Бесконтактное беспроводное зарядное устройство – лучший выбор для смартфона
Бесконтактное зарядное устройство – это мечта для каждого обладателя смартфона. Современные телефоны регулярно нуждаются в зарядке. Постоянно приходиться подключать их с помощью провода к адаптеру. Однако сейчас можно выбрать беспроводную зарядку и забыть обо всех сложностях. Беспроводная зарядка для телефона это уже не мечта, а обычное устройство, которое используют миллионы пользователей.
Что такое беспроводное зарядное устройство
Многие десятилетия люди мечтают о возможности передачи энергии на расстояние. Это часто можно встретить в фантастических романах 20 века. И вот свершилось. В пользовании появились зарядные устройства, которые заряжают аккумуляторы потребителей на расстоянии. Правда расстояния еще очень малы, всего несколько сантиметров, но это уже уверенный шаг вперед. И не теоретический, а практический.
На данный момент самое широкое распространение получили беспроводные бесконтактные зарядные устройства для смартфонов (БЗУ). Достаточно положить смартфон на зарядное устройство и он начнет заряжаться. Никаких проводов от беспроводной зарядки до смартфона не надо. Все работает на законе взаимоиндукции. Зазвонил телефон, спокойно берешь его в руки не боясь запутаться в проводах, не боясь повредить контакты разъема, а так же не привязан строго к рабочему месту.
Но стоит отметить, что далеко не все телефоны и смартфоны, выпускаемые различными производителями, способны заряжаться от беспроводных зарядок. Телефоны поддерживающие беспроводную зарядку стали появляться совсем недавно. А какие телефоны поддерживают беспроводную зарядку можно узнать у менеджера салона сотовой связи. Но если ваш телефон не поддерживает эту функцию, то как модернизировать ваш телефон или смартфон для данных видов зарядок я опишу ниже.
Принцип работы
В принцип работы беспроводного зарядного устройства заложены законы, открытые учеными Теслой и Фарадеем. Это так называемые явления индукции и взаимоиндукции. Вспомните школьную физику. Если по проводнику течет ток, то вокруг проводника возникает магнитное поле. Если в магнитное поле внести другой проводник, то в нем индуцируется ЭДС (ЭлектроДвижущая Сила).
На этом принципе работают все трансформаторы. Если на первичную обмотку трансформатора подать переменный ток, то на вторичной обмотке образуется ток, величина которого будет зависеть от числа витков во вторичной обмотке. На этом же принципе и работает беспроводная зарядка. И я постараюсь объяснить, как работает беспроводная зарядка для телефона. Источником электромагнитного излучения становится индукционная катушка, которая находится в зарядном устройстве (выполняет роль первичной обмотки трансформатора). Выглядит как подставка, зарядный стакан или что то аналогичное. Подключается к электросети напрямую или через адаптер. Заряжаемое устройство тоже имеет свою катушку (аналогично вторичной обмотке трансформатора). Если обе катушки расположены на достаточно близком расстоянии друг от друга, то во второй катушке индуцируется переменный ток, далее он выпрямляется в постоянный и через контроллер заряда заряжает аккумулятор гаджета.
Любая бесконтактная зарядка для телефона или другого устройства работает по этому принципу, будь то в доме или автомобиле. Чаще всего мы встречаем устройства стандарта QI.
Стандарты беспроводных зарядных устройств
Qi
Самым распространенным стандартом беспроводной зарядки является Qi. Этот стандарт был разработан консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, сокращенно WPC), и поддерживается многими производителями такими, как Samsung, Nokia, LG и другими. Стандарт Qi читается как Ци, что на китайском языке созвучно в переводе со словом «жизнь».
Принцип работы основан на законе взаимоиндукции, как описано выше. Частота работы БЗУ 100-205 кГц. КПД 75-80%.
PMA
Другой популярный стандарт называется PMA. В его принцип так же заложен закон электромагнитной индукции, Этот стандарт разработан компанией Powermat в 2012 году. Он не такой популярный, как Qi, но и у него есть свои преимущества.
Основные усилия компания направила на разработку более качественного передатчика электромагнитного поля. Да и частота работы зарядного устройства 277-357 кГц.
В основном этот стандарт распространен в США. Но все же стандарт PMA довольно сильно проигрывает Qi.
Rezence (A4WP)
Принцип работы стандарта Rezence основан на законе магнитного резонанса. Это позволяет увеличить передаваемую мощность до 50 Вт, что вполне хватает для зарядки более мощных устройств, и даже нескольких устройств одновременно. А так же можно и увеличивать расстояние от зарядки до заряжаемого гаджета.
Но пока этот стандарт больше теоретический и не получает широкую поддержку.
Где применяются беспроводные зарядки
С момента изобретения беспроводной зарядки, она сразу стала внедряться всевозможными производителями для зарядки аккумуляторов различных устройств.
Одними из первых беспроводные зарядки внедрили производители зубных щеток. Дело в том, что зубные щетки имеют прямое соприкосновение с водой. Тут то как раз и пригодилось изобретение БЗУ. Ведь в этих устройствах нет голых контактов. Зубная щетка и зарядное устройство имеют хорошую герметизацию.
Корпорация Apple тоже не отстает от прогресса. Они внедрили беспроводную зарядку для своих часов Apple Watch.
Но самую большую популярность получили беспроводные зарядки для смартфонов. Какое удобство. Просто положите смартфон на зарядное устройство и процесс зарядки пошел. Никаких проводов. Большую долю смартфонов с такими зарядками выпустил Samsung. Nokia то же выпустили смартфоны с такими зарядками. В 2017 году Apple выпустила смартфон iPhone 8 iPhone X, которые тоже могут заряжаться от БЗУ.
Нередко подобные устройства устанавливаются в общественных местах. В кафе и ресторанах люди привыкли работать с помощью смартфонов, общаться или же развлекаться. Интернет забирает достаточно много энергии батареи.
Чтобы привлечь посетителей и чтобы гости просидели как можно дольше в этих заведениях, владельцы предлагают бесплатный Wi-Fi, но и конечно же, бесконтактные зарядки для смартфонов, которые вмонтированы прямо в столики заведения.
Так же многими производителями выпускается беспроводная автомобильная зарядка для телефона. Принцип беспроводной зарядки очень простой. провод от этой зарядки вставляется в гнездо прикуривателя, сама зарядка устанавливается в удобное место с учетом, что телефон во время движения не упадет с нее.
Преимущества беспроводных зарядок
Есть масса преимуществ в том, чтобы телефон мог заряжаться именно бесконтактным способом. В первую очередь решается основная проблема, а именно переходники. Теперь будет одна универсальная панель сразу для всех аппаратов. Провода не будут изнашиваться и гнезда на мобильнике не станут слишком быстро ломаться. Для заряжающегося айфона это также особенно важно, ведь его ремонт стоит дорого.
Когда выбираем определенный адаптер, нельзя не думать о плюсах бесконтактного:
- Удобство. Использовать можно в любом месте.
- Допустима зарядка нескольких телефонов сразу.
- С течением времени устройств, которые поддерживают данную функцию становиться все больше.
- Электроэнергии тратиться минимум, хотя КПД этой зарядки и составляет около 80%.
- Самсунг и некоторые другие компании планируют сразу с телефоном предлагать подобный адаптер.
- Долговечность. Зарядка способна прослужить много лет.
Производители
Вопросами создания и разработки бесконтактных зарядок для телефонов занялись многие компании. Каждая из них ориентирована на определенные особенности и готова удовлетворить конкретные пожелания пользователей. В первую очередь надо рассмотреть зарядки от производителей смартфонов, в которых включена функция беспроводной зарядки.
- Samsung
Беспроводные зарядные устройства от Samsung прочно заняли свое место в ряду изготовителей БЗУ. По этому беспроводные зарядки для телефона Самсунг встречаются в продаже довольно часто. - LG
Так же выпускает смартфоны с функцией беспроводной зарядки. Значит и выпускает зарядные устройства для своих гаджетов. - Nokia
Знаменитый бренд, который связан с выпуском телефонов и смартфонов. По этому этим производителем так же выпускается беспроводная зарядка Нокиа (или зарядка Lumia), способная заряжать смартфоны без проводов. Зарядка Люмиа так же часто встречается в торговых салонах сотовой связи. - Apple
Эта знаменитая компания на сегодняшний день выпускает БЗУ для своих часов Apple Watch. Зарядка оборудована магнитом и моментально приклеивается к часам именно к тому месту, куда надо подносить часы, прочно удерживаясь с ними.
В 2017 году выходят смартфоны от Apple, это iPhone 8 и iPhone X, а значит будут зарядки и от этого производителя. - Ну и китайские производители не отстают, а может и бегут вперед планеты всей. Их много и даже очень.
В принципе БЗУ заменяемы и можно использовать беспроводные зарядные устройства различных производителей, имеющих стандарт Qi. Qi зарядка, на сегодняшний, день является самым распространенным БЗУ.
Как своими руками усовершенствовать смартфон
Как я писал выше, не все смартфоны могут работать с бесконтактными зарядками. Внутри этих смартфонов нет приемной части. Но это не приговор. На сегодняшний день на рынке кроме беспроводных зарядных устройств есть еще в продаже и отдельные приемные устройства.
Выглядят они, как лист картона размером со спичечный коробок. Внутри этой пластинки размещена приемная катушка. Приемная часть бывает двух типов. Первый вариант – приемная часть размещается под крышкой аккумуляторного отсека смартфона и подключается прямо к аккумулятору.
Второй вариант – приемная часть подключается к входному разъему и прикрывается чехлом смартфона.
Да, есть еще один вариант. Выпускаются чехлы смартфона с встроенной приемной частью.
Как выбрать
Специалисты советуют прежде чем решать, какую бесконтактную зарядку для телефона выбрать, определиться, поддерживает ли гаджет данную технологию. Компания Apple специально категорически против подобной практики, ведь они ориентированы на использование оригинальных бесконтактных адаптеров. Однако Samsung и многие другие производители не нуждаются в столь тщательном отборе. Многие гаджеты допускают современное зарядное устройство для телефона разных производителей.
Обзор беспроводных зарядных устройств видео обязательно посмотрите
Типы быстрых зарядок и нюансы используемых кабелей | Зарядные устройства | Блог
Современные смартфоны потребляют намного больше энергии, чем их предшественники: больше быстродействие, больше экран, больше памяти, GPS, Bluetooth, Wi-Fi. Все это прекрасно, однако емкости аккумуляторов за прогрессом не поспевают. В результате многие современные смартфоны держат заряд не более суток. Рано или поздно вы забываете поставить вечером гаджет на зарядку, а утром понимаете, что через 15 минут выходить из дома, а заряда — «на донышке». Что делать? Бежать покупать портативный аккумулятор или можно что-то сделать за эти 15 минут?
Как долго должен заряжаться аккумулятор?
Так получилось, что USB стал стандартом для зарядных устройств всех гаджетов. Но разрабатывался этот стандарт, во-первых, давно, во-вторых, совсем не для этого.
Стандарт USB был разработан еще в 1996 году. Устройства тех лет, питающиеся от разъема USB, зачастую не имели контроллеров питания и могли просто сгореть, получив большой ток. Поэтому в стандарте вплоть до версии 2.0 максимальный ток составлял 500 мА, поэтому заряда смартфона с батарейкой емкостью в 3000 мАч требовалось 7-8 часов, хотя сам аккумулятор вполне мог бы потреблять 1,5 А и зарядиться за 2-3 часа.
Именно поэтому зарядка, идущая в комплекте с гаджетом, зачастую заряжает его намного быстрее — она просто выдает повышенный ток, рассчитанный на конкретный аккумулятор.
Сам стандарт разрабатывался для передачи данных, а не для питания. Разъемы и кабели USB не предназначены для больших токов, так что производители гаджетов столкнулись с неприятностями, начав выпускать такие зарядки с токами до 5А и более. Провода кабеля USB довольно тонкие, сопротивление их высоко. Но с увеличением тока падение напряжения на кабеле и его нагрев стали довольно существенными. Кроме того, появились случаи перегрева тонких контактов разъема. Поэтому большинство обычных зарядный устройств дают на выходе до 2А, а зарядка по-прежнему длится часами.
Что такое быстрая зарядка?
Это зарядка токами 1С и выше, то есть токами, кратными емкости аккумулятора. Например, 1А для емкости 1000 м·Ач и так далее. Поначалу такой режим считался крайне неблагоприятным для литий-ионных батарей. Но со временем ситуация изменилась — зарядка током 1С уже не вызывает заметного снижения ресурса у современных аккумуляторов, а зарядка током в 2С приводит к потере примерно 20 % емкости через 500–800 циклов заряда-разряда. Да, если пользоваться быстрой зарядкой ежедневно, через пару лет вы заметите падение емкости. Но вряд ли из-за этого стоит отказываться от возможности зарядить телефон за полчаса.
Чтобы не было потерь на тонких проводах, режимы быстрой зарядки используют повышенное напряжение в кабеле. ЗУ может выдавать напряжение до 20В, а в гаджете оно понизится до требуемых 5В с соответствующим увеличением тока. Например, если ЗУ обеспечивает напряжение 20В и ток 2А, то на аккумуляторе будут 5В и 8А.
Для сохранения совместимости со старыми ЗУ и компьютерными USB, новым зарядным устройствам пришлось «поумнеть» — теперь они не сразу выдают максимальные ток и напряжение, а только после получения запроса от гаджета. К сожалению, способы «общения» ЗУ и гаджета у каждого производителя свои.
Типы быстрой зарядки
Quick Charge — стандарт компании Qualcomm, поддерживается устройствами, собранными на базе чипсетов Snapdragon, начиная с 2013 г. Максимальный поддерживаемый ток — 3А и 5A в версии 4, напряжение может меняться от 3,6 до 20 В, а также до 22 в версии 3 и до 21 в 4+. Стандарт теоретически обеспечивает до 100 Вт мощности, но практически такая мощность устройствами не поддерживается, а штатные ЗУ выдают всего 18 Вт. Контроль температуры в стандарт не вписан, так что нередки случаи перегрева при быстрой зарядке. Сейчас большинство производителей смартфонов обеспечивают контроль температуры при использовании QC. А стандарт QC 4 имеет полную поддержку протокола Power Delivery.
Adaptive Fast Charging компании Samsung основан на Quick Charge 2 и частично с ним совместим, поэтому заряжать его от ЗУ с поддержкой QC 2 можно, но зарядка идет медленнее, чем от штатного. Контроль температуры есть, так что зарядка безопасна.
Motorola Turbopower компанией Lenovo так же разработан на основе стандарта Quick Charge 2, с которым полностью совместим. Отличия незначительны, основное заключается не в самом стандарте, а в наличии штатного ЗУ Motorola на 25 Вт против 18 Вт у поддерживающих QC 2. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.
Huawei Super Charge применяется на устройствах Huawei и тоже основан на Quick Charge 2. Напряжение может достигать 5В, ток — 5А, давая в итоге максимальную мощность 25 Вт. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.
Pump Express разработан компанией MediaTek и поддерживается гаджетами, собранными на базе SoC этого производителя. Он также основан на Quick Charge 2, и полностью с ним совместим. Его мощность ограничена 15 Вт, поэтому на емких аккумуляторах он покажет меньшую скорость зарядки по сравнению с другими стандартами. Зато в Pump Express есть контроль температуры аккумулятора, что значительно повышает безопасность зарядки.
Быстрая зарядка Apple совместима с Power Delivery. ЗУ Apple может выдавать до 87 Вт, что позволяет быстро зарядить не только все модели iPhone, начиная с 8, но и емкие аккумуляторы iPad Pro и MacBook 12.
Oppo Vooc (и основанный на ней Dash Charge) выбиваются из остального ряда — это оригинальные, ни с чем не совместимые стандарты. Используются на устройствах OnePlus и Oppo. Зарядное устройство выдает до 25 Вт мощности. Из-за несовместимости стандартов быстрая зарядка осуществима только с помощью оригинальных зарядного устройства и кабеля.
Power Delivery — наиболее перспективный стандарт быстрой зарядки, разработанный консорциумом USB в 2015 году. Стандарт поддерживает напряжения питания до 20 В и ток до 3А, что в итоге дает до 60 Вт мощности. А наиболее перспективным он считается из-за того, что «встроен» в новый стандарт USB 3.1 и теперь любые устройства, использующие разъем Type-C, должны либо поддерживать Power Delivery, либо смириться с недовольством пользователей, пытающихся заряжать гаджеты от ЗУ с поддержкой PD. Apple и Qualcomm уже выбрали первый вариант.
USB 3.1 + Power Delivery = некоторые проблемы
Теперь «умным и быстрым» ЗУ может быть любое устройство, поддерживающее USB 3.1. Заряжаемое устройство определит возможности заряжающего порта, измерив сопротивление между парой контактов разъема — CC и Vbus. Если порт может выдать максимум 0,9 А, как обычный порт USB 3.0, сопротивление будет равно 56 кОм, 22 кОм «скажут» гаджету, что ЗУ может выдать до 1,5 А, а 10 кОм — 3А.
Но как быть с кабелями-переходниками с Type-C на USB 2.0? У первого — 24 контакта, у второго — всего 4, а тех, между которыми ЗУ должно выставлять сигнальное сопротивление, просто нет. Консорциум USB решил встраивать резисторы прямо внутрь кабеля: 10 кОм в кабеля для мощных ЗУ, 22 кОм — для ЗУ с выходным током 1,5 А, ну и для 0,9 А — 56 кОм.
А если перепутать? Чаще всего — ЗУ не даст максимального тока и зарядка будет идти в разы дольше. Если же ЗУ попытается дать гаджету ток больше, чем оно способно, то может выйти из строя, а в худшем случае — испортить и гаджет.
Масла в огонь подлили китайцы, начав засовывать резисторы 10 кОм во все кабели-переходники с Type-C на USB 2.0. В том числе и в дешевые тонкожильные, неспособные выдержать те 3А, которые он якобы должен пропускать.
Чтобы всем стало совсем «весело», консорциум USB регламентировал установку в кабели Type-C маркирующей микросхемы eMarker, информирующей оба подключенных к нему устройства о возможностях кабеля. Проблема в том, что дорогостоящий кабель с микросхемой eMarker может быстро сгореть на паре ЗУ–гаджет, поддерживающей какой-нибудь стандарт быстрой зарядки, отличной от Power Delivery. eMarker питается от 5В, а тот же QickCharge 2 и все основанные на нем протоколы запросто могут поднять напряжение питающей линии до 18 В.
Вывод один — не используйте для быстрой зарядки «случайные» кабели. Это особенно важно для кабелей с разъемами Type-C, но актуально и для старых разъемов: невооруженным глазом не заметить, что у кабеля сечение жил меньше и разъем контактирует неплотно. В результате зарядка будет идти намного дольше, и это еще не самое худшее: возникающий из-за искрения контактов нагрев может привести к повреждению разъема или вообще к воспламенению прилегающего пластика. Настоятельно рекомендуется не пользоваться для зарядки «чужими» проводами, пусть они и выглядят подходящими.
преимущества, недостатки и советы по выбору
25 октября 2018, 17:19 10844Еще несколько лет назад беспроводная зарядка гаджетов казалась чем-то инновационным, но в 2018 году стала очередным стандартом. Сейчас этой функцией оснащаются все без исключения флагманы и даже некоторые бюджетные смартфоны.
В этом году в продажу поступило огромное количество беспроводных зарядных устройств всех форм и размеров. А поскольку многие пользователи все еще не очень хорошо разбираются в этой сфере, выбор такого ЗУ может стать непростой задачей. Попробуем ее упростить. Вот все, что нужно знать о технологии беспроводной зарядки и о том, как правильно выбирать беспроводное зарядное устройство.
Как это работает
Большинство телефонов, способных к беспроводной зарядке, используют стандарт питания Qi. Это международный стандарт, разработанный Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, WPC) для передачи энергии на небольшое расстояние.
Сама технология основана на взаимодействии электромагнитных катушек. Катушка-передатчик, расположенная в самом зарядном устройстве, создает электромагнитное поле, которое воздействует на катушку-приемник, расположенную внутри телефона. То есть, сама зарядка происходит посредством индукционной передачи энергии, без контакта между проводниками.
При этом важен размер катушек. Большие катушки способны генерировать более мощное электромагнитное поле, так что катушка-приемник может находиться на большем расстоянии от катушки-передатчика. Но с маленькими катушками, вроде тех, что помещаются в корпусе смартфона, приемник и передатчик должны находиться очень близко.
Достоинства
Первый, и самый очевидный плюс — удобство использования. Вы просто кладете смартфон на платформу, и он тут же заряжается. Не нужно подключать никаких кабелей.
Второй плюс проистекает из первого. Поскольку вам не нужно постоянно подключать кабель, разъем живет дольше. Изношенность гнезда для подключения кабеля — самая частая поломка, с которой пользователи обращаются за ремонтом смартфона.
Некоторые беспроводные ЗУ выполнены в форме вертикальных подставок, так что их удобно использовать при просмотре видео и в ходе видеозвонков.
Недостатки
Один из главных недостатков беспроводной зарядки — увеличенное время заряда. Конечно же, скорость зависит от мощности конкретного адаптера, но в целом беспроводная зарядка всегда осуществляется медленнее, чем проводная. Существуют беспроводные ЗУ, обеспечивающие “быструю зарядку”, но, опять таки, они более медленные, чем проводные ЗУ с функцией Fast Charging.
Второй недостаток — сниженная мобильность. Когда телефон подключен к кабелю, вы можете заряжать его и одновременно выполнять какие-либо действия (хотя именно это приводит к быстрому изнашиванию разъема). Если же вы снимаете смартфон с платформы беспроводного ЗУ, зарядка прекращается. Так что играть во что-то энергоемкое и одновременно подзаряжать смартфон не получится.
Наконец, сами беспроводные ЗУ более громоздкие, чем обычные проводные адаптеры с кабелем. Их так просто не запихнешь в карман и не возьмешь с собой в путешествие, чтобы использовать при обнаружении розетки.
Как выбрать беспроводное ЗУ
Как уже говорилось, смартфоны с функцией беспроводной зарядки используют стандарт Qi. Это значит, что если в характеристиках вашего смартфона указан этот стандарт, а на зарядном устройстве значится “Qi certified”, то они, с большой долей вероятности, совместимы. Правда, все равно рекомендуется проверять список поддерживаемых моделей смартфонов для каждого ЗУ. Потому что существует ряд нюансов, на которые важно обращать внимание.
Так, если вы купите мощное ЗУ, но ваш смартфон способен принимать “по воздуху” лишь малое количество энергии, он, конечно же, не сгорит. Телефон будет принимать лишь то, на что он способен. Но это будет означать, что вы попросту переплатили за мощность, которая вам не нужна.
Новые iPhone могут заряжаться от источников мощностью до 7,5 ватт, потому для них бессмысленно покупать что-то более мощное. А некоторые модели Android-смартфонов способны принимать до 15 ватт. Потому перед покупкой нужно изучить характеристики своего смартфона.
Впрочем, если скорость зарядки вам не важна, вы можете просто купить беспроводное ЗУ с мощностью 5 ватт. Даже если ваш смартфон способен принимать больше энергии, от такого ЗУ он тоже подзарядится, хоть это и займет больше времени. Это — универсальный и наиболее дешевый вариант, доступный всем.
Если вы покупаете беспроводное зарядное устройство с выходной мощностью 10 ватт или более, учитывайте, что этому ЗУ может потребоваться собственный сетевой адаптер повышенной мощности.
Даешь по Qi на каждую тумбочку! Или почему за беспроводной зарядкой будущее
Привет, Гиктаймс! Технологии сейчас развиваются так быстро, что за ними сложно уследить. Вроде бы еще недавно удивлялись устройствам с сенсорными дисплеями, а здесь уже анонсируют безрамочный смартфон. Многими плодами современного смартфоностроения мы с вами пользуемся каждый день и зачастую даже не задумываемся, как же оно все работает. Речь сегодня пойдет о беспроводной зарядке (владельцам iPhone не советуем уходить, в конце для них будет сюрприз).
Как все происходит с точки зрения пользователя, владельцы мобильных устройств прекрасно знают: пришли домой или на работу, положили девайс на специальную подставку или тумбочку (да-да, IKEA в прошлом году порадовала гиков мебелью со встроенным устройством зарядки) — и заветные проценты тут же устремляются вверх. Чтобы все было вот так просто, производителям, среди которых Qualcomm, Intel, NXP и многие другие, понадобилось немало времени и усилий для внедрения на рынок коммерчески привлекательных беспроводных зарядок.
Среди экспертов распространен спор: а можно ли считать зарядку беспроводной, если по сути для нее все равно используется кабель, пусть и подключенный не к смартфону, а к другому устройству? Поскольку в данном случае все равно задействуется беспроводной способ передачи энергии, вполне. Способов этих несколько, но в электротехнике больше всего распространены решения, которые используют явление электромагнитной индукции для беспроводной передачи электроэнергии.
Немного о технологиях
Метод электромагнитной индукции мы еще разберем более подробно, пока же поговорим о других способах бесконтактной передачи электроэнергии. Один из них — ультразвуковой. В этом случае передатчик излучает ультразвук, а приемник осуществляет преобразование в электричество. Публике ультразвуковой способ был представлен в 2011 году, и на презентации он уже мог осуществлять передачу электроэнергии на расстоянии 7-10 метров, правда прямая видимость приемника и передатчика все равно была необходима. Передаваемое напряжение достигает 8 вольт.
Демо технологии на выставке D9 в 2011 году
Микроволновое излучение знакомо каждому. Но вот для обратного преобразования микроволновой энергии в электричество потребуется ректенна с эффективностью преобразования не менее 95 %. Кроме того, передающая антенна и ректенна должны быть больших размеров (около 1 км и 10 км соответственно), что делает подобный способ передачи энергии актуальным разве что для космических целей. Экспериментально беспроводная передача энергии с помощью микроволн подтверждена, однако практическое применение так и не получила, тем более среди потребительских устройств.
Если длина волны электромагнитного излучения составляет от 10 мкм до 10 нм, то есть приближена к видимой области спектра, становится возможной передача энергии с помощью ее преобразования в луч лазера, который затем направляется на фотоэлемент приемника. Малый угол расходимости монохроматической световой волны увеличивает эффективность передачи энергии на большие расстояния, компактный размер удобен для небольших устройств, да и лазер не создает радиочастотных помех для сотовых телефонов. Тем не менее в смартфонах от него отказались по вполне очевидной причине — неэффективность преобразования низкочастотного электромагнитного излучения в свет и света в электричество (КПД фотоэлементов 40-50 %), высокие потери в атмосфере. Поэтому в основном передача энергии лазером тестируется в космосе.
В коммерческих целях пока используется только одна технология беспроводной передачи электричества: при помощи электромагнитной индукции.
Спасибо Тесле и Фарадею
Благодаря именно этим великим ученым в свое время были получены исследования в направлении передачи электричества по воздуху посредством электромагнитной индукции. Еще в 1831 году Майкл Фарадей открыл важный базовый закон электромагнетизма — закон индукции, а уже в 1893 году Никола Тесла продемонстрировал беспроводное освещение люминесцентными лампами в проекте для Колумбовской всемирной выставки в Чикаго. Сейчас же беспроводная зарядка применяется в целом арсенале устройств — от зубных щеток до смартфонов и автомобилей.
Если говорить более-менее простым языком, работа беспроводной зарядки основана на свойствах индукционной катушки передавать электрический ток. При ее подключению к источнику питания в ней возникает магнитное поле, которое перпендикулярно виткам самой катушки. Так что если к одной катушке подключить питание, а вторую расположить в зоне действия ее магнитного поля, в ней появится напряжение. При этом ни при каких обстоятельствах две индукционные катушки не должны соприкасаться между собой.
Одна из катушек обязательно должна выступать в роли источника, то есть к ней должно быть подведено электричество, а вторая — приемника, поэтому полностью от проводов отказаться пока нельзя. Две катушки образуют систему с индуктивной связью, как на рисунке выше. В обмотке источника (первой катушки) протекает переменный ток, который и создает магнитное поле. Последнее индуцирует напряжение в катушке-приемнике: оно может использоваться как для питания устройства, так и для зарядки аккумулятора. Если вторичная катушка сильно удаляется от первичной, магнитное поле рассеивается, поскольку не может ее достичь. Поэтому при удалении индуктивная связь становится неэффективной.
В современное время распространены две технологии беспроводной зарядки при помощи электромагнитной индукции. В одной используются сильно связанные катушки (MI — магнитно-индуктивная), в другой — слабо связанные (MR — магнитно-резонансная). Консорциум беспроводной электромагнитной энергии WPC базируется на использовании технологии MI, A4WP рекомендует использовать MR. В системах MR требуется обеспечить более высокие значения добротности (от 50 и более), чем в MI-системах, тогда как для существующих систем беспроводной зарядки значение добротности составляет от 30 до 50.
Поэтому сейчас в основу беспроводных зарядных устройств положена технология MI — сама спецификация (стандарт), в соответствии с которой создаются девайсы, называется Qi. В русской транскрипции он произносится как «Ци», что означает поток энергии. Первая разновидность стандарта позволяет заряжать устройства при низкой мощности (5 ватт), а вторая — при высокой (120 ватт). Если первую используют для зарядки аккумуляторов смартфонов и планшетов, то с помощью высокой мощности можно даже зарядить ноутбук. Правда, до коммерческого использования Qi высокой мощности так и не дошло.
Производители активно штурмуют стандарт Qi, используя его в своих смартфонах и планшетах. В новинках этого года Xiaomi Mi5 (в белом цвете тоже), Xiaomi Mi4s и Blackview R7 Qi нет, но зато есть технология Quick Charge, с которой смартфоны зарядятся гораздо быстрее. Модуль зарядки можно расположить в любом месте как дома, так и на работе, а если совместить его с элементом мебели (той же лампой из IKEA), можно минимизировать количество проводов.
В основном среди пользователей распространены круглые и прямоугольные передатчики, которые также называют трансмиттерами. Следует отметить, что магнитное поле способно передавать не только электрический ток, но и данные о байтах и битах, чем воспользовались при создании стандарта Qi. Катушки не будут взаимодействовать между собой, если гаджет со встроенным трансмиттером не будет находиться около передатчика. Как только аккумулятор смартфона будет заряжен, он подаст нужный сигнал, и трансмиттер начнет работу в фоновом режиме. При функционировании аксессуара в фоновом режиме посылаемый каждые 0,4 секунды передатчиком импульс не будет изменять напряжение в катушке, встроенной в трансмиттер. Однако при снижении расстояния между смартфоном и аксессуаром до нужного расстояния, устройство перейдет в режим активной работы, поскольку напряжение в индукционной катушке резко снизится.
Хотя зарядка смартфонов и планшетов с помощью Qi и соответствующих аксессуаров происходит медленнее, чем с помощью кабеля, технология все равно пользуется заметным спросом среди пользователей. Согласитесь, гораздо удобнее один раз создать небольшую «площадку» около кровати для зарядки всех девайсов, чем каждый вечер распутывать 4-5 кабелей — от своего смартфона, телефона жены, умных часов, а если еще и внешний аккумулятор решили зарядить, так вообще беда.
А это не вредно?
Многие задаются этим вопросом перед использованием Qi, ведь магнитное поле имеет излучение. Тем не менее магнитное излучение не является ионизирующим — оно влияет на организм человека не больше, чем Wi-Fi или сигнал мобильной связи. Кроме того, электромагнитное излучение пропадает сразу же, как батарея девайса зарядится, а мощности 5 ватт не хватит, чтобы оказать негативное воздействие. Не зря беспроводную зарядку используют даже в бритвах и зубных щетках.
Что делать, если Android-смартфон не поддерживает Qi? Не стоит переживать, на этот случай производители выпускают целый ассортимент специальных аксессуаров, причем стоимость многих не превышает пяти долларов. Они состоят из трансмиттера и специального приемника, который подключается в стандартный порт для зарядки — тот же micro-USB. Приемник можно зафиксировать, например, с помощью чехла, и получить по сути смартфон с Qi.
iPhone в пролете?
Хотя Apple и грозится сделать беспроводную зарядку с возможностью удаления девайса от трансмиттера на расстояние до одного метра (для клавиатуры и мыши), пока Qi нет даже в iPhone 7 и iPhone 7 Plus. Но выход, как мы и обещали вначале, есть — как и в случае с Android-девайсами, умельцы из Китая создали специальные аксессуары. Приемник подключается к смартфону при помощи Lightning, после чего может использоваться с любыми аксессуарами Qi для зарядки. Да, даже с мебелью и трансмиттерами для Android-устройств. Так что все в ваших руках!
Будущее без проводов
За последние несколько лет к стихии Qi подключились многие, включая автомобильных производителей. Они тоже понимают, что технологии постепенно отходят от проводов, а лишние кабели в автомобиле вообще ни к чему. Конечно, малый радиус действия по-прежнему остается главным препятствием, но и он преодолим, причем в ближайшем будущем.
Как работает и какую выбрать беспроводную зарядку для смартфона
Мир избавляется от проводов повсеместно. Стационарную проводную связь похоронили мобильные устройства, для передачи данных активно внедряются новые стандарты сотовой связи и Wi-Fi, транслировать звук можно через Bluetooth, а компьютерные мышки и кабели лишаются проводов, заменяя их на миниатюрные радиомодули. Пора бы уже оставить в прошлом неудобные соединения с помощью проводов, вот только одна проблема не позволяет сделать это. Для того, чтобы электронные устройства работали, им требуется энергия извне. Как раз этот вопрос и призвана решить беспроводная зарядка.
Как работает беспроводная зарядка
Первыми коммерческими электронными устройствами, питаемыми без проводов, стали мышки для ПК. Они начали появляться в начале прошлого десятилетия, но так и не вытеснили традиционные варианты, уступив более удобным манипуляторам с радиопередатчиком. А корнями исследования уходят еще в середину 19 – начало 20 века, когда Майкл Фарадей и Никола Тесла экспериментировали с беспроводной передачей электроэнергии.
Чтобы понять, как работает беспроводная зарядка для телефона, стоит вспомнить основы из курса школьной физики. Наиболее перспективной и реализуемой на практике оказалась передача методом электромагнитной индукции (ЭМИ). В ее основе лежат явления электромагнетизма: когда через проводник протекает ток, вокруг него (проводника) образуется электромагнитное поле. Если в него попадает другой проводник, то он подвергается воздействию этого поля и в нем тоже возникает ток. Правильная конфигурация (с использованием катушек индуктивности) позволяет сосредоточить относительно мощное электромагнитное излучение на малой площади.
Беспроводная зарядка, как правило, представляет собой док-станцию, подключаемую в USB-порт или розетку, к обычной зарядке. В ней внутри находятся многовитковая катушка, преобразователь питания и управляющая электроника. Совместимые смартфоны, в свою очередь, имеют внутри такую же катушку, только намотанную из более тонкой проволоки. Если расположить смартфон на площадке док-станции – катушки начинают взаимодействовать, а энергия в виде электромагнитного излучения передается от подставки к смартфону. От приемника ток передается на контакты аккумулятора, пополняя его заряд.
Читайте также: Как раздать интернет со смартфона: по Wi-Fi, по Bluetooth, по USB
Стандарты беспроводных зарядок
Чтобы правильно выбрать док-станцию, недостаточно знать, как работает беспроводная зарядка для телефона. Нужно также учитывать, что существуют разные стандарты, используемые производителями. Первые смартфоны с поддержкой беспроводной зарядки появились еще в 2008 году. Пионером в отрасли стала компания Palm (интересно, помнит ли еще кто-то такую?). Но ее разработки как-то не получили должного распространения. В дальнейшем на рынке сформировалось два консорциума, занятых совершенствованием технологий беспроводной передачи энергии. WPC (Wireless Power Consortium), созданный в 2008, занимается продвижением стандарта Qi («Ци» — энергия, термин из китайской философии). Именно он получил максимальное распространение.
Конкурирующей организацией является PMA (Power Matters Alliance), развивающая альтернативу. Как ни странно, но в ее состав входят многие компании, также поддерживающие Qi. Поэтому многие смартфоны могут, помимо Qi, поддерживать и стандарт PMA. Среди таких устройств можно выделить флагманы Samsung Galaxy S5 (не все версии), S6 и S6 Edge, Galaxy S7 и S7 Edge. Хотя это – далеко не полный перечень совместимых с обоими стандартами смартфонов.
Со стандартом Qi совместимо большее количество девайсов. Среди них – не только флагманы Samsung, но также топовые Nokia и Microsoft Lumia, Motorola, Sharp, Google Nexus, LG, Fujitsu и другие. Чтобы узнать, какой стандарт поддерживается вашим смартфоном, рекомендуется ознакомиться с техническими характеристиками в инструкции или на сайте производителя. Нужно, чтобы и док-станция для беспроводной зарядки, и телефон, соответствовали одной технологии (Qi или PMA).
На что еще обратить внимание при выборе беспроводного ЗУ
Основным критерием выбора беспроводной зарядки для смартфона является стандарт. Но не только он имеет значение. При покупке следует обратить также на электрические характеристики зарядного устройства. Если напряжение на выходе является стандартизированным и составляет 5 В, то сила тока может варьироваться от сотен миллиампер – до ампера и больше. Учитывая, что сила тока на выходе проводного ЗУ составляет 1-2 А, выбирать нужно модель, у которой ток заряда составит около 1 А. Чем больше значение – тем лучше, так как слабая док-станция будет подзаряжать телефон слишком долго.
Форма тоже может иметь значение: Иногда дизайн ЗУ может попросту не вписываться в интерьер. Наклонные устройства не всегда удобны в плане устойчивости. Наиболее предпочтительными являются прямоугольные и круглые горизонтальные площадки.
Плюсы и минусы беспроводной зарядки для смартфона
Как работает беспроводная зарядка для телефона – мы разобрались, в чем заключаются основные нюансы и тонкости подбора – тоже. Осталось определить, стоит ли покупать такой гаджет, или он себя не оправдает. Для этого нужно ознакомиться с плюсами и минусами, чтобы решить для себя, покупать или нет зарядку Qi.
Плюсы
- Защита для интерфейсного разъема смартфона. В процессе зарядки исключается риск повредить гнездо, случайно дернув за кабель. Разъем подвергается меньшему износу, так как используется реже.
- Возможность зарядить смартфон, не имея ЗУ. Многие заведения в мире, такие как McDonalds или StarBucks, оснащают столики док-станциями Qi. Благодаря этому можно перекусить или попить кофе, одновременно подзаряжая телефон. IKEA также продвигает такие зарядки, встраиваемые в бытовую мебель.
- Всегда заряженный аккумулятор дома. Беспроводная зарядка позволяет вовремя подзаряжать смартфон, просто положив его на площадку док-станции. Если телефон используется редко, а ЗУ Qi всегда под рукой – можно не беспокоиться о том, что батарея сядет в неподходящий момент. Продуманный контроллер прекращает подачу тока на батарею по достижении 100 %, поэтому перезаряда бояться не стоит.
- Безопасность. Как бы не противились скептики индукционных технологий и не заявляли о вреде невидимой «радиации» (откуда только ей взяться в электромагнитной катушке?), беспроводные зарядки безопаснее проводных. Риск получить удар током от кабеля сетевого ЗУ мизерен, но в случае с Qi он еще ниже, так как работают док-станции обычно от 5 вольт. Что же касается индукции – на таких мощностях она абсолютно безвредна для человека. В ходе проведения МРТ организм подвергают воздействию в тысячи раз большего электромагнитного излучения.
Минусы
- Потеря мобильности. Электромагнитное излучение док-станции достаточно слабое и эффективно лишь на малом расстоянии. Чтобы телефон быстро зарядился – нужно положить его ровно на подставку. Пользоваться устройством в процессе зарядки проблематично, если не невозможно.
- Низкая скорость зарядки. Выходная мощность беспроводной зарядки для смартфона редко превышает 1 А. Это значит, что батарея, емкостью 3000 мАч, в идеальных условиях будет заряжаться около 3 часов. А если положить смартфон неровно – время может резко увеличиться.
- Ограниченная совместимость. В общей массе относительно мало смартфонов поддерживают стандарт Qi или PMA. Далеко не для всех существуют совместимые приемники или чехлы, позволяющие заряжать девайс без кабелей.
- Большие размеры катушек. Проблема совместимости устройств в значительной степени обусловлена относительно большими размерами индукционных катушек. Если стремиться сохранить их малую толщину – извлечь большую мощность тока (свыше 1 А) не получится. Увеличение размеров неминуемо приведет к утолщению смартфона. В гонке за каждым миллиметром производители не всегда могут это позволить.
Что делать, если смартфон не поддерживает беспроводную зарядку
Отсутствие поддержки беспроводной зарядки вовсе не ставит крест на возможности зарядить телефон без кабеля. Сторонние производители разработали специальные аксессуары, предназначенные для этой цели. Они делятся на две категории.
Пластины
Ресиверы-пластины для беспроводной зарядки представляют собой тонкую пластиковую карточку, внутри которой расположена катушка индуктивности. С помощью тонкого контактного шлейфа она подключается к служебным контактам или аккумулятору и аккуратно укладывается под крышку. Малая толщина позволяет свободно поместиться в узкий зазор. Такие пластины-приемники практически не утяжеляют смартфон и не влияют на его внешний вид. Существенным ограничением является только совместимость с узким кругом моделей со съемной крышкой. В противном случае придется разбирать устройство и колдовать с паяльником.
Чехлы
Владельцы смартфонов iPhone тоже хотят попробовать беспроводную зарядку. Но яблочные смартфоны никогда не имели съемной крышки. Батарея у них запрятана глубоко внутри, места там мало и просто так к ней не пробраться. Выходом из ситуации становятся специальные чехлы. В их задней части внутри расположена такая же пластина, только контакты от нее подводятся не к батарее, а в разъем Lightning. Для этого в нижней части чехла установлен соответствующий штекер. Минусами подобного решения являются увеличение размеров смартфона, а также не самая низкая цена на красивые чехлы с беспроводной зарядкой Qi.
Компромиссным решением является пластина Qi, подключаемая к разъему Lightning, но лишенная своего корпуса. Благодаря малой толщине ее можно положить под любой чехол, не ограничивая себя в выборе. Для смартфонов на Android, корпус которых неразборный, также есть аналоги с разъемом MicroUSB или USB Type C.
Читайте также
Какие плюсы у беспроводной зарядки и почему за этим будущее? Личный опыт на 2019 год
Я пользуюсь беспроводными зарядками уже 1,5 года. И считаю, что за этим будущее. Уже сегодня беспроводные зарядки незаметно появляются в ежедневной жизни. А за несколько лет смогут стать сильным и заметным конкурентом проводным зарядкам.Вот плюсы беспроводной зарядки:
1) Экономия денег. Зарядка стоит дешевле провода. Стоимость нового качественного провода (или покупка провода в срочном порядке) будет больше стоимости беспроводной зарядки.
2) Экономия сил. Мне удобнее положить телефон на зарядку, чем доставать провод. Да, для этого нужно положить телефон в центр беспроводной зарядки, чтобы он начал заряжаться. Но сделать это легко, вот тут я приводил измерения зоны беспроводной зарядки.
3) Удобство. Если дома используются разные телефоны, то обычно у всех разные зарядные устройства. Беспроводная зарядка QI — единый стандарт зарядки.
Такая-же логика с тем, если у вас несколько гаджетов. Беспроводные наушники, часы уже тоже заряжаются на беспроводной зарядке. И можно заряжать сразу несколько устройств на зарядках с несколькими катушками.
4) Упрощение жизни. Где нужно поставить беспроводную зарядку и заряжать телефон? Там, где телефон не используется.
Если поставить зарядку около спального места, на рабочем месте, на кухне, в автомобиле, а телефон располагать на платформу тогда, когда он не используется, то телефон будет всегда заряжаться.
То есть не делая никаких усилий для зарядки телефона — он всегда будет заряженным.
- держать телефон не под подушкой, а около кровати
- класть не на сидение в авто, а в держатель телефона
- положить не просто на стол около компьютера, а на подставку
Те же самые ежедневные действия приведут к всегда заряженному телефону.
Почему я считаю, что за этим будущее?
10 лет назад wifi в отелях считался удобной фишкой. Сейчас — необходимая вещь.
2 года назад оплата через NFC — было в новинку и почти нигде не использовалось. Сейчас — почти каждая вторая оплата в России совершается бесконтактно.
В ближайшее будущее — беспроводные зарядки будут во всех новых моделях телефонов, отелях, ресторанах, автомобилях, столах.
Для примера можно взять Англию. В отелях, хостелах, сетевых ресторанах уже стоят беспроводные зарядки. Сейчас их около 5 000 штук, но количество мест с зарядками активно растет еще во Франции, Германии и США. Даже в России есть несколько сетевых заведений, которые тоже ставят себе зарядки.
Карта беспроводных зарядок в Англии слева, справа — карта пабов. Потенциал огромный 🙂
Технология работает еще не на 100%. Есть еще потенциал для ее улучшения (увеличение зоны зарядки до 2-3 см, мощности до 20Вт и еще некоторые коммерческие улучшения для зарядок масс маркета), но уже сейчас плюсы такой зарядки перевешивают минусы.
Через несколько лет отсутствие беспроводной зарядки будет равно отсутствию wifi в отеле сегодня — вы даже не остановитесь в этом месте.
Update статьи:
В комментариях были написаны мнения про низкое КПД, опасность для человека и другие страшные вещи.
Поэтому вот ссылки на статьи
1) КПД беспроводной зарядки
2) Про необходимость точного попадания зарядки 1в1
3) Про помехи для других устройств — нет никакой подтверждающей информации. Непонятно, как зарядка создает какие-либо помехи.
Qi стандарт — список поддерживаемых телефонов и устройств
- Встроенные — уже установлены в смартфон производителем.
Если производитель Вашего телефона не предусмотрел возможность беспроводной зарядки, его можно легко к этой зарядке адаптировать! Для этого используется специальная пленка-ресивер – их существует несколько видов:
- В виде пленки, которая устанавливается под крышку смартфона. Для этого в телефоне должны быть специальные контакты
- Пленка, которая подключается к порту питания lighting у Apple и micro-usb у Android смартфонов.
Изображение |
Описание |
Пленка крепится под крышку телефона, функциональность телефона не уменьшается. Стандартный кабель можно использовать одновременно с установленной пленкой-ресивером.
Такой ресивер Qi для телефонов со специальными контактами подходит для телефонов, в которых имеются специальные контакты для беспроводной зарядки: Samsung Note 4, Samsung Note 3, Samsung Note 2, Samsung Galaxy S5, Samsung Galaxy S4, Samsung Galaxy S3 и других. |
|
Пленка крепится на заднюю поверхность телефона. При этом ее можно закрыть любым стандартным чехлом: из кожи, пластика, силикона – на процессе зарядки это не скажется. Коннектор, неразрывно связанный с пленкой, для зарядки по стандарту Qi должен находиться в разъеме Lightning. Неудобств наличие пленки-ресивера не доставляет.
Такой Apple-ресивер Qi подходит для устройств Apple с разъемом Lightning: Apple iPhone 5, 5s, 5c, 6, 6s, 6Plus, 6SPlus, SE, 7, 7 Plus; iPad Air 2, iPad mini и другие (Apple в настоящий момент не предусматривает возможность беспроводной зарядки без аксессуаров) |
|
|
Такой универсальный ресивер Qi подходит для любого телефона, оснащенного usb-разъемом для классической проводной зарядки. Пленка крепится под крышку или чехол смартфона. Штекер, неразрывно связанный с пленкой, для зарядки по стандарту Qi должен находится в разъеме Micro—usb. Неудобств наличие пленки-ресивера не доставляет.
|
В телефонах с портом Micro-USB разъем может быть одного из трех типов в зависимости от его вида, если положить телефон верх экраном.
Ресивер типа «А» Разъем в форме правильной трапеции |
Ресивер типа «В» Разъем в форме неправильной трапеции |
Ресивер типа «С» Самый современный разъем в форме овала |
Разъем типа «С» появился относительно недавно – его можно встретить на считаном количестве устройств. Так, типом «С» оснащены MacBook 12″, Samsung TabPro S, Google Nexus 6P, Microsoft Lumia 950 XL, ZUK Z1, Google Pixel C, Google Nexus 5X, One Plus 2, Acer Aspire Switch 10 V и другие устройства.
Помимо указанных выше ресиверов, в зависимости от месторасположения разъема в телефоне могут подойти такие пленки-ресиверы – их называют боковыми или смещенными:
Соответственно для каждого типа и положения разъема нужен свой Универсальный ресивер Qi. Определив верно тип разъема Micro-USB в Вашем телефоне Вы купите правильный ресивер для беспроводной зарядки и позволите себе отказаться от проводов!
- Бывают также чехлы-ресиверы: ресивер уже встроен в чехол, поэтому достаточно одеть чехол на телефон и он получит возможность заряжаться без проводов.
Вы всегда можете назвать менеджеру интернет-магазина модель своего телефона – мы подберем для Вас оптимальный ресивер-приемник!