Principio de funcionamiento de los cargadores inalámbricos. ¿Cómo funciona la carga inalámbrica? Principio de funcionamiento. El teléfono inteligente con ícono Qi admite carga inalámbrica

Para equipar su teléfono inteligente favorito con la función de carga inalámbrica insignia, no necesita mucho.

En primer lugar, la base, también conocida como cargador. La mayoría de las veces tiene la forma de una pequeña plataforma redonda con una salida para el cargador. Para el experimento, tomemos un modelo sin nombre con una agradable luz de fondo azul. Alimentado por una fuente de alimentación de 5 V, 2 A (USB normal), alimentado a través de un puerto microUSB estándar. En la salida, el dispositivo produce una corriente con parámetros de 5 V, 1 A, que es suficiente para cargar la mayoría de los dispositivos incluso en modo operativo.

El segundo elemento necesario de modernización es la antena, con la que el teléfono inteligente se carga a distancia. Por lo general, esta distancia es mínima, por cierto, pero la conveniencia de usarlo de forma inalámbrica puede ser significativa para alguien. Por ejemplo, la base puede integrarse en el tablero de un automóvil o colocarse en una cómoda cerca de la cama: ven, déjala, vete a la cama. Y sin buscar cables.

Hay una gran cantidad de antenas universales diferentes para teléfonos inteligentes en el mercado. También son adecuados para otros equipos, pero aquí hay que pensar en la ubicación. La antena (tenemos una copia china sin nombre) es una bobina con una placa de circuito oculta en un sobre similar al papel. De él sale un cable con un enchufe microUSB, aunque si se desea se puede soldar a cualquier otro. Vale la pena prestar atención: la bobina solo funciona en una posición con respecto al cargador. Dado que el cable para conectarse a un teléfono inteligente es plano, es posible que deba abrir la bolsa y darle la vuelta a la bobina para que funcione la antena (como en nuestro caso). La bobina debe mirar con el lado abierto hacia el cargador.

Atención: la base de carga muestra los parámetros necesarios de la fuente de alimentación (en el caso de la usada, 5 V, 2 A). Es necesario preverlos. En niveles de corriente más bajos, la carga se producirá muy lentamente. Para un funcionamiento adecuado, es posible que tengas que reemplazar el cable incluido con el cargador, ya que no todos los cables USB pueden pasar 2 A completos.

El desarrollo de parámetros técnicos de los teléfonos inteligentes, como la resolución de la pantalla y el número de núcleos de procesador, también requiere un aumento de baterías para alimentar el teléfono durante al menos un día completo. No es del todo fácil aumentar la capacidad de las baterías hoy en día, las buenas baterías tienen una capacidad de más de 4000 mAh, y la mayoría tiene de 2000 a 4000 mAh, pero con el uso constante del teléfono inteligente, esto puede no ser suficiente hasta el próximo. cargar.

En parte La carga inalámbrica de teléfonos puede solucionar este problema. El desarrollo de este tipo de sistemas para teléfonos inteligentes lleva varios años. Estos sistemas no sólo se utilizan en el ámbito de la carga de teléfonos inteligentes. Por ejemplo, en la vida cotidiana, las afeitadoras y los cepillos de dientes utilizan carga inalámbrica. Un cargador de teléfono inalámbrico puede funcionar bien en lugares públicos como estaciones de tren, cafeterías y oficinas. Es posible utilizar un cargador de este tipo en un automóvil. Es decir, donde podrás recargar tu teléfono sin buscar una toma de corriente libre.

Algunos modelos de smartphones modernos ya cuentan con un sistema de carga de batería inalámbrica. Pero estas capacidades de carga tienen una serie de limitaciones que actualmente frenan su desarrollo.

Cómo funciona la carga inalámbrica

La transmisión inalámbrica de energía eléctrica se basa en el principio de inducción electromagnética..
Cuando se aplica corriente alterna a una bobina conductora, aparece un campo electromagnético en el espacio. Si se coloca un conductor (cable) en este campo electromagnético alterno, entonces, bajo la influencia del campo magnético cambiante, surgirá en él una fuerza electromotriz. Es esta fuerza electromotriz (EMF) la que crea una corriente eléctrica en la segunda bobina (receptor).

Todo esto es un poco complicado, pero si es bastante simple, gracias a la inducción electromagnética, cuando colocas dos bobinas una al lado de la otra y aplicas una corriente eléctrica alterna a una de ellas, la segunda generará su propia corriente alterna. Al convertir esta corriente alterna en un voltaje constante del valor requerido, puede cargar la batería.

Para lograr una mayor eficiencia (eficiencia), el receptor debe ubicarse al lado del transmisor. De lo contrario, la mayor parte del campo se desperdicia.

El uso de resonancia (operando a la misma frecuencia) le permite aumentar ligeramente la distancia entre los módulos de recepción y transmisión.

El dispositivo transmisor debe estar conectado a una toma de corriente, por lo que no podrás deshacerte por completo de los cables.

La comunicación entre las bobinas se realiza a través de un campo electromagnético que atraviesa un entrehierro y también puede atravesar plástico, madera y otras superficies no metálicas.

Lógica de la carga inalámbrica de un teléfono:

• La tensión de red se convierte en corriente alterna (CA) de alta frecuencia.
• Los circuitos electrónicos del transmisor suministran corriente alterna (CA) a la bobina transmisora. Esta corriente indica el campo electromagnético en el transmisor.
• Si la bobina receptora se encuentra dentro de una distancia determinada, entonces comienza a actuar sobre ella un flujo magnético alterno.
• El flujo magnético genera corriente alterna en el receptor.
• La corriente que fluye en la bobina del receptor se convierte en tensión continua (CC) mediante un circuito electrónico. Este voltaje constante recarga la batería.

Cuando se utiliza inducción electromagnética en un cargador debe colocar con precisión las bobinas del receptor y del transmisor entre sí. Incluso hay un dibujo en la pantalla que muestra cómo colocar correctamente el teléfono inteligente. La velocidad de carga será más lenta que con la carga por cable. Sólo se puede cargar un dispositivo a la vez.

Cuando se utiliza carga resonante, los parámetros cambian.. Como se escribió anteriormente, el principio de resonancia implica sintonizar los circuitos de transmisión y recepción a la misma frecuencia. Pero existen varias diferencias con el método que utiliza únicamente inducción electromagnética.

Mayor libertad en el espacio: ya no es necesario colocar el teléfono con precisión en el módulo de transmisión.

Es posible cargar varios dispositivos. Esto es posible utilizando varias bobinas con sus propias frecuencias.

La velocidad de carga aumenta.

Desarrollo

Dos grandes grupos en el mundo están desarrollando la carga inalámbrica: Wireless Power Consortium y AirFuel Alliance (una asociación de A4WP y PMA; hay varios grupos más poco conocidos en el mundo que buscan promover sus propias tecnologías más exclusivas);

Hoy en día, el estándar desarrollado por Wireless Power Consortium (WPC) se ha convertido en el principal. Este estándar se llama Qi (pronunciado “qi” en ruso).

Muchos fabricantes de teléfonos inteligentes admiten este estándar. Entonces, al comprar un transmisor Qi, necesita que el receptor de su teléfono también lo admita, y el módulo de transmisión en sí puede ser de una empresa externa.

El estándar Qi proporciona una potencia de carga de hasta 5 W y una corriente de 1 o 2 A, a un voltaje de 5 V. Los cargadores con cable con interfaz USB tienen los mismos parámetros.

Qi también permite que el receptor y el transmisor intercambien información utilizando su propio protocolo. El transmisor pregunta al módulo receptor sobre los estándares admitidos, el nivel de carga, lo que le permite ajustar la intensidad de la carga y apagar el dispositivo transmisor si la batería está completamente cargada. La última versión de Qi tiene una eficiencia de alrededor del 80% y permite una distancia entre el receptor y el transmisor de hasta 45 mm.

El sitio web de Wireless Power Consortium afirma que alrededor de 1.080 dispositivos han recibido la certificación Qi.

Pero AirFuel promueve su estándar PMA. Es menos común, pero algunos fabricantes de dispositivos móviles lo admiten. Y algunos dispositivos admiten dos estándares a la vez: PMA y Qi.

Las diferencias entre los estándares Qi y PMA son la frecuencia de transmisión y el protocolo de conexión.

Nocividad y seguridad

La técnica de transmisión inalámbrica por inducción electromagnética utiliza un campo electromagnético cercano a distancias de aproximadamente un sexto de una longitud de onda. La energía de campo cercano en sí misma no es radiativa. La intensidad del campo electromagnético disminuye rápidamente a medida que la distancia desde la fuente aumenta más allá de los 5 cm.

Por tanto, los cargadores de teléfonos inalámbricos existentes pueden considerarse inofensivos y seguros para los humanos.

Ventajas y desventajas

Las principales ventajas que se pueden observar en el diseño y método de transferencia de energía:

1. No hay cables conectados al teléfono móvil. El conector USB del teléfono no se suelta, nadie lo enganchará accidentalmente. Aunque el transmisor en sí está conectado al tomacorriente con un cable.
2. La capacidad de utilizar varios transmisores en un edificio y sin necesidad de llevar un cargador cuando se traslada de una habitación a otra. Simplemente puede ir a otra habitación y colocar su teléfono inteligente en el transmisor y la carga continuará.

Las desventajas incluyen:

1. Mayor tiempo de carga que con una fuente de alimentación estándar.
2. El elevado coste del propio dispositivo de carga inalámbrico en comparación con un cargador convencional.

Carga inalámbrica de tu teléfono con tus propias manos

Si el dispositivo que necesita no es compatible con el estándar de carga inalámbrica, puede realizar dicha carga usted mismo.

La forma más sencilla de realizar la carga inalámbrica es comprar un transmisor y comprar un estuche o accesorio especial para su teléfono que tenga un módulo receptor. Este receptor se conecta a un teléfono inteligente mediante un conector de carga normal.

Cargadores inalámbricos para teléfonos móviles en video review:

La transferencia inalámbrica de energía ya no es una panacea utópica, ciencia ficción o cuentos ciberpunk. Es cierto que esta dirección se ha estado desarrollando en las mentes de científicos, inventores e ingenieros durante casi cien años: el genio Nikola Tesla puede ser considerado legítimamente su padre (¡lo tomaríamos y lo transferiríamos a nuestro tiempo, eh?!), pero gracias por eso. La carga inalámbrica de teléfonos, como les gusta decir a los mayores, "¡existe!".

Es cierto: muchos modelos de smartphones se pueden recargar simplemente conectando el módulo adecuado. Para aquellos que están realmente cansados ​​de desenredar los cables del cargador (que a menudo se enredan los dedos) todos los días, la carga inalámbrica ofrece una alternativa razonable y efectiva.

para el teléfono: ¿qué sabemos sobre este cargador?

Cuando escuchas el término “carga inalámbrica”, es bastante razonable pensar que puedes recargar tu teléfono a cualquier distancia del cargador. No, buena gente, no os confundáis, porque esto no es para nada Wi-Fi y sus derivados, aunque suene algo parecido. Se trata de un concepto erróneo que es un mal necesario, es decir, que nos proporciona una terminología sencilla para comprender más fácilmente la tecnología. De hecho, la “carga de teléfonos inalámbricos” no es más que “carga por inducción magnética”.

Como su nombre indica, están equipados con una potente bobina electromagnética que, de hecho, genera el campo. En el momento en que colocas tu teléfono en la superficie del cargador, la bobina se activa y el dispositivo comienza a cargarse reciclando el campo magnético generado por la bobina.

Este no es el mismo que el cable de carga magnético que se encuentra en algunos modelos de Mac. Estos cables utilizan imanes para conectarse a los puertos, pero la corriente fluye del punto A al punto B a través de conducción en lugar de inducción magnética.

¿Qué tan rápido se cargará el teléfono?

La velocidad de carga depende completamente de la corriente y el voltaje. Multiplica estos dos valores y obtendrás la potencia efectiva en vatios que realmente se transfiere del cargador al teléfono. Un cargador de 12 voltios que genera una corriente nominal de 500 mA producirá una potencia de carga máxima de 6 vatios nominales.

La capacidad de la batería de un teléfono se mide en mAh (miliamperios-hora), por lo que, por otro lado, un cargador promedio mostrará cuántas unidades de voltaje y a qué amperaje entregará a través de CC.

Los cargadores de cable convencionales entregan una corriente nominal de 1 A a un voltaje de 5 V. Esto significa que la batería de 3.000 mAh se carga en aproximadamente 3,5 horas. La mayoría de los cargadores inalámbricos también siguen este estándar (voltaje de 5 V), pero reducen el amperaje (el valor más alto es ≈ 0,65 A). Naturalmente, debido a esto, la batería de 3000 mAh tardará más en cargarse (diferentes fabricantes tendrán tiempos diferentes, pero en promedio cuentan con 40 minutos adicionales).

¿Otros dispositivos utilizan carga inductiva?

La carga inalámbrica, en este sentido, tal como la entendemos hoy, no es una innovación que deba su aparición a los smartphones. Por ejemplo, la tecnología de carga inalámbrica se utiliza en los cepillos de dientes eléctricos desde hace bastante tiempo. Para evitar cortocircuitos, los puertos de carga de estos dispositivos que corren el riesgo de entrar en contacto con el agua están protegidos de forma fiable bajo una carcasa gruesa. Por tanto, la inductiva es el único tipo de recarga posible para este tipo de dispositivos.

Problemas de seguridad

Un día se armó un gran revuelo porque varios usuarios habían sido víctimas de estafas: estaban cargando sus teléfonos mediante cables USB y los atacantes utilizaban esta conexión para acceder al dispositivo.

Es una práctica bastante común en el extranjero que a los visitantes de restaurantes o cafeterías se les ofrezca recargar sus teléfonos inteligentes mediante cargadores inalámbricos, por lo que es lógico que mucha gente se pregunte: ¿puede ocurrir lo mismo cuando se utiliza la carga inalámbrica?

No, no puede. El problema con los cargadores con cable era que usaban USB (es decir, los 5 pines), y esto permitía que algunos cargadores se conectaran a un teléfono inteligente y, en términos generales, interactuaran con él casi como una computadora.

En el caso de la carga inalámbrica, el inductor tiene un solo propósito: activar el imán para que el teléfono pueda “alimentarse”.

Por supuesto, todo cambiará si los fabricantes de teléfonos inteligentes deciden permitir que los teléfonos utilicen cargadores inalámbricos como puntos para compartir datos. Pero hasta ahora esto no es visible ni siquiera en un futuro próximo, por lo que no existe ninguna amenaza para la integridad de los datos.

¿Utilizas los viejos y tradicionales de alambre? ¿Te gustaría probar la carga inalámbrica? En general, ¿qué opinas de esta tecnología?

El progreso no se detiene. El campo de la alta tecnología es uno de los de más rápido crecimiento: casi todos los días aparecen noticias sobre nuevos desarrollos y tecnologías que nos harán la vida más fácil. La carga inalámbrica, que ha ganado popularidad últimamente, es una de ellas. Hablaremos de ello hoy.

¿Cómo funciona la tecnología?

Antes de hablar de los pros y los contras, comprendamos cómo funciona un cargador de teléfono inalámbrico.

La carga inalámbrica (o QI, como también se la llama) funciona según el principio de inducción electromagnética. El receptor (smartphone, tablet, portátil) y el transmisor (cargador o panel) deben tener bobinas de inducción. Sin entrar en detalles, si aplicamos corriente a una bobina obtenemos un campo electromagnético. Entonces, si colocamos cualquier conductor en este campo, obtendremos una fuerza electromotriz. Y creará el vínculo final: la corriente eléctrica, que permitirá cargar la batería. Es decir, el receptor y el transmisor se comunican a través de un campo electromagnético, que puede atravesar diversos materiales (plástico, madera, etc.)

Para algunos, esta explicación puede parecer demasiado técnica y complicada. De hecho, para el usuario medio no es necesario entrar en matices técnicos. Todo lo que necesita saber es cómo colocar su dispositivo (teléfonos inteligentes, tabletas, cepillos de dientes, afeitadoras eléctricas e incluso algunos muebles que ya admiten carga inalámbrica) en un panel de carga especializado y retirarlo de allí cuando se alcance el nivel de carga requerido. Como puedes ver, todo es bastante sencillo.

Ventajas y desventajas

Las ventajas incluyen:

1. No es necesario utilizar constantemente cables, que en ocasiones provocan molestias al enredarse, engancharse o perderse en el momento más inoportuno. Además, si se carga mediante QI, el conector USB te durará mucho más.
2. Para muchos, la posibilidad de cargar el teléfono desde varios transmisores será una ventaja. Esta necesidad puede surgir, por ejemplo, al mudarse a otra habitación o a otro lugar de la habitación. La carga inalámbrica elimina la necesidad de llevar un cargador consigo.

Principales desventajas:

1. QI tardará más en cargar completamente su dispositivo que la carga estándar.
2. Y, sin embargo, la carga inalámbrica tendrá un cable que conectará el panel al tomacorriente.
3. No nos olvidemos del costo. Hoy en día, el precio de la carga inalámbrica supera el precio de la carga tradicional, por lo que no todo el mundo puede permitirse el lujo de comprarla.
4. Las bobinas magnéticas de un teléfono inteligente ocupan un cierto espacio, lo que aumenta el tamaño del dispositivo y reduce la posibilidad de integrar hardware más potente en el teléfono inteligente. Recientemente, esta desventaja no es tan significativa, ya que las bobinas magnéticas son cada vez más pequeñas.

¿La carga inalámbrica es peligrosa para la salud?

Los usuarios actuales y potenciales del tipo de carga moderno se preguntan: ¿puede el uso de un dispositivo inalámbrico afectar su salud y la de los demás? Veamos si estos temores están justificados. En resumen, no.

El cargador inalámbrico utiliza un campo electromagnético a una distancia de poco menos del 20% de la longitud de onda, que no es mucho, y la radiación no es ionizante. Como usted sabe, la radiación no ionizante es absolutamente segura, a diferencia de los rayos X. El efecto de la carga en una persona se puede comparar con el efecto en una persona de un enrutador WI-FI o un teléfono celular, que no causan daños significativos con su radiación. Por ejemplo, un teléfono inteligente transmite una señal a largas distancias, la potencia de un teléfono inteligente es de aproximadamente 1 a 2 vatios. Sí, esto es menor que la potencia QI, que es de aproximadamente 5 vatios. Pero esta diferencia en la potencia del transmisor se ve compensada por el alcance extremadamente corto de la carga inalámbrica, donde es imposible dañar a una persona. Como puedes ver, no hay nada de qué preocuparse.

¿Qué dispositivos admiten la tecnología de carga inalámbrica?

Para recargar un teléfono inteligente o una tableta, un cargador (panel) QI por sí solo no es suficiente; se requiere soporte para la función en el propio teléfono inteligente (tableta). Hoy en día, no todos los teléfonos inteligentes tienen soporte de carga inalámbrica a bordo. Pero la mayoría de los modelos emblemáticos ya pueden presumir de ello. En el futuro, se planea agregar soporte QI a más dispositivos económicos cuando la tecnología llegue a las masas.

Lista de modelos que admiten carga inalámbrica QI:

• Samsung Galaxy: S6/Edge/Plus; S7/S7 borde/nota 5/7; S8/S8 Más;
• Motorola: Droid Bionic; Droide 3; Droide 4; Droide Mini; Droide X;
• Panasonic: P-02E, P-06D;
• LG: Revolución; Espectro; Espectro 2; Optimus 2; Lúcido 1; Lúcido 2; LG G2; Optimus G Pro; Optimus Pro; Optimus TI; L-05E; LG G3;
• Google: Nexus 4/5/6/7;
• HTC: rayo; Increíble 2; Rezound 8X;
• Sony: Xperia Z;
• ZTE V975: Friki;
• Mora: 9700.

Apple todavía ignora la carga inalámbrica y sólo podemos adivinar si el gigante informático incluirá esta característica en los nuevos modelos de iPhone y iPad. Quizás en un futuro próximo veamos la carga inalámbrica en la implementación de la propia compañía de Cupertino. Mientras tanto, los fanáticos de los productos Apple pueden aprovechar los estuches a la venta con un cargador QI integrado que se conecta al iPhone mediante un cable Lightning.

Actualizado. Después del lanzamiento del iPhone 8, iPhone 8 Plus y iPhone 8 X, Apple introdujo la carga inalámbrica en sus nuevos productos. A ello contribuye la parte posterior de cristal de los teléfonos inteligentes. Yabloko utiliza el estándar QI abierto para sus dispositivos.

Perspectivas de futuro

¿Cuáles son las perspectivas de la carga inalámbrica? ¿Esta tecnología conquistará el mercado? Especulemos.

Hoy en día, el consumidor masivo tiene acceso a cargadores que cuestan entre 10 y 15 dólares, como el PowerBot, que goza de buena reputación por su fiabilidad y relación calidad-precio.

También hay soluciones mucho más caras, como Cota, que cuesta alrededor de 100 dólares. La principal ventaja de Cota es su pequeño tamaño (se puede comparar con una caja de pan) y su gran variedad. Sin embargo, vale la pena considerar que Cota no puede cargar cualquier dispositivo, sino sólo uno equipado con un receptor Cotta especial, y no todas las personas pueden permitirse el lujo de comprar un dispositivo tan caro.

Probablemente no sea necesario ser un experto para ver el gran potencial de la carga inalámbrica de dispositivos, porque es realmente conveniente: no es necesario tirar de cables ni intentar ingresar al conector USB (no siempre es posible ingresar). en el lado equivocado).

Pero seamos realistas, la tecnología todavía tiene algunos inconvenientes. El problema es la gama muy limitada. En los estudios en curso, fue posible ampliar este radio a 10 metros, pero a tales distancias los fabricantes no pueden garantizar una seguridad absoluta.

Intel anunció recientemente que está trabajando para integrar un dispositivo magnético en una computadora portátil, desde donde compartirá su carga con dispositivos cercanos habilitados para QI. Cada año aparecen en el mercado cada vez más dispositivos con función de carga inalámbrica. Teniendo en cuenta que gigantes de la industria como Apple e Intel han asumido el desarrollo de esta tecnología, podemos decir con confianza que tiene un gran futuro.

La tecnología de carga inalámbrica apareció hace varios años, pero hasta ahora no se ha utilizado ampliamente en el mercado de teléfonos inteligentes. Lumia 920 y 820 fueron los primeros teléfonos inteligentes Nokia en contar con carga inalámbrica.

Todo lo que tiene que hacer es colocar su teléfono en la plataforma DT-900, el soporte DT-910, la almohada Fatboy o el altavoz JBL PowerUp y su teléfono comenzará a cargarse inmediatamente.

¿Cómo funciona la carga inalámbrica?

La carga inalámbrica es un método de transferir energía eléctrica a través del aire al dispositivo que se está cargando. El dispositivo se cargará sin conectarlo directamente a la red. El proceso de carga requirió una solución técnica compleja. El siguiente diagrama muestra el principio básico de la transmisión inductiva de electricidad.

La bobina transmisora ​​L1 se encuentra abajo y la bobina receptora L2 se encuentra arriba. L1 está en el cargador, L2 está en el teléfono inteligente. La corriente alterna en la bobina L1 produce un campo magnético, que hace que aparezca voltaje en la bobina L2. Este voltaje se utiliza para cargar la batería del dispositivo.

Los dispositivos de carga inalámbrica de Nokia utilizan la tecnología Qi (léase [chi]), desarrollada y utilizada por más de cien empresas en todo el mundo. Este es un estándar reconocido mundialmente, por lo que su dispositivo se puede recargar en cualquier parte del mundo.

Nokia ya ha firmado acuerdos con Coffee Bean, Tea Leaf y Virgin Atlantic: estas empresas ofrecerán a sus clientes la posibilidad de cargar los teléfonos inteligentes Lumia 920 y 820 mediante dispositivos inalámbricos.

Cada cargador Nokia tiene sus propias características.

El DT-900 es una plataforma estándar pero atractiva. Mientras se carga en la base DT-910, el teléfono se puede usar para videollamadas o trabajar con aplicaciones. La almohada Fatboy es adecuada para quienes gustan de las cosas inusuales. Los parlantes JBL PowerUp reproducirán música mientras se carga el teléfono.

Nokia ha intentado que el proceso de carga inalámbrica sea más conveniente que el de sus competidores. El área activa del cargador se ha aumentado al 80% para que el usuario pueda simplemente colocar el teléfono en la plataforma sin perder tiempo adicional en su ubicación correcta.

Puedes adquirir todos estos cargadores en tiendas que vendan smartphones Lumia 920 y 820.