Sommario:
- Perché la ricarica wireless di oggi delude
- Cosa sembra questo?
- Una rivoluzione IoT
- Tagliare un cavo alla volta
- I raggi radio ovunque: siamo al sicuro?
- Il nostro futuro wireless
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Il Mobile World Congress è uno di quegli eventi che ti fanno capire che la linea sottile tra civiltà e barbarie è la larghezza di un singolo cavo di ricarica.
Chiunque abbia partecipato a MWC (o ad una grande fiera) ha familiarità con il terrore strisciante causato dalla visione della carica della batteria del telefono che si perde nel corso di una lunga giornata lavorativa. Twitta per tweet, foto per foto, testo per testo, i punti percentuali scorrono via, fino a quando non stai rimescolando nella tua borsa per un pacco batteria in mezzo a un groviglio di caricabatterie e cavi o cercando nelle sale piene e nelle sale stampa per un punto spina gratuito -Una oasi nel deserto.
Immagina di non dover mai cercare una presa, trasportare una batteria di riserva o inserire di nuovo una serie di cavi nella borsa; che tutti i tuoi dispositivi sono stati caricati continuamente, indipendentemente da dove sei andato. Un giorno potresti non doverlo immaginare, perché aziende come Energous e Ossia stanno lavorando per renderlo realtà.
Nikola Tesla ha immaginato per la prima volta un sistema di trasmissione di energia wireless nei primi anni del 1890; tentò persino di costruire una stazione sperimentale, la Torre di Wardenclyffe, che sperava potesse essere la prima in un sistema wireless mondiale. Oggi telefoni, smartwatch e altri dispositivi a volte sono dotati di bobine di ricarica induttive, che consentono loro di ricaricare in modalità wireless
È qui che entrano in gioco Energous e Ossia. Entrambi si concentrano sullo sviluppo di una ricarica "vera" wireless che funziona via etere (OTA) in modo da poter accendere a distanza. Questa è la ricarica wireless che ci era stata promessa oltre un secolo fa. La nostra dipendenza dai cavi o dalle soluzioni di ricarica vincolata potrebbe finalmente finire?
Perché la ricarica wireless di oggi delude
Sebbene la ricarica wireless sia in circolazione da anni, l'anno scorso ha avuto un grande impulso, quando Apple ha annunciato che i suoi nuovi telefoni avevano la funzione. Il Qi, utilizzato dalla maggior parte dei telefoni (compresi gli iPhone) e il PMA meno noto sono le due forme di ricarica wireless utilizzate dagli attuali dispositivi orientati al consumatore. Entrambi gli standard richiedono una o più bobine a induzione in un pad di ricarica per trasmettere energia e un'altra nel dispositivo che viene caricato.
Esistono alcune piccole differenze tra i due standard, ma condividono gli stessi limiti: la necessità di un contatto molto stretto tra il dispositivo e il pad di ricarica, nonché un corretto allineamento delle bobine di induzione, affinché la potenza venga trasmessa.
La gamma può essere leggermente estesa: l'Ufficio FCC della Divisione Laboratorio di Ingegneria e Tecnologia ha recentemente approvato un aumento della distanza fino a 20 cm, potenzialmente utilizzando più bobine di ricarica. Finora, tuttavia, nessun prodotto utilizza attualmente la ricarica wireless a lungo raggio per bobine di ricarica induttive.
Altri potenziali problemi con questo tipo di ricarica wireless includono l'accumulo di calore. "I circuiti nel caricabatterie wireless devono essere pensati per evitare l'accumulo di calore in eccesso nel caricabatterie e il trasferimento sullo smartphone", ha affermato Jack Norton, direttore dell'ingegneria elettrica presso Belkin. "Il calore in eccesso può portare a una riduzione
Il motivo principale per cui la ricarica wireless è più lenta rispetto all'utilizzo di un power brick abilitato alla ricarica rapida è che un dispositivo ridurrà la sua velocità di ricarica per gestire il calore e prevenire danni ai componenti sensibili. "La gestione del calore è sicuramente una delle sfide nel trasferimento wireless di energia oltre i 10 watt", ha affermato Charlie Quong, vicepresidente dello sviluppo e dell'ingegneria dei prodotti di Zagg (Mophie).
La dissipazione termica può essere gestita in vari modi,
Ciò significa che un dispositivo come il Samsung Galaxy S9 +, che è
Per i dispositivi più grandi come i laptop, che hanno più superficie e opzioni di ventilazione, la ricarica wireless può arrivare a 30 W o più. Ma quando si tratta di telefoni, è probabile che tu stia ancora osservando una velocità di ricarica da 10 W a 15 W per la maggior parte dei pad di ricarica wireless, con la maggior parte di essi che scende a wattaggi più lenti (5 W) per prevenire l'accumulo di calore. È un po 'più lento di un adattatore di alimentazione Qualcomm Quick Charge 4.0+ da 27 W o di un adattatore di alimentazione USB-C da 29 W per iPhone X, ad esempio.
Un altro aspetto negativo forse più significativo della ricarica wireless induttiva riguarda le dimensioni delle bobine di ricarica. "Esistono diversi design di bobina che possono essere implementati, a seconda dell'applicazione, ma le dimensioni della bobina devono essere ottimizzate e calibrate correttamente affinché un sistema di ricarica wireless funzioni correttamente", ha affermato Quong.
Le bobine di ricarica possono essere adattate su piccoli dispositivi come gli auricolari Bluetooth, ma tali bobine non sono comuni. Secondo Gary Gao, leader della ricarica wireless per Anker, il design della bobina più comune ha un diametro di 50 mm, come richiesto dallo standard Qi.
Infine, la più grande limitazione della ricarica wireless Qi è la scarsità dei tipi di dispositivi su cui può essere implementata. "In questo momento, se guardi alla ricarica wireless, la vedi principalmente sul tuo telefono e su alcuni altri dispositivi casuali come lo smartwatch di Apple", ha affermato il presidente e CEO di Energous Stephen Rizzone. "Ma in realtà non va oltre, e parte di ciò è dovuto ai limiti di quella tecnologia."
Cosa sembra questo?
Sebbene altre aziende stiano esplorando questo spazio, gli standard di ricarica wireless Energous e Ossia si avvicinano di più alla visione di Nikola Tesla. Le due tecnologie funzionano utilizzando frequenze radio diverse, ma entrambe consentono di caricare un dispositivo a distanza, trasmettendo energia via radio senza utilizzare cavi o bobine di ricarica induttive.
Energico: la tecnologia di ricarica wireless Energous funziona con il trasmettitore e il ricevitore WattUp proprietari dell'azienda. Funziona in modo simile al Wi-Fi trasmettendo potenza alla frequenza di 900 MHz al ricevitore, che converte il segnale RF in corrente continua.
Energous utilizza beamforming per i trasmettitori di campo medio e di campo lontano: un array di antenne direzionali invia energia direttamente al ricevitore. In caso di ostacoli, può riflettere fasci di energia da pareti e soffitti, sebbene ciò comporti una perdita di efficienza. La tecnologia si suddivide in tre diversi tipi di ricarica wireless: campo vicino,
Design del trasmettitore a centrocampo WattUp energico
La ricarica in campo vicino WattUp richiede un trasmettitore che può essere inserito o inserito nell'elettronica esistente: laptop, console di gioco, tablet e altri dispositivi. È certificato ai sensi della Parte 18 dei requisiti FCC: ciò significa che può erogare fino a 10 W di potenza grazie a
Il trasmettitore mid-field è certificato ai sensi della parte 18 delle norme FCC, quindi può inviare grandi uscite di potenza a una distanza da 2 a 3 piedi, con il caso d'uso standard impostato su desktop. Energico prevede che sia progettato in un altoparlante desktop e che carica più dispositivi posizionati attorno ad esso. Il campo lontano è la gamma più lunga attualmente possibile: 15 piedi. Un caso d'uso tipico sarebbe un soggiorno.
In ogni implementazione di tariffazione per campo vicino, campo medio e campo lontano, Rizzone immagina una stretta integrazione con i prodotti di consumo esistenti. "Non vorrai avere una grande cosa simile a un router", ha detto. "Invece, dovresti principalmente mettere quella tecnologia nella cornice di un televisore, potrebbe essere un
Design del trasmettitore per campo lontano WattUp
Oltre alla ricarica a distanza, ciascun trasmettitore sarebbe supportato da un livello software (basato su app o portale web) per consentire la gestione dell'alimentazione dei dispositivi collegati ai vari trasmettitori WattUp. Sarai in grado di controllare quali dispositivi sono caricati e di impedire al tuo trasmettitore di caricare i dispositivi dei tuoi vicini. I trasmettitori di campo intermedio e di campo lontano consentono inoltre di impostare priorità e regole del dispositivo per la ricarica e l'autenticazione e di configurare le zone di ricarica. Il trasmettitore a corto raggio è più tradizionale: non è possibile impostare priorità o regole di ricarica, ma una volta rilasciato il dispositivo sul pad di ricarica, è possibile visualizzare il livello della batteria e il tempo previsto per la ricarica completa.
Il trasmettitore "vede tutti i diversi dispositivi Bluetooth che si trovano all'interno della stanza", ha detto Rizzone. "Identifica quelli che sono abbastanza vicini da essere caricati e identifica anche che sono autorizzati sulla rete, quindi controlla effettivamente, con i sensori, ciò che l'utente fa in genere."
Questo tipo di gestione dell'alimentazione basata su software è vitale, ha affermato Rizzone, perché "secondo le regole della Parte 15, è possibile inviare solo un watt di energia. Ciò significa che a un passo di distanza si otterrà… un milliwatt o inferiore Quindi una quantità molto, molto piccola. " (FCC Part 18 non limita la quantità di energia).
Con la diffusa adozione dei trasmettitori WattUp, sebbene (per quanto lontana possa essere), si sarebbe in grado di andare in un bar e persino viaggiare senza dover trasportare adattatori o cavi: vari trasmettitori negli spazi pubblici e privati si riempirebbero i tuoi vari dispositivi quando ne hai bisogno e in base ai tuoi schemi di utilizzo.
Ossia: Energous si concentra sulla ricarica wireless a livello di consumatore, ma Ossia ha in mente una scala più ampia.
Come per Energous, la tecnologia dell'azienda è simile al Wi-Fi e utilizza lo spettro a 2, 4 GHz (sta considerando lo spettro a 5, 8 GHz per il futuro) secondo lo standard proprietario "Cota". Il ricevitore di Ossia invia un segnale beacon a bassa potenza al Cota Power Transmitter. Il trasmettitore quindi dirige l'alimentazione lungo lo stesso percorso, con il ricevitore che converte il segnale RF in potenza CC. Ciò consente al trasmettitore Ossia di inviare energia a più dispositivi abilitati Cota contemporaneamente e di inviare energia agli oggetti in movimento. Inoltre, ignora efficacemente gli oggetti che si frappongono, poiché il segnale non passa attraverso persone, animali o altra materia organica.
L'attuale implementazione della tecnologia Ossia è attualmente presentata da due prototipi di dispositivi: la Cota Forever Battery e la Cota Tile. La batteria per sempre è
Zeine ha voluto sottolineare che per i consumatori, la chiave per fornire energia wireless utile non è necessariamente quella di trasmettere un alto grado di potenza a uno o due dispositivi. "L'idea è che il potere deve essere continuo, non importa quanto tu vada veloce", ha detto. "Questo sistema funziona a 2, 4 GHz con 20 watt in uscita. A circa un metro, stiamo ricevendo oltre 6 watt di potenza e a due metri stiamo parlando di pochi watt, da 2 a 3 watt, e poi al fine del
In altre parole, mentre una piastrella Cota può impiegare molto tempo per alimentare un telefono tranne a distanza ravvicinata, è più che in grado di mantenere tutti i dispositivi in un salotto riempiti, dai controller di gioco alle telecamere di sicurezza.
Il metodo per connettere i dispositivi al Cota Tile è simile al tradizionale abbinamento Bluetooth o Wi-Fi. La configurazione consente di controllare quali dispositivi vengono caricati e gestirli durante la ricarica. "Se si tratta di un dispositivo intelligente come questo, allora puoi praticamente entrare nel sistema qui e dire" Aggiungimi alla rete di alimentazione "e parlerà", ha detto Zeine.
Il software Cota Cloud è in grado di definire la priorità dei dispositivi che ottengono energia e mostrano l'utilizzo di energia di base del dispositivo. Quando si utilizza il riquadro Cota su larga scala, l'amministratore può configurare e gestire gli utenti. Con la ricarica prioritaria, la piastrella Cota carica innanzitutto i dispositivi con livelli di batteria più bassi; il ricevitore Cota comunica con il trasmettitore la quantità di energia necessaria. Quando non ci sono dispositivi nel raggio di azione che devono essere caricati, la tessera Cota entra in modalità di sospensione, quindi non sta sprecando energia o trasmettendo energia ai dispositivi che sono già stati ricaricati.
La piastrella Cota è in grado di alimentare una varietà di dispositivi in una stanza perché non deve operare in linea di vista. Una coppia di tessere Cota sono due volte più efficienti ed emettono quattro volte la potenza di a
Poiché la tecnologia Ossia utilizza la stessa banda da 2, 4 GHz del Wi-Fi, è necessario un piccolo hardware aggiuntivo per consentire ai dispositivi esistenti di funzionare con il Cota Tile. "L'obiettivo è
Una rivoluzione IoT
La capacità del trasmettitore di campo lontano WattUp e della piastrella Cota di trasmettere dati insieme alla potenza li rende particolarmente avvincenti per l'Internet delle cose. "Non è possibile arrivare a un trilione di dispositivi IoT senza alimentazione wireless", ha dichiarato Jennifer Grenz, vicepresidente del marketing di Ossia, in un post sul blog aziendale. "La potenza wireless andrà di pari passo con l'evoluzione di questo intero mercato".
Il miglior esempio di ciò è la batteria Cota Forever di Ossia. Può essere inserito in rilevatori di fumo, evitando di caricarli e consentendo anche il trasferimento di dati offrendo Cota Cloud: software basato su cloud che consente la gestione energetica di vari dispositivi.
"Supponiamo che il tuo rilevatore di fumo in cucina si spenga" disse Zeine. "La batteria noterà che il rilevatore di fumo ha cambiato il suo schema di assorbimento di energia e sa che questo nuovo schema è in realtà l'allarme che si spegne. Invia un messaggio al tuo telefono; il Cota Cloud ti dirà che, 'Ehi, il tuo fumo il rilevatore si sta spegnendo. ' Questo rende intelligenti i dispositivi stupidi. Li porta all'era di Internet ".
Con Energous e Ossia, il livello software è un componente chiave di ciò che li rende così rivoluzionari, poiché consentono una gestione intelligente dell'energia. Tutti noi abbiamo dispositivi che hanno bisogno di essere caricati e quando li ricarichiamo dipende da noi. Potremmo caricare un telefono ogni giorno, un dispositivo indossabile ogni pochi giorni, un controller di gioco ogni volta che lo utilizziamo. Con l'alimentazione wireless, il software farà questa scelta per te in base ai tuoi modelli di utilizzo, stile di vita e persino all'ora del giorno.
In sostanza, entrambi i trasmettitori WattUp e Cota Tile si assumono l'onere dell'utente nel decidere quale dispositivo caricare e
Tagliare un cavo alla volta
In termini pratici, questa tecnologia è ancora a pochi anni dall'attuazione sia per i consumatori che per le imprese, ma sono già evidenti potenziali casi d'uso. Entrambe le tecnologie ti permetteranno di tagliare efficacemente il cavo a casa. I telefoni non dovranno essere collegati. I controller di gioco si caricheranno in base all'utilizzo. I rilevatori di fumo non dovranno mai sostituire le batterie.
Supponendo che l'implementazione diffusa in spazi pubblici come caffetterie ed edifici per uffici, l'infinita lotta per caricabatterie, cavi e batterie portatili potrebbe diventare un ricordo del passato. "In futuro, entreresti in un bar. Se ha il logo Cota e sai che il tuo telefono ha Cota, ciò significa che otterrai energia quando sarai nel bar", ha detto Obeidat. "Questo è il tipo di standard che stiamo creando."Ma è probabile che l'impatto maggiore si verifichi con dispositivi a basso consumo che devono essere caricati (o che le loro batterie devono essere sostituite di rado). Rizzone ha citato il padre di Gordon Bell, vicepresidente responsabile del marketing come esempio di qualcuno che trarrebbe notevoli benefici dalla tecnologia di Energous, sebbene non abbia molti dispositivi collegati. "Il padre del mio collega indossa gli apparecchi acustici… Quello che succede è che ha queste piccole batterie che hanno le dimensioni di un seme di melograno, e deve inserirlo e sostituire la batteria. È un incubo per una persona anziana."
Con un trasmettitore a campo medio o lontano, gli apparecchi acustici sarebbero in grado di ricaricare nel corso di un'intera giornata, in base ai modelli di utilizzo del singolo utente.
Naturalmente, dispositivi come telefoni e cuffie Bluetooth che hanno più frequentemente bisogno di aumenti di potenza vedranno anche un passaggio alla ricarica wireless, secondo Rizzone: "Molti dispositivi che stai attualmente collegando e collegando ogni un giorno, alla fine, quella piccola punta della tua porta micro USB si rompe. Si consuma o l'hai inceppata nel modo sbagliato, l'acqua salata entra lì, sudore, ecc. Questa è una parte di errore o un punto di errore per quel prodotto Quindi le aziende stanno cercando di liberarsene ".
I raggi radio ovunque: siamo al sicuro?
Tecnologia di trasmissione a lungo raggio energica
Nel settore dei veicoli elettrici, la ricarica wireless è già stata ampiamente implementata e può indicare il tipo di requisiti che potremmo vedere per i dispositivi elettronici. Secondo un articolo di Joe
Poiché le tecnologie Energous e Ossia di potenza superiore utilizzano le stesse frequenze radio del Wi-Fi, si spera che non ci siano impatti sulla salute, ma ci sono sorprendentemente poche risposte scientifiche a questa domanda. La Nazione ha riferito che l'industria wireless ha cercato di limitare la quantità di ricerche che possono essere condotte sull'impatto delle radiazioni wireless sulla salute pubblica: "La mancanza di prove definitive che una tecnologia è dannosa non significa che la tecnologia sia sicura, ma il l'industria wireless è riuscita a vendere questo errore logico al mondo. In verità, la sicurezza della tecnologia wireless è stata una domanda instabile fin dai primi giorni del settore ", hanno scritto gli autori Mark Hertsgaard e Mark Dowie. "Il risultato è che, negli ultimi 30 anni, miliardi di persone in tutto il mondo sono state sottoposte a un enorme esperimento di sanità pubblica: usa un cellulare oggi, scopri in seguito se provoca cancro o danni genetici".
Il segnale radiofaro Cota rimbalza su pareti e oggetti evitando le persone. Il potere viene erogato lungo quei percorsi.
Secondo Ossia, tuttavia, la tecnologia Cota è sicura per le persone e gli animali domestici e non interferisce con il Wi-Fi né affronta i problemi di surriscaldamento della ricarica wireless Qi. "2.4GHz e superiori non riscaldano il metallo da soli, ma riflettono
Energico afferma lo stesso. "Non stiamo distruggendo l'energia dappertutto", ha sottolineato Rizzone. "Stiamo piantando una piccola e unica tasca di energia proprio attorno al dispositivo e questo lo trasmette."
Con la certificazione FCC e nessuna prova contraria, le tecnologie di trasmissione wireless non dovrebbero essere più pericolose o dannose del Wi-Fi o di qualsiasi altro spettro RF a cui siamo esposti quotidianamente. Forse non la risposta più confortante, ma l'unica prontamente disponibile.
Il nostro futuro wireless
Energici partner con Dialog Semiconductors, un grande produttore di elettronica, per produrre i loro trasmettitori e ricevitori mentre Ossia collabora con Motherson e Molex, e da tempo si vocifera che la tecnologia Energous finisca in un futuro prodotto Apple. Né l'azienda produce il proprio hardware, né crea essi stessi prodotti di consumo.
Energous è principalmente una società di licenze e i suoi prodotti sono basati su partner.
"Il futuro sistema su cui stiamo lavorando raggiungerà i 10 metri e 20 metri", ha detto Zeine. "Siamo concentrati su scale in cui le persone vogliono usarlo, quindi se vogliono metterlo sul soffitto al Mobile World Congress, potresti progettare un sistema che potrebbe coprire 80 o 100 metri. Se è per una casa, non devi serve un sistema così grande ".
Il primo posto in cui potresti vedere la tessera più grande è
In definitiva, la tecnologia di ricarica wireless ha bisogno di qualche anno in più, qualche altro annuncio e certificazione di prodotto e qualche sperimentazione da parte di grandi rivenditori. Quindi non buttare via cavi e caricabatterie. Ma l'adozione diffusa della ricarica induttiva Qi su telefoni e dispositivi indossabili è una prova evidente che sia i produttori che i consumatori sono desiderosi di sciogliersi.
Anker's Gao ha una visione cautamente ottimistica. In uno o due anni, ha detto, dovremmo vedere sempre più telefoni che possono caricare in modalità wireless e si aspetta che l'efficienza di ricarica wireless avrà raggiunto il livello di ricarica cablata. Gao ha anche detto che spera che tra tre o quattro anni avremo una "vera tecnologia senza posizioni", probabilmente debuttando su un dispositivo indossabile.
L'alimentazione wireless è sempre sembrata un lavoro in corso. Da Nikola Tesla fino ad ora, la promessa è sempre stata "la rivoluzione dell'alimentazione wireless sta arrivando", eppure non sembra mai arrivare. Resta da vedere se Energous e Ossia riescono a capovolgere la sceneggiatura.
Ma c'è una ragione per cui l'alimentazione wireless è un'idea che rifiuta di morire. Promette la libertà di organizzare le nostre vite attorno a tutti i molti dispositivi assetati di potere che abbiamo accumulato, ognuno agendo come un legame che limita il nostro movimento. E quella promessa vale la pena aspettare.