Доклад — Рабочие технологии для беспроводной зарядки портативных устройств
Рабочие технологии для беспроводной зарядки портативных устройств
Беспроводное электричество. История вопроса.
В 1996 г. инженер Рой Кюэннен бился над решением одной проблемы: как сделать так, чтобы бытовой фильтр для очистки воды производства компании Amway Corp. не ломался? Фильтр убивал бактерии с помощью ультрафиолетовой лампы, но для этого ее нужно было погружать в воду. Провода, питавшие лампу электричеством, ржавели. Тогда у инженера Кюэннена возникла сумасшедшая идея: убрать провода и питать лампу дистанционно — с помощью магнитной катушки.
Пока Кюэннен мучился с водяным фильтром, беспроводная революция уже шла полным ходом — начавшись в 90-х, она подарила нам сотовый телефон, Bluetooth и Wi-Fi, но только в последние годы стала охватывать область электропитания. Несколько компаний сейчас ищут способы подавать электроэнергию в мобильные телефоны, КПК, лэптопы и другие гаджеты напрямую, без необходимости включать их в сеть.
Первые подобные продукты уже вышли на рынок — например, зарядный «коврик» для телефона Motorola Razr, разработанный компанией WildCharge. Он не расходует много энергии, так как входит в непосредственный контакт с самим телефоном. Впрочем, изначальной идее Кюэннена — заряжать устройства дистанционно — это не соответствует. Спустя 12 лет после своего опыта с фильтром для очистки воды он готов внедрить в повседневную жизнь технологию по-настоящему бесконтактной зарядки.
Кюэннен использовал старую идею передачи энергии посредством магнитного поля, озвученную еще Фарадеем и Теслой. Ток, проходящий через проволочную спираль, создает электромагнитное поле; под воздействием этого поля в другой спирали, расположенной поблизости, тоже возникает ток. Компания Fulton Innovation, одним из основателей которой является Кюэннен, уже в этом году может выпустить на рынок устройство, которое заряжает различные гаджеты с помощью магнитной катушки, спрятанной под рабочим столом или другой поверхностью, — оно передает электроэнергию во вторую, более маленькую катушку внутри заряжаемого устройства.
Электрический стол eCoupled для зарядки мобильных устройств.
Фирма назвала эту технологию eCoupled и защитила ее десятками патентов. Что же в ней нового? Ведь уже выпускаются электробритвы и зубные щетки, подзаряжаемые с помощью электромагнитной индукции. Как объясняют разработчики, им впервые удалось создать систему автоматической настройки зарядного устройства на параметры заряжаемого. Дело в том, что все ныне выпускаемые «магнитные» приборы тесно сопряжены с зарядным устройством (базой, куда их ставят на ночь).
У каждого такого аппарата своя, индивидуальная, зарядка; к тому же малейшее отклонение в расположении устройств — и процесс пополнения аккумуляторов почти затухает. eCoupled же способен заряжать любые аппараты, оснащенные бортовым «принимающим» устройством, а заряжаемый прибор можно вполне свободно перемещать относительно источника. Если заряжаемое устройство находится в нескольких сантиметрах от «точки» eCoupled, «в воздухе» теряется всего 2% электроэнергии; но на большем расстоянии, конечно, потери растут.
Как считают в Fulton, технология eCoupled позволит создавать удобные хот-споты — достаточно разместить передатчик под столом, и свою порцию питания будут получать лежащие на его поверхности телефон, компьютер, плеер и т. д. Прощайте провода и блоки питания, которые вечно теряешь.
«Так можно будет заряжать в будущем и автомобиль [с электрическим приводом]», — говорит Дейв Баарман, директор Fulton по передовым технологиям. Недавно на выставке в Лас-Вегасе Баарман демонстрировал, как можно питать разные устройства через пластик и воду. Самой эффектной демонстрацией стало приготовление стейка на электрогриле, который не имел проводов. Многих впечатлили перспективы технологии еще до выставки — сейчас среди партнеров Fulton Innovation такие гиганты, как Bosch, Motorola и Lenovo. Они разрабатывают устройства, совместимые с eCoupled, — пока для того, чтобы эта технология работала, к телефону или плееру нужно подключить специальный адаптер. Но скоро они будут встроенными.
Беспроводная рождественская елка от Powercast
У Fulton есть конкуренты, использующие другие технологии. Например, компания Powercast выпускает искусственную рождественскую елку, украшенную беспроводными светодиодами. В стволе дерева — радиопередатчик, посылающий высокочастотные сигналы во всех направлениях. Уходящая в эфир энергия заставляет диоды светиться. За год Powercast продала около 500 таких деревьев по $395 каждое.
Энергия радиоволн для питания портативных устройств.
Ученые из американской компании Ambient Micro, о разработках которой Newsweek писал два года назад, пошли еще дальше: они предложили использовать дармовую энергию радиоволн, которых в окружающем пространстве предостаточно. «Есть плохая новость — портативный компьютер “прокормить” пока невозможно. Но есть и хорошая: количество энергии, которое требуется для питания различных электронных устройств, уменьшается очень быстро. То, что еще вчера требовало нескольких ватт, сегодня работает от милливатт, а завтра — от микроватт», — говорил Newsweek президент компании Скотт Викер.
Предполагалось, что прибор Ambient Micro, «высасывающий» дармовую энергию из радиоволн, поступит в продажу в этом году по цене в $1 и сможет питать охранные датчики или радиометки. Сейчас Скотт Викер признается, что эти планы оказались слишком оптимистичными. «Нам до сих пор не удалось создать устройство, которое заинтересовало бы инвесторов», — говорит он. Викер, кстати, не считает Fulton Innovation конкурентом: «Эффективность их устройства выше, но ведь им нужно потратить электроэнергию на создание магнитного поля, а мы улавливаем энергию из воздуха».
Марин Сольячич из Массачусетского технологического института экспериментально доказал, что технологиям Ambient Micro и Fulton Innovation есть куда развиваться: ученый, используя принцип магнитной резонансной связи, смог в прошлом году зажечь лампочку, расположенную в двух метрах от передатчика. Сольячич уверен: скоро беспроводная электроэнергия будет питать куда более серьезные приборы — тостеры, печи, ПК и пылесосы.
Но предстоит трудный выбор: между комфортом и экономией энергии. Чем больше расстояние между источником энергии и устройством, тем больше энергии теряется в процессе передачи. «Мощность источников волн может быть разной, — говорит профессор Университета Колорадо Зоя Попович. — Можно использовать магнитное поле или радиоволны. Но эффективность подзарядки зависит от расстояния, на котором находятся устройства». Например, при замене розеток и проводов магнитными катушками придется смириться с тем, что как минимум 50% электроэнергии будет уходить в никуда. Это, безусловно, выгодный обмен, если речь идет об электронном стимуляторе сердца, потребляющем минимум электричества. Но питание тостера или телевизора может обойтись слишком дорого. Впрочем, все чаще удобство при эксплуатации — главный фактор, от которого зависит успех или провал продукта.
Альтернативный вариант беспроводного зарядного устройства — беспроводное устройство WildCharge, которое заряжает гаджеты через их поверхность.
Продукт компании WildCharge выиграл премию лучшей инновации CES 2008 в категории портативного электропитания. А в прошлом месяце устройство получило награду TIME Magazine в номинации лучшего изобретения 2007 года.
Компания Wildcharge была организована в 2005 году для продвижения уникальной, теперь уже запатентованной технологии беспроводной передачи электроэнергии. С помощью такого чудо-коврика можно забыть о зарядниках для сотовых телефонов, музыкальных и видеоплееров и даже ноутбуков. Один нюанс — все эти устройства должны быть снабжены специальным адаптером.
Чудо-коврик WildCharger
Зарядник под названием WildCharger представляет собой горизонтальную подложку с полосками контактов и предназначен для подпитки всевозможных гаджетов: мобильных телефонов, плееров и т.д. Каждое из заряжаемых устройств должно быть оснащено специальным адаптером. Когда пользователь кладет телефон на подложку зарядника, контакты адаптера соприкасаются с его поверхностью, образуя замкнутую электрическую цепь. Адаптер можно приобрести отдельно, но добавить соответствующую функцию в гаджет можно и в процессе производства.
При этом обеспечивается 100-процентная передача энергии без возникновения вредных магнитных полей. По словам официальных представителей WildCharge, над разработкой устройства инженеры трудились с 2001 года. Подложка может заряжать до пяти гаджетов одновременно. В настоящий момент зарядник поддерживает телефоны Motorola RAZR, продаваемые некоторыми операторами. В течение ближайших месяцев число поддерживаемых гаджетов планируется увеличить и включить iPod Nano и iPhone.
Купить WildCharger можно на сайте производителя по цене 60 долларов. Разработкой подобных зарядников занимаются и другие компании. Так, в конце прошлого года Belkin представил концепт Pitstop, позволяющий заряжать устройства без проводов. Основа его работы заключалась в использовании колец индуктивности.
Список литературы
www.sunhome.ru/, www.podrobnosti.com.ua/
Что нужно знать о беспроводной зарядке – Архив
О чем речь
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.
-
Здесь и далее предметы IKEA с технологией беспроводной подзарядки мобильных устройств
1/4
-
-
-
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.
Примеры беспроводных зарядок
Samsung Wireless Charging Pad
Последнее изобретение «Самсунга», которое хвалят за способность заряжать телефон вне зависимости от его положения на зарядной панели. Чарджер поддерживает не только стандарт WPC, но и технологии конкурирующих и менее известных организаций AW4P и PMA. Это означает, что, скорее всего, для него будет не важно, какой у вас телефон. Если имеется модуль беспроводной подзарядки, все должно работать. Также в ролике производителя обещают, что этот Wireless Charging Pad может зарядить батарею Galaxy на 60%, пока вы будете петь песню (но это, надо думать, просто реклама).
PowerBot
Бестселлер и, судя по отзывам, лучшая беспроводная панель на «Амазоне». Совместим с приемниками стандарта Qi. К нему прилагается micro-USB-провод (значит, его можно подключить к ноутбуку или портативному аккумулятору). Довольно надежная и недорогая модель.
Cota
Самое, наверно, захватывающее обещание последних лет — передатчик размером с хлебницу, который позволяет заряжать телефоны, умные часы и браслеты, пульты или геймпады на расстоянии до 10 метров. Это уже в большей степени беспроводная технология, освобождающая от возни с зарядным устройством. Не важно, лежит ли телефон на столе или в кармане: как только он разрядится и окажется в радиусе действия передатчика, тот начнет его заряжать. Впрочем, заряжаемое устройство должно быть снабжено специальным приемником Cota. Начать поставки этих приемников производителям устройств разработчики обещают в конце года.
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).
о новинках, принципах работы и хороших новостях / Intel corporate blog / Habr
В бурном потоке информации о закончившейся недавно выставке «Computex 2012» остались практически незамеченными две новости, достойные, на наш взгляд, лучшей доли – и не только потому, что они непосредственно связаны с Intel, но и… впрочем, об этом поговорим в заключительной части.
А пока разрешите представить вам два варианта использования технологий беспроводной зарядки – какими их видит компания.
Ультрабук как зарядное устройство
Первое решение, к которому мы бы хотели привлечь ваше внимание – модуль беспроводной зарядки, встроенный в ультрабук. Беспроводные зарядные устройства – давно уже не новость, но их внедрение в нашу повседневную жизнь происходит по-прежнему вяло. Новое решение Intel позволит двинуть технологию в массы, ведь отныне любой ультрабук сможет быть укомплектован ЗУ, и чем больше будет ультрабуков, тем легче найти зарядник. Достаточно просто поднести совместимое устройство к торцу ультрабука, где расположена зарядка – и процесс пошел.
По заверению разработчиков, модуль зарядки достаточно компактен, чтобы не нарушать стройных обводов корпуса ультрабука, но, с другой стороны, способен генерировать до 3 Вт «беспроводного электричества», что должно быть достаточным для зарядки любого вида мобильных устройств. Для передачи энергии применяется индукционный способ.
Напомним, что индукционный способ передачи использует эффект электромагнитной индукции, открытый Фарадеем за 100 с лишним лет до мобильной эры. Принцип его работы можно кратко описать следующим образом. Ведущая индукционная катушка подключается к источнику переменного тока, под действием которого вокруг нее возникает переменное магнитное поле. Если внести в это поле ведомую катушку, в ней, обратно, возникнет переменный ток, который после выпрямления подается в цепь зарядки аккумулятора мобильного устройства. За последние годы этот метод получил широкое распространение в бытовой технике благодаря своей простоте и высокой эффективности: сейчас без проводов заряжаются зубные щетки и фонарики, а индукционные плиты прекрасно обходятся без теплоносителя для разогрева пищи.
С чем работаю, от того и заряжаюсь
Традиционно компьютерные мыши и клавиатуры работают на батарейках или аккумуляторах, иногда с собственной системой подзарядки. Между тем небольшая мобильность этих аксессуаров делает их идеальным вариантом для внедрения беспроводных технологий зарядки, что и было показано на «Computex 2012» компанией Intel.Взгляните на этот компьютер-моноблок. В нем самом ничего удивительного нет – людей сейчас в принципе трудно удивить моноблоками. А вот клавиатура, право, примечательна. В рабочем положении она отодвинута от монитора на комфортное для пользователя расстояние и работает как стандартное периферийное устройство. Но стоит поднести ее к основанию монитора, начинается процесс зарядки, индикатором которой служит специальный огонек.
Фото и видео взято с сайта, Engadget.
Физической основой передачи энергии в данном случае является та же индукция, но используемая совместно с другим хорошо известным всем явлением – резонансом, отчего способ называется магнитно-резонансным. Суть технологии такова. Резонатор-источник создает переменное магнитное поле высокой частоты, при внесении в который резонатора захвата, в нем индуцируется переменный ток. Применение резонаторов позволяет увеличить как максимальное расстояние между приемником и передатчиком, так и передаваемую энергию. Адепты технологии провозглашают скорое повсеместное распространение «домашних беспроводных электросетей», в которые будут включены все бытовые электроприборы квартиры. Может, так оно и будет – если «домашнее» магнитное поле окажется безопасным для нашего здоровья. В любом случае, маломощный резонансный передатчик, используемый в клавиатуре Intel, точно никому вреда не принесет.
Хорошие новости
Где же, наконец, обещанные хорошие новости? Очевидно, они не о тех конкретных устройствах, которые представлены Intel на выставке – навряд ли они перевернут наш мир. Этого, наверное, не сможет сделать даже индукционный автомобиль Siemens, что на первой картинке. Хорошая новость состоит в том, что технологии беспроводной передачи энергии, наконец, появляются в исполнении флагманов рынка.Массовое распространение беспроводных ЗУ на широком потребительском рынке задерживается, отстает от потребностей массового пользователя. Чем большее значение приобретают в нашей жизни мобильные устройства, тем злее мы становимся от проводов и зарядок, которыми мы окружены в квартире и офисе, которые имеют обыкновение теряться в самый неподходящий момент, забываться в походы и путешествия, ломаться… Тем не менее, на настоящий момент зарядки без проводов, при всем своем кажущемся своеобразии – не более чем аксессуары для гиков, с букетом ограничений, несовместимостей и прочих детских болезней. Требуется сильная рука, чтобы не только сделать устройства совершеннее, но и преодолеть конфликты интересов игроков рынка. Такой рукой вполне может стать Intel с ее нынешней ярко выраженной стратегической направенностью на сегмент мобильных устройств и большим опытом «разруливания» запутанных клубков идеологических и технологических проблем – если продолжит работать в данном направлении.
Беспроводное зарядное устройство + беспроводные модули
Универсальные катушки для беспроводной зарядки для любых моделей смартфонов, а так же док станция для заряда этих смартфонов. Чуть ниже, тесты.В обзоре будут фигурировать катушки для зарядки. ссылка для выбора под определенную модель тут. цена 4.25$
На выбор существует в 3 вариантах.
Так же стоит учитывать, что штекеры могут быть как прямого исполнения так и обратного. Это так же стоит учитывать при выборе катушки
Размеры катушек стандартные: длина шлейфа для подключения 25 мм. Размер катушки 83,5*43,6мм
Толщина катушки буквально 1-1.5 мм. Так что с легкостью залезут или под чехол или под крышку смартфона.
Каждая катушка поставляется в индивидуальном пакете.
Вот такой змей горыныч
Сама зарядка выполнена в форме круга, с прозрачным верхом. Для подключения используется miniUSB. Размеры диаметр 100 мм, толщина 6 мм.
Низ из матового пластика с анти скользящими пятками. Тут же краткие характеристики
Input 5v-2a 9v-1.67a
Output 5v-1.2a 9v-1.3a
В ЗУ заявлена быстрая зарядка устройств, перечисленных ниже в таблице
Коротенькая инструкция на английском.
Провод для подключения ЗУ к источнику питания 5v или 9v. длина 50 см
Для питания будем использовать
Проверяем выдает ли заявленное.
Интересной особенностью данной беспроводной зарядки можно выделить, подсветку при появлении на ее поверхности катушки или другого устройства для зарядки. Поверхность начинает подсвечиваться белыми светодиодами
Пробуем подключать.
Максимально, что получилось добиться от этих модулей. 4,72v — 0.647a
Все очень зависит от расположения катушки на зарядном модуле. При смещении относительно центра, падает активность заряда.
При подключении к смартфону не имеющему беспроводного модуля, заряд идет.
Удобно или нет, каждый решает сам. Для меня это удобно для рабочего телефона, так как в машине на нем запущен навигатор. Подключать провод не удобно. А тут прилепил на магнитное крепление и поехал. Да и в машине можно заряжать не только телефон, к примеру регистратор, радар-детектор, навигатор.
Для частого применения для подключения не буду рекомендовать, так как штекеры пластиковые и не переживут активного передергивания.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.