Zasilanie za pomocą wiązki światła: Japoński system zapewnia zasięg 16 stóp dzięki diodom LED na podczerwień
Zespół badawczy z Instytutu Nauki w Tokio przedstawił nowy system, który dostarcza energię do małych urządzeń za pomocą skupionej wiązki światła LED, umożliwiając bezprzewodową transmisję energii na odległość do 5 metrów (16 stóp). Technologia ta jest przeznaczona przede wszystkim dla urządzeń IoT - czujników sieciowych używanych w środowiskach codziennych lub przemysłowych, takich jak inteligentne termostaty lub czujniki ruchu, które automatycznie wymieniają dane. Badanie zostało opublikowane 3 listopada w czasopiśmie Optics Express.
Koncepcja jest prosta: skupiona wiązka LED jest kierowana na ogniwa fotowoltaiczne, które przekształcają światło w energię elektryczną - potencjalne rozwiązanie rosnącego wyzwania związanego z zasilaniem coraz większej liczby urządzeń IoT. Wraz ze wzrostem liczby tych urządzeń rosną koszty i wysiłek związany z wymianą i konserwacją baterii. Chociaż istnieje już optyczna transmisja mocy na odległość kilku stóp, zazwyczaj opiera się ona na wiązkach laserowych, które mogą stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa. Zamiast tego zespół badawczy kierowany przez Tomoyuki Miyamoto i Mingzhi Zhao wybrał diody LED na podczerwień o dużej mocy jako bezpieczniejszą alternatywę.
zasięg 16 stóp dzięki wąskiemu skupieniu wiązki
Sercem systemu jest dioda LED na podczerwień, ściśle skupiona za pomocą dwustopniowej konfiguracji soczewek. Płynna soczewka dynamicznie dostosowuje ostrość, podczas gdy stała soczewka kieruje wiązkę na ogniwa fotowoltaiczne. Według badania, wiązka LED pozostaje wystarczająco precyzyjna, aby konsekwentnie trafiać w małe ogniwa słoneczne z odległości większej niż 16 stóp.
Działa również z ruchomymi celami - nawet w ciemności
System został również zaprojektowany do zasilania ruchomych urządzeń. Aby to osiągnąć, łączy w sobie dwuosiową konfigurację lustra z kamerą głębi. Intel RealSense D435 wykrywa małe ogniwa słoneczne za pomocą standardowego obrazowania w ciągu dnia i sygnałów odblaskowych w nocy. Model sztucznej inteligencji kontroluje system, zapewniając, że wiązka światła jest automatycznie śledzona i skupiana przez płynną soczewkę. Według naukowców, konfiguracja działa niezawodnie w każdych warunkach oświetleniowych - co jest kluczowym wymogiem dla czujników IoT w środowiskach przemysłowych lub zdalnych.
Jeszcze niezbyt wydajny, ale z potencjałem
Zgodnie z wynikami badań, system działa niezawodnie, ale wciąż jest zbyt mało wydajny do praktycznego codziennego użytku. W testach osiągnął wydajność 56,2%, głównie ograniczoną przez straty promieniowania i absorpcję w ciekłej soczewce. Naukowcy spodziewają się zwiększyć tę wartość nawet do 80% poprzez optymalizację optyki LED, co uczyniłoby rzeczywiste zastosowania znacznie bardziej wykonalnymi. W dłuższej perspektywie technologia ta mogłaby być stosowana wszędzie tam, gdzie wymiana baterii jest kosztowna lub okablowanie niepraktyczne - szczególnie w przemysłowych sieciach czujników, ale potencjalnie także w inteligentnych urządzeniach domowych lub medycznym sprzęcie pomiarowym.
Źródło(a)
Źródło zdjęcia: Wiki Images / Pixabay
