中國電子元件行業(yè)協(xié)會
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(shè)計出世界上首臺無需安裝電池，僅需數(shù)微瓦電力即可撥打電池的手機(jī)，手機(jī)可從環(huán)境無線電波或光線中收集所需能量。研究團(tuán)隊利用商業(yè)現(xiàn)貨組件組裝了這部無電池手機(jī)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(rèn)為，將模擬信號轉(zhuǎn)換為電話可以理解數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的步驟是主要的耗電環(huán)節(jié)，這一轉(zhuǎn)換技術(shù)不作出改變則不可能設(shè)計出無電池手機(jī)。此次開發(fā)出的無電池手機(jī)利用接打電話時麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器的振動。通過一個與這些組件連接的天線，將振動轉(zhuǎn)換對蜂窩基站發(fā)射的標(biāo)準(zhǔn)模擬無線電信號的修改。這一將語音轉(zhuǎn)換為模擬信號的過程幾乎沒有電力消耗。
為了傳輸語音，無電池電話利用麥克風(fēng)在振動將語音變?yōu)榉瓷湫盘枴榱私勇犝Z音，無電池電話將編碼無線電信號轉(zhuǎn)換為揚(yáng)聲器的聲音振動。在原型機(jī)中，用戶用一個按鈕切換發(fā)送和接聽模式。
通過在電路版上安裝市場上可以買到的組件，研究團(tuán)隊演示了無電池手機(jī)原型機(jī)可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的電話功能，包括發(fā)送語音、數(shù)據(jù)和接收來自按鈕的輸入。通過使用SKYPE軟件，用戶可接聽電話，撥號和接聽等待。
研究團(tuán)隊設(shè)計了一個自定義基站用于發(fā)送和接收無線電信號，該技術(shù)完全可以被集成到現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)移動電話網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和WIFI路由器中。
無電池手機(jī)實(shí)際上還是需要一些電力來進(jìn)行操作的，原型機(jī)的設(shè)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米外電話基站發(fā)射的無線電信號中收集能量。利用米粒大小的太陽能電池收集環(huán)境光得到的電力，可以驅(qū)動該無電池手機(jī)原型機(jī)與15外的基站通信。
手機(jī)通話需要持續(xù)的電力保障，這也是無電池手機(jī)環(huán)境能量收集面臨的最大挑戰(zhàn)。有許多能量收集技術(shù)，如溫差電、加速計、振動能量收集等。但這些能量收集技術(shù)都無法保持手機(jī)在通話過程中獲得持續(xù)電力。
研究人員的下一步計劃包括進(jìn)一步提高無電池手機(jī)的通話距離，通過加密讓通話更安全，以及安裝電子墨水屏以顯示視頻信息等。
