Co to jest ładowanie bezprzewodowe i jak dokładnie działa? [MakeUseOf wyjaśnia]

Żyjemy w bezprzewodowym świecie. Tyle że nie. Oczywiście możemy przesyłać ogromne ilości informacji przez fale radiowe, ale urządzenia zdolne do wysyłania i odbierania ich są powiązane z przewodami zasilającymi. Baterie pozwalają na pewną swobodę, ale ostatecznie wszyscy musimy wrócić do znajomej strony gniazdka elektrycznego.

Co jeśli nie? Co jeśli moglibyśmy ładować w dowolnym miejscu i czasie? To obietnica bezprzewodowego ładowania, koncepcja, która wydaje się wyrwana z science fiction. Ale to nie jest - jest prawdziwe i jest dostępne dzisiaj. Spójrzmy na rzeczywistość i zobaczmy, co ta technologia może, a czego nie może osiągnąć.

Jak działa ładowanie bezprzewodowe?

Termin “ładowanie bezprzewodowe” zwykle odnosi się do ładowania indukcyjnego. Ta technologia wykorzystuje stację ładowania, która wytwarza zmienne pole magnetyczne. Urządzenie z odpowiednią cewką indukcyjną będzie otrzymywać energię z tego pola, gdy zostanie umieszczone w pobliżu, dzięki czemu będzie otrzymywać energię bez fizycznego połączenia.

Bezprzewodowe szczoteczki do zębów i inne urządzenia łazienkowe od dawna stosują ładowanie indukcyjne. Technologia tradycyjnie miała problemy z niską wydajnością i powolnym ładowaniem, ale nie były one uważane za wadę urządzeń łazienkowych, które mogłyby być używane tylko przez kilka minut każdego dnia. Korzystanie z ładowania indukcyjnego jest również bezpieczniejsze, ponieważ materiał przewodzący nie jest odsłonięty. Dotknąć go mokrą ręką? Nie ma problemu.

Ładowanie indukcyjne nie jest magią. Do działania potrzebny jest określony sprzęt, który musi być wbudowany w urządzenie. Większość urządzeń nie ma wbudowanych indukcyjnych cewek ładujących, dlatego należy podłączyć tuleję lub adapter, aby umożliwić ładowanie indukcyjne.

Wady ładowania indukcyjnego

Ładowanie indukcyjne opiera się na polach magnetycznych. Mogą być silne, ale często mają krótki zasięg działania, chyba że dostępne jest niewiarygodne źródło magnetyzmu (Ziemia ma pole magnetyczne tylko dlatego, że ma także ogromny stopiony metalowy rdzeń). Małe indukcyjne stacje ładowania nie różnią się niczym.

Jako przykład weźmy bezprzewodową szczoteczkę do zębów. Umieszczasz go na stojaku i ładuje się. Jednak kontakt szczoteczki do zębów ze stojakiem nie jest odpowiedzialny za ładowanie. Po prostu wydaje się, że tak jest, ponieważ pole używane do ładowania szczoteczki do zębów jest tak słabe, że jej zasięg najlepiej mierzyć w milimetrach.

Problemem pozostaje również szybkość i wydajność ładowania. Próba ładowania urządzenia za pomocą ładowania indukcyjnego po prostu nie jest tak skuteczna jak bezpośrednie, fizyczne połączenie.

A potem jest cewka indukcyjna. Choć mały i coraz mniejszy, wciąż jest sporym zestawem w stosunku do przestrzeni dostępnej w nowoczesnym smartfonie, tablecie lub ultrabooku. Jest to problem, który zmniejsza się z czasem, ale dotyczy współczesnych urządzeń.

Bezprzewodowe ładowanie trafia na rynek masowy

Brak wspólnego standardu jest kolejnym powodem, dla którego bezprzewodowe ładowanie nigdy nie zyskało dużej trakcji w elektronice użytkowej. Nie tak dawno temu większość urządzeń nadal polegała na kablach Ethernet do transmisji danych, a mobilny Internet szerokopasmowy był ograniczony do absurdalnie niskich prędkości. Ładowanie bezprzewodowe nie wydawało się ważne przed komunikacją bezprzewodową.

Zmieniło się to dzięki Wireless Power Consortium i jego Qi (wymawiane “ser”) standard. WPC to organizacja branżowa sponsorowana przez różne firmy poszukujące standardu bezprzewodowego ładowania. Do jej członków należy każda wielka marka na rynku mobilnym oprócz Apple.

Mówiłem o Qi Wireless po uczestnictwie w CES 2012. Byłem w stanie zobaczyć szereg działających prototypów, a także istniejące produkty, które korzystały z bezprzewodowego ładowania. Te prototypy i rozwiązania niszowe stają się teraz rzeczywistością, są produktami dostępnymi na rynku masowym. Na przykład Nokia niedawno ogłosiła, że ​​nowa Lumia 920 będzie miała wbudowane ładowanie bezprzewodowe. Tańsza Lumia 820 będzie miała opcjonalną obudowę, która umożliwia tę technologię.

Oczywiste jest, że istnieje przyszłość bezprzewodowego ładowania. Za WPC kryje się duże wsparcie branży i chęć wprowadzenia tej funkcji na rynek. Prawdopodobnie w tym i przyszłym roku zostanie ogłoszonych kilka dodatkowych urządzeń z ładowaniem bezprzewodowym.

Przyszłość ładowania bezprzewodowego

Obecne ładowanie indukcyjne może być wygodne, ale problemem jest brak zasięgu. Zmniejsza technologię do wygody, a nie do rewolucji.

Czy to się zmieni? Może. Przeprowadzono wiele badań nad potencjałem bezprzewodowej mocy dalekiego zasięgu i do jej osiągnięcia zastosowano wiele różnych technologii. Lasery, mikrofale i mocniejsze warianty ładowania indukcyjnego były w stanie osiągnąć większe odległości transmisji. Wady utrudniały szerokie rozpowszechnienie. Potknięcie się o laser zastosowany na przykład do bezprzewodowego przenoszenia mocy może spowodować odparowanie stopy.

Trudno powiedzieć, skąd nastąpi przełom w tej dziedzinie. Apple jest jednym z kandydatów, ponieważ firma opatentowała urządzenie, które rzekomo może zasilać urządzenia z odległości do jednego metra. Wireless Power Consortium nieustannie szuka lepszych opcji. Jest też Intel, który niedawno ogłosił, że współpracuje z technologią zintegrowanych urządzeń na urządzeniu magnetycznym, które zostanie umieszczone w laptopie i dostarczy energię do pobliskich smartfonów i urządzeń peryferyjnych.

Przełomem może być niewielka firma inżynierska, która nie jest znana. Jest to trudny problem techniczny, który wymaga zarówno kreatywnego myślenia, jak i znacznej wiedzy inżynierskiej do rozwiązania. Duża korporacja może nie być pierwszą, która znajdzie rozwiązanie.

Wniosek

Ładowanie bezprzewodowe ma ogromny potencjał. Dlatego ludzie pracują nad tym od ponad wieku. Gdybyśmy mogli przenieść energię bez przewodów, moglibyśmy przemyśleć nie tylko elektronikę użytkową, ale infrastrukturę używaną przez całą rasę ludzką.

Niestety, jeszcze nas tam nie ma, ale doceniane jest ponowne zainteresowanie tą dziedziną wywołane przez elektronikę użytkową. Być może wieczna pogoń za niekończącą się wygodą może wreszcie całkowicie otworzyć tę technologię.