Питание через световой луч: Японская система обеспечивает дальность действия в 16 футов благодаря инфракрасным светодиодам
Исследовательская группа из Института науки Токио представила новую систему, которая обеспечивает питание небольших устройств с помощью сфокусированного луча светодиодного света, позволяя передавать энергию по беспроводной сети на расстояние до 16 футов (5 метров). Технология предназначена в первую очередь для IoT-устройств - сетевых датчиков, используемых в повседневной или промышленной среде, таких как умные термостаты или детекторы движения, которые автоматически обмениваются данными. Исследование было опубликовано 3 ноября в журнале Optics Express.
Концепция проста: сфокусированный луч светодиода направляется на фотоэлектрические элементы, которые преобразуют свет в электрическую энергию - потенциальное решение растущей проблемы питания постоянно увеличивающегося количества IoT-устройств. С ростом числа этих устройств растут затраты и усилия, связанные с заменой и обслуживанием батарей. Хотя оптическая передача энергии на расстояния в несколько футов уже существует, она обычно опирается на лазерные лучи, которые могут представлять опасность. Вместо этого исследовательская группа под руководством Томоюки Миямото и Мингжи Чжао выбрала мощные инфракрасные светодиоды в качестве более безопасной альтернативы.
дальность действия 16 футов благодаря плотной фокусировке луча
В основе системы лежит инфракрасный светодиод, жестко сфокусированный с помощью двухступенчатой системы линз. Жидкая линза динамически регулирует фокус, а фиксированная линза направляет луч на фотоэлементы. Согласно исследованию, луч светодиода остается достаточно точным, чтобы стабильно поражать маленькие солнечные элементы на расстоянии более 16 футов.
Также работает с движущимися целями - даже в темноте
Система также предназначена для питания движущихся устройств. Для этого она сочетает в себе двухосевую зеркальную установку и камеру глубины. Intel RealSense D435 обнаруживает маленькие солнечные батареи, используя стандартное изображение днем и сигналы светоотражателей ночью. ИИ-модель управляет системой, обеспечивая автоматическое отслеживание и фокусировку светового луча через жидкую линзу. По словам исследователей, система надежно работает при любых условиях освещения - ключевое требование для IoT-датчиков в промышленных или удаленных условиях.
Пока не очень эффективно, но с потенциалом
Согласно результатам исследования, система работает надежно, но все еще слишком неэффективна для практического повседневного использования. В ходе тестирования она достигла эффективности 56,2%, что в основном ограничивается потерями на излучение и поглощением в жидкой линзе. Исследователи рассчитывают увеличить этот показатель до 80% путем оптимизации светодиодной оптики, что сделает реальные применения гораздо более осуществимыми. В долгосрочной перспективе эта технология может быть использована там, где замена батарей дорогостоящая или прокладка кабелей непрактична - в частности, в промышленных сенсорных сетях, но, возможно, и в устройствах "умного дома" или медицинском измерительном оборудовании.
Источник(и)
Источник изображения: Wiki Images / Pixabay
