Obsah:
- Prečo sú dnešné bezdrôtové nabíjanie nespokojné
- Ako to vyzerá?
- Revolúcia internetu vecí
- Rezanie jedného kábla naraz
- Rádiové lúče všade: Sme v bezpečí?
- Naša bezdrôtová budúcnosť
Mobile World Congress je jednou z tých udalostí, vďaka ktorej si uvedomíte, že tenká hranica medzi civilizáciou a barbarstvom je šírka jedného nabíjacieho kábla.
Každý, kto sa zúčastnil na MWC (alebo na nejakom veľkom veľtrhu), je oboznámený s plazivým strachom spôsobeným sledovaním energie batérie vášho telefónu, ktorá v priebehu veľmi dlhého pracovného dňa presakuje. Tweet pípaním, fotkou po fotke, textom po texte, percentuálnymi bodmi odškrtnutými, až kým sa v batohu nerozprášate na batériu uprostred spleti nabíjačiek a káblov alebo nevyhľadávate zabalené haly a nestlačíte salóniky na miesto bez zástrčky - Oáza v púšti.
Predstavte si, že ste nikdy nemuseli hľadať zásuvku, nosiť záložnú batériu alebo do kabelky nevkladať množstvo káblov; že všetky vaše zariadenia boli nabíjané nepretržite, bez ohľadu na to, kam ste šli. Jedného dňa si to možno nebudete musieť predstaviť - pretože spoločnosti ako Energous a Ossia sa snažia, aby sa to stalo skutočnosťou.
Nikola Tesla prvýkrát predstavil bezdrôtový systém prenosu energie začiatkom 90. rokov 20. storočia; pokúsil sa dokonca vybudovať experimentálnu stanicu Wardenclyffe Tower, ktorá by podľa jeho slov bola prvou v bezdrôtovom systéme na celom svete. Dnes sú telefóny, inteligentné hodinky a ďalšie zariadenia niekedy dodávané s induktívnymi nabíjacími cievkami, ktoré ich umožňujú nabíjať bezdrôtovo
To je miesto, kde prichádzajú Energous a Ossia. Obidve sa zameriavajú na vývoj „skutočného“ bezdrôtového nabíjania, ktoré funguje bezdrôtovo (OTA), takže môžete napájať na diaľku. Toto je bezdrôtové nabíjanie, ktoré sme sľúbili pred viac ako storočím. Mohla by sa konečne skončiť naša závislosť na kábloch alebo uviazaných nabíjacích riešeniach?
Prečo sú dnešné bezdrôtové nabíjanie nespokojné
Aj keď bezdrôtové nabíjanie existuje už roky, v minulom roku došlo k veľkému nárastu, keď spoločnosť Apple oznámila, že jeho nové telefóny majú túto funkciu. Qi, ktoré používa väčšina telefónov (vrátane telefónov iPhone), a menej známy PMA sú dve formy bezdrôtového nabíjania, ktoré používajú súčasné zariadenia orientované na spotrebiteľa. Oba štandardy vyžadujú jednu alebo viac indukčných cievok v nabíjacej doštičke na prenos energie a druhú v nabíjanom zariadení.
Medzi týmito dvoma normami existujú určité menšie rozdiely, ale majú rovnaké obmedzenia: potreba veľmi tesného kontaktu medzi zariadením a nabíjacou podložkou, ako aj správne zarovnanie indukčných cievok na prenos energie.
Rozsah sa môže mierne predĺžiť: Úrad strojárskeho a technologického laboratória FCC nedávno schválil zväčšenie vzdialenosti až 20 cm, pravdepodobne použitím viacerých nabíjacích cievok. Zatiaľ však žiadny produkt v súčasnosti nevyužíva bezdrôtové nabíjanie s dlhým dosahom na indukčné cievky na nabíjanie.
Medzi ďalšie potenciálne problémy s týmto typom bezdrôtového nabíjania patrí hromadenie tepla. „Obvody v bezdrôtovej nabíjačke musia byť navrhnuté tak, aby zabránili nadmernému teplu v nabíjačke a prenose do smartfónu, “ povedal Jack Norton, riaditeľ elektrotechniky v Belkin. „Nadmerné teplo môže viesť k nižšiemu
Hlavným dôvodom, prečo je bezdrôtové nabíjanie pomalšie ako pri použití výkonovej tehly s rýchlym nabíjaním, je to, že zariadenie zníži rýchlosť nabíjania na správu tepla a zabráni poškodeniu citlivých komponentov. „Riadenie tepla je určite jednou z výziev bezdrôtového prenosu energie nad 10 wattov, “ uviedol Charlie Quong, viceprezident pre vývoj a konštrukciu produktov pre spoločnosť Zagg (Mophie).
Tepelný rozptyl môže byť riadený rôznymi spôsobmi,
To znamená zariadenie, ako je Samsung Galaxy S9 +, ktorým je
V prípade väčších zariadení, ako sú napríklad prenosné počítače, ktoré majú väčšiu plochu povrchu a možnosti vetrania, môže bezdrôtové nabíjanie dosiahnuť až 30 W alebo viac. Pokiaľ však ide o telefóny, pri väčšine bezdrôtových nabíjacích doštičiek stále pravdepodobne hľadáte rýchlosť nabíjania 10 až 15 W, pričom väčšina z nich klesá na pomalšie príkony (5 W), aby sa zabránilo hromadeniu tepla. To je napríklad trochu pomalšie ako napríklad 27 W Qualcomm Quick Charge 4.0+ napájací adaptér alebo 29 W USB-C napájací adaptér pre iPhone X.
Ďalšou a možno ešte významnejšou nevýhodou induktívneho bezdrôtového nabíjania je veľkosť nabíjacích cievok. „Existujú rôzne návrhy cievok, ktoré je možné implementovať v závislosti od aplikácie, ale veľkosť cievky sa musí správne optimalizovať a kalibrovať, aby bezdrôtový nabíjací systém správne fungoval, “ uviedol Quong.
Nabíjacie cievky je možné umiestniť na malé zariadenia, ako sú slúchadlá Bluetooth, ale takéto cievky nie sú zriedkavé. Podľa Garyho Gao, lídra bezdrôtového nabíjania pre Anker, je najbežnejšou cievkovou konštrukciou priemer 50 mm podľa požiadaviek normy Qi.
Nakoniec, najväčším obmedzením bezdrôtového nabíjania Qi je nedostatok druhov zariadení, na ktorých sa môže realizovať. „Práve teraz, keď sa pozriete na bezdrôtové nabíjanie, vidíte to predovšetkým na telefóne a na niekoľkých ďalších náhodných zariadeniach, ako sú smartwatch od spoločnosti Apple, “ uviedol Energous President a CEO Stephen Rizzone. „Ale v skutočnosti to nepresahuje a časť z toho je kvôli obmedzeniam tejto technológie.“
Ako to vyzerá?
Aj keď iné spoločnosti tento priestor skúmajú, štandardy bezdrôtového nabíjania Energous a Ossia sa najviac približujú vízii Nikola Tesly. Tieto dve technológie pracujú na rôznych rádiových frekvenciách, ale umožňujú vám nabíjať zariadenie z diaľky, prenášať energiu vzduchom bez použitia káblov alebo indukčných nabíjacích cievok.
Energous: Technológia Energous bezdrôtového nabíjania spolupracuje s vlastným vysielačom a prijímačom WattUp spoločnosti. Funguje podobne ako Wi-Fi tak, že prenáša energiu vo frekvencii 900 MHz na prijímač, ktorý prevádza RF signál na jednosmerný prúd.
Energous využíva tvarovanie lúčov pre vysielače stredného a vzdialeného poľa: smerová anténna sústava vysiela energiu priamo do prijímača. V prípade prekážok môže odrážať energetické lúče od stien a stropov, hoci to má za následok určitú stratu účinnosti. Táto technológia sa rozdeľuje na tri rôzne typy bezdrôtového nabíjania: v blízkosti poľa,
Dizajn výkonného vysielača stredného poľa WattUp
Nabíjanie v blízkom poli WattUp vyžaduje vysielač, ktorý je možné pripojiť alebo zabudovať do existujúcej elektroniky - notebooky, herné konzoly, tablety a ďalšie zariadenia. Je certifikovaný podľa Časti 18 požiadaviek FCC: To znamená, že môže vydávať až 10 W energie z dôvodu
Vysielač stredného poľa je certifikovaný podľa časti 18 pravidiel FCC, takže môže vysielať veľké výstupy energie vo vzdialenosti 2 až 3 stopy, pričom štandardným prípadom použitia je nastavenie pracovnej plochy. Energous predpokladá, že bol navrhnutý ako stolný reproduktor a nabíjal viacero zariadení umiestnených okolo neho. Diaľkové pole je v súčasnosti najdlhší dosah: 15 stôp. Typickým prípadom použitia by bola obývačka.
Pri každej implementácii nabíjania v blízkom, strednom a vzdialenom poli si spoločnosť Rizzone predstavuje úzku integráciu s existujúcimi spotrebiteľskými produktmi. „Nechceš mať veľkú vec, ktorá vyzerá ako router, “ povedal. „Namiesto toho by ste túto technológiu primárne vložili do rámu televízora, mohlo by to byť
Dizajn vysielača pre diaľkové pole s energiou WattUp
Okrem nabíjania na diaľku by bol každý vysielač podporovaný softvérovou vrstvou (založenou na aplikácii alebo webovom portáli), ktorá umožňuje správu napájania zariadení pripojených k rôznym vysielačom WattUp. Budete mať možnosť ovládať, ktoré zariadenia sú nabité, a zabrániť tomu, aby váš vysielač nabíjal zariadenia svojich susedov. Vysielače v strede poľa a na diaľku vám tiež umožňujú nastaviť priority a pravidlá zariadenia na nabíjanie a autentifikáciu a konfigurovať zóny nabíjania. Vysielač s krátkym dosahom je tradičnejší: Nemôžete nastaviť priority ani pravidlá nabíjania, ale akonáhle pustíte zariadenie na nabíjaciu podložku, budete si môcť pozrieť úroveň nabitia batérie a očakávaný čas na úplné nabitie.
Vysielač „vidí všetky rôzne zariadenia Bluetooth, ktoré sa nachádzajú v miestnosti, “ povedal Rizzone. „Identifikuje, ktoré z nich sú dostatočne blízko na to, aby ich bolo možné účtovať, a tiež identifikuje, že sú autorizovaní v sieti, a potom pomocou senzorov monitoruje, čo zvyčajne robí užívateľ.“
Tento typ riadenia napájania založeného na softvéri je nevyhnutný, uviedla Rizzone, pretože „podľa pravidiel časti 15 môžete vysielať iba jeden watt energie. To znamená, že pešo odtiaľto dostanete… jeden miliónwatt alebo nižší "Takže veľmi, veľmi malé množstvo." (FCC časť 18 neobmedzuje množstvo energie).
S rozšíreným prijatím vysielačov WattUp by ste však mohli ísť do kaviarne a dokonca cestovať bez toho, aby ste museli nosiť adaptéry alebo káble: Rôzne vysielače vo verejných a súkromných priestoroch by sa dobili. vaše rôzne zariadenia podľa potreby a podľa vašich spôsobov používania.
Ossia: Energous sa zameriava na bezdrôtové nabíjanie na úrovni zákazníka, ale spoločnosť Ossia má na mysli väčší rozsah.
Rovnako ako v prípade Energous je technológia spoločnosti podobná Wi-Fi a využíva 2, 4 GHz spektrum (zvažuje budúce 5, 8 GHz) podľa svojho proprietárneho štandardu „Cota“. Prijímač Ossie vysiela signál s nízkou spotrebou do Cota Power Transmitter. Vysielač potom usmerňuje energiu pozdĺž rovnakej dráhy, pričom prijímač prevádza RF signál na jednosmerný výkon. To umožňuje vysielaču Ossia vysielať energiu do viacerých zariadení podporujúcich Cota súčasne a vysielať energiu do pohybu objektov. Účinne obchádza aj objekty, ktoré sú v ceste, pretože signál neprechádza ľuďmi, zvieratami ani inými organickými látkami.
Súčasná implementácia technológie Ossia je v súčasnosti predstavená dvoma prototypmi zariadení - Cota Forever Battery a Cota Tile. Batéria Forever je
Zeine chcel zdôrazniť, že pre spotrebiteľov nie je kľúčom k poskytovaniu užitočného bezdrôtového výkonu nevyhnutne prenos vysokého stupňa energie do jedného alebo dvoch zariadení. „Ide o to, že sila musí byť nepretržitá, bez ohľadu na to, ako rýchlo idete, “ povedal. „Tento systém beží 2, 4 GHz a vychádza 20 wattov. Približne o jeden meter prijímame viac ako 6 wattov energie a na dvoch metroch hovoríme o niekoľkých wattoch, 2 až 3 wattoch a potom na koniec
Inými slovami, zatiaľ čo kocka Cota môže trvať dlho, kým sa telefón zapne, s výnimkou blízkeho dosahu, je však viac ako schopná udržať každé zariadenie v obývacej izbe navýšené - od ovládačov hier po bezpečnostné kamery.
Metóda pripojenia zariadení k Cota Tile je podobná tradičnému spárovaniu Bluetooth alebo Wi-Fi. Nastavenie vám umožňuje ovládať, ktoré zariadenia sa nabíjajú, a spravovať ich tak, ako sa nabíjajú. „Ak je to inteligentné zariadenie, ako je toto, môžete v podstate ísť do systému tu a povedať:„ Pridajte ma do napájacej siete “a bude s ním hovoriť, “ povedala Zeine.
Softvér Cota Cloud je schopný definovať prioritu zariadení, ktoré sú napájané a ukazujú základné využitie energie zariadenia. Pri rozsiahlom používaní dlaždíc Cota môže správca nastavovať a spravovať používateľov. S prioritným nabíjaním, Cota Tile najskôr nabíja zariadenia s nižšou úrovňou batérie; prijímač Cota komunikuje s vysielačom o tom, koľko energie potrebuje. Ak v dosahu nie sú žiadne zariadenia, ktoré je potrebné nabíjať, Cota Tile prejde do režimu spánku, takže neplytvá energiou ani neprenáša energiu na zariadenia, ktoré sú už doplnené.
Doska Cota je schopná napájať rôzne zariadenia v miestnosti, pretože nemusí pracovať na dohľad. Dvojica dlaždíc Cota je dvakrát efektívnejšia a emituje štvornásobok energie a
Pretože technológia spoločnosti Ossia používa rovnaké pásmo 2, 4 GHz ako Wi-Fi, nie je potrebný žiadny ďalší hardvér, ktorý by umožnil existujúcim zariadeniam pracovať s dlaždicami Cota. „Cieľom je
Revolúcia internetu vecí
Schopnosť diaľkového vysielača WattUp a Cota Tile prenášať údaje spolu so silou ich robí obzvlášť zaujímavými pre internet vecí. „Neexistuje spôsob, ako sa dostať k biliónu zariadení internetu vecí bez bezdrôtového napájania, “ uviedla Jennifer Grenz, viceprezidentka marketingu spoločnosti Ossia, v blogu spoločnosti. „Bezdrôtové napájanie pôjde ruka v ruke s vývojom celého tohto trhu.“
Najlepším príkladom je batéria Oota Cota Forever. Môže byť umiestnený v dymových poplachoch, čo vás ušetrí od nabíjania a umožňuje prenos údajov poskytnutím softvéru Cota Cloud: cloudového softvéru, ktorý umožňuje správu napájania rôznych zariadení.
„Povedzme, že váš detektor dymu v kuchyni zhasne, “ povedala Zeine. „Batéria si všimne, že detektor dymu zmenil svoj vzorec odberu energie a vie, že tento nový vzorec je vlastne výstražným signálom, ktorý sa vypne. Pošle správu do vášho telefónu; oblak Cota vám povie:„ Hej, váš dym detektor sa vypína. ““ Vďaka tomu sú nemé zariadenia inteligentné. Prináša ich to do veku internetu. ““
V oboch programoch Energous a Ossia je softvérová vrstva kľúčovou súčasťou toho, čo z nich robí hry tak meniace sa, pretože umožňujú inteligentnú správu napájania. Všetci máme zariadenia, ktoré potrebujú nabíjanie, a keď ich nabíjame, je na nás. Môžeme nabíjať telefón každý deň, nositeľné každých pár dní, herný ovládač, kedykoľvek ho použijeme. Vďaka bezdrôtovému napájaniu vám softvér urobí túto voľbu na základe vašich spôsobov používania, životného štýlu a dokonca aj dennej doby.
Vysielače WattUp aj Cota Tile v zásade preberajú na užívateľovi záťaž pri rozhodovaní, ktoré zariadenie nabíjať a
Rezanie jedného kábla naraz
Z praktického hľadiska je táto technológia ešte stále niekoľko rokov od zavedenia pre spotrebiteľov aj podniky, ale potenciálne prípady použitia sú už zrejmé. Obe technológie vám umožnia efektívne rezať kábel doma. Telefóny sa nemusia pripájať. Herné ovládače sa budú účtovať podľa použitia. Detektory dymu už nikdy nebudú musieť vymeniť batérie.
Za predpokladu rozsiahlej implementácie vo verejných priestoroch, ako sú kaviarne a kancelárske budovy, by sa nekonečná bitka o nabíjačky, káble a prenosné batérie mohla stať minulosťou. „V budúcnosti by ste šli do kaviarne. Ak má logo Cota a viete, že váš telefón má Cota, znamená to, že keď ste v kaviarni, máte moc, “ povedal Obeidat. „To je ten druh štandardu, ktorý vytvárame.“Najväčší dopad však pravdepodobne pocítia zariadenia s nízkou spotrebou energie, ktoré je potrebné nabíjať (alebo vymeniť ich batérie) zriedka. Rizzone uviedol otca Gordona Bell, energetického viceprezidenta pre marketing ako príklad niekoho, kto by z technológie Energousu mal značný úžitok, hoci nemá veľa pripojených zariadení. „Otec môjho kolegu nosia načúvacie pomôcky… Čo sa stane, má tie malé malé batérie, ktoré majú veľkosť semena granátového jablka, a musí to tam vložiť a vymeniť batériu. Je to nočná mora pre staršieho človeka."
S vysielačom v strednom poli alebo vo vzdialenom poli by sa načúvacie prístroje mohli nabíjať v priebehu celého dňa podľa zvyklostí jednotlivých používateľov.
Samozrejme, zariadenia ako telefóny a Bluetooth slúchadlá, ktoré častejšie potrebujú zosilnenie napájania, tiež prejdú k bezdrôtovému nabíjaniu. Podľa Rizzone: „Veľa zariadení, ktoré práve pripájate a pripájate ku každému jedného dňa sa nakoniec zlomí malý malý kúsok vášho portu micro USB. Vyčerpá sa alebo ste ho zasekli nesprávnym spôsobom, dovnútra sa do neho dostane slaná voda, pot atď. To je časť zlyhania alebo bod zlyhania tohto produktu. Spoločnosti sa toho snažia zbaviť. “
Rádiové lúče všade: Sme v bezpečí?
Energetická prenosová technológia s dlhým dosahom
V priemysle elektrických vozidiel bolo bezdrôtové nabíjanie už široko implementované a môže naznačovať, aké požiadavky sa môžu na elektronické zariadenia vyskytnúť. Podľa článku Joe
Pretože technológie Energous a Ossia s vyššou energiou používajú rovnaké rádiové frekvencie ako Wi-Fi, dúfali by sme, že to nebude mať žiadny vplyv na zdravie - ale na túto otázku je prekvapivo málo vedeckých odpovedí. Národ uviedol, že bezdrôtový priemysel sa pokúsil obmedziť množstvo výskumu, ktorý je možné vykonať v súvislosti s dopadom bezdrôtového žiarenia na verejné zdravie: „Nedostatok definitívneho dôkazu, že technológia je škodlivá, neznamená, že je bezpečná, napriek tomu bezdrôtovému priemyslu sa podarilo tento logický omyl predať svetu. Bezpečnosť bezdrôtovej technológie je v skutočnosti od prvých dní tohto odvetvia nevyriešenou otázkou, “napísali autori Mark Hertsgaard a Mark Dowie. „Výsledok je taký, že za posledných 30 rokov boli miliardy ľudí na celom svete vystavené veľkému experimentu v oblasti verejného zdravia: Použite dnes mobilný telefón a zistite, či to spôsobuje rakovinu alebo genetické poškodenie.“
Signál majáka Cota sa odrazí od stien a objektov, pričom sa vyhýba ľuďom. Pozdĺž týchto trás sa dodáva energia.
Podľa spoločnosti Ossia je však technológia Cota bezpečná pre ľudí a domáce zvieratá a nezasahuje do siete Wi-Fi ani čelí problémom s prehrievaním bezdrôtového nabíjania Qi. "2.4 GHz a vyššie nezahrievajú kov sám o sebe, odrážajú sa od internetu."
Energous tvrdí rovnako. „Neustále ničíme energiu, “ zdôraznil Rizzone. „Usadzujeme malú, jedinečnú kapsu energie hneď vedľa zariadenia a toto zariadenie prenáša.“
Vďaka certifikácii FCC a žiadnemu dôkazu o opaku by technológie bezdrôtového prenosu nemali byť nebezpečnejšie ani škodlivejšie ako Wi-Fi alebo akékoľvek iné RF spektrum, ktorému sme denne vystavení. Možno nie najpohodlnejšia odpoveď, ale jediná ľahko dostupná.
Naša bezdrôtová budúcnosť
Energickí partneri s veľkým výrobcom elektroniky Dialog Semiconductors, ktorí vyrábajú svoje vysielače a prijímače, zatiaľ čo spoločnosť Ossia spolupracuje s firmami Motherson a Molex a už dlho sa hovorí o energetickej technológii končiacej v budúcom produkte Apple. Ani spoločnosť nevyrába svoj vlastný hardvér, ani sama nevytvára spotrebiteľské výrobky.
Energous je predovšetkým licenčná spoločnosť a jej produkty sú založené na partneroch.
„Budúci systém, na ktorom pracujeme, dosiahne 10 a 20 metrov, “ uviedla Zeine. „Zamerali sme sa na stupnice, kde to ľudia chcú používať, takže ak to chcú dať na strop Mobile World Congress, môžete navrhnúť systém, ktorý by mohol pokryť 80 alebo 100 metrov. Ak je to pre domácnosť, Nepotrebujem taký veľký systém. ““
Na prvom mieste by ste mohli vidieť väčšiu dlaždicu
Technológia bezdrôtového nabíjania v konečnom dôsledku potrebuje niekoľko ďalších rokov, niekoľko ďalších oznámení o výrobkoch a certifikátov a experimenty veľkých maloobchodníkov. Zatiaľ nevyhadzujte káble a nabíjačky. Rozšírené zavádzanie induktívneho nabíjania Qi na telefónoch a nositeľkách je však silným dôkazom toho, že výrobcovia aj spotrebitelia sa túžia spojiť.
Ankerov Gao má opatrný optimistický názor. Podľa jedného alebo dvoch rokov by sme mali vidieť čoraz viac telefónov, ktoré sa môžu nabíjať bezdrôtovo, a očakáva, že účinnosť bezdrôtového nabíjania dosiahne úroveň káblového nabíjania. Gao tiež povedal, že dúfa, že už o tri až štyri roky budeme mať „skutočnú technológiu bez pozícií“, ktorá pravdepodobne bude debutovať na nositeľnom zariadení.
Bezdrôtové napájanie sa vždy javilo ako prebiehajúca práca. Od Nikola Tesly až doteraz bol vždy prísľub „revolúcia v oblasti bezdrôtovej energie“, zdá sa však, že nikdy nedôjde. Zostáva vidieť, či Energous a Ossia dokážu skript prevrátiť.
Existuje však dôvod, prečo je bezdrôtové napájanie myšlienka, ktorá odmieta zomrieť. Sľubuje slobodu v usporiadaní našich životov okolo všetkých mnohých zariadení, ktoré sú hladné po energii, ktoré sme nazhromaždili, pričom každé z nich pôsobí ako postroj, ktorý obmedzuje náš pohyb. A tento sľub stojí za to čakať.