Исследователи из Университета Аалто разработали способ повышения дальности беспроводной передачи энергии с минимальными потерями эффективности. В опыте при передаче энергии на расстояние 18 см КПД установки превысил 80 %, чем не могут похвастаться лучшие коммерческие образцы. По словам изобретателей, их методика подходит для улучшения любых беспроводных систем передачи энергии.

Источник изображения: Nam Ha-Van/Aalto University

Учёные искали возможность снизить потери на излучение в системах дистанционной передачи энергии. Чем меньше потери, тем больше поступает от передатчика к приёмнику и тем выше КПД системы. Для этого они подбирали рабочие токи в обеих катушках, а также их амплитуды и фазы. В процессе экспериментов родилась теория динамической передачи энергии, которая дала ощутимый результат.

Выяснилось, что в катушках минимальные потери на излучение происходят тогда, когда токи в приёмной и передающей катушке равны по амплитуде и противоположны по фазам. Об открытии учёные сообщили в статье в журнале Physical Review.

Предложенная в статье стратегия работает для любых других систем дистанционной передачи энергии, а не только для петлевых, как в эксперименте. Это позволит оценить эффективность и улучшить любую систему беспроводной зарядки, уверены учёные, что сделает использование технологии максимально удобным — больше не надо будет думать и помнить, как расположить устройство на зарядном ложе, чтобы зарядка шла наилучшим образом. В идеале устройство вообще не придётся никуда помещать. Достаточно будет войти в комнату с передатчиком, и зарядка пойдёт автоматически.

Главное преимущество беспроводной зарядки аккумуляторов — это отсутствие необходимости подключать кабель. В случае с электромобилями к нему добавляется возможность автоматической зарядки транспортного средства во время нахождения на парковке без лишних манипуляций со стороны водителя. Volkswagen надеется, что со временем беспроводные зарядные устройства смогут передавать до 300 кВт мощности.

Источник изображения: Electrek, Volkswagen

В принципе, такой мощности уже хватит, чтобы сделать беспроводную зарядку быстрой, поскольку на восполнение запаса хода в несколько сотен километров у среднестатистического электромобиля уйдёт менее получаса. Разнобой в типах кабельных разъёмов для зарядки электромобилей при переходе на беспроводную технологию тоже может остаться в прошлом, но и здесь на первых этапах может разразиться «война стандартов».

Как сообщает Electrek, специалистам американского исследовательского центра Volkswagen удалось разработать технологию беспроводной зарядки тяговой батареи электромобиля, изготовив прототип зарядной площадки с использованием карбида кремния. Этот материал способен выдерживать высокие температуры и силу тока, что очень важно с учётом стремления разработчиков передавать высокую мощность. Инвертор на основе карбида кремния оказался довольно эффективным, в случае с описываемым прототипам мощность удалось повысить с 6,6 до 120 кВт по сравнению с устройством первого поколения. Этим разработчики не собираются ограничиваться, надеясь в будущем создать зарядные устройства мощностью до 300 кВт.

Исследовательский центр Volkswagen на базе Университета Теннесси был открыт в 2020 году, и помимо указанной технологии беспроводной зарядки его специалисты недавно продемонстрировали три другие разработки, которые могут найти применение в электромобилях автоконцерна. Каркас транспортных средств учёные предлагают изготавливать из специальных полимерных смол, которые при использовании технологии трёхмерной печати будут создавать пространственную конструкцию из крохотных пирамид, соединённых между собой. Такая конструкция способна выдерживать нагрузку в 30 000 раз больше собственной массы, а по сравнению со стальным каркасом может поглощать больше кинетической энергии при столкновении и других механических воздействиях на кузов. При этом каркас будет на 60 % легче стального, что позволит существенно экономить запас хода электромобиля.

Давно сформированный запрос на использование в отделке салона материалов, полученных за счёт вторичной переработки отходов, специалисты Volkswagen реализовали в технологии, позволяющей изготавливать детали интерьера машин из макулатуры с добавлением полимеров и целлюлозных волокон — методом горячего прессования.

Разработчикам Volkswagen также удалось воссоздать дверь багажного отсека модели Atlas 2020 года, используя пластик, армированный стекловолокном. Деталь получилась почти на 6 кг легче металлической, а в относительном выражении снижение массы превысило 35 %. В подобных случаях за счёт перехода на новые материалы удаётся снижать массу машины и увеличивать запас хода, если говорить об электромобилях. Переход на такие материалы не требует изменений в техпроцессе сборки готовой машины, поэтому метод может применяться в массовом производстве без особых потерь и затрат.

Volkswagen уже использует кузовные детали из композитных материалов в машинах марок Bentley и Lamborghini, накапливая необходимый опыт, чтобы в дальнейшем применять его в более доступном ценовом сегменте. Кузов пикапа из композитных материалов тоже проходит испытания, а машину такого типа уже сложно отнести к объектам роскоши.

Компания Razer выпустила новую серию игровых мышек Cobra. В неё вошли стандартная проводная модель Cobra и беспроводная версия Cobra Pro. Новинки значительно отличаются между собой по характеристикам, а также стоимости.

Источник изображений: Razer

Базовая проводная версия Razer Cobra оснащается оптическим сенсором с разрешающей способностью 8500 DPI, скоростью 300 IPS и максимальным ускорением 35G. Мышка получила шесть программируемых кнопок на базе оптомеханических переключателей с ресурсом до 90 млн нажатий.

Размеры Cobra составляют 119,6 × 62,5 × 38,1 мм, а вес равен 58 граммам. Кабель новинки имеет оплётку, а сама мышка поддерживает фирменную подсветку Razer Chroma RGB.

В основе беспроводной модели Razer Cobra Pro используется более передовой оптический сенсор Focus Pro 30K с разрешением 30 000 DPI, максимальной скоростью 750 IPS и максимальным ускорением 70G. Новинка получила 8 программируемых кнопок на основе оптомеханических переключателей с ресурсом в 90 млн нажатий.

К компьютеру модель Razer Cobra Pro может подключаться по каналу 2,4 ГГц с помощью USB-передатчика Razer HyperSpeed, через USB-передатчик Razer HyperPolling (продаётся отдельно за $30), через Bluetooth, а также с помощью провода USB Type-С (в комплекте есть переходник с Type-С на Type-A). В первом случае заявляется время автономной работы до 100 часов при постоянной частоте обновления сенсора 1000 Гц. При подключении мышки через USB-микроконтроллер Razer HyperPolling она проработает до 33 часов при частоте обновления сенсора 4000 Гц. Время работы в режиме Bluetooth составит до 170 часов. Новинка тоже оснащена фирменной подсветкой Razer Chroma RGB с 11 светодиодами.

Размеры мышки Razer Cobra Pro идентичны базовой модели и составляют 119,6 × 62,5 × 38,1 мм, а вот вес увеличен до 77 граммов. Обе модели игровых мышек Razer Cobra имеют набортную память, которая позволяет сохранить до пяти профилей настроек.

Особенностью модели Razer Cobra Pro является поддержка аксессуаров Razer Wireless Charging Puck и Razer Mouse Dock Pro. Оба устройства продаются отдельно. Первое представляет собой батарею в форме шайбы с поддержкой магнитной беспроводной зарядки на основе технологии Qi, которая устанавливается в нижнюю часть мышки вместо обычной батареи, под которой также можно хранить USB-передатчик. Razer Mouse Dock Pro в свою очередь и есть та самая магнитная беспроводная зарядка. Она оснащена встроенным передатчиком Razer HyperPolling 4KHz и подсветкой Razer Chroma RGB. Для зарядной станции и батареи с поддержкой беспроводной зарядки заявляется совместимость с игровыми мышками Razer Basilisk V3 Pro, Cobra Pro и Naga V2 Pro.

Компания оценила базовую проводную модель игровой мыши Razer Cobra в $39,99/€49,99. Беспроводная версия Razer Cobra Pro получила ценник в $129,99/€149,99. Стоимость беспроводной зарядки Razer Mouse Dock Pro составляет $69,99. В её комплект поставки уже входит батарея Razer Wireless Charging Puck. Последнюю также можно приобрести отдельно в качестве запасной за $19,99. Все новинки уже можно купить через официальный онлайн-магазин Razer.

На момент написания данной заметки производитель также предлагал по скидкам комплекты из игровой мышки Razer Cobra Pro и беспроводного передатчика HyperPolling Wireless, мышки и зарядной станции Mouse Dock Pro, а также с батарей с поддержкой беспроводной зарядки.

Учёные из Северо-Западного политехнического университета (NPU) в Китае сообщили о разработке и полевых испытаниях дрона на лазерном питании. Такой беспилотник может условно бесконечно находиться в воздухе, что открывает новые перспективы для управления движением, сельского хозяйства, служб по чрезвычайным ситуациям, военных и многого другого.

Источник изображений: Northwestern Polytechnical University

Сегодня лазеры чаще рассматриваются в качестве оружия, включая дистанционное поражение беспилотных аппаратов. Китайские учёные пошли от обратного — они предложили превратить лазерный луч в источник энергии для дронов. На аппарате устанавливается фотоприёмник, который преобразует падающий на него свет лазера в электрическую энергию. Казалось бы, ничего сложного. Но для этого пришлось создать интеллектуальную систему визуального слежения за дроном в широком спектре погодных условий в любое время суток.

Система слежения за дроном использует в своей основе тот же передающий энергию луч лазера. По лучу также передаются сигналы управления беспилотником. «Основными моментами исследования являются круглосуточная интеллектуальная система визуального отслеживания и автономное пополнение энергии для ODD [оптически управляемого дрона] на большом расстоянии», — сообщила команда на официальном аккаунте NPU в WeChat.

Испытания в помещении и на улице днём и в ночных условиях доказали, что алгоритм хорошо переносил «засветку», выдержал проверку на разных дистанциях, не позволял дрону терять устойчивость в разных условиях и всегда точно позиционировал аппарат в воздухе. К сожалению, исследователи не назвали дистанции, на которых испытывали лазерную передачу энергии. Сделано это из соображений секретности, поскольку технология создаётся также в военных целях. Но из презентации следует, что дрон на лазерном питании может подниматься «на высоту небоскрёба».

Другим сложным моментом стала оптимизация передачи энергии лазерным лучом. Луч затухает в атмосфере и тем сильнее, чем больше турбулентность воздуха, не говоря о присутствии осадков, дыма, и других «примесей». На выручку пришла адаптивная система формирования луча. Луч лазера, кстати, автоматически отключается в случае появления препятствия на его пути. Это не даёт ничего поджечь и разрушить на его пути, что очень и очень правильно.

В перспективе исследователи ожидают, что дроны на лазерном питании будут использоваться для логистики, контроля над движением транспорта, в сельском хозяйстве, для патрулирования, участвовать в спасательных и военных операциях, а в будущем технология дойдёт до того, что с её помощью можно будет создавать воздушные транспортные маршруты, стратосферные спутники и даже подвесить искусственную Луну.

Организация Wireless Power Consortium (WPC) сообщила, что в скором времени дебютирует обновлённый стандарт беспроводной зарядки для электронных устройств, который получил название Qi2. С ним подключение смартфонов и носимых устройств упростится, а эффективность при передаче энергии повысится.

Источник изображения: apple.com

На первых этапах обновлённый стандарт будет поддерживать ту же максимальную мощность в 15 Вт, что и первая версия, но после завершения спецификации Qi2 разработчики этот показатель повысят. Qi2 основан на наработках Apple, применяемых в MagSafe. Компания является одним из наиболее авторитетных членов WPC.

В зарядных устройствах увеличилось число магнитов, благодаря чему стало проще правильно размещать телефоны на их поверхности, чтобы добиться максимальной эффективности и минимальных потерь — за это отвечает функция Magnetic Power Profile. Стандарт также включает в себя механизмы аутентификации: производители смартфонов смогут блокировать зарядку от несертифицированных устройств, обеспечивая тем самым совместимость и безопасность. С другой стороны, этой функцией производители могут и злоупотреблять, предположили журналисты The Verge: в частности, это близко Apple с её закрытой экосистемой.

Окончательная версия спецификации Qi2 выйдет в середине этого года, а смартфоны и зарядные устройства с поддержкой обновлённой технологии поступят в продажу только к его концу. Всего же в 2023 году, по оценкам будет продано более миллиарда устройств с поддержкой беспроводной зарядки, включая передающие и принимающие.