Batless: miniaturní čip který funguje, i když dojde baterie

  • Vědci vytvořili nový miniaturní mikročip, který si poradí i s výpadkem napájení
  • I když standardně spoléhá na baterii, jakmile se vybije, dokáže se přepnout do extrémně úsporného módu se solárním napájením
  • Čip funguje i když je velmi málo světla
Batless: miniaturní čip který funguje, i když dojde baterie

Vědci z univerzity NUS (National University of Singapore) představili poměrně unikátní miniaturní chytrý mikročip, který si dokáže poradit s výpadkem napájení z baterie, plynule přepnout do velmi úsporného režimu a běžet na vlastní energetický zdroj různého druhu.

Velmi úsporné čipy jsou důležité například pro internet věcí, kde jsou možnosti pro napájení obvykle velmi omezené. Baterie jsou totiž velké, mají omezenou životnost a kapacitu. Oproti tomu samotný čip dokáže fungovat několikanásobně déle a byla by tak škoda omezovat jeho životnost samotnou životností kapacity baterie. Právě proto se vědci hodně zaměřují na to, aby tyto miniaturní čipy dokázaly fungovat i s velmi omezenými zdroji napájení, které využívají různé druhy energie v okolí – světlo, teplo, vibrace a podobně.

Batless je opravdu miniaturní

Pokud je zmínka o mikročipech pro internet věcí, obvykle se myslí senzory nejrůznějšího druhu. Ty mohou být velmi malé a problémem jsou tak baterie. V porovnání s velikostí takového senzoru jsou mnohonásobně větší a co je možná ještě horší, jsou až třikrát dražší než samotný čip. Snaha je tak zbavit se tak silné závislosti na baterii, obzvláště tam, kde je problematické ji po čase vyměnit.

Klepněte pro větší obrázek
Profesor Massimo Alioto drží v pinzetě mikročip Batless

Vyvinutý 16bitový mikročip Batlessje opravdu miniaturní – měří pouze 0,5 mm2 a kromě samotné logické části obsahuje i miniaturní solární články, které zajišťují energii v případě výpadku hlavní baterie. Jak ale vědci v dokumentu upozorňují, není problém čip upravit tak, aby využíval i jiný druh energie, například teplo, vibrace a další.

Čip má dva základní režimy výkonu. Když je k dispozici energie z baterie, funguje normálně v takovém klasickém úsporném režimu, aby energie z baterie vydržela co možná nejdéle. Jakmile ale baterie už není schopná dodávat dostatečnou energii, dojde k přepnutí do extrémně úsporného režimu. Aby bylo jasné, proč je použito slovíčko „extrémní“ – vědci uvádí, že spotřeba mikročipu v tomto režimu asi 0,5 nanowattů, což je dle vyjádření bilionkrát méně, než má mobilní telefon při hovoru.

Klepněte pro větší obrázek
Mikročip Batless má velikost pouze 0,5 mm2

A to je důvod, proč si vystačí s energií ze solárního článku přímo na miniaturním čipu, a to i když jsou špatné světelné podmínky. V tomto režimu ale nevysílá signály, protože je to energeticky náročné. Místo toho pouze snímá a ukládá hodnoty pro pozdější odeslání, jakmile bude baterie opět nabitá.

Levnější IoT zařízení

Díky tomu, že nebude nutné používat tak velkou baterii, může být klidně i desetinásobně menší a tím pádem i výrazně levnější. Jako ukázku toho, jak málo světla čipu Batless stačí – dle vyjádření je to podobně jako při soumraku, tedy přibližně 50 lux.

U vytvořeného prototypu ale práce pochopitelně nekončí. Díky tomuto dvojitému systému napájení s extrémně nízkou spotřebu se totiž otevírají nové možnosti pro mnoho různých variant čipů a zdrojů energie. Přesně takové technologie vedou k tomu, co si lze do budoucna představit jako „chytrý prach“, který nebude stát skoro nic a bude poskytovat všemožné údaje o objektech na Zemi i ve vesmíru.

Originální materiál k výzkumu naleznete na IEEE Xplore.

Diskuze (3) Další článek: Nvidia hlásí rekordy. Tržby má největší v historii

Témata článku: Věda, Výzkum, IoT, Čipy, Země, Mobilní telefon, Baterie, Energie, Solární energie, Výpadek napájení, Úsporný čip, Solární napájení, Solární článek, Silná závislost, Základní režim, Mikročip, Hlavní baterie, Velká baterie, Všemožný údaj, Vytvořený prototyp, Nízká spotřeba, Úsporný režim, Úsporný mód, Miniaturní čip, Režim

Určitě si přečtěte