Инженеры разработали систему без батарей, которая позволяет электронным устройствам периодически работать на собранной энергии, такой как солнечная энергия.
Плавно приостанавливая вычисления при прерывании питания и возобновляя его при возобновлении питания, система, называемая BFree, позволяет устройствам бесперебойно работать в любое время, когда есть доступное питание, обеспечивая новое движение экологически чистой электроники DIY. Система была разработана, чтобы помочь решить проблему электронных отходов, 53 миллиона тонн которых производятся во всем мире каждый год.
Цель, которая может оказаться далекой от нас», — сказала в интервью по электронной почте Джозия Хестер, соучастник исследования, — состоит в том, чтобы безбатарейные технологии, такие как BFree, заменили версии с батарейным питанием по таким причинам, как экологичность, но также для удобства и снижения затрат на техническое обслуживание
Производители электроники задают неправильные вопросы
Команда исследователей из Северо-Западного университета и Делфтского технологического университета разработала BFree, систему, в которой используется устойчивая к отключению питания версия широко используемого языка программирования Python. BFree также включает в себя оборудование для сбора энергии, называемое BFree Shield, которое является развитием предыдущей работы команды.
В прошлом году они представили Game Boy без батареек под названием «ENGAGE», который питается исключительно от кинетической энергии нажатия кнопок. Машина рекламировалась как экологически безопасная форма электроники, которая также могла бы проложить путь к долговечной электронике для будущих космических миссий, поскольку для работы ей не нужны батареи или солнечная энергия — в нашем интервью Хестер объяснила, что «будущие версии BFree или системы временного выполнения, вдохновленные возможностями программирования BFree без батарей, могут [также] быть полезны для космоса и особенно для небольших спутников, которые полностью питаются от солнечной энергии». Новая система BFree, созданная командой, представляет собой эволюцию технологии ENGAGE и позволяет любому создавать свою собственную экологически чистую электронику.
Ученые надеются, что новая система поможет сократить чрезмерное количество разряженных батарей, которые ежегодно становятся электронными отходами. «Производители по всему миру спрашивают, как продлить срок службы батареи своего устройства. Они задают неправильный вопрос» , — пояснила в заявлении Northwestern Хестер, руководившая работой вместе с Пшемыславом Павелчаком из TU Delft . «Мы хотим, чтобы они забыли о батареях и вместо этого думали о более устойчивых способах производства энергии».
Демократизация безбатарейного оборудования
Система была создана для того, чтобы «демократизировать» устойчивое безбатарейное оборудование команды для Maker Movement, технологически ориентированного расширения культуры DIY. Движение Maker Movement растет с каждым годом, и оно несет ответственность за создание бесчисленного количества электронных устройств Интернета вещей (IoT), сделанных своими руками, что приводит к растущей проблеме электронных отходов. «Многие люди предсказывают, что в этом IoT будет триллион устройств», — пояснила Хестер в выпуске Northwestern. «Это означает, что триллион разряженных батарей или 100 миллионов человек заменяют разряженные батареи каждые несколько минут. Это представляет собой ужасный экологический ущерб для окружающей среды. Вместо этого то, что мы делаем, действительно дает энергию людям. Мы хотим, чтобы у всех была возможность без усилий программировать устройства более устойчивым образом «.
Команда утверждает, что с помощью новой технологии даже начинающие программисты могут превратить «свой самодельный датчик движения с батарейным питанием, например, в датчик на солнечной энергии с бесконечным сроком службы». Система BFree позволяет устройствам работать постоянно, используя прерывистую энергию. При отключении питания система приостанавливает вычисления. Затем, когда питание возвращается, оно возобновляется автоматически, без потери памяти и без необходимости выполнять обширный список операций. «Наша цель с BFree состоит в том, чтобы любой начинающий программист на Python мог использовать BFree, — сказал нам Хестер. Это, по ее словам, «поощряет исследования и эксперименты с накоплением энергии и технологиями без батарей. Начинающий программист узнает об энергии, сборе энергии и затратах на энергию для написанной программы. Затем они могут изменить устройство или модифицировать, чтобы оно работало лучше. Это ключевая концепция проектирования и изготовления».
Новая система могла бы стать прорывом в области электроники, позволив радикально сократить объем электронных отходов от проектов DIY-электроники , которые набирают все большую популярность.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК