Ladelaser und Schutzlaser sind normalerweise unsichtbar, wurden jedoch eingesetzt, um die Technologie zu demonstrieren. Mark Stone / Universität von Washington
Als kabellose Ladedocks dank Unternehmen wie Qi in den Mainstream gelangten, dachten Smartphone-Nutzer, dass das Laden nicht einfacher werden könnte. Ein Team der University of Washington ist jedoch anderer Meinung. Sie haben eine neue Methode zum Laden entwickeltein Smartphone mit einem Laserstrahlsystem.
Das Team hat eine Möglichkeit geschaffen, mit einem schmalen, unsichtbaren Strahl ein Telefon aus dem gesamten Raum mit einer Geschwindigkeit aufzuladen, die genauso schnell ist wie die des modernen USB-Kabels. Sie haben einen neuen Zelltyp auf der Rückseite eines Smartphones entwickelt, und das auchZelle reagiert mit dem Laser und wandelt diese Energie um, um das Telefon aufzuladen.
Der Ladestrahl gibt ab 2 W Leistung in einem Abstand von bis zu 4,3 Meter ca. 14 Fuß und zu einer 15-Quadratzoll-Zelle. Das Smartphone sendet hochfrequente "Zwitschern" aus, damit die kleinen Mikrofone am Laserstrahl den Standort des Telefons im Raum bestimmen können.
"Dieses akustische Lokalisierungssystem stellt sicher, dass der Sender erkennen kann, wenn ein Benutzer das Smartphone auf die Ladefläche gestellt hat. Dies kann ein gewöhnlicher Ort wie ein Tisch im Raum sein", sagte der Co-Hauptautor. Vikram Iyer ein UW-Doktorand in Elektrotechnik.
Aber Laser und Elektronik scheinen sich nicht immer auf sichere Weise zu vermischen. Diese Annahmen wollte das UW-Team ansprechen - wie man das Laserladen zu einer sicheren und potenziellen Realität macht.
Kundenspezifische Sicherheitsfunktionen
"Sicherheit war unser Fokus bei der Entwicklung dieses Systems", sagte Co-Autor Shyam Gollakota , außerordentlicher Professor an der Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering der UW. "Wir haben dieses laserbasierte Ladesystem mit einem schnell reagierenden Sicherheitsmechanismus entworfen, konstruiert und getestet, der sicherstellt, dass der Laseremitter endetder Ladestrahl, bevor eine Person in den Weg des Lasers kommt. "
Das Team fügte benutzerdefinierte Sicherheitsfunktionen hinzu, zu denen ein flacher Metallkühlkörper gehörte, um die Wärme vom Laser abzuleiten. Außerdem wurde eine auf Reflektoren basierende Vorrichtung hinzugefügt, um den Laser automatisch auszuschalten, falls ein Mensch davor gehen möchtewährend des Ladevorgangs.
Akra Majumdar, Assistenzprofessor für Physik und Elektrotechnik, leitete das Team bei der Entwicklung der Sicherheitsfunktionen.
"Zusätzlich zu dem Sicherheitsmechanismus, der den Ladestrahl schnell beendet, enthält unsere Plattform einen Kühlkörper, um die vom Ladestrahl erzeugte überschüssige Wärme abzuleiten", sagte Majumdar, der auch Forscher an der UW ist. Molecular Engineering & Sciences Institute . "Diese Funktionen verleihen unserem drahtlosen Ladesystem die robusten Sicherheitsstandards, die erforderlich sind, um es auf eine Vielzahl von gewerblichen und privaten Umgebungen anzuwenden."
Der Strahl wird von einem Laserstrahler erzeugt, der einen Strahl sendet, der nahe am Infrarotspektrum liegt. Das Sicherheitssystem enthält "Schutzstrahlen", die sich in der Nähe des Ladelaserstrahls befinden, um ihn zu "schützen". Es ist wichtig zu beachten, dass die SchutzstrahlenLaden Sie das Telefon nicht auf, sondern stoppen Sie den Ladestrahl, wenn jemand zu nahe kommt.
"Die Schutzstrahlen können schneller als unsere schnellsten Bewegungen wirken, da diese Strahlen mit Lichtgeschwindigkeit zum Emitter zurückreflektiert werden", sagte Gollakota. "Infolgedessen, wenn der Schutzstrahl durch die Bewegung von a unterbrochen wirdPerson erkennt der Sender dies innerhalb von Sekundenbruchteilen und setzt einen Verschluss ein, um den Ladestrahl zu blockieren, bevor die Person damit in Kontakt kommen kann. "
Die Forscher hoffen, dass ihre Sicherheitsfunktionen eines Tages das kabellose, laserfokussierte Laden von Geräten Wirklichkeit werden lassen könnten. Diese Art des Ladens würde die nächtliche Aufgabe, das Telefon zum Aufladen vor dem Schlafengehen anzuschließen, sicherlich einfacher machen, als sich nach dem Kabel umzusehen.