شارژ بی‌سیم و حرکت !

نویسنده: mr.amir دسته بندی: اخبار نیازکو تاریخ ایجاد: 2017-06-18 تعداد بازدید: 132 نظرات: 0
با این فناوری می‌توان خودرو، گوشی همراه، و درون‌کاشت‌های پزشکی را حین حرکت و به‌صورت بی‌سیم شارژ کرد. پژوهشگران دانشگاه استنفورد، شارژ بی‌سیم خودروهای در حال حرکت را یک گام دیگر به واقعیت نزدیک‌تر کردند. فناوری مورد اشاره آن‌ها حتی می‌تواند دستگاه‌های موبایل، روبات‌های صنعتی و درون‌کاشت‌ها یا اندام‌های مصنوعی کارگذاشته شده درون بدن (ایمپلنت‌) را نیز به‌صورت بی‌سیم و حین حرکت، شارژ کند.
 

شارژ بی‌سیم به روش القای مغناطیسی امروزه به‌صورت محدود و در ابزارهایی نظیر مسواک‌ برقی، روبات جاروبرقی و قطعات درون‌کاشت‌ به کار می‌رود.
در شارژ با القای مغناطیسی، دست‌کم به دو سیم‌پیچ احتیاج دارید؛ یکی در فرستنده و یکی در گیرنده برق. در این روش، سیم‌پیچ فرستنده پس از نیرو گرفتن، میدان الکترومغناطیسی ایجاد می‌کند و نیرو را از طریق آن به سیم‌پیچ گیرنده می‌فرستد. در سال 2007، پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست (MIT)، توانستند یک لامپ حبابی را در فاصله بیش از دو متری از منبع برق، به‌صورت بی‌سیم روشن کنند. این آزمایش، نویدبخش آینده‌ای بود که در آن می‌توان سیم‌پیچ‌ها را زیر سطح خیابان‌ها و جاده‌ها کار گذاشت تا خودروها حین حرکت در راه‌ها به‌صورت بی‌سیم شارژ شوند. با چنین راه‌کاری خودرو می‌تواند هر مدت که می‌خواهد بدون نیاز به توقف برای شارژ، به حرکت خود ادامه دهد. البته، برای انتقال موثر برق بی‌سیم، باید خواص الکتریکی همه فرستنده‌ها و گیرنده‌ها را یک‌به‌یک و با دقت طوری تنظیم کرد که با موقعیت مکانی و جهت استقرار آن‌ها هماهنگ باشد.

برای نیل به این هدف دو گزینه وجود داشت: یا باید فرستنده‌ها و گیرنده‌ها را نزدیک هم مستقر می‌کردند، و یا اینکه پارامترهای مدار هنگام ارسال برق به یک وسیله متحرک، باید همواره و مستمرا تنظیم می‌شد که البته این کار، پیچیدگی سیستم را افزایش می‌داد.

اما دانشمندان استنفورد به سرپرستی استاد شانهویی فان به روش جدیدی دست یافته‌اند که اجازه می‌دهد با استفاده از مدارهای الکترونیکی ساده، جریان مستمر برق را به وسایل متحرک در فواصل نزدیک انتقال داد. معمولا، در روش‌های انتقال بی‌سیم برق، برای تحریک سیم‌پیچ فرستنده از امواج رادیویی استفاده می‌کنند. اما فان و همکارانش به جای منبع موج رادیویی، از یک تقویت‌کننده یا اصطلاحا آمپلی‌فایر معمولی و چندمنظوره استفاده کردند.

در روش آن‌ها اگر سیم‌پیچ‌ها یکسان باشند، کل سیستم به‌طور خودکار فرکانسی را انتخاب می‌کند که بازده انتقال برق از فرستنده به گیرنده را به حداکثر می‌رساند و فرقی هم نمی‌کند که فاصله سیم‌پیچ‌ها از هم چه‌قدر باشد. این ویژگی جالب، تحت تاثیر یکی از مفاهیم فیزیک کوانتوم موسوم به تقارن زوجیت-زمان (parity-time symmetry) بروز می‌یابد. این روش به تنظیمات پیچیده الکترونیکی فرستنده‌ها و گیرنده‌ها حین حرکت نیازی ندارد. 
آن‌ها در آزمایش‌های خود با این روش توانستند یک لامپ ال‌ای‌دی را روی سیم‌پیچ گیرنده روشن کنند، و با اینکه سیم‌پیچ گیرنده با فاصله تقریبا یک‌متری از سیم‌پیچ فرستنده در حال حرکت بود، در نورافشانی یکنواخت ال‌ای‌دی خللی ایجاد نشد.   
فان و همکارانش شارژ پویا یا دینامیک با این روش و انتقال برق بی‌سیم به شیء در حال حرکت را قدمی مهم رو به جلو می‌دانند. با این فناوری جدید می‌توان وسایل بی‌سیم را فارغ از اینکه با چه سرعتی حرکت می‌کنند، شارژ کرد. ویژگی مهم سیستم یادشده این است که خود را به‌سرعت و طی تنها چند میلی‌ثانیه با شرایط جاری و آنی وفق می‌دهد.

تازه فان و گروه او، در آزمایش‌های‌ خود از آمپلی‌فایر معمولی استفاده کرده بودند که برای کار آن‌ها (تولید میدان الکتریکی متناوب مورد نیاز برای انتقال بی‌سیم برق)، مناسب نبود. آمپلی‌فایر آن‌ها فرکانس‌های بسیار گسترده‌ای را پوشش می‌دهد در حالیکه سیستم آن‌ها فقط به دامنه محدودی از فرکانس‌ها نیاز دارد. به همین علت آن‌ها در گام‌های بعدی، یک آمپلی‌فایر ویژه و بهینه‌سازی‌شده برای انتقال بی‌سیم برق طراحی خواهندکرد.باید اضافه کرد که این پژوهشگران آزمایش خود را تنها با برق 1 میلی‌وات به انجام رساندند، اما خودروهای برقی گاهی تا ده‌ها کیلووات برق مصرف می‌کنند. برای تامین چنین برقی باید زیرساخت‌های مبتنی بر قوانین فیزیک را فراهم آورد.
شاید در حال حاضر عملیاتی کردن این فناوری برای خودروهای برقی با چالش‌هایی همراه باشد، اما استفاده از آن برای شارژ بی‌سیم، متحرک و سریع تجهیزات موبایل و درون‌کاشت‌های پزشکی ممکن است زودتر به نتیجه برسد.روزی را تصور کنید که بتوان گوشی را بدون نیاز به کابل، و در حال قدم زدن طی تنها چند ثانیه شارژ کرد. شاید هم روزی فرارسد که سامانه‌های یک‌پارچه شارژ بی‌سیم، گستره وسیعی از شهرها، روستاها و جاده‌ها را پوشش دهند و گوشی یا تبلت کاربران، عملا همیشه شارژ باشد. البته بدیهی است که عوارض احتمالی چنین سامانه‌هایی نیز خود، جای بحث دارد.
گفتنی است، کوالکام نیز تقریبا هم‌زمان با اعلام خبر فوق، از تلاش خود برای ایجاد سامانه شارژ بی‌سیم خودروهای برقی در حین حرکت خبر داد. سیستم یادشده، هالو (Halo) نام دارد و هنوز مراحل و آزمایش‌های اولیه خود را می‌گذارند.




محیط زیست سالم بدون دود ماشین
    نیازکو    



 

مشابه در دسته بندی

نوشتن نظر