn không thể sống với họ, bạn không thể sống thiếu họ và tôi đọc thuộc lòng đó bởi vì tôi biết bạn đang gật đầu với tôi ngay bây giờ. Các gói pin điện thoại thông minh đã trở nên lớn hơn để chúng tồn tại lâu hơn và phần lớn đã được truyền vào công nghệ sạc nhanh. Nhưng pin chết vẫn là một điểm đau lớn, đặc biệt là khi chúng tôi trở nên quá phụ thuộc vào thiết bị di động.
Nhưng nếu bạn không phải lo lắng về pin thì sao? Hoặc đảm bảo nó được tính phí mỗi đêm? Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn không phải băn khoăn về việc hết nước vào giữa ngày? Các nhà nghiên cứu của Đại học Washington đang làm việc hướng tới thực tế đó. Họ đã phát hiện ra một cách để thu hoạch năng lượng cho điện thoại thông minh mà không cần dây cáp và bộ pin vật lý. Thay vào đó, điện thoại chỉ dựa vào tín hiệu radio và ánh sáng xung quanh. Đó chính xác là những gì nó nghe như: một điện thoại thông minh không có pin.
Không cần năng lượng
Nhà nghiên cứu Shyam Gollakota, phó giáo sư tại Đại học Washington, đã gọi điện thoại di động không dùng pin là "điện thoại di động hoạt động đầu tiên tiêu thụ năng lượng gần như bằng không". Nó hoạt động bằng cách tận dụng các rung động nhỏ trong micrô và loa của điện thoại và chuyển đổi các chuyển động đó thành tín hiệu vô tuyến tương tự có thể giao tiếp qua trạm gốc di động. "Quá trình này về cơ bản mã hóa các mẫu giọng nói trong các tín hiệu vô tuyến phản xạ theo cách gần như không sử dụng năng lượng", thông cáo báo chí giải thích. "Để truyền lời nói, điện thoại sử dụng các rung động từ micrô của thiết bị để mã hóa các mẫu giọng nói trong tín hiệu phản xạ. Để nhận lời nói, nó chuyển đổi tín hiệu radio được mã hóa thành các rung động âm thanh được loa của điện thoại chọn."
Điện thoại di động hoạt động đầu tiên tiêu thụ năng lượng gần như bằng không.
Thiết bị hiện yêu cầu bạn nhấn một nút để chuyển giữa chế độ truyền và nghe, do đó, đây không hẳn là trải nghiệm cảm ứng và di chuyển như điện thoại thông minh thông thường. Nhưng trong tương lai, công nghệ này có thể được tích hợp vào cơ sở hạ tầng mạng di động tiêu chuẩn và bộ định tuyến Wi-Fi để cung cấp vùng phủ sóng điện thoại di động không dùng pin.
Tôi đã nói chuyện với Vamsi Talla, một cộng tác viên nghiên cứu về dự án không dùng pin, về điện thoại di động không dùng pin và những gì nó cần để cung cấp năng lượng cho một thiết bị như vậy. "Nhóm của chúng tôi đã làm việc trên các thiết bị không có pin và giao tiếp năng lượng thấp trong năm năm qua, " Talla nói. "Dự án này dựa trên một số kỹ thuật mà chúng tôi đã phát triển. Ví dụ, điện thoại không dùng pin sử dụng micrô tán xạ tương tự công suất 0, mà tôi đã phát triển vào năm 2012. Sau đó, chúng tôi đã kết hợp nó với hệ thống tai nghe analog và giao tiếp tán xạ xung quanh."
Talla và nhóm nghiên cứu, bao gồm hai sinh viên tốt nghiệp và hai giáo sư, ban đầu bắt đầu dự án vào đầu năm 2016. "Tôi đã xây dựng hai phiên bản phần cứng khác nhau của nguyên mẫu điện thoại", ông nói. Đầu tiên được cung cấp bởi tín hiệu RF xung quanh được truyền qua các tháp di động. Thứ hai đã thêm "một photodiode nhỏ (pin mặt trời) để thu hoạch năng lượng từ ánh sáng xung quanh trong một văn phòng hoặc nhà ở điển hình." Trong những tình huống mà RF-cằn cỗi - giả sử, bạn đang ở trong rừng hoặc giữa hư không - điện thoại sẽ thu hoạch ánh sáng xung quanh bạn để lấy năng lượng.
Nguyên mẫu điện thoại không dùng pin bao gồm một số linh kiện bạn từng có thể mua tại Radio Shack: ăng-ten, máy gặt điện để thu năng lượng từ tín hiệu RF và pin mặt trời, một micrô nghe phản xạ và tán xạ ngược ghi âm và truyền lời nói, máy thu, giắc cắm tai nghe, hệ thống liên lạc kỹ thuật số, bộ điều khiển vi mô nhỏ và một vài đèn LED và nút cảm ứng điện dung để trợ giúp vận hành thiết bị. Tuy nhiên, đừng mong đợi được chơi trò chơi trên thiết bị bất cứ lúc nào, vì không có đủ năng lượng được tạo ra để cung cấp năng lượng cho loại điều đó. "Trừ khi chúng tôi thiết kế lại thành phần đó, có thể khó cung cấp năng lượng cho nó chỉ bằng sóng RF", Talla nói thêm.
Nguyên mẫu điện thoại không dùng pin bao gồm một số linh kiện bạn từng có thể mua tại Radio Shack.
Các điện thoại hiện tại tiêu thụ năng lượng gấp mười nghìn lần so với những gì có sẵn từ ánh sáng xung quanh và tín hiệu RF. Nhóm nghiên cứu đã phải giảm sức mạnh cần thiết để truyền và nhận lời nói đến một vài microwatts. Đó là một chiến công không nhỏ, Talla giải thích. "Lượng năng lượng có thể thu được từ tín hiệu RF phụ thuộc vào khoảng cách giữa điện thoại và tháp di động. Thông thường, có thể thu được từ một đến 100 microwat từ tín hiệu RF xung quanh. Chúng tôi đã thiết kế lại kiến trúc điện thoại không dùng pin để giảm công suất tiêu thụ khoảng 10.000 lần để nó có thể được cung cấp năng lượng liên tục từ lượng điện năng nhỏ bé có sẵn."
Mục tiêu tiếp theo của nhóm nghiên cứu là cải thiện phạm vi hoạt động của điện thoại không dùng pin và đảm bảo các cuộc hội thoại được mã hóa.
Nếu bạn muốn biết thêm về kỳ lân không dùng pin - ý tôi là điện thoại di động, bạn có thể tự mình xem lại toàn bộ tài liệu nghiên cứu, được xuất bản vào đầu tháng 7. Bạn cũng có thể tại trang chính thức của dự án Pin miễn phí.
