Uw woonkamer kan een laadstation worden: dit is hoe

Het opladen van onze elektronische apparaten kan lastig zijn. Het lijkt erop dat we om de paar uur een van onze elektronische apparaten moeten aansluiten.

Oplaadapparatuur is ook vrijwel synoniem met kabels. Deze kunnen soms eerlijk in de weg zitten. Herinneren om apparaten daadwerkelijk op te laden kan ook een gedoe zijn. Ik weet zeker dat je eerder hebt ervaren een bepaald apparaat te willen gebruiken om je te realiseren dat het niet is opgeladen. Wel, een alternatief is draadloos opladen.

Ik bedoel, we hebben allemaal verschillende versies van een draadloze oplaadsteen / -mat gezien, toch? Ze werken goed en elimineren dat u uw apparaat hoeft aan te sluiten om op te laden zonder een kabel in de weg.

Voor dit type laadstation moet u echter in principe uw elektronische apparaat er bovenop plaatsen. Hoewel er powermats beschikbaar zijn die meerdere apparaten tegelijk kunnen opladen, zijn ze nog steeds enigszins beperkt.

Met deze beperkingen in gedachten, wat zou u zeggen als ik u zou vertellen dat de technologie bestaat om u in staat te stellen meerdere apparaten op afstand op te laden, direct thuis in uw woonkamer? Geloof het of niet, dit is mogelijk.

Het concept is onlangs aangetoond door berekeningen door een team van Duke University, de University of Washington en Intellectual Ventures 'Invention Science Fund (ISF). Het wordt ook ondersteund door eerder experimenteel bewijs.

Krachtoverdracht over grotere afstanden

Een apparaat dat niet groter is dan een flatscreen-tv, kan continu meerdere apparaten in een van de kamers in uw huis opladen.

De voorgestelde oplossing van het team werkt door microgolfenergie te richten op een ontvanger die deze vorm van elektromagnetische energie omzet in elektriciteit.

Als de ontvanger echter te ver weg is, is het opgenomen vermogen te laag. Indien dichtbij genoeg geplaatst in een gebied dat de Fresnel-zone wordt genoemd, is het ontvangen vermogen hoog genoeg om nuttig te zijn.

Dit systeem werkt alleen als de energie van de magnetron op een ontvanger wordt gericht. Om dit te doen, stelde het team metamaterialen voor om het werk te doen.

Metamaterialen zijn kleine elektrische cellen die kunnen worden gebruikt om elektromagnetische golven te manipuleren.

Ze berekenden dat een plat metamateriaalapparaat ter grootte van een flatscreen-tv kon worden gebruikt om de microgolven scherp te stellen. Ze berekenden ook dat de golf kon worden gefocust op een plek ter grootte van een mobiele telefoon.

Dit kan tot op 10 meter afstand worden bereikt en het voorgestelde systeem kan meer dan één apparaat tegelijk voeden.

Er zijn andere methoden om de golven te focussen met behulp van complexe antennesystemen. Ze zouden echter vrij duur zijn om te implementeren, vandaar de voorgestelde metamaterialen.

De plausibiliteit van het gebruik van metamaterialen om microgolven te concentreren wordt verder versterkt door een eerdere demonstratie van microgolfmanipulatie.

Een paar jaar geleden creëerde David Smith van het Duke University-team en zijn laboratorium een ​​verhulapparaat dat microgolven rond een object boog. Dit apparaat vertrouwde op metamaterialen om de microgolven te buigen.

Voordelen en uitdagingen

Er zou een beschermingssysteem moeten worden geïmplementeerd om mensen en huisdieren te beschermen tegen microgolfstraling.

Met dit systeem kunnen meerdere apparaten in één ruimte, zoals mobiele telefoons, computerrandapparatuur, gamecontrollers, draadloze telefoons en andere elektronica tegelijkertijd worden opgeladen zonder het gebruik van kabels.

Als een dergelijk systeem zou worden geïmplementeerd, zou een veiligheidsmechanisme moeten worden ingesteld om de transmissie te onderbreken wanneer iets het microgolfsignaal in de weg staat.

Vanwege het hoge zendvermogen van de microgolfstraling moeten mensen en huisdieren worden beschermd tegen blootstelling.

Om dit beveiligingssysteem te laten werken, zou elk apparaat zijn locatie moeten uitzenden om te zorgen dat het in de eerste plaats wordt opgeladen. Het lensfocussysteem moet immers weten waar de microgolfenergie moet worden scherpgesteld. Apparaten moeten ook aangeven wanneer ze stroom ontvangen.

Als er stroom wordt ontvangen maar er een onderbreking wordt gedetecteerd, zou dit betekenen dat iets de verzending blokkeert. De stroom moet dan worden uitgeschakeld.

Bovendien moeten de software en bedieningselementen voor de benodigde op metamateriaal gebaseerde lens zodanig worden ontworpen dat de stralen zo efficiënt mogelijk worden scherpgesteld.

Voor deze toepassing moet ook een goedkope microgolfmagnetron energiebron worden ontwikkeld. Dit is noodzakelijk omdat bestaande oplossingen die voor een dergelijke toepassing zouden kunnen werken, kosten onbetaalbaar zijn.

Hoop voor de toekomst

Hoewel er uitdagingen zijn bij het daadwerkelijk implementeren van een dergelijk laadsysteem, bestaat de technologie om een ​​dergelijk systeem te maken al. De simulaties van het team hebben aangetoond dat het aannemelijk is.

De technologie moet eenvoudig worden aangepast, zodat dit systeem, indien geïmplementeerd, zo efficiënt mogelijk zou kunnen functioneren.

Het zou geweldig zijn om deze technologie in actie te zien. Het zou betekenen dat u zich minder zorgen hoeft te maken over het opladen van apparaten zolang ze zich binnen het bereik van dit systeem bevinden.