Ученые научились использовать солнечный свет, струящийся через «умное» окно, для беспроводной передачи данных. Новый метод потребляет гораздо меньше энергии, чем привычный вай-фай.
Исследователи Университета науки и технологий короля Абдаллы (KAUST, Саудовская Аравия) разработали интеллектуальную стеклянную систему, которая может модулировать проходящий через нее солнечный свет, кодируя данные в свет, который может быть обнаружен и декодирован устройствами в комнате. Использование солнечного света для отправки данных обеспечит более экологичный способ связи по сравнению с обычным вай-фаем или передачей данных по сотовой связи.
Басем Шихада изучал кодирование данных в источнике искусственного света. «Я надеялся использовать камеру мобильного телефона для записи видео закодированного светового потока, чтобы декодировать видео для извлечения данных; тогда я подумал, почему бы не сделать то же самое с солнечным светом?», вспоминает Шихада. «Это было бы намного проще, и это можно было бы сделать через камеру мобильного телефона. Поэтому мы начали исследовать солнечный свет как носитель информации», говорит он.
Сейчас команда разработала систему связи с помощью солнечного света, состоящую из двух частей. «Существует модулятор света, который можно встроить в стеклянную поверхность, и приемник в помещении», говорит Усама Амин, научный сотрудник лаборатории Шихады. «Модулятор представляет собой набор предложенных нами интеллектуальных стеклянных элементов, известных как двухэлементные жидкокристаллические затворы (DLS)». Массив жидкокристаллических затворов, который будет действовать как фильтр для кодирования сигналов в проходящий свет, потребует для работы всего 1 Вт мощности, которую можно обеспечить с помощью небольшой солнечной панели.
В предыдущих проектах оптических систем беспроводной связи данные обычно кодировались путем изменения интенсивности света, объясняет Сахар Аммар, студентка из команды Шихады. «Но, если частота этих изменений интенсивности слишком мала, это может быть обнаружено человеческим глазом и вызвать неприятный эффект мерцания», говорит она.
Поэтому DLS предназначен для управления свойством света, называемым поляризацией. «Изменение поляризации света незаметно для глаза, что устраняет проблему мерцания», говорит Аммар. «Система связи работает за счет изменения поляризации входящего солнечного света на стороне модулятора. Приемник может обнаружить это изменение для декодирования передаваемых данных».
По расчетам команды, предлагаемая установка может передавать данные со скоростью 16 килобит в секунду. «Сейчас мы заказываем необходимое оборудование для реализации тестового прототипа», говорит Шихада. «Мы хотели бы увеличить скорость передачи данных с килобит до мега- и гигабит в секунду».
