Ditt vardagsrum kan bli en laddstation: Så här
Miscellanea / / November 29, 2021
Att ladda våra elektroniska enheter kan vara jobbigt. Det verkar som om vi med några timmars mellanrum måste koppla in en av våra elektroniska enheter.
Ladda enheter är också ganska mycket synonymt med kablar. Dessa kan ärligt talat komma i vägen ibland. Att komma ihåg att faktiskt ladda enheter kan också vara besvärligt. Jag är säker på att du har upplevt att du vill använda en viss enhet tidigare bara för att inse att den inte är laddad. Tja, ett alternativ är trådlös laddning.
Jag menar att vi alla har sett olika versioner av en trådlös laddningssten/matta va? De fungerar bra och eliminerar att du behöver ansluta din enhet för att ladda utan en kabel i vägen.
Den här typen av laddstation kräver dock att du i princip placerar din elektroniska enhet ovanpå den. Även om det finns powermats tillgängliga som kan ladda flera enheter samtidigt, är de fortfarande något begränsade.
Med dessa begränsningar i åtanke, vad skulle du säga om jag berättade att tekniken finns för att du ska kunna ladda flera enheter på avstånd, hemma i ditt vardagsrum? Tro det eller ej, det här är möjligt.
Konceptet har nyligen varit visat genom beräkningar av ett team från Duke University, University of Washington och Intellectual Ventures’ Invention Science Fund (ISF). Det backas också upp av tidigare experimentella bevis.
Kraftöverföring över större avstånd
En enhet som inte är större än en platt-TV kan kontinuerligt ladda flera enheter i ett av rummen i ditt hus.
Teamets föreslagna lösning fungerar genom att fokusera mikrovågsenergi på en mottagare som omvandlar denna form av elektromagnetisk energi till elektricitet.
Om mottagaren däremot är för långt borta kommer den infångade effekten att vara för låg. Om den placeras tillräckligt nära i en region som kallas Fresnel-zonen är den mottagna effekten tillräckligt hög för att vara användbar.
För att detta system ska fungera måste energin från mikrovågorna fokuseras på en mottagare. För att göra detta föreslog teamet metamaterial för att göra jobbet.
Metamaterial är små elektriska celler som kan användas för att manipulera elektromagnetiska vågor.
De beräknade att en platt metamaterialenhet ungefär lika stor som en platt TV, kan användas för att fokusera mikrovågorna. De beräknade också att vågen kunde fokuseras på en plats lika stor som en mobiltelefon.
Detta kan uppnås upp till 10 meter bort och det föreslagna systemet kan driva mer än en enhet åt gången.
Det finns andra metoder för att fokusera vågorna med hjälp av komplex antennsystem. De skulle dock vara ganska dyra att implementera, därav de föreslagna metamaterialen.
Sannolikheten med att använda metamaterial för att fokusera mikrovågor förstärks ytterligare av en tidigare demonstration av mikrovågsmanipulation.
För några år sedan skapade David Smith från Duke University-teamet och hans labb en cloaking-enhet som böjde mikrovågor runt ett föremål. Denna enhet förlitade sig på metamaterial för att böja mikrovågorna.
Fördelar och utmaningar
Ett skyddssystem skulle behöva implementeras för att skydda människor och husdjur från mikrovågsstrålning.
Med detta system, flera enheter i ett enda rum som mobiltelefoner, kringutrustning, spel kontroller, trådlösa telefoner och annan elektronik kan laddas samtidigt utan att använda kablar.
Om ett sådant system implementerades skulle en säkerhetsmekanism behöva sättas på plats för att avbryta överföringen när något kommer i vägen för mikrovågssignalen.
På grund av den höga överföringseffekten av mikrovågsstrålningen bör människor och husdjur skyddas från att exponeras.
För att detta skyddssystem ska fungera måste varje enhet sända sin plats för att säkerställa laddning i första hand. Linsfokuseringssystemet måste trots allt veta var mikrovågsenergin ska fokuseras. Enheter skulle också behöva indikera när de får ström.
Om ström tas emot men sedan ett avbrott detekteras, skulle detta betyda att något blockerar överföringen. Strömmen ska då stängas av.
Dessutom skulle mjukvaran och kontrollerna för den nödvändiga metamaterialbaserade linsen behöva utformas på ett sådant sätt att strålarna fokuseras så effektivt som möjligt.
En låg kostnad mikrovågsmikrovågsenergikälla måste utvecklas också för denna applikation. Detta är nödvändigt, eftersom befintliga lösningar som skulle kunna fungera för en sådan applikation är kostsamma.
Förhoppningar för framtiden
Även om det finns utmaningar med att faktiskt implementera ett sådant laddningssystem, finns tekniken för att göra ett sådant system redan. De simuleringar som gjorts av teamet har visat att det är rimligt.
Tekniken behöver helt enkelt justeras så att detta system, om det implementeras, skulle kunna fungera så effektivt som möjligt.
Det skulle vara fantastiskt att se denna teknik i aktion. Det skulle innebära att du behöver oroa dig mindre för att hålla enheter laddade så länge de är inom räckhåll för detta system.