Bezprzewodowe ładowanie w smartfonach: co może przynieść kolejne 10 lat?

Bezprzewodowe ładowanie w smartfonach: co może przynieść kolejne 10 lat?
Wydaje się, że zaledwie wczoraj Nokia Lumia 920 zadziwiła nasze zbiorowe umysły, stając się pierwszym smartfonem oferującym wbudowane ładowanie bezprzewodowe. Jasne, ładowanie trwało całą wieczność, ale naszym zdaniem był to początek chwalebnej rewolucji bezprzewodowej. Skrępowana ograniczeniami dzieci, rasa ludzka miała urzeczywistnić wizję Nikoli Tesli, popychając nas w nową erę pokoju, dobrobytu i innowacji technologicznych. Chociaż sprawy nie poczyniły postępów tak bardzo, jak oczekiwali nasi młodzi ludzie, nadal przebyli długą drogę. Dziś mamy telefony takie jak Xiaomi Mi 11 Ultra, które umożliwiają bezprzewodowe ładowanie o mocy 67 W. Szczerze mówiąc, jest to trochę śmieszne i pokazuje, jak daleko zaszliśmy w ciągu zaledwie kilku lat. Można go naładować od krawędzi śmierci do 100% w niecałe 40 minut, ładuje się szybciej niż większość telefonów, nawet przy użyciu kabla. Pomijając wartości odstające, ładowanie bezprzewodowe stało się coraz bardziej powszechne. Ludzie przemycają bezprzewodowe stacje ładowania do mebli, takich jak stoły i lampy, w domach i kawiarniach. Samochody również mają je wbudowane, a niektóre telefony umożliwiają nawet bezprzewodowe ładowanie innych telefonów lub urządzeń, np. słuchawek, po prostu umieszczając je z tyłu telefonu. Więc dokąd stąd pójdziemy? Czy osiągnęliśmy szczyt wygodnego ładowania bezprzewodowego? Nie za dużo.

Idź na całość lub idź do domu

Najbardziej natychmiastowa poprawa, jakiej możemy się spodziewać w nadchodzących latach, polega na wzmocnieniu istniejącej technologii ładowania bezprzewodowego na kilka kluczowych sposobów. Zanim zagłębimy się w szczegóły, oto krótkie podsumowanie tego, jak Twój obecny telefon może ładować się bezprzewodowo. Jeśli weźmiesz miedzianą cewkę i przepuścisz przez nią prąd, wytworzysz pole elektromagnetyczne. Bezprzewodowe ładowarki i telefony zawierają te cewki. Gdy dwie cewki zostaną umieszczone obok siebie (na przykład podczas umieszczania telefonu na stacji ładującej), te fale elektromagnetyczne zakłócają się wzajemnie, a większe pole cewki podstawy ładującej zasila mniejszą część telefonu . , ładując baterię. Problem z tym, który być może zauważyłeś, jeśli korzystasz z ładowania bezprzewodowego, polega na tym, że nie tylko cewki muszą być bardzo blisko siebie, ale także ich rozmieszczenie musi być idealne. Jeśli telefon nie zostanie umieszczony dokładnie we właściwym miejscu, nie będzie się ładował, a w nocy możesz się obudzić i stwierdzić, że telefon jest rozładowany. To nie jest idealne. Amerykańska firma Aira chce dokonać dużych zmian, tworząc rozwiązanie do ładowania bezprzewodowego, które wykorzystuje wiele cewek na większym obszarze i może inteligentnie wykrywać położenie umieszczonych na nim urządzeń. Efektem końcowym jest stacja ładująca, która ładuje wiele urządzeń bez konieczności martwienia się o staranne rozmieszczenie; Po prostu umieść telefon i słuchawki w dowolny sposób i gotowe. Jest dość powolny i pobiera 5–7.5 W, ale jest idealnym wyborem do ładowania w nocy lub na komputerze stacjonarnym. A co najważniejsze, rozwiązanie można rozszerzyć, aby pasowało do mebli, samochodów i innych miejsc, w których potrzebne jest wygodne ładowanie. Teoretycznie całe biuro mogłoby stać się jedną gigantyczną podkładką do ładowania bezprzewodowego, ładującą wszystko, od lamp biurkowych i laptopów po telefony i słuchawki, bez ani jednego kabla w zasięgu wzroku.

Zwiększ głośność radia

Chociaż jedną ze ścieżek jest udoskonalenie istniejącej technologii ładowania bezprzewodowego, istnieje inna alternatywa, która obiera zupełnie inną ścieżkę, eliminując potrzebę fizycznego umieszczania telefonu na czymś, co otwiera świat naprawdę bezpłatnego ładowania. Witamy w krainie częstotliwości radiowych lub bezprzewodowego ładowania RF. Promieniowanie RF znajduje się w dolnej części widma elektromagnetycznego. RF, będąca formą promieniowania niejonizującego, ma niższą energię niż niektóre inne rodzaje promieniowania niejonizującego, takie jak światło widzialne i podczerwień. Urządzenie wyposażone w antenę zdolną do wychwytywania fal RF o niskim natężeniu może je przekształcić w napięcie stałe, które zasila samo urządzenie. Zasadniczo można sobie wyobrazić bezprzewodową ładowarkę RF jako hotspot Wi-Fi, rozprowadzający energię po całym pomieszczeniu i bezprzewodowo zasilający wszystko, co znajduje się na drodze kompatybilnego odbiornika. Jednakże są pewne problemy. Na początek, dzięki tak zwanemu prawu odwrotnych kwadratów, im dalej znajdujesz się od nadajnika RF, tym mniej mocy będzie dostępnej, a moc spadnie dość gwałtownie. Oznacza to, że jeśli podwoisz odległość od odbiornika, będziesz narażony na około czterokrotnie mniej energii. W przypadku smartfonów rozwiązanie to wydaje się nieco słabe, gdyż czas ładowania podtrzymującego będzie zbyt długi. Jednym z rozwiązań tego spadku mocy jest po prostu zwiększenie mocy nadajnika, ale wiąże się to z poważną wadą, a mianowicie faktem, że organizm może absorbować wyższe poziomy promieniowania RF, nagrzewając je jak mikrofon. Gotowe fale. posiłek. Oczywiście nie jest to idealne rozwiązanie.

Ładowanie bezprzewodowe

Jak działa technologia Energous (Źródło zdjęcia: Energous) Istnieje jednak kilka firm, które pracują nad różnymi rozwiązaniami, w tym Energous i Powercast. Obie firmy pracują nad rozwiązaniami wykorzystującymi fale RF do bezprzewodowego ładowania przedmiotów, przy czym ta ostatnia oferuje nawet produkt umożliwiający bezprzewodowe ładowanie kontrolerów Nintendo Switch Joy-con (aczkolwiek w odległości bardzo bliskiej kilku cali) od odbiornika. bardzo powoli). Rozwiązanie WattUp firmy Energous przewiduje przyszłość, w której nadajniki będą integrowane z większymi obiektami, takimi jak monitory biurkowe, które następnie będą mogły ładować obiekty takie jak smartfony z odległości do jednego metra. Wydaje się, że obie firmy czynią postępy, ale obecne ograniczenia oznaczają, że w dającej się przewidzieć przyszłości z rozwiązaniem prawdopodobnie będą współpracować tylko mniejsze urządzenia.

Ładowanie bezprzewodowe

Przykład technologii firmy Ossia (Zdjęcie: Ossia) Jeśli szukasz sposobu na ładowanie RF w całym pomieszczeniu bez smażenia, firma Ossia pracuje nad rozwiązaniem, które może być rozwiązaniem. Aby przezwyciężyć niebezpieczeństwa związane z wysyłaniem większej mocy RF w dłuższym czasie ładowania, specjalnie zaprojektowany nadajnik może przesyłać energię do urządzeń rozmieszczonych w całym pomieszczeniu, odbijając się od ścian i przedmiotów, automatycznie unikając ludzi. Za każdym razem, gdy pole widzenia danej osoby zostanie przerwane, ten konkretny sygnał zostaje odcięty, ale urządzenia mogą nadal ładować się ze względu na zdolność sygnału do znajdowania innych ścieżek w pomieszczeniu. Jeśli cały ten błąd związany z bezprzewodowym ładowaniem RF wydaje się nieco rozczarowujący i naciągany, to dlatego, że obecnie tak jest. W obecnej sytuacji, przy dostępnej obecnie technologii, rozwiązania w zakresie ładowania RF nie zostały jeszcze opracowane, zanim będziemy mogli zacząć myśleć o ich powszechnym zastosowaniu. W nadchodzących latach możemy spodziewać się mniej wymagających urządzeń, takich jak klawiatury i myszy, które będą zasilane wyłącznie z stacjonarnego nadajnika RF, ale stworzenie bardziej wytrzymałego urządzenia jest prawdopodobnie jeszcze bardzo odległe. Tak czy inaczej, brak konieczności martwienia się o ładowanie urządzeń to przynajmniej krok we właściwym kierunku.

Podczerwień ratuje dzień

Jeśli jesteś trochę zawiedziony wyobrażeniem sobie przyszłości bez prawdziwie bezprzewodowego ładowania pokoju, nie płacz jeszcze. Izraelska firma Wi-Charge ma zupełnie inne rozwiązanie, które wygląda bardzo obiecująco, biorąc pod uwagę, że może już zasilać duże elementy, takie jak głośniki, z drugiego końca pokoju. Tak, naprawdę.

Ładowanie bezprzewodowe

Przykład technologii Wi-Charge (Zdjęcie: Wi-Charge) Sekretem tej technologii jest bezprzewodowe przesyłanie mocy przy użyciu skupionych promieni podczerwonych. Większy nadajnik można umieścić w pomieszczeniu (prototyp wbudowano w lampę sufitową), który można łatwo podłączyć do głównego źródła zasilania. Po włączeniu może automatycznie wykrywać i dokładnie przesyłać skupione promienie podczerwone do odbiorników znajdujących się w dowolnym miejscu pomieszczenia. Odbiorniki, które można podłączyć (a kiedyś zintegrować z) urządzeniami takimi jak lampy, smartfony, głośniki i inne, są wyposażone w mini fotokomórkę, która może przekształcić transmitowane promienie podczerwone w energię elektryczną. Jednocześnie można ładować wiele urządzeń, a system może dostarczyć kilka watów mocy w odległości do kilku stóp, co jest co najmniej imponujące. Jakby tego było mało, jest to również znacznie bezpieczniejsze niż rozwiązania bezprzewodowe RF. Wi-Charge wykorzystuje laser podczerwony klasy 1, który jest bezpieczny w każdych warunkach normalnego użytkowania i nie stwarza zagrożenia dla zdrowia. Dodatkowe bezpieczeństwo zapewnia fakt, że wszystkie promienie podczerwieni są automatycznie wyłączane w przypadku wykrycia przeszkody pomiędzy ładowanym urządzeniem a nadajnikiem. To prowadzi nas dość wyraźnie do głównej wady. Rozwiązanie ładowania na podczerwień opiera się na linii wzroku, co oznacza, że ​​nie można naładować telefonu, jeśli znajduje się on np. w kieszeni. Mimo to jest to najbliższe i najbardziej wyrafinowane rozwiązanie do ładowania bezprzewodowego, jakie dotychczas widzieliśmy i z pewnością możliwe, że w najbliższej przyszłości zobaczymy znacznie więcej technologii ładowania na podczerwień. W międzyczasie oczywiście mogliśmy zaobserwować eksplozję innowacji w zakresie akumulatorów (miejmy nadzieję, że nie dosłownie), która może obejmować wszystko, od mitycznych baterii grafenowych po superkondensatory, które całkowicie ładują się w ciągu kilku sekund. Wiąże się to jednak ze wskoczeniem w głąb zupełnie innej spekulatywnej króliczej nory…