Как убить «энерджайзера»

Смогут ли приборы обходиться без батареек?

Доцент факультета электрики и компьютерной техники Университета Дьюка в Северной Каролине Мэтт Рейнолдс уже является соучредителем двух компаний. Сейчас его больше всего занимает разработка защитной каски с маленьким микропроцессором и...

Доцент факультета электрики и компьютерной техники Университета Дьюка в Северной Каролине Мэтт Рейнолдс уже является соучредителем двух компаний. Сейчас его больше всего занимает разработка защитной каски с маленьким микропроцессором и динамиком, который пищит, когда рядом находится опасное оборудование. Самое удивительное, впрочем, то, что динамик и микропроцессор в каске работают без батареек. Им нужно так мало электричества, что необходимое питание они получают из радиоволн в воздухе.

Волны исходят от передатчиков беспроводной сети, установленных на экскаваторах и бульдозерах, чтобы отслеживать их местоположение. Микропроцессор наблюдает за силой и направлением радиосигнала от строительной техники, чтобы определять, не слишком ли близко к ним находится обладатель каски.

Доктор Рейнолдс создал эту маломощную каску, названную SmartHat, совместно с Йохеном Тейзером, доцентом школы строительного дела и природообустройства Технологического института штата Джорджия.

Они входят в число небольшой группы людей, разрабатывающих приборы и системы, которым надо так мало электричества, что его можно получать от радиоволн в окружающей среде. Это позволяет снизить зависимость от батарей или вовсе от нее избавиться.

До недавнего времени использование радиоволн для питания беспроводных устройств не считалось целесообразным. По словам Джошуа Смита, главного инженера исследовательского центра компании Intel в Сиэтле и профессора Вашингтонского университета, это было связано с тем, что по мере удаления от источника сила сигнала быстро уменьшается. «Но грядут перемены, — говорит доктор Смит, который исследует возможности применения электромагнитных волн. — Кремниевые технологии дошли до того, что даже небольшого количества энергии может оказаться достаточным».

Компания Powercast, штаб-квартира которой находится в Питтсбурге, штат Пенсильвания, продает радиоволновые передатчики и приемники, которые используют эти радиоволны для зарядки беспроводных датчиков и других приборов. «Датчики следят за комнатной температурой в автоматических системах контроля над отоплением и кондиционированием в офисных зданиях», — говорит директор по маркетингу и бизнес-развитию компании Гарри Остафф. Компания недавно представила приемник для питания беспроводных датчиков без батареек и продемонстрировала его применение в системах контроля температуры, уровня света и влажности.

По словам доцента электрической инженерии Вашингтонского университета Брайана Оттиса, в настоящее время ученые работают над расширением возможностей маломощных беспроводных приборов: одни исследователи занимаются тем, что ищут способы снизить энергозатраты приборов, другие — способы получать питание из окружающей среды. «Однажды, — говорит Оттис, — эти два лагеря встретятся, и мы получим приборы, которые могут работать до бесконечности». Оттис, относящийся к первой группе, разрабатывает и внедряет микросхемы для беспроводных датчиков.

Доктор Смит из компании Intel принадлежит ко второй группе, получая электричество из радиоволн. В воздухе достаточно радиоволн для его приборов: их источниками являются модемы WiFi, антенны мобильных телефонов, ТВ-башни и радиостанции.

«Электронные приборы ограничены батареями, которые быстро садятся или не могут переносить экстремальные температуры, — говорит ученый. — Но мы на грани прорыва в сфере небольших беспроводных приборов, которые могут получать питание из альтернативных источников. Такие приборы могут работать и работать».