Aparat z własnym zasilaniem, który nie potrzebuje baterii i działa wiecznie

Naukowcy z Columbia Engineering stworzyli prototypową kamerę wideo, która jest pierwszą na świecie w pełni samozasilającą się kamerą. Ten aparat może robić jedno zdjęcie na sekundę w dobrze oświetlonej przestrzeni wewnętrznej przez nieskończony czas. Ten zespół badawczy kierowany przez T.C. Chang i Shree K. Nayar zaprojektowali piksel, który nie tylko mierzy padające światło, ale także wytwarza energię elektryczną za pomocą padającego światła. To zadanie wykonują fotodiody tego prostego obwodu pikselowego.

Może to być rewolucyjny krok w kierunku tworzenia tanich, samodzielnych kamer o niewielkich rozmiarach, które można by łatwo zintegrować z urządzeniami Internetu rzeczy i sieciami czujników. Shree Nayar, profesor z Columbia University, powiedział IEEE: „Aby te aplikacje odniosły sukces, kamera musi być mniej więcej samodzielna”.

Dodaje: „Chcesz móc je wdrożyć i zapomnieć o nich, dopóki nadal działają. I chcesz, żeby były naprawdę małe i naprawdę tanie. Jednym z oczywistych sposobów wykonania kamery z własnym zasilaniem jest podłączenie panelu słonecznego do kamery, ale nie jest to najbardziej opłacalne rozwiązanie pod względem kosztów i rozmiaru ”.

Kamery cyfrowe i panele słoneczne to różne urządzenia, ale są wykonane z tych samych komponentów. W aparacie cyfrowym jest przetwornik obrazu z milionami pikseli. W pikselu znajduje się fotodioda, która generuje elektryczność. Za pomocą tego mechanizmu piksele mierzą intensywność światła. Ta sama fotodioda jest używana w panelach słonecznych do generowania prądu elektrycznego.

Piksel został zaprojektowany przy użyciu dwóch prostych tranzystorów. W procesie przechwytywania obrazu wykorzystywane są piksele do rejestracji obrazu, a następnie doładowania zasilania czujnika poprzez zbieranie energii. W ten sposób obraz spełnia alternatywne funkcje trybu przechwytywania obrazu i trybu wytwarzania energii. Można to wykorzystać w telefonach, a energia użyta do zasilania aparatu może zostać wykorzystana do uruchomienia telefonu.

Ponadto czujnik obrazu mógłby być podłączony do akumulatora i można by magazynować energię. Jednak ten aparat jest w pełni samozasilany i wykorzystuje kondensator do przechowywania energii.

Wygląda to na mały krok w kierunku kamer nowej generacji, które mogą działać przez bardzo długi czas i idealnie - na zawsze bez żadnego źródła zasilania.

Z danymi wejściowymi z https://spectrum.ieee.org/