Лазерную беспроводную зарядку научили не обжигать руки

Mark Stone / University of Washington

Инженеры разработали и протестировали лазерную зарядку, которая может заряжать смартфоны и другие устройства на расстоянии нескольких метров. Поскольку используемый лазер относится к 4 классу опасности, для защиты окружающих людей разработчики предусмотрели дополнительные лазерные лучи, которые обнаруживают приближение к мощному основному лучу посторонних объектов, и практически мгновенно прекращают зарядку, сообщается в журнале Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable & Ubiquitous Technologies.

Еще несколько лет назад практически все смартфоны заряжались исключительно за счет присоединяемого через провод зарядного устройства. Но в последние несколько лет многие смартфоны оснащаются беспроводной зарядкой, работающей за счет электромагнитной индукции. Такие зарядки удобнее в использовании, но они не решают главную проблему — смартфон должен располагаться не дальше нескольких сантиметров от зарядного устройства. Инженеры разрабатывают альтернативные технологии для более удаленной передачи энергии, но пока они не используются на практике из-за серьезных недостатков.

Инженеры под руководством Шиамнат Голлакота (Shyamnath Gollakota) из Вашингтонского университета разработали беспроводную зарядку, передающую энергию через лазерный луч. Она состоит из передающего и принимающего устройства. В передающем устройстве установлено пять лазеров — один из них располагается по центру и передает энергию, а остальные отслеживают посторонние объекты рядом с основным лучом. Помимо этого в нем есть четыре микрофона, которые определяют расположение смартфона или другого устройства, которое требуется зарядить. Для этого перед зарядкой смартфон издает практически неслышные человеку короткие сигналы с частотой от 8 до 14 килогерц.

Принимающее устройство имеет небольшой размер, крепится на задней крышке смартфона и подключается к нему через Micro-USB или другой порт. В его центре располагается небольшая солнечная панель, а по бокам четыре уголковых отражателя. Использованный в работе лазер относится к 4 классу опасности и может повредить глаз или кожу человека, поэтому инженеры предусмотрели систему защиты. Во время зарядки лазеры передающего устройства постоянно отслеживают отражение лучей от этих отражателей, и, если оно прекратилось, практически мгновенно отключают основной лазер, передающий энергию на солнечную панель. Разработчики утверждают, что система успеет отключить лазер при вмешательстве объекта, двигающегося со скоростью до 44 метров в секунду.

Помимо этого под солнечной панелью располагается термоэлектрический генератор и пассивный охладитель для него. За счет этого смартфон не перегревается при зарядке, а генератор конвертирует часть тепла от лазера в электрический ток.

Разработчики протестировали систему и попробовали зарядить с ее помощью смартфон. Они выяснили, что зарядка с солнечной панелью площадью в один квадратный сантиметр может иметь мощность передачи энергии в один ватт на расстоянии до 3,6 метра. Также они проверили эффективность охладителя. Им удалось заряжать смартфон лазером мощностью 1,36 ватт в течение восьми часов без перегрева.

В прошлом году инженеры из Disney представили технологию беспроводной зарядки сразу нескольких устройств, находящихся в одной комнате, работающую за счет магнитного поля. Во время испытаний разработчики добились мощности передачи энергии в 15 ватт.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.