Princip fungování bezdrátových nabíječek. Jak funguje bezdrátové nabíjení? Princip fungování. Smartphone s ikonou Qi podporuje bezdrátové nabíjení

K tomu, abyste svůj oblíbený smartphone vybavili funkcí bezdrátového nabíjení vlajkové lodi, nepotřebujete mnoho.

Za prvé, základna, známá také jako nabíječka. Nejčastěji se vyrábí ve formě malé kulaté plošiny s vývodem pro nabíječku. Pro experiment si vezměme nejmenovaný model s příjemným modrým podsvícením. Napájení 5 V, 2 A napájecím zdrojem (běžné USB), napájení přes standardní microUSB port. Na výstupu zařízení produkuje proud s parametry 5 V, 1 A, což stačí k nabíjení většiny zařízení i v provozním režimu.

Druhým nezbytným prvkem modernizace je anténa, s jejíž pomocí se smartphone nabíjí na dálku. Obvykle je tato vzdálenost mimochodem minimální, ale pohodlí bezdrátového použití může být pro někoho významné. Základnu lze zabudovat například do palubní desky automobilu nebo umístit na komodu poblíž postele: přijďte, odložte, jděte spát. A žádné hledání drátů.

Na trhu je spousta různých univerzálních antén pro chytré telefony. Jsou vhodné i pro další vybavení, zde je ale potřeba myslet na umístění. Anténa (máme nejmenovanou čínskou kopii) je cívka s plošným spojem ukrytá v obálce připomínající papír. Vychází z něj drát s microUSB zástrčkou, i když na přání jej lze připájet k jakémukoli jinému. Stojí za pozornost: cívka funguje pouze v jedné poloze vzhledem k nabíječce. Vzhledem k tomu, že kabel pro připojení k chytrému telefonu je plochý, může být nutné otevřít sáček a převrátit cívku, aby anténa fungovala (jako v našem případě). Cívka by měla směřovat otevřenou stranou směrem k nabíječce.

Pozor: nabíjecí základna ukazuje potřebné parametry zdroje (v případě použitého - 5 V, 2 A). Je třeba je zajistit. Při nižších úrovních proudu bude nabíjení probíhat velmi pomalu. Pro adekvátní provoz může být nutné vyměnit kabel dodávaný s nabíječkou, protože ne každý USB kabel může projít plným proudem 2 A.

Vývoj technických parametrů smartphonů, jako je rozlišení displeje, počet procesorových jader, vyžaduje také navýšení baterií, aby telefon napájel minimálně celý den. Navýšit kapacitu baterií dnes není úplně jednoduché, dobré baterie mají kapacitu více než 4000 mAh a většina má od 2000 do 4000 mAh, ale při neustálém používání smartphonu to nemusí stačit účtovat.

Částečně Tento problém může vyřešit bezdrátové nabíjení telefonu. Vývoj takových systémů pro chytré telefony probíhá již několik let. Tyto systémy nacházejí uplatnění nejen v oblasti nabíjení chytrých telefonů. Například v každodenním životě používají holicí strojky a zubní kartáčky bezdrátové nabíjení. Bezdrátová nabíječka telefonu může dobře posloužit na veřejných místech, jako jsou nádraží, kavárny a kanceláře. Takovou nabíječku je možné použít i v autě. Tedy tam, kde si můžete dobít telefon, aniž byste museli hledat volnou zásuvku.

Některé modely moderních smartphonů již mají systém bezdrátového nabíjení baterie. Ale takové možnosti nabíjení mají řadu omezení, která v současnosti brzdí jejich rozvoj.

Jak funguje bezdrátové nabíjení

Bezdrátový přenos elektrické energie je založen na principu elektromagnetické indukce.
Při přivedení střídavého proudu na vodivou cívku se v prostoru objeví elektromagnetické pole. Pokud je do tohoto střídavého elektromagnetického pole umístěn vodič (drát), pak v něm vlivem měnícího se magnetického pole vznikne elektromotorická síla. Právě tato elektromotorická síla (EMF) vytváří elektrický proud v druhé cívce (přijímači).

To vše je trochu složité, ale pokud je to docela jednoduché, tak díky elektromagnetické indukci, když vedle sebe umístíte dvě cívky a na jednu z nich přivedete střídavý elektrický proud, druhá bude generovat vlastní střídavý proud. Přeměnou tohoto střídavého proudu na konstantní napětí požadované hodnoty můžete nabíjet baterii.

Pro dosažení větší účinnosti (účinnosti) musí být přijímač umístěn vedle vysílače. Jinak je většina pole promarněna.

Použití rezonance (fungující na stejné frekvenci) umožňuje mírně zvětšit vzdálenost mezi přijímacím a vysílacím modulem.

Vysílací zařízení musí být připojeno k elektrické zásuvce, takže se nebudete moci úplně zbavit drátů.

Komunikace mezi cívkami probíhá prostřednictvím elektromagnetického pole, které prochází vzduchovou mezerou a může také procházet plastovými, dřevěnými a jinými nekovovými povrchy.

Logika bezdrátového nabíjení pro telefon:

• Síťové napětí se převádí na vysokofrekvenční střídavý proud (AC).
• Střídavý proud (AC) je dodáván do vysílací cívky elektronickými obvody vysílače. Tento proud indikuje elektromagnetické pole ve vysílači.
• Pokud se přijímací cívka nachází v dané vzdálenosti, pak na ni začne působit střídavý magnetický tok.
• Magnetický tok generuje v přijímači střídavý proud.
• Proud tekoucí v cívce přijímače je elektronickým obvodem přeměněn na stejnosměrné napětí (DC). Toto konstantní napětí dobíjí baterii.

Při použití elektromagnetické indukce v nabíječce musíte přesně umístit cívky přijímače a vysílače vůči sobě navzájem. Na zobrazovacím zařízení je dokonce nákres ukazující, jak správně umístit smartphone. Rychlost nabíjení bude nižší než při použití kabelového nabíjení. V jednu chvíli lze nabíjet pouze jedno zařízení.

Při použití rezonančního nabíjení se parametry mění. Jak bylo napsáno výše, princip rezonance spočívá v naladění vysílacího a přijímacího obvodu na stejnou frekvenci. Existuje však několik rozdílů od metody použití pouze elektromagnetické indukce.

Větší volnost v prostoru: již nemusíte přesně umisťovat telefon na vysílací modul.

Je možné nabíjet více zařízení. To je možné pomocí několika cívek s vlastními frekvencemi.

Rychlost nabíjení se zvyšuje.

Rozvoj

Dvě velké skupiny na světě vyvíjejí bezdrátové nabíjení: Wireless Power Consortium a AirFuel Alliance (sdružení A4WP a PMA, ve světě existuje několik málo známých skupin, které se snaží propagovat své vlastní, jedinečnější technologie);

Dnes se tím hlavním stal standard vyvinutý Wireless Power Consortium (WPC). Tento standard se nazývá Qi (vyslovuje se „qi“ v ruštině).

Mnoho výrobců smartphonů podporuje tento standard. Při nákupu vysílače Qi tedy potřebujete, aby jej podporoval i přijímač v telefonu a samotný vysílací modul může být od třetí strany.

Standard Qi poskytuje nabíjecí výkon až 5 W a proud 1 nebo 2 A, při napětí 5 V. Stejné parametry mají i drátové nabíječky s rozhraním USB.

Qi také umožňuje přijímači a vysílači vyměňovat si informace pomocí vlastního protokolu. Vysílač se zeptá přijímacího modulu na podporované standardy, úroveň nabití, což umožňuje upravit sílu nabití a vypnout vysílací zařízení, pokud je baterie plně nabitá. Nejnovější verze Qi má účinnost cca 80 % a umožňuje vzdálenost mezi přijímačem a vysílačem až 45 mm.

Web Wireless Power Consortium uvádí, že certifikaci Qi získalo asi 1080 zařízení.

Ale AirFuel prosazuje svůj standard PMA. Je to méně obvyklé, ale někteří výrobci mobilních zařízení jej podporují. A v některých zařízeních je podpora dvou standardů najednou: PMA a Qi.

Rozdíly mezi standardy Qi a PMA jsou přenosová frekvence a protokol připojení.

Škodlivost a bezpečnost

Technika bezdrátového přenosu elektromagnetické indukce využívá elektromagnetické pole blízkého pole ve vzdálenostech asi jedné šestiny vlnové délky. Energie blízkého pole sama o sobě není zářivá. Síla elektromagnetického pole rychle klesá se vzdáleností od zdroje nad 5 cm.

Stávající bezdrátové nabíječky telefonů lze tedy považovat za neškodné a bezpečné pro lidi.

Výhody a nevýhody

Hlavní výhody, které lze vidět v konstrukci a způsobu přenosu energie:

1. K mobilnímu telefonu nejsou připojeny žádné dráty. USB konektor na telefonu se neuvolní, nikdo ho omylem nezadrhne. I když samotný vysílač je připojen k zásuvce pomocí drátu.
2. Možnost používat více vysílačů v budově a není třeba s sebou nosit nabíječku při přesunu z místnosti do místnosti. Jednoduše můžete jít do jiné místnosti a umístit svůj smartphone na vysílač a nabíjení bude pokračovat.

Mezi nevýhody patří:

1. Delší doba nabíjení než u standardního zdroje.
2. Vysoká cena samotného bezdrátového nabíjecího zařízení ve srovnání s běžnou nabíječkou.

Udělej si sám bezdrátové nabíjení pro svůj telefon

Pokud zařízení, které potřebujete, nepodporuje standard bezdrátového nabíjení, můžete takové nabíjení provést sami.

Nejjednodušší způsob, jak provést bezdrátové nabíjení, je zakoupit vysílač a zakoupit speciální pouzdro nebo nástavec pro váš telefon, který má přijímací modul. Tento přijímač se připojuje k chytrému telefonu přes běžný nabíjecí konektor.

Bezdrátové nabíječky pro mobilní telefony ve video recenzi:

Bezdrátový přenos energie již není utopickým všelékem, sci-fi nebo kyberpunkovými příběhy. Pravda, tento směr se v hlavách vědců, vynálezců a inženýrů vyvíjel téměř sto let - za jeho otce lze právem považovat geniálního Nikolu Teslu (vzali bychom ho a přenesli do naší doby, co?!) - ale díky za to. Bezdrátové nabíjení telefonu, jak starší rádi říkají, „je věc!“

Je to pravda: mnoho modelů smartphonů lze dobíjet jednoduše připojením příslušného modulu. Pro ty, které už opravdu nebaví každý den rozmotávat kabely nabíječky (které se jim často zamotávají do kupy), nabízí bezdrátové nabíjení rozumnou a efektivní alternativu.

pro telefon - co víme o této nabíječce?

Když uslyšíte termín „bezdrátové nabíjení“, je docela rozumné si myslet, že můžete dobíjet telefon v jakékoli vzdálenosti od nabíječky. Ne, dobří lidé, nepleťte se, protože to není Wi-Fi a jeho deriváty, i když to zní podobně. Toto je mylná představa, která je nutným zlem – to znamená, že nám poskytuje jednoduchou terminologii pro snadnější pochopení technologie. Ve skutečnosti „bezdrátové nabíjení telefonu“ není nic jiného než „nabíjení magnetickou indukcí“.

Jak název napovídá, jsou vybaveny výkonnou elektromagnetickou cívkou, která ve skutečnosti pole generuje. Ve chvíli, kdy položíte telefon na povrch nabíječky, cívka se aktivuje a zařízení se začne nabíjet recyklací magnetického pole generovaného cívkou.

Není to stejný jako magnetický nabíjecí kabel, který se nachází u některých modelů Mac. Tyto kabely používají magnety k připojení k portům, ale proud teče z bodu A do bodu B vedením spíše než magnetickou indukcí.

Jak rychle se telefon nabije?

Rychlost nabíjení zcela závisí na proudu a napětí. Vynásobte tyto dvě hodnoty a získáte efektivní výkon ve wattech, který se skutečně přenese z nabíječky do telefonu. 12voltová nabíječka, která generuje jmenovitý proud 500 mA, poskytne maximální nabíjecí výkon 6 wattů.

Kapacita baterie telefonu se měří v mAh (miliampérhodinách), a tak na druhou stranu průměrná nabíječka ukáže, kolik jednotek napětí a při jakém proudu dodá přes DC.

Konvenční drátové nabíječky dodávají jmenovitý proud 1A při napětí 5V. To znamená, že 3 000 mAh baterie se nabije přibližně za 3,5 hodiny. Většina bezdrátových nabíječek také dodržuje tento standard (napětí 5 V), ale snižuje proud (nejvyšší hodnota je ≈ 0,65 A). Přirozeně se kvůli tomu bude samotná 3000 mAh baterie nabíjet déle (různí výrobci budou mít různé časy, ale v průměru počítejte se 40 minutami navíc).

Používají jiná zařízení indukční nabíjení?

Bezdrátové nabíjení v tomto smyslu, jak jej dnes chápeme, není inovací, která za svůj vzhled vděčí smartphonům. Například technologie bezdrátového nabíjení se u elektrických zubních kartáčků používá už poměrně dlouho. Aby nedocházelo ke zkratům, jsou nabíjecí porty takových zařízení, u kterých hrozí kontakt s vodou, spolehlivě chráněny pod silným pláštěm. Indukční je tedy jediný typ dobíjení, který je pro taková zařízení možný.

Bezpečnostní problémy

Jednoho dne došlo k pozdvižení, protože několik uživatelů bylo podvedeno nabíjením svých telefonů přes USB kabely a útočníci používali připojení k získání přístupu k zařízení.

V zahraničí je zcela běžnou praxí, že návštěvníkům restaurací nebo kaváren nabízí možnost dobití smartphonu prostřednictvím bezdrátových nabíječek, a tak je logické, že si mnoho lidí klade otázku: může se totéž stát i při použití bezdrátového nabíjení?

Ne, to nejde. Problém s drátovými nabíječkami byl v tom, že využívaly USB (tedy všech 5 pinů), a to umožňovalo některým nabíječkám připojit se ke smartphonu a zhruba řečeno s ním komunikovat skoro jako s počítačem.

V případě bezdrátového nabíjení má induktor jediný účel: aktivovat magnet, aby mohl být telefon „napájen“.

Vše se samozřejmě změní, pokud se výrobci smartphonů rozhodnou umožnit telefonům používat bezdrátové nabíječky jako body sdílení dat. Zatím to ale není vidět ani v blízké budoucnosti, takže integrita dat nehrozí.

Používáte staré dobré tradiční drátěné? Chtěli byste vyzkoušet bezdrátové nabíjení? Co si obecně myslíte o této technologii?

Pokrok se nezastaví. Oblast špičkových technologií je jednou z nejrychleji rostoucích – téměř každý den se objevují zprávy o novém vývoji a technologiích, které nám usnadní život. Bezdrátové nabíjení, které si v poslední době získalo oblibu, je jedním z nich. Dnes si o tom povíme.

Jak technologie funguje?

Než budeme mluvit o výhodách a nevýhodách, pojďme pochopit, jak funguje bezdrátová nabíječka telefonu.

Bezdrátové nabíjení (neboli také nazýváno QI) funguje na principu elektromagnetické indukce. Přijímač (smartphone, tablet, notebook) a vysílač (nabíječka nebo panel) musí mít indukční cívky. Aniž bychom zacházeli do podrobností, pokud přivedeme proud do cívky, získáme elektromagnetické pole. Pokud tedy do tohoto pole umístíme libovolný vodič, získáme elektromotorickou sílu. A vytvoří konečný článek – elektrický proud, umožňující nabíjení baterie. To znamená, že přijímač a vysílač komunikují prostřednictvím elektromagnetického pole, které může procházet různými materiály (plast, dřevo atd.)

Někomu se toto vysvětlení může zdát příliš technické a složité. Ve skutečnosti pro běžného uživatele není nutné jít do technických nuancí. Stačí, aby věděl, jak umístit své zařízení (smartphony, tablety, zubní kartáčky, elektrické holicí strojky a dokonce i některý nábytek již podporuje bezdrátové nabíjení) na specializovaný nabíjecí panel a po dosažení požadované úrovně nabití jej odtud vyjmout. Jak vidíte, vše je docela jednoduché.

Výhody a nevýhody

Mezi výhody patří:

1. Není potřeba neustále používat dráty, které někdy způsobují nepohodlí tím, že se zamotávají, ulpívají nebo se ztratí v tu nejméně vhodnou chvíli. V případě nabíjení přes QI vám navíc USB konektor vydrží mnohem déle.
2. Pro mnohé bude plusem možnost nabíjet telefon z více vysílačů. Taková potřeba může nastat například při přestěhování do jiné místnosti nebo na jiné místo v místnosti. Bezdrátové nabíjení eliminuje nutnost nosit s sebou nabíječku.

Hlavní nevýhody:

1. Úplné nabití gadgetu QI bude trvat déle než standardní nabíjení.
2. A přesto bude mít bezdrátové nabíjení jeden vodič, který připojí panel k zásuvce.
3. Nezapomínejme na náklady. Cena bezdrátového nabíjení dnes převyšuje cenu klasického nabíjení, a tak si jej koupit nemůže každý.
4. Magnetické cívky ve smartphonu zabírají určitý prostor, což zvětšuje velikost zařízení a snižuje možnost integrace výkonnějšího hardwaru do smartphonu. V poslední době tato nevýhoda není tak významná, protože magnetické cívky jsou stále menší.

Je bezdrátové nabíjení zdraví škodlivé?

Současní i potenciální uživatelé moderního typu nabíjení si kladou otázku: může používání bezdrátového zařízení ovlivnit jejich zdraví i zdraví ostatních? Uvidíme, zda jsou tyto obavy oprávněné. Zkrátka ne.

Bezdrátová nabíječka využívá elektromagnetické pole ve vzdálenosti těsně pod 20 % vlnové délky, což není mnoho a záření není ionizující. Jak víte, neionizující záření je na rozdíl od rentgenového záření absolutně bezpečné. Vliv nabíjení na člověka lze přirovnat k účinku WI-FI routeru nebo mobilního telefonu na osobu, které svým vyzařováním nezpůsobují výraznou újmu. Například smartphone přenáší signál na velké vzdálenosti, výkon smartphonu je asi 1-2 watty. Ano, toto je nižší než výkon QI, který je asi 5 wattů. Tento rozdíl ve výkonu vysílače je ale kompenzován extrémně krátkým dosahem bezdrátového nabíjení, v rámci kterého není možné ublížit člověku. Jak vidíte, není se čeho obávat.

Která zařízení podporují technologii bezdrátového nabíjení?

K dobití smartphonu nebo tabletu samotná QI nabíječka (panel) nestačí - podpora funkce je nutná v samotném smartphonu (tabletu). Dnes ne všechny smartphony mají podporu bezdrátového nabíjení na palubě. Už teď se jím ale může pochlubit většina vlajkových modelů. V budoucnu se plánuje přidat podporu QI k dalším rozpočtovým gadgetům, až se technologie dostane k masám.

Seznam modelů, které podporují bezdrátové nabíjení QI:

• Samsung Galaxy: S6/Edge/Plus; S7/S7 Edge/Note 5/7; S8/S8 Plus;
• Motorola: Droid Bionic; Droid 3; Droid 4; Droid Mini; Droid X;
• Panasonic: P-02E, P-06D;
• LG: Revoluce; Spektrum; Spektrum 2; Optimus 2; Lucid 1; Lucid 2; LG G2; Optimus G Pro; Optimus Pro; Optimus IT; L-05E; LG G3;
• Google: Nexus 4/5/6/7;
• HTC: Thunderbolt; Neuvěřitelné 2; Rezound 8X;
• Sony: Xperia Z;
• ZTE V975: Geek;
• Blackberry: 9700.

Apple stále ignoruje bezdrátové nabíjení a můžeme jen hádat, zda IT gigant tuto funkci zařadí do nových modelů iPhone a iPad. Možná se v blízké budoucnosti dočkáme bezdrátového nabíjení ve vlastní implementaci cupertinské společnosti. Mezitím mohou příznivci produktů Apple využít prodávaných obalů s integrovanou QI nabíječkou, která se k iPhonu připojuje pomocí lightning kabelu.

Upd. Po uvedení iPhonu 8, iPhonu 8 Plus a iPhonu 8 X zavedl Apple do svých novinek bezdrátové nabíjení. Přispívají k tomu skleněná záda smartphonů. Yabloko používá pro svá zařízení otevřený standard QI.

Vyhlídky do budoucna

Jaké jsou vyhlídky bezdrátového nabíjení? Podmaní si tato technologie trh? Pojďme spekulovat.

Již dnes má masový spotřebitel k dispozici nabíječky od 10-15 $, jako je PowerBot, který má dobrou pověst díky své spolehlivosti a poměru ceny a kvality.

Existují i ​​mnohem dražší řešení, jako je Cota, která stojí kolem 100 dolarů. Hlavní výhodou Coty je její malá velikost (dá se přirovnat k chlebníku) a velký rozsah. Je však třeba zvážit, že Cota nemůže nabíjet žádné zařízení, ale pouze jedno vybavené speciálním přijímačem Cotta, a ne každý si může dovolit koupit tak drahé zařízení.

Pravděpodobně nemusíte být odborník, abyste viděli velký potenciál bezdrátového nabíjení gadgetů, protože je to opravdu pohodlné: nemusíte tahat dráty ani se snažit dostat do USB konektoru (ne vždy je možné se dostat do špatná strana).

Ale přiznejme si, že technologie má stále nějaké nevýhody. Problémem je velmi omezený rozsah. V probíhajících studiích bylo možné tento rádius rozšířit na 10 metrů, ale na takové vzdálenosti nemohou výrobci zaručit absolutní bezpečnost.

Intel nedávno oznámil, že pracuje na zabudování magnetického zařízení do notebooku, odkud bude svůj náboj sdílet s okolními zařízeními s podporou QI. Každým rokem se na trhu objevuje stále více zařízení s funkcí bezdrátového nabíjení. Vzhledem k tomu, že se vývoje této technologie chopili takoví průmysloví giganti jako Apple a Intel, můžeme s jistotou říci, že má velkou budoucnost.

Technologie bezdrátového nabíjení se objevila před několika lety, ale dosud nebyla na trhu smartphonů široce používána. Lumia 920 a 820 byly první smartphony Nokia s bezdrátovým nabíjením.

Stačí položit telefon na DT-900 Platform, DT-910 Stand, Fatboy Pillow nebo JBL PowerUp Speaker a telefon se začne okamžitě nabíjet.

Jak funguje bezdrátové nabíjení?

Bezdrátové nabíjení je způsob přenosu elektrické energie vzduchem do nabíjeného zařízení. Zařízení se bude nabíjet bez přímého připojení k síti. Proces nabíjení vyžadoval složité technické řešení. Níže uvedené schéma ukazuje základní princip indukčního přenosu elektřiny.

Vysílací cívka L1 je umístěna dole a přijímací cívka L2 je umístěna nahoře. L1 je v nabíječce, L2 je ve smartphonu. Střídavý proud v cívce L1 vytváří magnetické pole, které způsobí, že se v cívce L2 objeví napětí. Toto napětí se používá k nabíjení baterie zařízení.

Bezdrátová nabíjecí zařízení Nokia využívají technologii Qi (čti [chi]), kterou vyvinulo a používá více než sto společností po celém světě. Jedná se o celosvětově uznávaný standard, takže vaše zařízení lze dobíjet kdekoli na světě.

Nokia již uzavřela smlouvy s Coffee Bean, Tea Leaf a Virgin Atlantic – tyto společnosti poskytnou svým zákazníkům možnost nabíjet chytré telefony Lumia 920 a 820 pomocí bezdrátových zařízení.

Každá nabíječka Nokia má své vlastní vlastnosti.

DT-900 je standardní, ale atraktivní platforma. Při nabíjení na kolébce DT-910 lze telefon používat pro videohovory nebo práci s aplikacemi. Polštář Fatboy je vhodný pro ty, kteří mají rádi nevšední věci. Reproduktory JBL PowerUp budou přehrávat hudbu, zatímco se váš telefon nabíjí.

Nokia se snažila, aby byl proces bezdrátového nabíjení pohodlnější než u jejích konkurentů. Aktivní plocha nabíječky byla zvětšena na 80 %, takže uživatel může jednoduše umístit telefon na platformu, aniž by trávil čas nad jeho správným umístěním.

Všechny tyto nabíječky můžete zakoupit v obchodech, které prodávají smartphony Lumia 920 a 820.