nieuws

Wetenschappers hebben een ontwikkelddraadloze oplaadkamerdie elke laptop, tablet of mobiele telefoon door de lucht kan voeden zonder dat er stekkers of kabels nodig zijn.
Het team van de Universiteit van Tokio zei dat de nieuwe techniek het genereren van magnetische velden over langere afstanden omvat zonder elektrische velden te creëren die schadelijk kunnen zijn voor iedereen of dieren in de kamer.
Het systeem, dat in een kamer is getest maar nog in de kinderschoenen staat, kan tot 50 watt aan vermogen leveren zonder de huidige richtlijnen voor menselijke blootstelling aan magnetische velden te overschrijden, legden de auteurs van het onderzoek uit.
Het kan worden gebruikt om elk apparaat met een spoel erin op te laden, vergelijkbaar met het systeem dat wordt gebruikt door de huidige draadloze oplaadpads, maar zonder oplaadpad.
Naast het verwijderen van bundels oplaadkabels van bureaus, zou het ervoor kunnen zorgen dat meer apparaten volledig geautomatiseerd kunnen worden zonder dat er poorten, stekkers of kabels nodig zijn, aldus het team.
Het team zei dat het huidige systeem een ​​magnetische pool in het midden van de kamer bevat waardoor het magnetische veld “elke hoek kan bereiken”, maar dat het ook zonder werkt, met als compromis een “dode plek” waar draadloos opladen niet mogelijk is.
De onderzoekers hebben niet bekendgemaakt hoeveel de technologie zou kosten, omdat deze zich nog in de beginfase van de ontwikkeling bevindt en “jaren verwijderd” is van de beschikbaarheid voor het publiek.
Wanneer het echter mogelijk is om een ​​bestaand gebouw te moderniseren of te integreren in een compleet nieuw gebouw, met of zonder centrale geleidingsmast.
Dankzij de technologie kan elk elektronisch apparaat – zoals een telefoon, ventilator of zelfs een lamp – worden opgeladen zonder dat er kabels nodig zijn, en zoals te zien is in deze kamer gecreëerd door de Universiteit van Tokio, bewijst het dat het werkt. Ongezien is de centrale pool, die werkt om de omvang van het magnetische veld te vergroten
Het systeem bevat een paal in het midden van de kamer om “gaten op te vullen die niet worden afgedekt door muurcondensatoren”, maar de auteurs zeggen dat het nog steeds zou werken zonder de paal, zoals weergegeven, maar zou resulteren in een dode plek waar opladen niet zou gebeuren. werk
Gebundelde condensatoren, ontworpen om het thermische systeem te scheiden, worden in de muurholte van elke muur rond de kamer geplaatst.
Dit verkleint het risico voor mens en dier in de ruimte, omdat elektrische velden biologisch vlees kunnen verwarmen.
Een centrale geleidende elektrode wordt in de kamer geïnstalleerd om een ​​cirkelvormig magnetisch veld te genereren.
Omdat het magnetische veld standaard cirkelvormig is, kan het alle gaten in de kamer opvullen die niet door muurcondensatoren worden afgedekt.
Apparaten zoals mobiele telefoons en laptops hebben binnenin spoelen die kunnen worden opgeladen met behulp van magnetische velden.
Het systeem kan 50 watt vermogen leveren zonder enig risico voor mensen of dieren in de ruimte.
Andere toepassingen zijn onder meer kleinere versies van elektrisch gereedschap in gereedschapskisten, of grotere versies waarmee hele fabrieken zonder kabels kunnen werken.
“Dit vergroot echt de kracht van de alomtegenwoordige computerwereld – je kunt je computer overal neerzetten zonder dat je je zorgen hoeft te maken over opladen of aansluiten”, zegt mede-onderzoeksauteur Alanson Sample van de Universiteit van Michigan.
Er zijn ook klinische toepassingen, aldus Sample, die zei dat hartimplantaten momenteel een draad van een pomp nodig hebben om door het lichaam en in een stopcontact te gaan.
“Dit zou deze aandoening kunnen elimineren”, aldus de auteurs, eraan toevoegend dat het het risico op infectie zou verminderen door het volledig elimineren van draden, “waardoor het risico op infectie zou worden verminderd en de levenskwaliteit van de patiënt zou worden verbeterd.”
Draadloos opladen is controversieel gebleken, waarbij uit een recent onderzoek is gebleken dat het type magneten en spoelen dat in sommige Apple-producten wordt gebruikt pacemakers en soortgelijke apparaten kan uitschakelen.
"Onze onderzoeken naar statische holteresonanties maken geen gebruik van permanente magneten en brengen daarom niet dezelfde gezondheids- en veiligheidsproblemen met zich mee", zei hij.
“In plaats daarvan gebruiken we laagfrequente oscillerende magnetische velden om elektriciteit draadloos te verzenden, en de vorm en structuur van de holteresonatoren stellen ons in staat deze velden te controleren en te sturen.
“We vinden het bemoedigend dat uit onze initiële veiligheidsanalyse is gebleken dat nuttige energie veilig en efficiënt kan worden overgedragen. We zullen deze technologie blijven onderzoeken en ontwikkelen om aan alle wettelijke veiligheidsnormen te voldoen of deze te overtreffen.
Om het nieuwe systeem te demonstreren, installeerden ze een unieke draadloze oplaadinfrastructuur in een speciaal gebouwde aluminium ‘testkamer’ van 3 bij 3 meter.
Vervolgens gebruiken ze het om lampen, ventilatoren en mobiele telefoons van stroom te voorzien, waarbij ze overal in de kamer elektriciteit onttrekken, waar meubels of mensen ook staan.
De onderzoekers zeggen dat het systeem een ​​aanzienlijke verbetering is ten opzichte van eerdere pogingen tot draadloos opladen, waarbij mogelijk schadelijke microgolfstraling werd gebruikt of waarbij het apparaat op een speciaal oplaadstation moest worden geplaatst.
In plaats daarvan worden geleidende oppervlakken en elektroden op de wanden van de kamer gebruikt om een ​​magnetisch veld te genereren waar apparaten gebruik van kunnen maken als ze stroom nodig hebben.
Apparaten maken gebruik van magnetische velden via spoelen, die kunnen worden geïntegreerd in elektronische apparaten zoals mobiele telefoons.
De onderzoekers zeggen dat het systeem gemakkelijk kan worden geschaald naar grotere structuren, zoals fabrieken of magazijnen, terwijl het nog steeds voldoet aan de bestaande veiligheidsrichtlijnen voor blootstelling aan elektromagnetische velden, opgesteld door de Amerikaanse Federal Communications Commission (FCC).
"Zoiets is het gemakkelijkst te implementeren in nieuwe gebouwen, maar ik denk dat renovaties ook mogelijk zijn", zegt Takuya Sasatani, onderzoeker aan de Universiteit van Tokio en de corresponderende auteur van het onderzoek.
“Sommige commerciële gebouwen hebben bijvoorbeeld al metalen steunstaven en het zou mogelijk moeten zijn om een ​​geleidend oppervlak op de muren te spuiten, wat vergelijkbaar zou kunnen zijn met de manier waarop getextureerde plafonds worden gemaakt.”
De auteurs van het onderzoek leggen uit dat het systeem tot 50 watt aan vermogen kan leveren zonder de FCC-richtlijnen voor menselijke blootstelling aan magnetische velden te overschrijden.
De auteurs van het onderzoek leggen uit dat het systeem tot 50 watt aan vermogen kan leveren zonder de FCC-richtlijnen voor menselijke blootstelling aan magnetische velden te overschrijden.
Het magnetische veld beschrijft hoe de magnetische kracht wordt verdeeld in het gebied rond een magnetisch object.
Het omvat het effect van magnetisme op mobiele ladingen, stromen en magnetische materialen.
De aarde produceert zijn eigen magnetisch veld, dat het oppervlak helpt beschermen tegen schadelijke zonnestraling.
De sleutel om het systeem te laten werken, zegt Sample, is het creëren van een resonante structuur die een magnetisch veld ter grootte van een kamer kan leveren en tegelijkertijd schadelijke elektrische velden kan beperken die biologisch weefsel kunnen verwarmen.
De oplossing van het team maakt gebruik van een apparaat dat een 'klontcondensator' wordt genoemd en dat past in een 'klontcapaciteitsmodel', waarbij het thermische systeem wordt gereduceerd tot afzonderlijke klonten.
Temperatuurverschillen binnen elk blok zijn verwaarloosbaar en worden al veel toegepast in klimaatbeheersingssystemen in gebouwen.
Condensatoren die in holtes in de muur worden geplaatst, creëren een magnetisch veld dat in de kamer resoneert, terwijl het elektrische veld in de condensator zelf wordt opgesloten.
Dit overwint de beperkingen van eerdere draadloze energiesystemen, die beperkt waren tot het leveren van grote hoeveelheden stroom over kleine afstanden van een paar millimeter, of zeer kleine hoeveelheden over lange afstanden, wat schadelijk zou kunnen zijn voor de mens.
Het team moest ook een manier bedenken om ervoor te zorgen dat hun magnetische veld elke hoek van de kamer zou bereiken, zodat er geen ‘dode plekken’ meer zouden zijn die mogelijk niet zouden opladen.
Magnetische velden hebben de neiging zich in cirkelvormige patronen voort te planten, waardoor dode hoeken in vierkante kamers ontstaan ​​en het moeilijk is om precies uit te lijnen met de spoelen in het apparaat.
“Het trekken van energie in de lucht met een spiraal lijkt veel op het vangen van vlinders met een net,” zei Sample, eraan toevoegend dat de truc is “om zoveel mogelijk vlinders in zoveel mogelijk richtingen door de kamer te laten draaien.”
Door meerdere vlinders te hebben, of in dit geval meerdere magnetische velden die op elkaar inwerken, ongeacht waar het web zich bevindt of welke kant het op wijst, raak je het doel.
De ene cirkelt rond de centrale paal van de kamer, terwijl de andere in de hoeken ronddraait en tussen aangrenzende muren weeft.
Het kan worden gebruikt om elk apparaat met een spoel erin op te laden, vergelijkbaar met het systeem dat wordt gebruikt door de huidige draadloze oplaadpads – maar zonder oplaadpad
De onderzoekers zeiden niet hoeveel de technologie zou kunnen kosten, omdat deze zich nog in de beginfase van de ontwikkeling bevindt, maar het “zal jaren duren” en zou achteraf in bestaande gebouwen kunnen worden ingebouwd of in geheel nieuwe gebouwen kunnen worden geïntegreerd wanneer deze halverwege beschikbaar komt.
Volgens Sample elimineert deze aanpak dode hoeken, waardoor apparaten overal in de ruimte stroom kunnen halen.