Nieuw platform laat iedereen batterijloze devices maken

Computerwetenschappers van de TU Delft en Northwestern University (Illinois, VS) hebben een platform gelanceerd waarmee makers, hobbyisten en beginnende programmeurs hun eigen batterijloze elektronische apparaten kunnen maken, aangedreven door sporadisch uit de omgeving geoogste energie. Hetzelfde team bracht vorig jaar de eerste batterijloze Game Boy uit, die eindeloos speelplezier mogelijk moet maken door energie te halen uit zowel zonne-energie als uit de kinetische energie die nodig is om de verschillende knopjes in te drukken.

Het BFree-platform bestaat uit hardware om energie te oogsten (BFree Shield) en een aangepaste versie van Python (een van de meest toegankelijke en meest gebruikte programmeertalen) die bestand is tegen stroomuitval. Basiskennis van Python is al voldoende om snel en eenvoudig een batterijloze versie te maken van welk do-it-yourself (DIY) slim apparaat dan ook, stelt de TU Delft. Met deze technologie kunnen beginnende programmeurs bijvoorbeeld hun DIY-bewegingssensor op batterijen vervangen door een eeuwig werkende sensor op zonne-energie.

Batterij weglaten

Het onderzoek is woensdag 22 september digitaal gepresenteerd op UbiComp 2021, het belangrijkste congres op het gebied van ubiquitous computing. "Voor hobbyisten is het tot nu toe vrijwel onmogelijk om apparatuur te ontwerpen op basis van batterijloze hardware", vertelt Josiah Hester die mede leiding gaf aan het onderzoek. "Daarom wilden wij het gebruik van ons platform voor iedereen toegankelijk maken. We zien ook liever dat mensen de batterij weglaten en dat ze zich richten op veel duurzamere manieren voor het genereren van energie."

De makersbeweging – een op technologie gerichte extensie van de DIY-cultuur – is een diverse groep uitvinders, ontwerpers en computerprogrammeurs die hun eigen hard- en software bouwen voor elektronische apparaten als bewegingssensoren, schermen, actuatoren en vele andere toepassingen. Samen met cloud computing maakt het snel en goedkoop bouwen van gekoppelde apparaten het Internet of Things (IoT) mogelijk.

Dit zou echter ook een sterke groei van het aantal gebruikte batterijen betekenen. Hester: "Veel mensen voorspellen dat het IoT uit een biljoen apparaten zal bestaan. Dat zou echt een verschrikkelijke ecologische ramp tot gevolg kunnen hebben. Wij geven echt power to the people. We willen dat iedereen probleemloos én op een duurzame manier apparaten kan bouwen en programmeren."

Een batterij weglaten is echter niet zo eenvoudig als het misschien klinkt. Als een apparaat afhankelijk is van de geoogste energie, brengt dit onzekerheden met zich mee. Als bijvoorbeeld de zon achter een wolk verdwijnt, zal er tijdelijk geen zonne-energie beschikbaar zijn.

Onzekerheden getackeld

Met BFree denken de onderzoekers dit probleem getackeld te hebben. Dankzij deze technologie kunnen apparaten eeuwig werken zonder continu over energie te beschikken. Als de stroom uitvalt, dan pauzeert BFree de berekeningen. Zodra er weer voldoende energie is, gaat het automatisch verder waar het gebleven is, zonder verlies aan geheugen en zonder eerst een lange reeks computerbewerkingen te hoeven uitvoeren voor de herstart.

Behalve dat dit energie bespaart, is de technologie volgens de TU Delft nog eens intuïtiever dan normaal gesproken bij traditionele apparaten Die weten vaak niet meer wat er vlak voor de stroomonderbreking gebeurde en moeten dus weer helemaal van voor af aan beginnen.