Contenuto

• Coalescenza attorno a uno standard
• Come funziona la tecnologia
• Prodotti da costruzione
• Trasmissione radio e futuro
• Incartare

ha avuto una relazione a caso con l'industria della telefonia mobile, immergendosi e uscendo dalle gamme di prodotti e passando tra le caratteristiche della scheda tecnica e lo stato degli accessori. Al giorno d'oggi, diverse gamme di smartphone di alto profilo supportano la ricarica wireless, inclusi i pixel più recenti di Google, i prodotti Galaxy S e Note di Samsung e Huawei Mate 20 Pro.

Dopo anni di battaglie sugli standard, nel gioco per smartphone è rimasto solo un giocatore importante: il Wireless Power Consortium. Lo standard Qi (pronuncia pronunciata) del Wireless Power Consortium rappresenta circa il 90 percento di tutti i prodotti di ricarica wireless. Powermat (PMA & AirFuel) e Wireless Power Consortium (Qi) si sono fusi a gennaio 2018, ponendo fine alle minacce della frammentazione del mercato e, auspicabilmente, rendendo più semplice per i produttori scegliere uno standard a lungo termine.

Coalescenza attorno a uno standard

Dopo un lungo periodo di indecisione del settore tra gli standard WPC e AirFuel, il 2017 ha visto Apple adottare la tecnologia Qi per il suo iPhone 8 e iPhone X, aggiungendo grande influenza allo standard che in sostanza ha costretto l'industria a scegliere finalmente un gruppo. Sebbene Samsung, un produttore di smartphone più grande di volume globale, abbia adottato la ricarica wireless molto prima di Apple, i suoi ultimi prodotti coprono le loro scommesse con il supporto sia di Qi che di PMA.

Nel 2018, la decisione di Apple ha dimostrato di avere effetti a cascata per il settore della ricarica wireless. Powermat si è unito al WPC, citando in particolare l'uso di Apple dello standard Qi come fattore determinante. Powermat sta ora contribuendo con la sua tecnologia al WPC e la partnership finirà probabilmente per produrre caricabatterie con standard sia Qi che PMA come i suoi più recenti prodotti di ricarica wireless flessibili.

Powermat produce standard per prodotti che incorporano la propria tecnologia Qi e ha implementato aggiornamenti software a molti dei suoi prodotti esistenti per supportare lo standard. Ad esempio, quelle sedi Powermat su Starbucks ora funzionano con i telefoni Qi. Allo stesso modo, le linee di prodotti SmartInductive e AgileInductive dell'azienda supportano entrambe Qi.

È anche importante notare che Powermat è stato uno dei membri fondatori della PMA (Power Matters Alliance) che si è combinato con A4WP per produrre AirFuel. Questo gruppo sta ancora lavorando alle proprie versioni di carica induttiva e di risonanza. In effetti, alcuni dei prodotti PowerMat continuano a supportare la ricarica induttiva AirFuel PMA. Tuttavia, ci sono domande che persistono sulla potenza del gruppo ora che il suo più grande collaboratore, Powermat, sta lavorando con Qi e WPC.

Come funziona la tecnologia

Anche prima dell'adozione di Apple e della partnership Powermat, lo standard induttivo del Wireless Power Consortium aveva un profilo industriale di spicco, poiché alimenta una gamma di smartphone, accessori e prodotti. Lo standard PMA, ora ripiegato in AirFuel, è apparso anche in numerosi smartphone e ha anche stretto accordi per fornire stazioni di ricarica ad aziende come Starbucks. Entrambi questi standard si basano sulla tecnologia di ricarica induttiva, che in genere è abbastanza corta e può essere piuttosto delicata. Rezense, il vecchio standard A4WP si basava sulla tecnologia di risonanza, ma questo design non è ancora apparso su nessuno smartphone.

Le bobine di filo creano campi magnetici, che possono essere utilizzati per generare un flusso di corrente in una bobina isolata e isolata. Questa è la base della tecnologia del trasformatore e dei caricabatterie sia induttivi che di risonanza.

Le tecnologie induttive e basate sulla risonanza producono risultati piuttosto diversi dal punto di vista dell'utente finale, nonostante si basino sullo stesso principio ingegneristico secondo cui le bobine di filo possono essere utilizzate per trasmettere energia in aria.

Se sei interessato alla scienza, la carica induttiva utilizza bobine strettamente accoppiate con una frequenza leggermente "off-risonance" per un'elevata efficienza di trasferimento, risultante in un uso efficiente della potenza ma a costo di un'alta sensibilità al disallineamento della bobina. Questo è il motivo per cui i dispositivi Qi e PMA usano spesso magneti per allineare i dispositivi con il pad di ricezione e sono limitati a distanze di carica molto brevi, in genere solo 45 mm.

Le uniche differenze reali tra Qi e PMA sono le frequenze di trasmissione e i protocolli di connessione utilizzati per comunicare con i dispositivi e controllare la gestione dell'alimentazione. La carica risonante è leggermente diversa, in genere funziona su una distanza maggiore di un paio di pollici sintonizzando la frequenza dell'oscillazione in modo che corrisponda esattamente tra il ricevitore e il trasmettitore. Ciò consente una distanza di trasferimento più lunga prima che la potenza diminuisca ma con un trasferimento di potenza meno ottimale rispetto alla tecnologia a induzione. Uno degli altri grandi vantaggi di un progetto di risonanza è che la potenza può essere trasferita a più dispositivi indipendentemente dal loro orientamento nel campo magnetico e può anche alimentare più dispositivi da una singola bobina del trasmettitore.

Il Qi ora ha anche un design di risonanza nelle specifiche 1.2 per un trasferimento di potenza più lungo fino a 2,8 cm, ma a causa della compatibilità con le frequenze di trasmissione Qi esistenti, il fattore Q e le limitazioni di calore, non è efficace nel trasmettere energia su lunghe distanze come un sistema progettato appositamente per tale scopo.

Lo standard Qi di base supporta fino a 15 W di potenza. Questo è ciò che la maggior parte degli smartphone sul mercato ha utilizzato nel corso degli anni, anche se spesso non massimizza la potenza erogata. Qi ha anche uno standard di “ricarica della batteria semplice di media potenza” aumentato progettato per l'uso con una potenza maggiore progettato per apparecchi che richiedono tra 35 e 60W.

Prodotti da costruzione

Finora, i principali player mobili hanno lavorato per fornire circuiti di prodotti che supportano almeno uno dei vari standard. Ad esempio, i prodotti di punta di Samsung e LG supportano sia gli standard induttivi Qi che PWA. Tuttavia, alcuni dispositivi, come Huawei P20 Pro, supportano solo Qi.

Altre società stanno adottando molto di più l'approccio multimodale, supportando la risonanza in aggiunta a entrambi gli standard induttivi. NuCurrent, ad esempio, supporta Qi, PMA e A4WP e ha annunciato la prima antenna al mondo a carica induttiva e risonante da 10 watt. In futuro, tuttavia, potremmo vedere i produttori tornare a supportare solo Qi, come ha fatto Apple. Sicuro nella consapevolezza che alcuni dei più grandi produttori si stanno ora radunando dietro questo standard.

Sebbene alcuni OEM supportino Qi e PMA, ora possiamo vedere i due perfezionati in un unico standard universale che semplifica lo sviluppo del prodotto.

La prima generazione di accessori era praticamente limitata alle stazioni di ricarica per la casa, ma da allora il mercato della ricarica wireless si è esteso a molti nuovi segmenti di prodotti. Il settore automobilistico è uno dei settori in crescita e numerosi produttori, come Audi e Mercedes, hanno già annunciato capacità di ricarica wireless nei loro veicoli. Il Wireless Power Consortium è particolarmente interessato a sviluppare la sua tecnologia negli spazi pubblici e nelle aziende e prevede dispositivi futuri con batterie più piccole ma con punti di ricarica sufficienti per mantenerle facilmente ricaricate.

Anche la ricarica wireless si sta ramificando dalle sue radici per diventare ancora più utile per i consumatori. Le tecnologie dispongono di protocolli di comunicazione integrati per garantire il corretto trasferimento di potenza tra dispositivi e questo viene utilizzato per comunicare con altri sistemi. Ad esempio, può essere utilizzato con soluzioni di casa intelligente, come il controllo delle luci o della temperatura, o la trasmissione di informazioni sulla tua stazione radio preferita o persino la posizione ottimale del sedile al computer di bordo della tua auto.

Caricabatterie wireless consigliato:

Trasmissione radio e futuro

Mentre il Wireless Power Consortium è ora il più grande gruppo con una gamma di prodotti sul mercato, un certo numero di aziende più piccole stanno vendendo anche altre idee abbastanza nuove. Molti di loro stanno ora lavorando con AirFuel per fornire la ricarica wireless a distanze molto più lunghe di prima.

Nel corso del CES 2016 siamo andati in contatto diretto con i vari dispositivi Humavox dotati di ricarica wireless. A differenza dei progetti basati sull'induzione o sulla risonanza, questa tecnologia si basa sulla trasmissione in radiofrequenza del campo vicino. Humavox sta osservando intervalli altrettanto brevi come gli standard wireless esistenti, ma piuttosto che grandi bobine di metallo, la tecnologia dell'azienda utilizza un piccolo circuito integrato per gestire il trasferimento e la conversione di energia, consentendo alcune implementazioni discrete. Humavox offre una piattaforma dedicata alla ricarica delle cuffie wireless.

Energous è un'altra società con una tecnologia basata sulle onde radio, ma a differenza di Humavox sta propagandando intervalli molto più lunghi dal suo standard, raggiungendo fino a 15 piedi. L'anno scorso l'azienda ha annunciato un hub trasmettitore piuttosto costoso in grado di fornire 5,5 watt di potenza ai dispositivi a cinque piedi dall'hub, circa 3,5 watt di potenza a 10 piedi e un watt a 15 piedi. La gamma extra è davvero il punto di forza della tecnologia Energous, ma a distanza ravvicinata è ancora relativamente competitiva con i caricabatterie esistenti.

All'inizio del 2018, Energous ha ricevuto la prima certificazione FCC per la ricarica wireless a distanza per la sua tecnologia di ricarica a medio raggio. Questo è stato archiviato nella Parte 18 che si rivolge a dispositivi industriali, scientifici e medici, piuttosto che nella sezione dell'elettronica di consumo di Classe B più regolarmente utilizzata della Parte 15. Al CES 2018, la società ha presentato la sua prima partnership di prodotto, biancheria intima intelligente a pagamento wireless prodotta di Myant chiamato SKIIN. Tuttavia, stiamo ancora aspettando prodotti tradizionali.

Se questa non fosse una scelta sufficiente, si scopre che è anche possibile utilizzare gli ultrasuoni per trasmettere energia tra i dispositivi. UBeam è uno di questi standard basato su questa trasmissione a bassa frequenza e vanta una ricarica multi-dispositivo con una portata fino a 4 metri con 1,5 watt di potenza. Sfortunatamente la sua potenza e i suoi scarti termici non corrispondono perfettamente ad altre idee sul mercato e la tecnologia richiede un campo visivo tra i dispositivi per poter trasmettere energia con successo.

Incartare

Chiaramente c'è un sacco di tecnologia promettente qui, ma c'è ancora una grande domanda da porsi sulla tecnologia wireless: perché i consumatori dovrebbero sceglierla sulla comodità di un cavo USB sul comodino con supporto di ricarica veloce? Onestamente, è difficile rispondere, ma probabilmente saranno necessarie facilità d'uso e supporto onnipresente per gadget e stazioni di ricarica.

Nonostante sia in circolazione già da diversi anni, la ricarica wireless non è ancora diventata una tecnologia di fondamentale importanza nel mercato dei gadget. Tuttavia, ora che il mercato sta cominciando a riunirsi attorno al Wireless Power Consortium e al Qi, stiamo iniziando a vedere un prodotto significativo e l'adozione da parte dei consumatori.