Можем ли мы запитать умный дом окружающими радиоволнами?

На CES мы увидели, как Samsung продемонстрировал пульт для телевизора, который питается от близлежащих беспроводных волн, избавляя от необходимости даже иметь батарею. В то время как наш собственный редактор A/V Фил Никинсон скептически относится к этой перспективе , я больше надеюсь на широкие последствия.

Если Samsung применит эту технологию в масштабе и включит этот пульт во все свои телевизоры с этого момента, произойдет заметное сокращение количества батарей, которые необходимо производить. В конечном счете, это хорошая новость для планеты, которая, вероятно, сэкономит всем несколько долларов. Количество энергии, сэкономленной от зарядки этих батарей, будет довольно минимальным, учитывая, что пульты от телевизора не используют много энергии для начала. Тем не менее, достаточно ли в воздухе потрескивает невидимая сила, чтобы поддерживать работу других малотребовательных умных домашних устройств?

В конце концов, нас окутывает все больше и больше перекрывающихся сфер электромагнитных волн, включая Wi-Fi, сотовую связь, FM и телевидение. Наши устройства также становятся более энергоэффективными. Если мы используем всю эту энергию для передачи сигналов, возможно, мы сможем компенсировать часть энергии, поймав ее с другой стороны. Идея не нова. Никола Тесла мечтал иметь возможность снабжать энергией целые города с помощью беспроводной передачи. Сегодня мы далеки от того, чтобы сделать это, но у нас уже есть компании, производящие безбатарейную электронику благодаря новым технологиям в этой области.

Как бы мы использовали беспроводную сборку энергии?

Чем дальше вы находитесь от источника передачи, тем меньше энергии нужно собрать. Мощность, которую мы можем получить при повседневном уровне сигнала, минимальна. Теоретически вы получите менее 0,0001 ватта, собирая мощность 2,4 ГГц на расстоянии более 1 метра от источника . Это не так много, чтобы играть с.

Несмотря на эти ограничения, Wiliot удалось создать полноценный компьютер, работающий от внешнего источника питания. Это печатная наклейка, которая может чувствовать, что происходит поблизости, общаться с другими машинами и стоит всего несколько центов. Они в основном используются для продуктов питания, розничной торговли и медицины для отслеживания отгрузки и хранения.

Такие производители, как Atmosic, могут создавать чипы Bluetooth 5, которые работают на волнах энергии окружающей среды. Например, он смог запитать клавиатуру и заставить ее общаться без установки каких-либо батарей. Коммерчески доступная безбатарейная клавиатура с чипом Atmosic уже находится в разработке .

Для устройств с более высоким спросом нам нужно будет прибегнуть к специальным передатчикам и приемникам. Мы уже видели довольно много таких устройств , но их энергоэффективность все еще находится под вопросом. Wi-Charge — одна из компаний, которые прыгают с этой точки зрения. Он использует целевые импульсы инфракрасного излучения для беспроводной передачи энергии. Его передающая шайба потребляет 12 вольт, но приемник может генерировать максимум 5 вольт на другом конце. Тем временем Ossia работает со Spigen над созданием чехла для телефона, который может работать как беспроводной приемник энергии, но за пределами шести футов он получает десятую часть того, что передается. В том же духе GuRu работает с Motorola, чтобы встроить приемник питания прямо в телефон . В их текущем лучшем сценарии эффективность падает ниже 50% на расстоянии более 10 футов . Стоит ли устанавливать передатчик у себя дома, если он будет настолько неэффективным? Это может понадобиться до тех пор, пока мы не сократим разрыв между доступной энергией окружающей среды и потребностью в энергии.

Так почему мы еще не там?

Есть несколько причин, по которым мы не достигли нирваны умного дома, полностью отделенного от энергосистемы. Во-первых, источник питания постоянно колеблется. Местоположение и препятствия являются очевидными Х-факторами. Даже для устройств, которые физически статичны, атмосферные условия и время суток могут влиять на то, насколько хорошо могут передаваться или приниматься радиоволны.

Существует также проблема стандартизации. Если передающие устройства не будут оптимизированы для питания целей, будет трудно воплотить это видение в жизнь. Альянс AirFuel пытается объединить нескольких производителей в этом направлении.

К счастью, радиочастотный сбор не существует в вакууме. Возвращаясь к примеру с дистанционным управлением Samsung, его основная функция фактически работала на солнечной энергии. Сбор РЧ может работать вместе с множеством других пассивных методов сбора энергии, таких как тепловая и механическая, чтобы компенсировать общий спрос на энергию. Как и Samsung, Disney Research нашла применение в объединении энергии окружающего радио с солнечными панелями для обеспечения беспроводной передачи данных. По мере того, как эффективность этих методов повышается, а производители начинают добавлять уровни сбора энергии из окружающей среды, их потребность в батареях будет постепенно уменьшаться. Возможно, это не приведет к полному отказу от аккумуляторов, но даже если это просто означает использование аккумуляторов меньшего размера, это все же улучшение.

На потребительском уровне количество энергии, которое мы можем получить от беспроводного подключения, по-прежнему очень мало и непостоянно. В лучшем случае эти методы полезны только для устройств, которым очень редко требуется небольшое количество энергии. Помимо телевизионных пультов, легко представить себе независимые радиодатчики, разбросанные по всем самым отдаленным углам вашего дома, чтобы предоставлять непрерывные отчеты о влажности и температуре. Это вполне может расширить набор данных, с которым работает ваш интеллектуальный термостат.

Идея имеет огромное значение для умного дома. Хотя до широкого внедрения, скорее всего, еще далеко, мы можем надеяться, что подобная технология существует, и исследования продолжаются.