中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
華盛頓大學(xué)2017年7月5日，華盛頓大學(xué)的工程人員設計出世界上首臺無(wú)需安裝電池，僅需數微瓦電力即可撥打電池的手機，手機可從環(huán)境無(wú)線(xiàn)電波或光線(xiàn)中收集所需能量。研究團隊利用商業(yè)現貨組件組裝了這部無(wú)電池手機原型，并進(jìn)行了與基站之間進(jìn)行通信的測試。
研究人員認為，將模擬信號轉換為電話(huà)可以理解數字數據的步驟是主要的耗電環(huán)節，這一轉換技術(shù)不作出改變則不可能設計出無(wú)電池手機。此次開(kāi)發(fā)出的無(wú)電池手機利用接打電話(huà)時(shí)麥克風(fēng)和揚聲器的振動(dòng)。通過(guò)一個(gè)與這些組件連接的天線(xiàn)，將振動(dòng)轉換對蜂窩基站發(fā)射的標準模擬無(wú)線(xiàn)電信號的修改。這一將語(yǔ)音轉換為模擬信號的過(guò)程幾乎沒(méi)有電力消耗。
為了傳輸語(yǔ)音，無(wú)電池電話(huà)利用麥克風(fēng)在振動(dòng)將語(yǔ)音變?yōu)榉瓷湫盘?。為了接?tīng)語(yǔ)音，無(wú)電池電話(huà)將編碼無(wú)線(xiàn)電信號轉換為揚聲器的聲音振動(dòng)。在原型機中，用戶(hù)用一個(gè)按鈕切換發(fā)送和接聽(tīng)模式。
通過(guò)在電路版上安裝市場(chǎng)上可以買(mǎi)到的組件，研究團隊演示了無(wú)電池手機原型機可以實(shí)現基礎的電話(huà)功能，包括發(fā)送語(yǔ)音、數據和接收來(lái)自按鈕的輸入。通過(guò)使用SKYPE軟件，用戶(hù)可接聽(tīng)電話(huà)，撥號和接聽(tīng)等待。
研究團隊設計了一個(gè)自定義基站用于發(fā)送和接收無(wú)線(xiàn)電信號，該技術(shù)完全可以被集成到現有標準移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)絡(luò )基礎設施和WIFI路由器中。
無(wú)電池手機實(shí)際上還是需要一些電力來(lái)進(jìn)行操作的，原型機的設計功率是3.5微瓦。華盛頓大學(xué)研究人員演示了兩種從環(huán)境中收集能量的方法，包括從10米外電話(huà)基站發(fā)射的無(wú)線(xiàn)電信號中收集能量。利用米粒大小的太陽(yáng)能電池收集環(huán)境光得到的電力，可以驅動(dòng)該無(wú)電池手機原型機與15外的基站通信。
手機通話(huà)需要持續的電力保障，這也是無(wú)電池手機環(huán)境能量收集面臨的最大挑戰。有許多能量收集技術(shù)，如溫差電、加速計、振動(dòng)能量收集等。但這些能量收集技術(shù)都無(wú)法保持手機在通話(huà)過(guò)程中獲得持續電力。
研究人員的下一步計劃包括進(jìn)一步提高無(wú)電池手機的通話(huà)距離，通過(guò)加密讓通話(huà)更安全，以及安裝電子墨水屏以顯示視頻信息等。
