Беспроводные заряжающие устройства. Измерения и потребление. Универсальное зарядное устройство.

Для того чтобы оснастить любимый смартфон флагманской функцией беспроводной зарядки, потребуется не так много.

Во-первых, база, она же зарядник. Чаще всего выполняется в виде небольшой круглой площадки с выходом для зарядного устройства. Для эксперимента возьмём безымянную модель с приятной синей подсветкой. Работает от блока питания 5 В, 2 А (обычный USB), питается через стандартный microUSB-порт. На выходе устройство даёт ток с параметрами 5 В, 1 А, что достаточно для зарядки большинства девайсов даже в рабочем режиме.

Второй необходимый элемент модернизации - антенна, при помощи которой и происходит зарядка смартфона на расстоянии. Обычно расстояние это минимально, кстати говоря, но удобство использования без проводов для кого-то может оказаться значительным. Например, базу можно встроить в приборную панель автомобиля или положить на комод возле кровати: пришёл, положил, лёг спать. И никаких поисков проводов.

На рынке представлена масса самых разных универсальных антенн для смартфонов. Подойдут они и для другой техники, но здесь нужно подумать над размещением. Антенна (у нас - безымянный китайский экземпляр) представляет собой катушку с платой, спрятанные в бумажном подобии конвертика. Из него выходит провод со штекером microUSB, хотя при желании его можно перепаять на любой другой. Стоит обратить внимание: катушка работает только в одном положении по отношению к заряднику. Поскольку кабель для соединения со смартфоном плоский, может потребоваться вскрытие пакетика и переворот катушки для работы антенны (как в нашем случае). Катушка должна быть направлена открытой стороной в сторону зарядного устройства.

С объявлением интегрированной беспроводной зарядки в Lumia 920 , Nokia надеется, что эта технология позволит привлечь внимания покупателей, и отбить часть их от Apple . Nokia присоединилась к HTC, Sony, Samsung и другие, приняв QI, фирменный стандартный интерфейс созданный Консорциумом беспроводного питания. Qi, произносится «ци», происходит от китайского потока энергии и предназначена для обеспечения энергией устройств через магнитную индукцию. Давайте рассмотрим, что она из собой представляет и какие выгоды от нее

Принцип действия

Термин «беспроводная зарядка» обычно относится к индуктивной зарядки. Эта технология использует зарядную станцию, которая создает переменное магнитное поле. Устройство с соответствующей индукционной катушкой будет получать энергию от поля, индуцируемого зарядной станцией поля, и этим самым возможна передача энергии на небольшое расстояние. Все как и говорил великий Никола Тесла. А может и правда Тунгусский метеорит его рук дело?

Беспроводные зубные щетки длительное время уже используют беспроводную зарядку. Технологию традиционно сопровождали проблемы низкой эффективности и медленной зарядки, но они были не критическим недостатком для зубной щетки или электрической бритвы, которые вы используете только в течение нескольких минут каждый день. Использование индуктивной зарядки является более безопасным, с той точки зрения, что нету провода, и он не замкнет, и вы случайно не дотронетесь мокрыми руками к участкам с плохой изоляцией. Индуктивная зарядка это не магия. Она нуждается в конкретной аппаратной средств, аппаратные средства должны быть встроено в устройство.

Недостатки беспроводной зарядки

Индуктивная зарядка зависит от магнитного поля. Они конечно бывают сильными, но все же имеют короткий радиус действия. Эта первый недостаток.

Скорость зарядки и эффективность второй недостаток. Зарядка устройств с помощью индукционной зарядки не так эффективно, как при помощи прямого, физического соединения.

Третий недостаток габариты. Несмотря на малый размер катушек и они становится все меньше, все равно значительная часть пространства, доступного в современном смартфоне, планшет или ультрабуке будет составлять катушки. Это проблема, которая будет уменьшаться со временем, но на сегодняшний день она еще актуальна.

Будущее беспроводной зарядки

Данная индуктивная зарядка может быть удобна, но малый радиус действия является проблемой. Это разительно уменьшает удобство пользования данной технологией
Изменится ли это? Может быть. Было проведено много исследований потенциала беспроводной зарядки и в различных технологиях были успехи в радиусе действия. Лазеры, микроволновые печи и более мощные варианты индуктивной зарядки смогли достичь больших расстояниях передачи. Недостатки препятствуют распространенное это слишком мощное излучение выше сказанных технологий. Можете обжечься или еще чего хуже.

Трудно сказать, кто возьмет пальму первенства на этом рынке. Первым кандидатом, является Apple, потому что компания запатентовала устройство, которое может якобы заряжать на расстоянии до одного метра. Беспроводной Консорциум питания также постоянно ищет лучшие варианты. А тут еще Intel, которая недавно объявила, что она работает над интегрированной технологией магнитных устройств, которые будут помещены в ноутбук и раздавать питание на близлежащие смартфоны и периферийные устройства.

Заключение

Беспроводная зарядка имеет огромный потенциал. Вот почему люди работают над ним на протяжении более века. Если бы мы могли передавать энергию без проводов мы сможем переосмыслить не только бытовую электронику, но инфраструктуру, используемой человечеством. Список смартфонов поддерживающих беспроводную зарядку представлен

Есть несколько технологий передачи электричества по воздуху, в том числе с помощью лазера, звуковой волны и прочих интересных способов. Но коммерческой из них пока можно назвать лишь одну - использование электромагнитной индукции, посредством которой передавать энергию пытались еще Фарадей и Тесла. Самый распространенный на сегодня стандарт индуктивной зарядки уже лет семь разрабатывается организацией Wireless Power Consortium. Стандарт этот называется китайским словом Qi - произносится как «chee» по-английски или как «ци» в русской традиции перевода. Его официально поддерживают практически все производители мобильников, начиная с телефонов Samsung, Sony, Lumia, заканчивая маленькими компаниями, чьи названия никому ни о чем не говорят. Зарядными станциями, соответствующими этому стандарту, в течение года обещают оборудовать некоторые американские аэропорты, британские «Макдоналдсы» и «Старбаксы», и это, как становится понятно, только начало списка . К нему же можно отнести новую икеевскую мебель и лампы со встроенными зарядными панелями - их начнут продавать в Европе в этом месяце. Даже Apple, которая, как всегда, стоит немного в стороне и официально Qi не поддерживает, в своих часах, похоже, все-таки придерживается принципов WPC.

Как это работает

Беспроводная зарядка по технологии WPC предполагает наличие в телефоне и зарядном устройстве индукционных катушек: одна выступает в роли приемника, другая - в роли передатчика электричества. Когда зарядку подключают к электросети, в ней возникает напряжение, а вокруг ее катушки-передатчика - магнитное поле. Когда в это поле попадает телефон, электромагнитные волны в его катушке-приемнике преобразуются в электричество - батарея телефона начинает заряжается. Стандарт Qi подразумевает, что для полноценной передачи энергии расстояние между устройствами не должно превышать 3–5 сантиметров. То есть они должны практически касаться друг друга. Поэтому большинство нынешних индукционных зарядок представляют собой небольшие панели, на которые необходимо класть телефон. При этом их КПД составляет около 75–80% - чуть меньше, чем у проводных зарядок.

В чем плюсы и минусы

Если говорить о рядовом пользователе, у индуктивной зарядки есть только одно существенное преимущество. Она освобождает от необходимости подсоединять кабель к телефону (плееру, камере, часам и прочим небольшим устройствам). И хотя ее называют беспроводной, собственно от провода она не освобождает, поскольку он нужен для подключения зарядной панели к розетке. У этих панелей есть и другие недостатки: они немного дороже и в среднем заряжают в полтора-два раза медленнее.

Опасна ли беспроводная зарядка

Это, наверное, самый популярный вопрос, который задают Wireless Power Consortium, и производители мобильных, разумеется, отвечают, что это безопасно. В этом же пытаются всех убедить производители электробритв и зубных электрощеток - для их подзарядки тот же индукционный принцип уже применятся давно. Но стоит иметь в виду, что электромагнитные волны, благодаря которым передают энергию беспроводные панели, относятся к спектру так называемого неионизирующего (и оттого безопасного в отличие, скажем, от рентгеновского) излучения. Электромагнитные волны того же спектра служат для передачи сигнала радиостанций, сотовых вышек, вайфай-роутеров. Например, сигнал мобильного телефона передается постоянно и на куда большие расстояния, но для работы его приемника достаточно небольшой мощности (в пределах 1–2 ватт). Максимальная мощность беспроводных панелей стандарта Qi существенно выше - 5 ватт. Но они (пока) работают на крайне малых расстояниях, к тому же автоматически отключаются (а значит - прекращают излучать волны), если устройство зарядилось.

В любом случае убедительных доказательств того, что беспроводная зарядка стандарта Qi (как и сигнал сотовой связи) может угрожать здоровью, никто еще не представил. Впрочем, Wireless Power Consortium работает и над более мощными беспроводными чарджерами (до 120 ватт), способными заряжать ноутбуки. Но с этими устройствами пока осторожничают, и никто их, кажется, не выпускает.

Какие устройства поддерживают беспроводную зарядку Qi

Узнать об этом можно в поиске на сайте WPC . При этом стоит помнить, что для осуществления беспроводной зарядки вам потребуется две вещи: приемник и передатчик энергии. Одни телефоны (и носимые устройства) уже имеют встроенные зарядные модули, они же приемники; к ним остается только подобрать беспроводную панель, она же передатчик. Другие телефоны - все айфоны, к примеру, - эту технологию пока не поддерживают. К ним, помимо панели, придется купить еще и специальный чехол или насадку с зарядным модулем, который подключается к смартфону через привычный разъем для зарядки.

iQi Wireless Charging Receiver

Напоследок пример того, как обстоят дела с беспроводной зарядкой телефонов Apple. Поскольку айфоны технологию пока не поддерживают, на помощь приходят костыли в виде чехлов, насадок и прочих аксессуаров. Например, чехлы Duracell за 120 долларов, которые сама Apple рекомендует в своем магазине . Но самое удивительное приспособление того же назначения - карта-приемник iQi, которую подключают через разъем Lightning и прячут под обычным чехлом телефона. Проект, успешно собравший средства на краудфандинговой платформе Indiegogo , сейчас можно найти на «Амазоне» (хотя все же лучше, наверное, попробовать дождаться седьмого или восьмого айфона: у того или другого, по слухам, будет свой встроенный приемник для беспроводной зарядки).

Фантасты предполагали, что в начале XXI века человечество будет легко покидать пределы атмосферы, а в повседневной жизни пользоваться летающими автомобилями. Их расчёты были вполне справедливы, ведь впервые поднявшись в 1903 году на самолёте, человек уже 12 апреля 1961 года совершил первый в мире полёт в космическое пространство. Но жизнь распорядилась иначе, и человечество пошло по пути развития персональной электроники, вещи, которую не угадал ни один «фантазёр».

Незаменимые устройства

За короткое время телефоны превратились в совершенно футуристические и незаменимые устройства, помогающие человеку во всех аспектах жизни, с которым он не расстаётся даже во сне.

Но одна вещь всегда делала из идиллической картины нового дивного мира жёсткую сатиру и пародию на него - это, конечно, аккумулятор. Если в эпоху мобильных телефонов кое-как удавалось сохранить жизнь устройства на протяжении недели, то сегодня смартфону еле удаётся сохранить работоспособность в течение дня. И эти скромные показатели достигаются только благодаря перерывам в использовании смартфона.

Реальный срок работы телефона сегодня не превышает 3-4 часа. Первоначально производители пошли по наиболее логичному пути увеличению ёмкости батарей, но он оказался тупиковым, потому что покупатели не хотели телефоны-кирпичи, которые похожи на рации героев войны, а хотели невесомые тонкие устройства героев «Звёздного пути».

Тогда производители пошли по другому пути: раз мы не можем увеличить срок службы батареи, подумали они, давайте сделаем зарядку настолько эффектной, что человек будет рад лишний раз зарядить телефон.

Рождение беспроводной зарядки

Так родились технологии Quick Charge и беспроводная зарядка. И, если первая технология не давала принципиально нового опыта, то вторая хоть внешне, наконец, стала тем прорывом, о котором так долго все мечтали. Ведь зарядка телефона, просто положив его на стол, приближала нас к будущему.

Давайте посмотрим, в чём суть данной технологии. И узнаем про её минусы, потому как плюсы очевидны.

Первый телефон с беспроводной зарядкой появился в далёком 2009 году. Им стал легендарный Palm Pre (телефон, претендовавший на роль телефона будущего, но в итоге похоронивший Palm). C этого времени технология значительно поменялась, но принципы индукционной зарядки, знакомые пользователям электрических зубных щёток уже 27 лет назад, никуда не делись.

Это по-прежнему две индукционные катушки, подключённые к источнику питания, в которых возникает магнитное поле перпендикулярно виткам катушки. Таким образом, если расположить две катушки в радиусе действия магнитного поля (и при этом подключить одну из них к источнику питания), то во второй катушке появится напряжение. Важно учитывать тот факт, что две индукционные катушки ни в коем случае не должны соприкасаться между собой. Это элементарный принцип лежит в основе работы всех устройств.

Стандарты беспроводной электромагнитной энергии

Основные принципы работы беспроводных устройств были стандартизированы Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium). В результате возник стандарт беспроводной связи Qi (на русском он читается как Ци или Чи, в Японии говорят Ки или Кэ). Название это взято неслучайно, так как в восточной философии выражает идею пространственно-временной и витально-энергетической субстанции, которая лежит в основе устройства Вселенной. Что как нельзя лучше описывает сущность этого явления. Большинство производителей (Samsung, LG, Google, Motorola, Microsoft, HTC и Nokia) следуют этим стандартам, поэтому пользователи могут заряжать свои телефоны в разных точках мира.

Наряду с этим Консорциумом существует также альянс Power Matters Alliance (PMA), основанный в 2012 году компаниями Procter & Gamble и Powermat Technologies. Этот альянс противостоит стандарту Qi. И он также пользуется поддержкой крупных компаний, среди которых Samsung, Sony, HTC, LG, Asus, Qualcomm, ZTE и AT&T. И да, вам не показалось, некоторые производители хотят усидеть на двух стульях сразу.

Различий у конкурентов немного. Оба используют индуктивную зарядку, но длина волны Qi находится в диапазоне 100-205kHz, а у РМА в 277-357kHz. Сам метод зарядки абсолютно идентичен (слияние с Alliance for Wireless Power, которая продвигала технологию Rezence, основанную на магнитном резонансе, смысл которой противоположен зарядке с помощью магнитной индукции, используемой конкурентами серьёзных дивидендов пока не принёс), единственным осязаемым преимуществом РМА является поддержка кофеен Starbucks.

На сегодня PMA - это образец “выдвижной стратегии”, когда компания устанавливает беспроводные зарядки своего стандарта с целью создания потребительского спроса де-факто.

Стандарты Qi

Существует две разновидности стандарта Qi. Первая предполагает зарядку при низкой мощности - 5 ватт, а вторая при высокой мощности - 120 ватт. Qi высокой мощности сейчас не выпускается производителями в силу несовершенства технологии (для приёма такого количества энергии потребуется громоздкая индукционная катушка, которая сопоставима с толщиной смартфона).

С помощью Qi на 120 ватт можно выполнить зарядку ноутбука. Qi на 5 ватт используют для пополнения ёмкости аккумулятора планшетных компьютеров и телефонов. Следует отметить, что для планшета и смартфона необходима различная сила тока, которая коррелируется с общим принципам проводной зарядки.

Отсюда мы узнаем, что и опасения по поводу вреда для здоровья от беспроводной зарядки абсолютно необоснованные. Дело в том, что магнитное излучение не является ионизирующим по своему влиянию на организм, оно похоже на сигнал Wi-Fi. Тем более зарядка на мощности 5 ватт является безопасной для человека в любом виде.

На сегодня, конечно, зарядка телефона является условно беспроводной, так как требует специальной площадки для зарядки. Во многом это портит впечатление от такого способа, но, к счастью, производители знают про это. И в 2015 году известная мебельная фирма IKEA в рамках выставки Mobile World Congress (MWC) представила мебель, в которую встроен модуль беспроводной зарядки.

Минусы беспроводной технологии

Весьма благоприятную картину портят различные изъяны беспроводной технологии, во многом обусловленные незрелостью технологии. Первым и главным пунктом значится, конечно, радиус действия. Телефон намертво привязан к зарядной площадке. Если вы захотите прочитать присланное вам сообщение или ответить на звонок, то зарядка немедленно прервётся. Что удлинит и так долгую зарядку.

И здесь мы переходим ко второму пункту: беспроводная зарядка - это долгий процесс. На 30% медленнее проводной. А также выяснилось, что использование этого типа зарядки значительно быстрее «убивает» аккумулятор телефона.

Безусловно, за беспроводной зарядкой, будущее, но некоторые (компания Apple в частности) считают, что это будущее ещё не наступило, а беспроводная зарядка является всего лишь модной игрушкой.

Беспроводное мобильное зарядное устройство - очень удобный современный гаджет

С каждым годом беспроводное мобильное зарядное устройство завоёвывает всё большую популярность. По какому принципу оно работает? Как выбрать подходящую модель? И действительно ли беспроводная зарядка лучше классической?

Беспроводная зарядка смартфона или другого гаджета осуществляется благодаря переменному магнитному полю, генерируемому специальной станцией. Для подзарядки устройство должно быть оснащено соответствующей индукционной катушкой, которая принимает передаваемую энергию.

Этот стандарт беспроводного питания получил название Qi (на русском произносится как «Ци»). В будущем Консорциум WPC планирует установить станции в общественных местах, а затем сделает их доступными для каждого пользователя. Благодаря этому появляется возможность заряжать устройство на расстоянии, без длительных поисков проводной зарядки.

Совет! Чтобы как можно быстрее зарядить устройство, держите его недалеко от станции. Дело в том, что с увеличением расстояния между ними процесс зарядки будет замедляться.

Недостатки

К сожалению, на данном этапе технология беспроводной зарядки имеет больше недостатков, чем преимуществ. Вот лишь некоторые из этих минусов:

• невысокая эффективность;
• низкая скорость работы;
• сравнительно высокая стоимость;
• скорость зарядки аккумулятора устройства зависит от расстояния между ним и станцией.

Например, коэффициент полезного действия любой проводной зарядки составляет 97 процентов. Однако такие результаты пока что недостижимы для беспроводной технологии. В результате возникает лишний расход электроэнергии, которая затрачивается во время ожидания зарядной станцией подключения устройства. В случае с проводной зарядкой эта проблема решается простым отключением, однако от Qi ожидается гораздо больше.

Кроме того, большинство представителей этой технологии имеют большее (по сравнению с классической зарядкой) время работы. Стоит отметить, что некоторые модели заряжают АКБ даже быстрее, но для этого нужно положить устройство прямо на станцию. Разве такой эксплуатации ожидают пользователи, которые покупают беспроводную зарядку? Тем более что стоимость таких девайсов гораздо выше.

Совет! При выборе подходящей модели беспроводной зарядки нужно учитывать тип устройства, для которого она предназначена. Дело в том, что аккумуляторы смартфонов и планшетов имеют определенную силу тока, и станция с меньшими характеристиками просто не сможет их зарядить.