Bataryasız İlk Cep Telefonu ve Özellikleri
UW mühendisleri, yalnızca birkaç mikrowatt güç kullanarak arama yapabilen ve çağrı alabilen batarya içermeyen ilk cep telefonunu tasarladılar.
Washington Üniversitesi araştırmacıları, batarya gerektirmeyen bir cep telefonu icat etti. Bu icat şarj cihazları, kablolar ve ölen telefonlar gibi sorunların ötesine geçmek için önemli bir sıçramadır. Dahası bu telefonlar, ortam radyo sinyallerinden veya ışıktan elde ettiği birkaç mikrowatt gücü tüketmektedirler.
Ekip aynı zamanda batarya içermeyen bu telefonla Skype’tan sesli arama yaparak, ticari olarak üretilen satışa hazır bu prototipin bir konuşmayı alıp gönderebileceğini ve bir baz istasyonu sayesinde iletişim kurabileceğini de kanıtladı.
Yeni teknoloji, 1 Temmuz’da Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies dergisindeki bir makalede detaylandırılarak yayımlandı.
UW’deki Paul G. Allen Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Okulu’nda doçent olan ortak yazar Shyam Gollakota, “Neredeyse sıfır güç tüketen fonksiyonel ilk cep telefonunu yaptığımıza inanıyoruz. Bunu gerçekten başarabilmek için, telefonun çalıştırılmasında gerekli olan düşük güç tüketimini çevreden enerji toplayarak nasıl elde edeceğimizi yani temel olarak bu cihazların tasarımını yeniden düşünmek zorundaydık.” dedi.
UW bilgisayar bilimcileri ve elektrik mühendisleri ekibi, çoğu modern hücresel iletimin güç gerektiren bir adımını da ortadan kaldırdılar. Bu adım, bir telefonun anlayabileceği dijital verilere ses ileten analog sinyallerin dönüştürülmesi adımıdır. Çok fazla enerji harcayan bu işlemle çevre güç kaynaklarına dayanan bir telefon tasarlamak imkansızdır. Bunun yerine bataryasız cep telefonu, kişinin telefonda karşı tarafla konuşması veya karşı tarafı dinlemesi durumunda telefonun mikrofonunda veya hoparlöründe oluşan küçük titreşimlerden yararlanır. Bu bileşenlere bağlı bir anten, söz konusu hareketi, bir hücresel baz istasyonu tarafından emilen standart analog radyo sinyalindeki değişikliklere dönüştürür. Bu işlem, esas olarak, yansıyan radyo sinyallerindeki konuşma kalıplarını hemen hemen hiç güç kullanmayacak bir şekilde kodlar.
Konuşmanın iletilmesinde telefon, yansıyan sinyallerdeki konuşma kalıplarını kodlamak için cihazın mikrofonundaki titreşimleri kullanır. Konuşma yapmak için, kodlanmış radyo sinyallerini telefonun hoparlörü tarafından alınan ses titreşimlerine dönüştürür. Prototip cihazda, kullanıcı “verici” ve “dinleyici” olan bu iki mod arasında geçiş yapmak için bir düğmeye basar.
Bir baskılı devre kartında piyasadaki hazır bileşenleri kullanan ekip, prototipin konuşmalar, veri iletimi ve tuşlar yoluyla kullanıcı girdisi alma gibi temel telefon işlevlerini gerçekleştirebildiğini de gösterdi. Araştırmacılar, bataryasız telefon ile Skype’ı kullanarak gelen aramaları alabildiler ve uygun olmayan saat ve yerlerde de aramayı beklemeye alabildiler.
Allen Okulu ve UW Elektrik Mühendisliği Bölümü gibi her iki okulda da profesör olan ve aynı zamanda fakülte başkanlığı yapan Joshua Smith “Cep telefonları günümüzde en çok bağımlı olduğumuz cihazdır. Bu yüzden batarya olmadan kullanmak isteyebileceğiniz bir cihaz olsaydı, bu cep telefonu olurdu. Geliştirdiğimiz konseptin bulguları günümüz için heyecan vericidir ve gelecekte de günlük cihazları etkileyebileceğini düşünüyoruz.” dedi.
Ekip, radyo sinyallerini iletmek ve almak için özel bir baz istasyonu tasarladı. Ancak bu teknoloji, çağrı yapmak için yaygın olarak kullanılan standart hücresel ağ altyapısı veya Wi-Fi yönlendiricileri dahilinde hayata geçirilebilmektedir.
Eski UW elektrik mühendisliği doktora öğrencisi ve Allen School araştırma asistanı olan ortak yazar Vamsi Talla, “Gelecekte tüm hücre kulelerinin veya Wi-Fi yönlendiricilerinin temel istasyon teknolojimizin içine gömülü olabileceğini hayal edebilirsiniz. Böylece Wi-Fi yönlendiricisi olan her evde veya her yerde bataryasız bir cep telefonu da kullanabileceksiniz.” dedi.
Bataryasız telefonlar, bazı işlemleri gerçekleştirmek için yine de biraz enerjiye ihtiyaç duymaktadırlar. Prototip 3.5 mikrowattlık bir güç bütçesine sahiptir.
UW araştırmacıları, bu küçük miktardaki enerjinin iki farklı kaynaktan nasıl toplanabileceğini de kanıtladılar. Batarya içermeyen telefon prototipi, bir baz istasyonu tarafından yaklaşık 31 fit uzaklığa kadar iletilen çevre radyo sinyallerinden toplanan güçle çalışabilmektedir. Ortam ışığından elde edilen güç ile yaklaşık bir pirinç tanesi kadar küçük bir güneş pili kullanan cihaz da, 50 fit uzaklıktaki bir baz istasyonu ile iletişim kurmayı başarmıştır.
Sıcaklık sensörleri veya ivmeölçer gibi ortamın enerji kaynaklarına dayanan diğer birçok bataryasız teknolojiler, aralıklı işlemlerle gücü korumaktadır. Bir okuma alır ve bir sonraki görevini gerçekleştirecek kadar enerji toplamak için bir veya iki dakika “uyku” verirler. Buna karşılık, bir telefon görüşmesinde konuşma sürdüğü sürece cihazın sürekli olarak çalışması gerekmektedir.
Bir UW elektrik mühendisliği doktora öğrencisi olan ortak yazar Bryce Kellogg, “Uyku moduna birden geçtiğinde selam bile söyleyemezsiniz ve telefonunuzun uyku moduna geçip bir süreliğine enerji biriktirmesi için bir dakika dahi beklemek istemezsiniz. Bu sorun bizim için en büyük zorluk oldu. Gerçekte çevre radyosundan veya ışıktan toplayabildiğimiz güç miktarı 1 veya 10 mikrowatt civarındadır. Çağrı alma ve iletme gibi gerçek zamanlı telefon işlemlerini yeni bir yaklaşım geliştirmeden gerçekleştirmek imkansız olduğundan dolayı bu süreç bizim için oldukça zorlayıcı oldu.” dedi.
Daha sonrası için araştırma ekibi, bataryasız telefonun çalışma aralığını iyileştirmeye ve görüşmelerin şifrelenerek güvenli hale getirilmesine odaklanmayı planlıyor. Ekip ayrıca, batarya içermeyen bir cep telefonu üzerinde video akışı yapmak ve düşük güçte e-mürekkep ekranları kullanarak telefona görsel bir görüntüleme özelliği eklemek için de çalışıyor.
Kaynak : sciencedaily.com
