Genius презентовал клавиатуру на солнечных батареях

На клавиатурно - мышином фронте давным-давно затишье. Внедрение мультимедийных кнопок, переход на беспроводные комплекты и интерфейс USB, резкое снижение потребления тока, освоение диапазона 2,4 ГГц вместо «мусорного» 27 МГц, замена красной светодиодной подсветки на лазерную инфракрасную - все это успешно освоено несколько лет назад. Остались развлечения с дизайном, формой, длиной хода клавиш и другими мелочами практически не на что не влияющими, отмечает computerra..

Тем не менее, поднатужившись, производители иногда рождают и кое-что технологически любопытное. Вот, например, клавиатура, питающаяся от солнечной батареи (компания KYE Systems, торговая марка Genius). Попробуем разобраться, есть ли в этом что-то практически полезное, или мы имеем дело с очередным трюком ради привлечения покупателя.

В описании производитель напирает на экологию: за счет общего малого потребления и использования солнечной энергии вы, видимо, сможете за весь срок эксплуатации комплекта сдать на утилизацию на несколько батареек меньше. В общем, правильно - вариант с экономией полусотни рублей на этой самой паре батареек был бы совсем неубедителен.

Впрочем, для нас и экология не убедительна. Хотя калькуляторы с солнечным (вернее двойным) питанием вошли в обиход давно, и мало кто сейчас задумывается о замене в них батареек.

Клавиатура, однако, не калькулятор - у нее как минимум есть энергоемкий радиоинтерфейс. Да и энергопотребление здесь очень неравномерное - в состоянии покоя ток мизерный, а при нажатии клавиши - резкий скачок. Солнечный же элемент  поставляет энергии немного, зато постоянно (если есть свет).

Совместить первое со вторым можно с помощью накопителя энергии типа большого конденсатора, и его роль в данном случае выполняет ионистор (разновидность электролитического конденсатора с большой емкостью и малым напряжением).

Вернее - два последовательно включенных ионистора  емкостью 30 Ф (да-да, я не опечатался, именно фарад, а кто не помнит - это основная единица измерения емкости, равная миллиону микрофарад) и напряжением 2,3 В. Но это еще не все изощрения, на которые пришлось пойти разработчикам.

Чтобы обеспечить работу при недостатке света, клавиатура снабжена портом USB - это не встроенный хаб, и не интерфейс, а просто подзарядка тех же самых ионисторов, - если верить инструкции, они полностью заряжаются за десять минут (при этом, правда, клавиатура теряет беспроводность). Заряда, опять же если верить инструкции, должно хватать на пять часов работы в темноте. Для тех, кому лень втыкать кабель или кто любит работать в темноте больше пяти часов, предусмотрена возможность установки традиционных батареек.

В современных устройствах такого типа потребление тока иногда замерить непросто - ток этот импульсный, причем пиковое потребление может превышать минимальное на порядок, и корректно замерить значение мультиметром не всегда возможно. В данном случае применялся косвенный метод измерения - по падению напряжения на небольшом резисторе, включенном в цепь питания.

У клавиатуры диаграмма потребления тока особой оригинальностью не отличается. Попробуем сначала режим без альтернативного питания, когда солнечная батарея не освещена, ионисторы разряжены и весь ток потребляется от батарей. С момента нажатия любой клавиши и до ее отпускания устанавливается среднее значение на уровне 1,1 мА с небольшими выбросами (видимо, работа передатчика).

Если же ни одна клавиша не нажата, потребление так близко к нулю, что мне не удалось его даже измерить. В режиме постоянного удержания клавиши батарей хватит (берем для примера Duracell Alkaline типоразмера АА емкостью 2850 мА·ч) примерно на четыре месяца. При реальной работе - года на три, если не больше. В целом - типичная картина для современной беспроводной клавиатуры. Ионистор от батарей не заряжается - если их вытащить, клавиатура сразу же перестает работать.

Альтернативное питание при отсутствии батарей демонстрирует более интересную картину. Если изначально напряжение на ионисторах близко к нулю, клавиатура не включается - ее надо зарядить. При подключении USB-кабеля рост напряжения составляет около 10 мВ в секунду, и через три-четыре минуты, по достижении примерно 2,3 В на накопителе, электроника активизируется.

Цепь питания от батарей при этом полностью отключается. От солнечной батареи заряд идет гораздо медленнее, и его скорость сильно зависит от освещенности: под настольной лампой - примерно 1 мВ за 5 секунд (это минимум полчаса до включения). В нормальных же условиях рабочего места солнечная батарея вряд ли зарядит накопитель с нуля за разумное время - замучаетесь ждать.

Производительность солнечной батареи такова, что она может разве что поддерживать заряд на уровне - напряжение не падает, но и не растет. Зато полностью заряженную (от USB) клавиатуру непросто разрядить - расчетное время разряда должно составлять около семи с половиной часов при максимальном потреблении, а практически я устал ждать, клавиатура сдохла лишь через несколько суток, хотя батареи и кабель были извлечены, а окошко светоприемника закрыто.

Потребление тока мышкой неравномерно. Частые импульсы - это включение светодиода подсветки, а большие редкие - работа радиопередатчика. Картинка соответствует режиму перемещения мыши, интегрированное значение тока здесь - 4,5 мА. В состоянии покоя частота сканирования датчика уменьшается, и ток падает до 900 мкА, а через несколько секунд мышь впадает в легкую спячку и опрашивает датчик с частотой 13 Гц, интеграл тока при этом составляет всего 80 мкА.

Итого время непрерывной работы мышки составит примерно месяц, время ожидания - четыре года, что в переводе на бытовой язык обещает нам около года обычной эксплуатации, если не заботиться об отключении питания. Позаботиться, кстати, можно - снизу у мышки есть выключатель питания.

Проверить заявленную производителем дальность действия (10 метров) мне не удалось - в пределах квартиры комплект держит уверенную связь везде, даже из-за бетонной стены. Сказывается высокочастотный диапазон, обеспечивающий хорошее отражение сигнала.

Подводим итог: технология альтернативного питания вполне работоспособна, заявленные функции, хоть и с оговорками (необходимость начальной зарядки), выполняет, и «Гринпис» будет весьма благодарен вам аж за две невыброшенные батарейки - вряд ли вы сэкономите больше за весь срок жизни устройства.