Ze vonden een camera uit zonder batterij om onbekende delen van de oceaan te verkennen

Onderzoekers hebben een batterijloze camera ontwikkeld om de oceanen te verkennen, nieuwe mariene soorten te ontdekken en klimaatverandering en vervuiling te monitoren. Het is ontworpen om extreem weinig stroom te hebben en gebruikt een audiosignaal dat wordt uitgezonden door een basisstation om zichzelf van stroom te voorzien en gegevens te verzenden.

Ondanks alle technologische vooruitgang, Onze kennis van de oceanen Het is nog zeer beperkt. Om de zeebodem te kunnen bestuderen, hebben onderzoekers van Massachusetts Institute of Technology (Massachusetts Institute of Technology), in de Verenigde Staten, bij de creatie van een autonome onderwatercamera, die volledig zonder batterijen werkt en draadloos communiceert, zonder golven uit te zenden. Ze hebben hun uitvinding gedetailleerd beschreven in de recensie Natuurcommunicatie.

Om de camera van stroom te voorzien, gebruikt het apparaat een adapter gemaakt van piëzo-elektrische materialenDie geluidsgolven omzet in elektriciteit. Deze golven reizen door het water vanuit een basisstation. Het verkregen vermogen varieert van enkele tientallen tot enkele honderden microwatt. Deze energie wordt opgeslagen in supercondensator Totdat u het minimum bereikt dat nodig is om foto’s te maken of over te zetten.

Ultra laag verbruik

Met deze stroombron moet de camera noodzakelijkerwijs een zeer laag stroomverbruik hebben. Om dit te bereiken, kozen de onderzoekers een commerciële ultra-low-power monochromatische sensor (Himax HM01B0). Om kleurenafbeeldingen te verkrijgen, is het apparaat uitgerust met drie LED’s: een rode, een blauwe en een groene. De camera maakt vervolgens drie foto’s, één met elke lichtkleur. Vervolgens worden ze gecombineerd om een ​​afbeelding in één kleur te vormen.

Om de beelden te verzenden, konden de onderzoekers geen onderwatercommunicatiesysteem gebruiken. Deze verbruiken minstens 50 tot 100 milliwatt, of duizend keer het vermogen dat door transformatoren wordt geoogst. Ze hebben het verbruik teruggebracht tot enkele nanowatts met behulp van een technologie die geen signaal afgeeft: terugverstrooiing (waar Terugverstrooiing). Met behulp van deze methode konden ze draadloos en zonder camera-emissies gegevens over een afstand van 40 meter verzenden.

Het beeld verplaatsen door terugverstrooiing

Terugverstrooiing is gebaseerd op het audiosignaal dat wordt uitgezonden door het basisstation dat de camera voedt, en een deel ervan wordt op natuurlijke wijze teruggekaatst naar de bron, zoals radar. Het apparaat moduleert de reflectiecoëfficiënt van de piëzo-elektrische transducer met behulp van twee transistors. Het basisstation is uitgerust van waterschroeven (onderwatermicrofoon) Om de terugkeer van het audiosignaal te meten. Het detecteert verschillen die worden veroorzaakt door veranderingen in de reflectiecoëfficiënt en ontvangt zo een binair signaal. Op deze manier verzendt de camera gegevens met een snelheid van enkele kilobits per seconde.

Voor onderzoekers kan deze uitvinding op veel gebieden worden gebruikt, waaronder oceanografie, mariene biologie, klimatologie of onderwaterarcheologie. Ze hopen dieren en planten in de oceanen te observeren en nieuwe soorten te ontdekken. De camera kan ook de vervuiling en de effecten van Klimaatverandering in de oceanen.