Incarcatoarele wireless - ce sunt si cum functioneaza?

Tehnologia de incarcare fara fir exista de mai bine de 100 de ani, dar includerea ei in dispozitivele mobile fie Apple, fie Android, reprezinta o adevarata inovatie. In materialul de fata vom dsicuta despre ce presupune aceasta si cum functioneaza.

Incarcarea fara fir a aparut inca de la sfarsitul secolului al XIX-lea cand pionierul energiei electrica Nikola Tesla a demonstrat cuplarea rezonantei magnetice - capacitatea de a trasnsmite electricitate prin aer prin crearea unui camp magnetic intre doua circuite, un transmitator si un receptor. Insa, pana acum a fost o tehnologie fara prea multe aplicatiipractice, cu exceptia, poate, a catorva modele de periute de dinti electrice.

Astazi, multe device-uri permite incarcarea fara fir, ceea ce va scuteste de cabluri in locuinta, fie ca discutam despre smarthone-uri, smartwatch-uri, casti si asa mai departe. Cele mai populare incarcatoare wireless si tehnologii wireless folosite acum se bazeaza pe camp electromagnetic intre doua bobine de cupru, ce limiteaza foarte  mult distanta dintre un dispozitiv si un suport de incarcare. Aceasta este tipul de incarcare pe care Apple l-a incorporat in iPhone 8 sau iPhone X.

Cum functioneaza incarcarea fara fir

In linii mari, exista trei tipuri de incarcare wireless, potrivit lui David Green, manager de cercetare la IHS Markit. Exista placi de incarcare care utilizeaza incarcare electromagnetica inductiva sau non-radiativa strans cuplata; boluri de incarcare sau incarcatoare de tip suprafata care utilizeaza incarcare cu rezonanta electromagnetica cuplata slab sau radiativa care poate transmite o incarcare de cativa centimetri; si incarcare fara fir de frecventa radio decuplata (RF) care permite o capacitate de incarcare continua la distante de mai multi metri.

Atat incarcarea inductiva cuplata strans, cat si incarcarea rezonanta slab cuplata functioneaza pe acelasi principiu al fizicii: un camp magnetic variabil in timp induce un curent intr-o bucla inchisa de sarma.

Functioneaza astfel: O antena cu bucla magnetica (bobina de cupru) este utilizata pentru a crea un camp magnetic oscilant, care poate crea un curent in una sau mai multe antene receptor. Daca se adauga capacitatea corespunzatoare, astfel incat buclele sa rezoneze la aceeasi frecventa, cantitatea de curent indus in receptoare creste. Aceasta este incarcare inductiva rezonanta sau rezonanta magnetica; permite transmiterea puterii la distante mai mari intre emitator si receptor si creste eficienta. Dimensiunea bobinei afecteaza si distanta de transfer de putere. Cu cat bobina este mai mare sau cu cat sunt mai multe bobine, cu atat distanta pe care o poate parcurge o incarcatura este mai mare.

In cazul placilor de incarcare fara fir pentru smartphone-uri, de exemplu, bobinele de cupru au doar cativa centimetri in diametru, limitand sever distanta pe care puterea poate calatori eficient.

Dar cand bobinele sunt mai mari, mai multa energie poate fi transferata fara fir. Aceasta este tactica pe care WiTricity, o companie formata in urma cercetarilor la MIT cu un deceniu in urma, a ajutat-o sa devina pionier. Licentiaza tehnologia rezonanta slab cuplata pentru orice, de la automobile si turbine eoliene pana la robotica.

In 2007, profesorul de fizica al MIT, Marin Soljacic, a demonstrat ca poate transfera energie electrica la o distanta de doi metri; la acea vreme, transferul de putere era eficient de doar 40% la acea distanta, ceea ce inseamna ca 60% din putere s-a pierdut prin traducere. Soljacic a inceput WiTricity mai tarziu in acel an pentru a comercializa tehnologia, iar eficienta sa de transfer de putere a crescut foarte mult de atunci.

Putin peste 200 de milioane de dispozitive cu incarcare wireless au fost livrate in 2016, aproape toate utilizand o forma de design inductiv.

Prima clasa de incarcatoare fara fir pentru dispozitive mobile a aparut acum sase ani; au folosit incarcare strans cuplata sau inductiva, ceea ce impune utilizatorilor sa plaseze un smartphone intr-o pozitie adecvata pe un suport pentru ca acesta sa se incarce. In septembrie 2012, Nokia 920 a devenit primul telefon inteligent disponibil comercial care ofera capabilitati de incarcare wireless incorporate bazate pe specificatia Qi.

Timp de cativa ani, au existat trei grupuri de standarde de incarcare fara fir concurente concentrate pe specificatiile de incarcare inductiva si de rezonanta: Alliance for Wireless Power (A4WP), Power Matters Alliance (PMA) si Wireless Power Consortium (WPC).

WPC a creat cel mai popular dintre standardele de incarcare fara fir - Qi (pronuntat ,,chee") - care permite incarcarea inductiva sau tip pad si incarcarea inductiva rezonanta electromagnetica pe distante scurte (1,5 cm sau mai putin). Standardul Qi este folosit de Apple, dar nu numai.

PMA si specificatia sa de incarcare inductiva Powermat au avut succes prin implementarea tehnologiei de incarcare fara fir in cafenele si aeroporturi. Starbucks, de exemplu, a inceput sa lanseze placi de incarcare wireless in 2014.

Cu standarde concurente, suportul pentru dispozitivele mobile a ramas fragmentat, majoritatea dispozitivelor mobile avand nevoie de o carcasa adaptiva pentru a permite incarcarea wireless.

In 2015, A4WP si PMA au decis sa se uneasca pentru a forma AirFuel Alliance, care are acum 110 membri, inclusiv Dell, Duracell, Samsung si Qualcomm.

Ca parte a Aliantei AirFuel, Duracell Powermat sustine ca are peste 1.500 de puncte de incarcare in SUA si, prin parteneriatul PowerKiss cu Powermat, 1.000 de puncte de incarcare in aeroporturi, hoteluri si cafenele europene. AirFuel a anuntat si incarcarea wireless la unele restaurante McDonald's. Acesta, potrivit lui Freas, este o modalitate prin care incarcarea wireless ar putea avea o adoptare mai larga.

AirFuel s-a concentrat pe doua tehnologii de incarcare: rezonanta electromagnetica si frecventa radio, care ofera posibilitatea de a va deplasa intr-un spatiu si incarcati dispozitivul mobil.

"Am vazut indicatori clari de piata ca rezonanta si RF sunt calea de urmat. Ambele tehnologii ofera avantaje distincte in ceea ce priveste libertatea spatiala, usurinta de utilizare si usurinta de instalare - factori importanti in crearea valorii de piata si a satisfactiei clientilor", a spus Purtatorul de cuvant al AirFuel, Sharen Santoski. ,,Si credem ca rezonanta este cea mai buna tehnologie pentru a permite implementarea pe scara larga a infrastructurii publice pe termen scurt".

Drept urmare, a spus Santoski, un numar tot mai mare de cafenele, restaurante si aeroporturi au instalat statii de incarcare fara fir bazate pe rezonanta. ,,Taiwan investeste masiv, la fel ca si China", a spus Santoski.

Fara indoiala, incarcatoarele wireless au castigat teren in fata incarcatoarelor clasice cu fir, fiind de la sine inteles, confortul pe care cele dintai le ofera utilizatorului. Cu atat mai mult, balanta inclina spre incarcatoarele wireless exista modele care permit incarcarea mai multor dispozitive simultan. Pentru mai multe detalii si modele de incarcatoare wireless bune la preturi avantajoase, puteti gasi pe www.vala.ro.