Seit der Erfindung elektrischer Geräte mussten viele Geräte an eine konstante Stromquelle angeschlossen werden, um zu funktionieren. Batteriebetrieb ermöglicht es einigen Geräten, nicht ständig an eine Steckdose angeschlossen zu sein. Akkus müssen aber trotzdem aufgeladen werden, und dafür müssen die Geräte über längere Zeit am Stromnetz angeschlossen sein. In den letzten Jahren haben kabellose Ladepads das Leben einfacher gemacht.
Sie müssen nicht nach einem heruntergefallenen Kabel greifen oder beim Einstecken herumfummeln. Sie können Ihr Telefon einfach an einer bestimmten Stelle ablegen, und es wird ohne viel Aufhebens aufgeladen. Kabelloses Laden ist super praktisch und wurde sogar in Dinge wie Schreibtische und Couchtische integriert. Sie müssen also nicht einmal ein eigenständiges Ladepad haben.
Es funktioniert immer noch nur, wenn sich Ihr Telefon an der richtigen Stelle befindet. Das Angebot an Ladepads ist im Grunde gleich Null. Bei einigen aufrechten Ladeständern können Sie Ihr Telefon nicht einmal zur Seite legen, um während des Ladevorgangs ein Video anzusehen. Und wenn Sie Ihr Telefon von einer Ladestation stoßen oder es nicht vorsichtig genug platzieren, funktioniert es einfach nicht.
Der Weg, dies zu beheben, ist ziemlich offensichtlich, um die Reichweite zu erhöhen. In der Lage zu sein, Ihr Telefon oder sogar Ihre anderen Geräte aufzuladen, indem Sie sie einfach im selben Raum wie ein Ladegerät aufstellen, wäre ein Game-Changer. Dies ist jedoch mit großen technischen Hürden verbunden.
Alle paar Jahre gibt es Bewegung in der Branche. Energous hat zum Beispiel Präsentationen auf mehreren CES-Shows gemacht, hat aber immer noch keine wirklichen benutzerorientierte Produkte, die dafür zu zeigen sind, und ist sicherlich kein bekannter Name mit solch einem hilfreichen Technologie. Xiaomi ist jedoch ein bekannter Name.
Das Unternehmen ist der drittgrößte Smartphone-Hersteller und verfügt über ein beträchtliches F&E-Budget, um Probleme wie dieses anzugehen. Xiaomi hat auch eine lange Geschichte darin, die Grenzen des Hochgeschwindigkeitsladens von Telefonen zu erweitern, sowohl kabelgebunden als auch drahtlos. Also mit Xiaomis Ankündigung zu seiner Mi Air Charge-Technologie, könnten wir tatsächlich einen Blick auf fast greifbare Zukunftstechnologie werfen.
Warum ist das kabellose Aufladen im Raummaßstab so schwierig?
Bevor wir uns mit der Funktionsweise von Mi Air Charge befassen, lohnt es sich zu erklären, warum das kabellose Laden schwierig ist, damit wir die Technologie, die es zum Funktionieren bringt, angemessen einschätzen können. Das kabellose Laden funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie NFC- und RFID-Karten und -Lesegeräte. Es macht sich eine Eigenart des Elektromagnetismus zunutze.
Jeder fließende elektrische Strom erzeugt ein Magnetfeld. Ein Magnetfeld wiederum kann einen elektrischen Strom in einem Stromkreis induzieren. Indem Sie zwei Schaltkreise sorgfältig entwerfen, können Sie einen herstellen, der ein Magnetfeld erzeugt, das im anderen einen elektrischen Strom erzeugt und Elektrizität im Wesentlichen drahtlos überträgt. So funktionieren aktuelle kabellose Ladegeräte.
Das Problem ist die Effizienz. Das entstehende Magnetfeld breitet sich gleichmäßig in alle Richtungen aus. Das bedeutet, dass die Feldstärke etwa mit dem Quadrat der Entfernung abfällt. Wenn Sie also 10 W Leistung in einem Abstand von 1 cm übertragen können, fällt das bei nur 2 cm auf 2,5 W ab. Die Menge an Strom, die Sie benötigen, um auf diese Weise in jeder Entfernung im Raummaßstab drahtlos aufzuladen, wird schnell lächerlich. Die Skalierung der Technologie ist keine praktikable Lösung, also muss sich etwas anderes ändern.
Geben Sie Mi Air Charge ein
Mi Air Charge verwendet die „Beamforming“-Technologie, um drahtloses Laden im Raummaßstab zu ermöglichen, wenn auch noch nicht Realität, aber zumindest möglich. Beamforming ist eine bewährte Technologie, die Sie jeden Tag verwenden können, ohne es zu merken. Moderne Wi-Fi-Router mit mehreren Antennen verwenden Beamforming, um ihre Reichweite und Signalstärke zu erhöhen.
Beamforming funktioniert auf der einfachen Prämisse, dass sich Wellen gegenseitig stören können. Angenommen, Sie haben zwei Wellen in einem Wasserbecken und sie überkreuzen sich. In diesem Fall verbinden sich die Gipfel und Täler der beiden Wellen zu Superspitzen und Supertälern, wenn sie sich mit ihren jeweiligen Gleichen ausrichten, bevor sie ihren Weg fortsetzen. Dies geschieht mit jeder Welle, sogar mit Licht wie den in Wi-Fi verwendeten Funkwellen.
In Bezug auf die WLAN-Signalstärke sind diese Superpeaks Hot Spots. Die sorgfältige Anpassung der Signalstärke mehrerer Antennen erzeugt ein sehr anpassbares Interferenzmuster. Durch eine geschickte Verarbeitung kann sichergestellt werden, dass sich der Signal-Hotspot des Interferenzmusters auf dem eigentlichen Gerät befindet, wodurch die Übertragungsgeschwindigkeit und die maximale Reichweite erhöht werden. Noch besser, es ist sogar möglich, das Interferenzmuster in Echtzeit anzupassen, um sicherzustellen, dass der Signalstärke-Hotspot Ihnen folgt. Die anderen Geräte in Ihrem Netzwerk sind in der Nähe, während sich jedes von ihnen bewegt.
Mi Air Charge macht das gleiche. Es verwendet nur eine andere Lichtfrequenz. Es verwendet auch den induzierten Strom, um ein Gerät aufzuladen, anstatt Daten mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen. Leider ist es etwas komplizierter. Verbundene Wi-Fi-Geräte senden im Allgemeinen im normalen Betrieb zurück an den Router. Dadurch kann der Router dann ständig und genau ihre relativen Standorte verfolgen und das Interferenzmuster nach Bedarf anpassen. Kabellose Ladelösungen müssen dazu nicht unbedingt ein Rücksignal haben.
Mi Air Charge hat eine Basisstation mit fünf Antennen, um das Ganze zum Laufen zu bringen. Diese werden verwendet, um die Beacon-Antenne in einem kompatiblen Gerät in Reichweite genau zu lokalisieren. Die Basisstation überträgt die Leistung tatsächlich mit einem Array von 144 (ja, das einhundertund Vierundvierzig ist kein Tippfehler) Antennen, um das Interferenzmuster durch Beamforming einer mm-Welle zu erzeugen Signal. Das Empfangsgerät verfügt über eine Anordnung von vierzehn Antennen, die das Signal in Strom umwandeln, um das Gerät aufzuladen.
Xiaomi behauptet dass die Technologie gleichzeitig 5 W Leistung an mehrere Geräte übertragen kann. Es wird auch behauptet, dass die Leistung auf mehreren Metern empfangen werden kann und dass das Signal nicht durch Gegenstände im Weg beeinträchtigt wird. Leider, so großartig das klingt, gibt es einige schlechte Nachrichten.
Die schlechten Nachrichten
Ein Problem bei dieser Technologie ist, dass sie in keiner Weise mit aktuellen Geräten kompatibel ist. Um zu funktionieren, muss Ihr Telefon über die entsprechende Hardware verfügen, was derzeit nicht der Fall ist. Sie können die erforderliche Elektronik über einen Adapter oder ein Ladegehäuse hinzufügen. Leider würde dies die Masse erhöhen und wahrscheinlich den Ladeanschluss beanspruchen.
Ein weiteres Problem ist wahrscheinlich der Preis. Während Ihr Telefon bereits über eine Reihe von Antennen verfügt, kostet das Hinzufügen von ein paar mehr nicht zu viel. Die Basisstation ist anders. Die Basisstation müsste mehr Leistung verarbeiten, was kein allzu großes Problem darstellt. Es müsste auch fast hundertfünfzig Antennen in sich haben. Das wird anfangen, eine Menge Geld zu kosten. Sie haben auch die Kosten für die Rechenleistung, die erforderlich ist, um alles zu bewältigen. Realistisch gesehen werden Sie wahrscheinlich für einige Generationen noch höhere Preise haben. Eine solche sogenannte „Early Adopter Tax“ ist Standard für Spitzen- und Spitzentechnologie.
Masse wird wahrscheinlich ein kleines Problem sein. Während ein paar mehr Antennen in einem Telefon kein Kostenproblem darstellen, ist der Platz knapp und müsste wahrscheinlich etwas geben. Außerdem wäre die Basisstation wahrscheinlich ziemlich umfangreich, etwa so groß wie ein paar Router, die übereinander gestapelt sind. Tatsächlich können Sie dies in Xiaomi sehen Bildmaterial zur Pressemitteilung, wo die Basisstation die Größe eines Beistelltisches neben einer Couch zu haben scheint.
Das letzte Problem, zumindest für den Moment, ist einfach Zeit. Xiaomi hat Mi Air Charge ursprünglich im Januar 2021 angekündigt. Seitdem wird darauf nicht mehr Bezug genommen. Es hat die ursprüngliche Ankündigung aus seinem Blog gelöscht, obwohl es immer noch über das zu sehen ist Wayback-Maschine. Das deutet darauf hin, dass Mi Air Charge eher eine Tech-Demo als ein Prototyp für ein fast marktreifes Produkt war.
Fazit
Eines der Dinge, die wir nicht als Problem angesprochen haben, war die Begrenzung auf 5 W. Obwohl 5 W vielleicht nicht viel sind, ist es erwähnenswert, dass dies eine frühe Tech-Demo ist, kein Endprodukt, sodass sich die Spezifikationen in Zukunft ändern können. Es ist auch erwähnenswert, dass das Laden mit 5 W relativ schonend für den Akku ist und ihn weniger beeinträchtigt als das Hochgeschwindigkeitsladen. Solange Sie also die Zeit haben, Ihr Gerät langsam aufzuladen, ist es tatsächlich besser für seine Langlebigkeit. Dies deutet auf die wahre Stärke eines solchen Produkts hin. Wenn es an einem Arbeitsplatz oder zu Hause aufgestellt wird, kann es viele Geräte gleichzeitig über lange Zeiträume sanft aufladen.
Theoretisch wäre es möglich, andere Geräte auf die gleiche Weise mit Strom zu versorgen. Zum Beispiel wären Geräte mit geringem Stromverbrauch, wie TV-Fernbedienungen und andere batteriebetriebene Einweggeräte, ein idealer Anwendungsfall. Eine solche Kombination würde wahrscheinlich auch den Abfall von Einwegbatterien reduzieren. Viele IoT-Geräte könnten auch mit einem drahtlosen Energiesystem kompatibel gemacht werden.
In der Tat wäre die drahtlose Stromversorgung eine großartige praktische Funktion. Es ist auch wahrscheinlich, dass es in relativ naher Zukunft Realität wird. Wir haben zwar die Technik, um es mit der Technologie zu tun, die wir jetzt haben, wie das Mi Air Charge-Konzept von Xiaomi zeigt. Es wäre eine hochmoderne Technologie mit den damit verbundenen hohen Kosten. Ohne eine weit verbreitete Akzeptanz von Geräten hat es auch keinen einfachen Weg in die Häuser der Menschen. Um es zu verwenden, benötigen Sie neue Hardware und müssen alte Hardware ersetzen.
Wir freuen uns darauf, mehr zu diesem Thema zu hören. Entweder von Xiaomi mit einer aktualisierten Produktbeschreibung oder von einem Konkurrenten, der die Technologie vorantreibt. Wir würden auch sehr gerne sehen, dass jedes zukünftige Produkt zum Nutzen aller Verbraucher standardisiert wird. Im Idealfall geschieht dies zunächst ohne längere Zeit konkurrierender Standards. Leider klingt es im Moment nicht so, als wäre die Idee ganz bereit für die Hauptsendezeit. Vergessen Sie nicht, Ihre Gedanken in den Kommentaren unten zu teilen.