Видеокамера с автономным энергоснабжением

Автономная камера

Ученые изобрели видеокамеру, которая сама вырабатывает электроэнергию. Качество съемки пока оставляет желать лучшего: камера делает один снимок в секунду в хорошо освещенном помещении. Устройство не только измеряет освещенность, но и преобразует падающий свет в электроэнергию.

Группа исследователей из Колумбийского университета создала прототип первой видеокамеры с автономным энергоснабжением. Хотя качество съемки еще нуждается в улучшении, основная цель – питание от автономного источника энергии – достигнута.

«Мы на пути к революции в области цифровой фотографии», - говорит Шри Найар, руководитель группы и директор Лаборатории машинного распознавания образов Колумбийского университета. Он отмечает, что только в прошлом году по всему миру было продано около двух миллиардов камер. По словам ученого, цифровая съемка – это самая широко используемая технология: она используется для мобильных устройств, датчиков, интеллектуальных систем, а также в расширяющейся среде Интернета вещей. Поэтому камера с автономным энергоснабжением быстро завоюет рынок.

В процессе работы в лаборатории Найар пришел к мысли, что несмотря на разные цели цифровых камер и солнечных панелей – одни измеряют свет, а другие преобразуют свет в энергию – оба типа устройств созданы из одних и тех же компонентов. Основной элемент цифровой камеры – это датчик изображения, чип с миллионом пикселей, каждый из которых оснащен фотодиодом. Под воздействием света на выводах фотодиода появляется напряжение, то есть возникает электрический ток. Этот механизм позволяет пикселям измерять интенсивность падающего света. Те же фотодиоды используются и в солнечных панелях для преобразования падающего света в электрическую энергию. Различие только в режиме фотодиодов: для камер устанавливается фотопроводящий режим, а для солнечных ячеек – фотоэлектрический.

Для прототипа камеры ученые сконструировали сенсор, состоящий из 30х40 пикселей. Фотодиоды в этих пикселях работают в фотоэлектрическом режиме.

Пиксель состоит из двух транзисторов: в каждом цикле съемки пиксели должны зафиксировать и вывести изображение, а затем собрать полученную энергию и подать питание для сенсора. Таким образом, сенсор последовательно переключается между режимами съемки и сбора энергии. Когда камера не используется для съемки, она может вырабатывать энергию для других устройств, например, телефона или часов.

Найар отмечает, что для питания датчика может использоваться аккумулятор, но исследователи специально не использовали его при разработке прототипа, чтобы продемонстрировать автономность энергоснабжения камеры.

«Ранее было предложено несколько проектов датчиков изображения, которые могут вырабатывать энергию. Однако наш прототип – это первая видеокамера с полностью автономным питанием», – рассказывает Найар, – «И несмотря на то, что для разработки мы использовали готовые компоненты, мы создали совершенно новую конструкцию. Надеемся, что результаты нашей работы будут использоваться для разработки нового поколения камер, которые смогут работать без внешнего источника питания».

 

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?