Standard Qi - do ładowania indukcyjnego
W obcenych czasach prawie nic nie działa bez prądu. Każdy, kto kiedykolwiek próbował użyć telefonu z rozładowaną baterią, może to potwierdzić. Zazwyczaj rozładowany smartfon nie stanowi dużego problemu, ponieważ wystarczy podłączyć go do kabla ładującego. Po krótkim czasie bateria jest naładowana na tyle, aby można było przynajmniej przeprowadzić krótką rozmowę. Sytuacja komplikuje się, kiedy kabel zasilający z zasilaczem nie są dostępne pod ręką, gdy akurat ich potrzebujemy. Rozwiązaniem jest bezprzewodowe ładowanie. Poniżej wyjaśnimy, jak działa ładowarka bezprzewodowa i co to jest standard Qi.
- Jaką są zalety ładowania bezprzewodowego?
- Jak działa ładowanie indukcyjne?
- Jakie wyzwania wiążą się z ładowaniem indukcyjnym?
- Co oznacza standard Qi?
- Czy ładowarki Conrad spełniają standard Qi?
- Dalszy rozwój ładowania bezprzewodowego
- Często zadawane pytania dotyczące ładowarek Qi
Jakie zalety daje bezprzewodowe ładowanie?
Obecnie w każdym gospodarstwie domowym dostępne są różne urządzenia wymagające ładowania. Smartfony, słuchawki Bluetooth, zegarki lub przenośne odtwarzacze multimedialne to sprzęty posiadające w zestawie zasilacz z kablem ładującym. Każdy z tych sprzętów potrzebuje kabla z odpowiednim złączem oraz przynależącycm do niego zasilaczem. Niektóre urządzenia wymagają włożenia wtyku USB w odpowiedni sposób tak, aby pasował do gniazdka elektrycznego.
Z czasem gniazdo ładowania zużywa się i nie gwarantuje już bezpiecznego połączenia. Rezultatem są poluzowane styki i kosztowne naprawy. Zdecydowanie lepszym rozwiązanim, byłoby gdyby do ładowania nie były potrzebne żadne kable ani złącza wtykowe. Dlatego też producenci opracowali ładowanie bezprzewodowe, zwane również indukcyjnym.
Jak działa ładowanie indukcyjne?
Prąd ładowania smartfona nie może być po prostu przesyłany przez powietrze, ponieważ jest ono elektrycznym izolatorem energii elektrycznej. Jednak, podobnie jak przy przesyłaniu fal radiowych ze stacji radiowych lub telewizyjnych, za pomocą powietrza można przesyłać energię. W przypadku bezprzewodowej transmisji energii wykorzystuje się dwie zasady fizyki:
- Zasada działania silnika elektrycznego
Przewód przewodzący prąd generuje pole magnetyczne. Jeśli przewodnik znajduje się również w polu magnetycznym magnesu trwałego, oba pola magnetyczne oddziałują na siebie i następuje ruch obrotowy silnika elektrycznego.
2. Zasada generatora
Kiedy przewodnik elektryczny porusza się w polu magnetycznym, w przewodniku generowane jest (indukowane) napięcie elektryczne. Ta zasada wytwarzania energii jest stosowana w przypadku generatorów lub alternatorów.
W praktyce podczas ładowania indukcyjnego stosowane są dwie cewki - jedna to cewka nadawcza, a druga odbiorcza. Cewka nadawcza wytwarza wymagane pole magnetyczne. Z kolei cewka odbiorcza, aby mogła wytwarzać (indukować) napięcie, powinna poruszać się w polu magnetycznym. Ponieważ nie jest to możliwe mechanicznie, stosuje się odpowiednie rozwiązanie. Zamiast przesuwać przewodnik cewki odbiorczej, należy przesunąć pole magnetyczne. Odbywa się to poprzez zasilanie cewki nadawczej napięciem przemiennym. Zmieniające się w ten sposób pole magnetyczne wytwarza napięcie zmienne, mimo, że cewka odbiorcza nie jest poruszana. Zasada ta jest od dawna stosowana w technologii transformatorowej. Tyle, że w transformatorach pole magnetyczne pomiędzy dwoma cewkami jest wzmacniane i przewodzone przez rdzeń z żelaznych płyt. Dzięki temu transformator w niektórych przypadkach może również przesyłać dużą moc.
Żelazny korpus wokół dwóch cewek służy tylko do wiązania linii pola magnetycznego i zwiększenia wydajności.
Jednak przy ładowaniu indukcyjnym brakuje wzmacniającego efektu rdzenia żelaznego. Dlatego ważne jest, aby obie cewki były umieszczone blisko siebie. Odległość powinna być jak najmniejsza. Tylko wtedy możliwy jest efektywny transfer energii. Ale nawet w idealnych warunkach moc przenoszona za pomocą ładowarek indukcyjnych wynosi tylko kilka watów. Jest ona jednak wystarczająca do ładowania małych urządzeń osobistych (przenośnych urządzeń elektronicznych).
Jakie wyzwania wiążą się z ładowaniem indukcyjnym?
Choć pomysł na ładowanie indukcyjne jest przemyślany, jego realizacja techniczna jest skomplikowana. W rzeczywistości, w trakcie realizacji, istniały i istnieją trudności techniczne, które muszą zostać przezwyciężone.
Funkcjonalność
Prawdopodobnie najważniejszą kwestią jest funkcjonalność. Należy upewnić się, że w odbiorniku (smartfonie) znajduje się wystarczająca ilość energii, aby naładować baterię odpowiednim prądem. Oprócz wspomnianego już minimalnego odstępu cewek, producent może również decydować o sile pola magnetycznego oraz częstotliwości napięcia przemiennego. W optymalnym przypadku nadajnik i odbiornik są idealnie do siebie dopasowane.
Bezpieczeństwo
Proces ładowania można rozpocząć tylko wtedy, gdy na cewce nadawczej znajduje się odpowiedni telefon. Ponadto pole magnetyczne podczas ładowania nie może zakłócać innych urządzeń w bezpośrednim otoczeniu. Jeśli ciała obce, takie jak spinacze, biżuteria, narzędzia lub pilnik do paznokci, przypadkowo dostaną się na cewkę nadawczą stacji ładującej, urządzenie nie może działać. Ze względu na prądy indukowane w metalowych częściach, przedmioty stają się tak gorące, że możba by się poparzyć.
Kompatybilność
W nowinkach technicznych często zdarza się, że każdy producent idzie własną drogą. Z tego powodu może się zdarzyć, że proces ładowania indukcyjnego nie zostanie rozpoczęty lub przebiega w niewystarczającym stopniu, jeśli stacja ładująca i smartfon nie pochodzą od tego samego producenta. W najgorszym przypadku cewka odbiorcza w smartfonie wywołuje zbyt wysokie napięcie, co może spowodować uszkodzenie urządzenia. Zwłaszcza, gdy bezprzewodowa ładowarka jest dostępna w obiektach użyteczności publicznej, należy upewnić się, że smartfon jest nie tylko szybko ładowany, ale również nie dochodzi do jego uszkodzonenia. Właśnie dlatego standard Qi został opracowany przez Wireless Power Consortium.
Co oznacza standard QI?
WPC (Wireless Power Consortium) to organizacja non-profit założona w 2008 roku, zrzeszająca ponad 650 firm członkowskich z całego świata. Do WPC dołączyły wiodące marki, takie jak Apple, Samsung, Huawei, Xiaomi, Google, LG, Sony, Nokia i wielu innych producentów. Wspólnie ze swoimi członkami WPC opracowuje niezależne od producentów standardy dotyczące bezprzewodowego zasilania. Qi (wymawiane „chi”) oznacza w języku chińskim energię życiową lub siłę życiową. Jeśli chodzi o technologię ładowania, Qi jest wiodącym światowym standardem dla ładowania indukcyjnego do 15 W. W standardzie Qi nie tylko dokładnie zdefiniowano funkcjonalne aspekty ładowania indukcyjnego, ale również zabezpieczenia związane z bezpieczeństwem i niezawodnym wykrywaniem ciał obcych.
Producenci indukcyjnych ładowarek do smartfonów mogą ubiegać się o certyfikat WPC dla swoich bezprzewodowych ładowarek. W tym celu autoryzowane i niezależne laboratoria badawcze sprawdzają produkty, aby określić, w jakim stopniu spełnione są surowe wymagania normy Qi. Właściwości produktu w zakresie bezpieczeństwa, interoperacyjności i łatwości użytkowania są dokładnie testowane. Jeśli bezprzewodowa ładowarka w pełni spełnia wszystkie wymagania standardu Qi, stacja ładująca może być opatrzona logo Qi jako produkt certyfikowany.
Takie rozwiązanie gwarantuje, że wszystkie produkty z certyfikatem Qi są kompatybilne ze sobą i współpracują ze sobą bez przeszkód. Użytkownik może umieścić swój smartfon z obsługą Qi na dowolnej ładowarce z certyfikatem Qi bez obawy, że jego telefon zostanie uszkodzony. Standard Qi jest obecnie używany przede wszystkim do ładowania smartfonów. Jednak członkowie WPC pracują nad zwiększeniem jego wydajności, aby można było ładować bezprzewodowo urządzenia, takie jak notebooki i tablety o mocy ładowania od 30 do 60 W. Jeśli chcesz wiedzieć, czy ładowarka indukcyjna, której używasz, ma certyfikat Qi, możesz sprawdzić bazę danych Wireless Power Consortium.
Czy wszystkie ładowarki dostępne w Conrad są zgodne ze standardem QI?
Dzięki ścisłej współpracy z producentami i konsorcjum Wireless Power, Conrad Electronic zdecydował się włączyć do swojej oferty wyłącznie ładowarki bezprzewodowe z certyfikatem Qi. Daje to naszym klientom absolutne bezpieczeństwo i pewność, że smartfon z certyfikatem Qi będzie współpracował z ładowarką Qi bez żadnych problemów. Smartfon jest optymalnie ładowany oraz uwzględnione są wszystkie aspekty związane z bezpieczeństwem.
Dalszy rozwój ładowania bezprzewodowego
Bezprzewodowe i bezpieczne ładowanie akumulatorów telefonów z technologią Qi to dopiero początek. Ładowanie bezprzewodowe posiada duży potencjał, np. w przyszłości w sektorze kuchennym nie będzie już konieczne podłączanie do gniazdka za pomocą kabla zasilającego mikserów czy tosterów. Urządzenia będą bezprzewodowe i wyposażone w inteligentną technologię ładowania (standard Ki Cordless Kitchen). Po prostu umieścisz je w wyznaczobym miejscu na blacie, a ładowanie rozpocznie się przez indukcję.
Bezprzewodowe ładowanie jest również wymogiem rozwojowym dla samochodów i rowerów elektrycznych. Jednak w tym przypadku konieczne jest przekazywanie znacznie wyższych wartości, dlatego wdrożenie techniczne prawdopodobnie potrwa trochę czasu. Niemniej jednak, bezprzewodowe ładowanie za pomocą technologii Qi stanie się w najbliższej przyszłości standardem.
Często zadawane pytania dotyczące ładowarek QI
Skąd mam wiedzieć, czy mój telefon jest odpowiedni do ładowarki Qi?
W razie wątpliwości można przeczytać na stronie internetowej producenta lub w karcie produktu, czy telefon komórkowy może być ładowany bezprzewodowo za pomocą ładowarki Qi. Jeśli nie jest to możliwe, przeglądy wszystkich telefonów komórkowych, które ubsługują ten standard można znaleźć na różnych stronach w Internecie.
Czy mogę ładować smartfon zgodny z Qi za pomocą dowolnej bezprzewodowej ładowarki?
Jest to możliwe tylko wtedy, gdy bezprzewodowa ładowarka obsługuje również standard QI. Jeśli stacja ładująca nie obsługuje Qi, ładowanie nie jest zalecane.
Co mogę zrobić, jeśli mój telefon nie obsługuje standardu Qi?
Obecnie niektórzy producenci oferują zestawy moderniazacyjne dla niektórych urządzeń mobilnych. Te odbiorniki Qi są po prostu podłączane do gniazda ładowania telefonu i przymocowane do tylnej części obudowy. Czasami możliwe jest również umieszczenie płaskiego odbiornika pomiędzy smartfonem a etui ochronnym. Może to jednak prowadzić do problemów z bezprzewodowym ładowaniem.