Ce este încărcarea fără fir și cum funcționează

Încărcarea fără fir a devenit o caracteristică indispensabilă atât pentru iPhone-uri, cât și pentru Android-uri de ultimă generație, dar foarte puțini știu despre tehnologia de bază care o alimentează. Deci, ce este încărcarea fără fir, care sunt avantajele (avantajele), dezavantajele (dezavantajele) și cum funcționează în gadgeturile moderne pentru consumatori? Aici, vă vom spune totul despre asta și ce trebuie să știți înainte de a cumpăra următorul smartphone high-end, ceas inteligent sau căști. De asemenea, vă vom spune despre modul în care este utilizat în sectorul industrial și despre modul în care progresele continue ale tehnologiei ar putea într-o zi să permită încărcarea dispozitivelor chiar de la distanță.

Încărcare wireless: ce este și cum funcționează

Încărcarea fără fir este disponibilă pe smartphone-urile Android de ani de zile, dar a atras cu adevărat atenția mass-media de la nivel global după ce Apple a introdus-o în seria sa iPhone X și iPhone 8 în 2017. De atunci s-a extins la toate dispozitivele iPhone de ultimă generație Seria iPhone 12 și chiar unele smartphone-uri de nivel mediu, cum ar fi iPhone SE (2020), și se așteaptă să devină mai obișnuite în următorii ani. Deci, este timpul să știm mai multe despre tehnologie și cum funcționează. În acest articol, vă vom spune, de asemenea, despre originile sale și despre diferitele tipuri de tehnologie de încărcare fără fir utilizate în aceste zile. Cuprins + -

Ce este încărcarea fără fir?

Încărcarea fără fir este transferul de energie de la un dispozitiv transmițător la un dispozitiv receptor prin inducție electromagnetică în loc de a utiliza fire ca o legătură fizică. De asemenea, cunoscut sub numele de încărcare inductivă, procesul implică producerea unei forțe electromotoare pe un conductor electric într-un câmp magnetic în schimbare pentru a furniza energie electrică unei baterii, adesea în interiorul unui dispozitiv electronic. Încărcarea are loc printr-un tampon de transmisie inductiv în locul unui conector cablat.

Cum funcționează încărcarea fără fir?

Încărcarea inductivă generează energie prin trecerea unui curent electric între două bobine pentru a crea un câmp electromagnetic. Bobina primară din încărcător induce un curent în bobina secundară, care se află în dispozitivul încărcat. Energia este transferată de la dispozitivul de încărcare la dispozitivul receptor prin cuplare inductivă. Procesul implică rularea unui curent alternativ (AC) printr-o bobină de inducție în placa de încărcare, creând un câmp magnetic, care fluctuează în forță pe măsură ce curentul alternativ își schimbă continuu amplitudinea.

Câmpul electromagnetic care variază în timp generează o forță electromotivă, creând astfel un curent electric alternativ în bobina de inducție din dispozitivul receptor. Apoi este transformat în curent continuu (DC) cu un redresor și utilizat pentru a încărca celule electromagnetice, cum ar fi bateriile din smartphone-uri, ceasuri inteligente, căști și alte dispozitive de recepție. În timp ce transferul de energie de la o bobină la alta este din punct de vedere tehnic fără fire, tamponul de încărcare mai trebuie să scoată energie de la o sursă electrică utilizând o conexiune prin cablu în majoritatea cazurilor.

Ce este încărcarea fără fir inversă și ce telefoane o acceptă?

Încărcarea fără fir inversă permite unui dispozitiv să-și folosească bateria pentru a încărca un alt dispozitiv. Folosește aceleași principii de inducție electromagnetică, dar de această dată, bobina din smartphone acționează ca emițător în locul receptorului. Unele dintre cele mai importante smartphone-uri care acceptă încărcarea fără fir inversă includ seria Samsung Galaxy S21, seria Galaxy S20, Huawei P30 Pro, Mate 30 Pro etc..

Avantajele (avantajele) încărcării wireless

Avantajele încărcării fără fir sunt multiple. Primul și cel mai important beneficiu este comoditatea. Este convenabil să vă lăsați telefonul pe suportul de încărcare wireless, în loc să fiți nevoiți să încercați să introduceți o mufă într-un port. În al doilea rând, este, de asemenea, o modalitate relativ sigură de a transfera energie la telefon, deoarece nu necesită să atingeți fizic priza electrică de fiecare dată când doriți să încărcați un dispozitiv. În cele din urmă, reduce uzura dispozitivului eliminând necesitatea de a-l conecta și scoate de fiecare dată.

Dezavantaje (dezavantaje) ale încărcării wireless

Cel mai mare dezavantaj al încărcării fără fir este că este o tehnologie risipitoare. În starea sa actuală, încărcarea fără fir este extrem de ineficientă și consumă cu 39% și 80% mai multă energie decât echivalentul său cu fir. O cantitate mare de energie se pierde ca căldură, cu eficiența exactă în funcție de designul încărcătorului. Pierderea este și mai accentuată atunci când bobinele din telefon nu sunt aliniate corect cu bobinele din tamponul de încărcare.

În timp ce mulți utilizatori ar putea fi dispuși să schimbe eficiența pentru confort, ar putea avea un impact major asupra mediului în cazul în care încărcătoarele fără fir devin metoda principală de încărcare a dispozitivelor și dispozitivelor electronice.

O altă consecință a ineficienței este viteza de încărcare. Încărcarea fără fir este dureroasă lentă în comparație cu încărcarea prin cablu, mai ales când producătorii dezlănțuie tehnologii de încărcare prin cablu foarte rapide. Mai mult, deși puteți utiliza telefonul în timp ce îl încărcați cu un cablu, încărcarea fără fir, cel puțin în forma actuală, se va opri în întregime în momentul în care îl scoateți de pe suportul de încărcare. Acest lucru este gata să se schimbe în curând, dar mai multe despre asta mai târziu.

În cele din urmă, tampoanele de încărcare fără fir nu sunt disponibile la toate terminalele aeroportului, stațiile de cale ferată, holurile spitalelor și alte locuri publice. Asta înseamnă că, dacă rămâneți fără suc și nu aveți un cablu, s-ar putea să fiți în șoc. Pe măsură ce lucrurile stau acum, încărcarea fără fir este mai funcțională. Acestea fiind spuse, cercetătorii lucrează cu furie pentru a remedia unele dintre problemele menționate anterior, astfel încât ne putem aștepta la soluții de încărcare wireless mai eficiente în viitor..

Diferite standarde de încărcare wireless

Există două organizații majore concurente care specifică standarde de tarifare inductive și de rezonanță și ambele au partea lor de susținători. Cel mai cunoscut este Wireless Power Consortium (WPC), care numără Apple, Google și Xiaomi printre membrii săi, în timp ce Alianța AirFuel include sisteme Dell, Duracell, Gan și multe altele. Multe companii, precum Samsung și Huawei, sunt membre ale ambelor organizații.

WPC dezvoltă și reglementează cel mai popular standard de încărcare fără fir, Qi (pronunțat „chee”), care este utilizat de majoritatea producătorilor de smartphone-uri, inclusiv Apple, Samsung, Xiaomi etc. AirFuel, pe de altă parte, se leagă de aeroporturi, hoteluri și cafenele din Europa, precum și lanțuri mari de restaurante precum MacDonald’s și cafenele precum Starbucks din SUA, pentru a lansa stații de încărcare fără fir în spațiile publice. Acest lucru, mulți cred, ar putea ajuta în cele din urmă încărcarea fără fir să adopte o adoptare mai largă.

Origini și avansuri

Conceptul de încărcare fără fir a fost demonstrat pentru prima dată de redutabilul Nikola Tesla, care a descoperit fenomenul cuplării prin rezonanță magnetică la sfârșitul secolului al XIX-lea. Cu toate acestea, în cea mai bună parte a secolului următor, tehnologia nu a putut fi folosită în viața reală, cu excepția câtorva periuțe de dinți electrice și a altor dispozitive mici..

Abordată în secolul al XXI-lea, tehnologia a început cu adevărat să intre în conștiința consumatorilor obișnuiți, grație adoptării sale de către producătorii de smartphone-uri. În ceea ce ar putea fi un schimbător de jocuri pentru industrie, progresele tehnologice din sector ar putea, de asemenea, să permită în curând unor dispozitive IoT să primească energie chiar și atunci când sunt plasate la câțiva metri distanță de un încărcător.

Diferite tehnologii de încărcare fără fir

Majoritatea standardelor de încărcare wireless utilizate în prezent se bazează pe trei tehnici majore. În primul rând, există o încărcare inductivă sau non-radiativă electromagnetică strâns cuplată, care necesită ca emițătorul și receptorul să fie în contact unul cu celălalt pentru transferul de energie. Apoi, există încărcarea rezonantă cu rezonanță electromagnetică cuplată sau radiativă, care poate transmite o încărcare pe distanțe foarte mici, cum ar fi câțiva centimetri. În cele din urmă, există o încărcare fără fir cu frecvență radio (RF) decuplată, care poate transfera energie la câțiva metri distanță, deși, la o viteză foarte mică.

Încărcare fără fir la distanță

Unul dintre dezavantajele sau dezavantajele majore ale încărcării fără fir este că nu puteți utiliza cu adevărat dispozitivul în timp ce acesta este încărcat. Cu toate acestea, multe companii lucrează acum la tehnologii de încărcare fără fir la distanță care ar putea ajuta utilizatorii să taie definitiv cablul definitiv. Totul a început în 2007, când o echipă de cercetători MIT, condusă de profesorul de fizică Marin Soljačić, a demonstrat capacitatea de a alimenta fără fir un bec de 60 wați de la o distanță de aproximativ doi metri (~ 6,5 picioare).

În timp ce tehnologia era extrem de ineficientă pe atunci (~ 45% eficiență), de atunci a avansat cu pași mari și poate transmite acum niveluri ridicate de putere (până la 11kW) cu o eficiență de până la 92%.

Sistemul tehnologic de transfer de energie fără fir în câmpul apropiat a fost inițial utilizat în scop comercial de către Soljačić însuși, care în 2017 a fondat o companie numită WiTricity, care proiectează sisteme de încărcare fără fir la distanță pentru vehicule electrice. Alte companii, cum ar fi Ossia și Energous, au demonstrat încărcarea wireless de la o distanță de până la 30 de picioare, deși eficiența se reduce drastic odată cu creșterea distanței.

Având în vedere că încărcarea fără fir devine din ce în ce mai obișnuită, chiar și încărcarea fără fir de la distanță se pare că va atinge electronica de consum mai devreme decât mai târziu. Xiaomi a anunțat luna trecută o tehnologie de încărcare fără fir la distanță, numită „Mi Air Charge”, care poate încărca simultan mai multe dispozitive în timp ce joci, te plimbi sau chiar când ceva este în cale.

Este un încărcător de 5W care folosește 144 de antene în stația de bază pentru a trimite unde cu lățimea de milimetru către dispozitivele receptoare. De la începutul lunii februarie, nu se știe când dispozitivul va intra pe piață.

Aplicație în IoT, sănătate și industrii auto

În timp ce WiTriCity aduce încărcarea fără fir a automobilelor, alte companii din întreaga lume încorporează tehnologia în alte industrii, inclusiv asistență medicală, robotică și multe altele. Cu toate acestea, industria auto rămâne unul dintre cei mai mari clienți ai tehnologiei.

Zeci de modele de automobile oferă acum încărcare wireless bazată pe Qi în cabina lor, în timp ce multe vehicule electrice, precum Mercedes Benz S550e, se pot încărca fără fir, parcând pur și simplu peste un tampon de încărcare. În viitor, vehiculele ar putea fi încărcate chiar și în mișcare, datorită unei tehnologii numite încărcare dinamică a vehiculelor electrice (DEVC).

Cu încărcarea fără fir și beneficiile sale care depășesc limitele sectorului electronicelor de larg consum, experții prezic că acesta poate fi utilizat în dispozitive pentru implanturi medicale precum stimulatoarele cardiace cardiace și alte pompe de asistență cardiacă. În 2018, Massachusetts Institute of Technology (MIT) a demonstrat un sistem numit In Vivo Networking (IVN) care permite dispozitivelor medicale implantate în interiorul corpului uman să funcționeze în timp ce obține energie din undele radio extern..

Invenția deschide calea pentru dispozitive implantabile și senzori microscopici încorporați și mai puternici. Posibilele cazuri de utilizare includ hardware implantabil pentru a monitoriza nivelul zahărului din sânge și alți parametri critici.

Odată cu extinderea și amploarea încărcării fără fir în continuă creștere, cazurile de utilizare viitoare ale tehnologiei pot include, de asemenea, alte aplicații inovatoare, cum ar fi mesele de restaurant care se dublează ca tampon de încărcare pentru smartphone-uri, mobilier cu încărcare wireless integrată și blaturi de bucătărie care alimentează prăjitoarele de pâine , rectificatoare și alte aparate fără fir. Beneficiile și aplicațiile crescute sunt, de asemenea, susceptibile să îmbunătățească adoptarea încărcării fără fir, dar nu este clar imediat când ar avea loc acest lucru.

Smartphone-uri cu încărcare wireless

În 2009, Palm Pre a devenit primul smartphone disponibil în comerț care oferă încărcare wireless. De atunci, zeci de dispozitive au adoptat funcția, inclusiv Droid Charge în 2011 și Nokia Lumia 920 în 2012. Astăzi, există multe modele de smartphone-uri care oferă avantajele încărcării wireless. Unele dintre cele mai recente smartphone-uri care oferă această funcție includ:

• Samsung galaxy S21 series
• iPhone 12 seria
• Google Pixel 5
• Seria Galaxy Note 21
• OnePlus 8 Pro

Cele mai bune încărcătoare wireless

Există multe încărcătoare wireless disponibile pe piață, iar cele mai multe dintre ele aderă la standardul Qi pentru o compatibilitate maximă. Aici, enumerăm câteva dintre cele mai bune pe care le puteți cumpăra chiar acum:

• Încărcător Apple MagSafe (certificat pentru anumite dispozitive Apple): (39 USD)
• Încărcător wireless Samsung 15W: (79,99 dolari)
• Anker PowerWave Alloy: (29,99 dolari)
• Încărcător wireless RAVPower: (22,99 USD)
• Încărcător wireless Philips Fabric: (19,88 USD)

Ce este încărcarea Apple MagSafe? Diferența dintre Magsafe și Qi

Introdus alături de iPhone 12, MagSafe este o versiune îmbunătățită a tehnologiei de încărcare wireless existente a Apple și oferă beneficii suplimentare. Se bazează în continuare pe tehnologia de încărcare Qi la bază și, ca atare, este compatibil cu încărcătoarele Qi. Cu toate acestea, ceea ce MagSafe face diferit este că ajută la alinierea corectă a smartphone-ului cu încărcătorul pentru un proces de încărcare mai rapid și mai eficient.

Pentru a obține o aliniere mai bună pentru tehnologia sa MagSafe, Apple a adăugat inele de magneți în jurul bobinei de încărcare a iPhone-ului pentru a ajuta dispozitivul să se fixeze în poziție atunci când este așezat pe salteaua de încărcare. Apple a îmbunătățit, de asemenea, viteza de încărcare cu MagSafe în seria iPhone 12, care oferă acum până la 15W în loc de 7,5W pe modelele anterioare..

Încărcătorul Apple MagSafe este certificat pentru a funcționa cu anumite dispozitive Apple, inclusiv, dar fără a se limita la, seria iPhone 12, Apple Watch și AirPods Pro. Cu toate acestea, s-a dovedit că este compatibil cu o serie de smartphone-uri Android, inclusiv Google Pixel 5, Samsung Galaxy Z Fold 2, seria Galaxy Note 10 și multe altele. Nu este surprinzător, având în vedere că Apple a adoptat și standardul de încărcare Qi al WPC pentru tehnologia sa MagSafe. În mod similar, iPhone-urile cu suport de încărcare wireless (MagSafe sau altele), pot fi încărcate folosind orice saltea de încărcare Qi existentă.

De asemenea, puteți consulta lista noastră detaliată a celor mai bune încărcătoare wireless și a celor mai bune suporturi auto MagSafe pentru încărcare fără fir pentru seria iPhone 12.

întrebări frecvente

• De unde știu dacă dispozitivul meu se poate încărca fără fir?

Pentru a afla dacă telefonul, ceasul sau căștile dvs. acceptă această funcție, consultați manualul de utilizare pe care l-ați primit cu cutia de vânzare cu amănuntul. Având în vedere că încărcarea fără fir este una dintre caracteristicile esențiale ale oricărui dispozitiv, va fi menționată destul de vizibil, dacă este cazul. De asemenea, consultați site-ul web al vânzătorului și căutați pe web pentru a afla mai multe despre caracteristicile și funcționalitatea dispozitivului dvs..

Rețineți că, de acum, toate telefoanele care acceptă încărcarea fără fir pot fi încărcate cu cabluri, ca de obicei. Cu toate acestea, acest lucru s-ar putea schimba, cu rapoarte care sugerează că Apple ar putea să planifice să elimine cu totul porturile în iPhone-urile viitoare, deși acest lucru ar putea fi departe..

• Pot încărca un smartphone în carcasa acestuia sau am nevoie de o carcasă specială?

Majoritatea carcaselor din policarbonat și TPU, indiferent dacă sunt clare sau nu, vă vor permite să vă încărcați telefonul fără fir. Cazurile mai „groase” sunt mai excepționale de la regulă. Deci, dacă telefonul dvs. acceptă această funcție și intenționați să o folosiți, asigurați-vă că ați cumpărat o carcasă care este marcată în mod clar ca fiind compatibilă.

• Cum configurez încărcarea fără fir?

Cumpărați un încărcător wireless compatibil și conectați-l la o priză de perete utilizând adaptorul de alimentare furnizat împreună cu accesoriul dvs. sau unul recomandat de producător. Odată ce covorul de încărcare se alimentează, așezați telefonul pe el cu afișajul orientat în sus. Pentru performanțe optime, plasați-l în centrul încărcătorului. În cazul covoarelor cu încărcare dublă sau triplă, așezați telefonul sau alte dispozitive în locația exactă recomandată de producător.

• Pot obține încărcare wireless în mașina mea?

Multe mașini vin cu stații de încărcare instalate din fabrică. Chiar dacă mașina dvs. nu vine cu una, puteți adăuga cu ușurință un încărcător wireless aftermarket pentru automobile. Asigurați-vă că cumpărați specificațiile potrivite pentru dispozitivul dvs. De asemenea, asigurați-vă că atât încărcătorul, cât și dispozitivul pe care încercați să îl încărcați respectă același standard de încărcare. Consultați acest articol în detaliu pentru a afla mai multe.

• Încărcarea fără fir încălzește telefonul?

Încălzirea se întâmplă de obicei din cauza ineficienței transferului de energie, deci cu cât este mai eficient tamponul de încărcare, cu atât telefonul va fi mai puțin fierbinte. Acestea fiind spuse, încărcarea fără fir este ineficientă prin natură, așa că va exista întotdeauna un exces de căldură. Atâta timp cât atât telefonul, cât și salteaua de încărcare respectă standardele stabilite, nu trebuie să vă faceți griji cu privire la repetarea fiasco-ului Galaxy Note 7.

• Încărcarea wireless este mai rapidă decât încărcarea prin cablu (beneficii, dacă există)?

După cum sa menționat deja, încărcarea fără fir este dureroasă lentă în comparație cu încărcarea prin cablu. Este o altă consecință a ineficienței transferului de energie wireless. Deci da, încărcarea fără fir este mai lentă, îți încălzește dispozitivul și nu te lasă să folosești telefonul liber în timp ce ești încărcat. Lucrurile se schimbă odată cu încărcarea fără fir la distanță și alte inovații noi, dar probabil va continua să rămână în urma încărcării prin cablu în ceea ce privește viteza și eficiența în viitorul apropiat..

Viitorul tehnologiei de încărcare este aici

Oamenii de știință cred că au zgâriat doar suprafața a ceea ce oferă tehnologia de încărcare fără fir. În anii următori, pe măsură ce tehnologia se maturizează, va oferi mai mult atât în ​​ceea ce privește domeniul său de aplicare, cât și performanța. Până atunci, va rămâne în cea mai mare parte o caracteristică relativ de nișă ca funcție de dorit, dar non-critică în gadgeturile de consum, cum ar fi telefoanele, ceasurile și căștile. Oricum ar fi, acum, că știi atât de multe despre încărcarea fără fir, beneficiile (avantajele) și dezavantajele (dezavantajele) sale, anunțați-ne dacă este obligatoriu în următorul smartphone sau dacă mai simțiți că este un truc asta încă nu este pregătit pentru primetime.