電気機器が発明されて以来、多くの機器を一定の電源に接続して動作させる必要がありました。 バッテリー電源により、一部のデバイスは常に接続する必要がなくなります。 ただし、バッテリーはまだ再充電する必要があり、長い間、これにはデバイスを接続する必要があります。 近年では、ワイヤレス充電パッドによって生活が楽になりました。
ケーブルを差し込んだときに落ちたり、壊れたりしたケーブルに手を伸ばす必要はありません。 スマートフォンを特定の場所に置くだけで、大騒ぎせずに充電できます。 ワイヤレス充電は非常に便利で、デスクやコーヒーテーブルなどにも統合されています。 したがって、スタンドアロンの充電パッドを用意する必要はありません。
それでも、お使いの携帯電話が適切な場所にある場合にのみ機能します。 充電パッドの範囲は基本的に何もありません。 直立した充電スタンドがあると、充電中にビデオを見るために電話を横に置くことさえできません。 また、スマートフォンを充電パッドから外したり、慎重に配置しなかったりすると、機能しなくなります。
これを修正する方法は、範囲を広げるために非常に明白です。 充電器と同じ部屋に置くだけで携帯電話や他のデバイスを充電できることは、ゲームチェンジャーになります。 ただし、これには大きな技術的ハードルが伴います。
数年ごとに、現場で動きがあります。 たとえば、Energousは、複数のCESショーでプレゼンテーションを行っていますが、実際には何もありません。 それを示すためのユーザー向け製品であり、確かにそのような有用な一般的な名前にはなりませんでした テクノロジー。 Xiaomiは、しかし、一般的な名前です。
同社は3番目に大きなスマートフォンメーカーであり、このような問題に取り組むための真剣な研究開発予算を持っています。 Xiaomiはまた、有線と無線の両方で、高速電話充電に関する限界を押し広げてきた長い歴史があります。 だからと XiaomiのMiAirChargeテクノロジーに関する発表、私たちは実際にほとんど具体的な将来の技術を一瞥しているかもしれません。
ルームスケールのワイヤレス充電が難しいのはなぜですか？
Mi Air Chargeの仕組みを説明する前に、ワイヤレス充電が難しい理由を説明する価値があります。そのため、MiAirChargeを機能させるテクノロジーを十分に理解できます。 ワイヤレス充電は、NFCおよびRFIDカードおよびリーダーと同じ原理で機能します。 それは電磁気学の癖を利用しています。
流れる電流は磁場を発生させます。 次に、磁場が回路に電流を誘導する可能性があります。 2つの回路を注意深く設計することにより、一方を磁場を生成して他方に電流を生成し、本質的に電気をワイヤレスで送信するようにすることができます。 これが現在のワイヤレス充電器の仕組みです。
問題は効率です。 発生する磁場は全方向に均等に広がります。 これは、電界強度が距離の2乗で低下することを意味します。 したがって、1cmの距離で10Wの電力を伝送できる場合、それはわずか2cmで2.5Wに低下します。 部屋規模の距離でこの方法でワイヤレス充電するために必要な電力量は、すぐにばかげています。 テクノロジーのスケールアップは実行可能なソリューションではないため、他の何かを変更する必要があります。
MiAirChargeを入力してください
Mi Air Chargeは、「ビームフォーミング」テクノロジーを使用して、部屋規模のワイヤレス充電を実現しますが、まだ現実ではありませんが、少なくとも可能性はあります。 ビームフォーミングは、気付かないうちに毎日使用できる実証済みのテクノロジーです。 複数のアンテナを備えた最新のWi-Fiルーターは、ビームフォーミングを使用して範囲と信号強度を向上させます。
ビームフォーミングは、波が互いに干渉する可能性があるという単純な前提で機能します。 水たまりに2つの波紋があり、それらが互いに交差しているとします。 その場合、2つの波紋の山と谷が組み合わさって、パスを続行する前にそれぞれのピアと整列すると、スーパー山とスーパー谷が作成されます。 これは、Wi-Fiで使用される電波のような光であっても、どの波でも発生します。
Wi-Fi信号強度の観点から、これらのスーパーピークはホットスポットです。 複数のアンテナの信号強度を注意深く調整すると、非常にカスタマイズ可能な干渉パターンが作成されます。 巧妙な処理を行うことで、干渉パターンからの信号ホットスポットを実際のデバイスに確実に配置し、伝送速度と最大範囲を向上させることができます。 さらに良いことに、干渉パターンをリアルタイムで調整して、信号強度のホットスポットが確実に追従するようにすることも可能です。 ネットワーク上の他のデバイスは、それぞれが移動するときに存在します。
MiAirChargeも同じことをします。 異なる周波数の光を使用するだけです。 また、高速でデータを送信するのではなく、誘導電流を使用してデバイスを充電します。 残念ながら、それよりも少し複雑です。 接続されたWi-Fiデバイスは通常、通常の操作でルーターにブロードキャストバックします。 これにより、ルーターは常に正確に相対位置を追跡し、必要に応じて干渉パターンを調整できます。 ワイヤレス充電ソリューションには、これを行うための戻り信号が必ずしもあるとは限りません。
Mi Air Chargeには、すべてを機能させるための5つのアンテナを備えたベースステーションがあります。 これらは、範囲内の互換性のあるデバイスでビーコンアンテナを正確に特定するために使用されます。 基地局は実際には144のアレイで電力を送信します（はい、その100と 44はタイプミスではありません）ミリ波をビームフォーミングすることで干渉パターンを作成するアンテナ 信号。 受信デバイスには、信号を電力に変換してデバイスを充電する14個のアンテナのアレイがあります。
Xiaomiは主張します このテクノロジーは、5Wの電力を複数のデバイスに同時に送信できることを示しています。 また、電力は数メートルで受信でき、信号は邪魔になる物体によって劣化しないと主張しています。 残念ながら、これは素晴らしいことですが、いくつかの悪いニュースがあります。
悪いニュース
このテクノロジーの問題の1つは、現在のデバイスとの互換性がまったくないことです。 動作させるには、スマートフォンに適切なハードウェアが搭載されている必要がありますが、現在はそうではありません。 アダプターまたは充電器ケースを介して必要な電子機器を追加できます。 残念ながら、そうするとかさばり、充電器ポートを占有する可能性があります。
もう1つの問題はおそらく価格です。 お使いの携帯電話にはすでにアンテナの配列がありますが、さらにいくつか追加してもそれほど費用はかかりません。 基地局は違います。 基地局はより多くの電力を処理する必要がありますが、これはそれほど問題ではありません。 また、その中にはほぼ150本のアンテナが必要です。 それはかなりのお金がかかるようになります。 また、すべてを処理するために必要な処理能力のコストもあります。 現実的には、数世代にわたってさらに高い価格になる可能性があります。 このようないわゆる「早期採用者税」は、最先端の技術では標準的です。
バルクはおそらくマイナーな問題になるでしょう。 アンテナをもう少し増やすことは電話のコストの問題にはなりませんが、スペースは貴重であり、何かが与えなければならない可能性があります。 さらに、基地局はおそらくかなり大規模で、おおよそ数台のルーターを積み重ねたサイズになります。 実際、これはXiaomiの プレスリリース画像、ベースステーションはソファの横にあるサイドテーブルのサイズのように見えます。
最後の問題は、少なくとも今のところ、単に時間です。 Xiaomiはもともと2021年1月にMiAirChargeを発表しました。 それ以来、それ以上の言及はありません。 元の発表はブログから削除されましたが、 ウェイバックマシン. これは、Mi Air Chargeが、ほぼ市場に出る準備ができている製品のプロトタイプというよりも、技術的なデモであったことを示唆しています。
結論
問題として提起しなかったことの1つは、5Wへの制限でした。 5Wはそれほど多くないかもしれませんが、これは初期の技術デモであり、最終製品ではないため、仕様は将来変更される可能性があることに注意してください。 また、5Wの充電はバッテリーに対して比較的穏やかであり、高速充電よりも劣化が少ないことにも注意してください。 デバイスがゆっくりと充電される時間がある限り、実際にはその寿命の点で優れています。 これは、そのような製品の真の強さを示唆しています。 職場や自宅に設置すれば、長時間にわたって一度に多くの機器をやさしく充電することができます。
理論的には、同じ方法で他のデバイスに電力を供給することが可能です。 たとえば、テレビのリモコンやその他の使い捨て電池式デバイスなどの低電力デバイスは、理想的な使用例です。 このような組み合わせにより、使い捨てバッテリーの無駄も削減される可能性があります。 多くのIoTデバイスは、ワイヤレス電力システムと互換性を持たせることもできます。
確かに、ワイヤレス電力供給は非常に便利な機能です。 また、比較的近い将来に現実になる可能性があります。 XiaomiのMiAirChargeのコンセプトが示すように、私たちには現在のテクノロジーでそれを行うためのテクノロジーがあります。 これは、関連する高コストを伴う最先端のテクノロジーになります。 デバイスが広く採用されていなければ、人々の家に簡単に入る方法もありません。 使用を開始するには、新しいハードウェアが必要であり、古いハードウェアを交換する必要があります。
この件についてもっとお聞きすることを楽しみにしています。 更新された製品概要を備えたXiaomiから、または技術を前進させている競合他社から。 また、将来の製品がすべての消費者の利益になるように標準化されることを本当に望んでいます。 理想的には、これは、最初に長期間の競合する標準がなくても発生します。 残念ながら、現時点では、アイデアがプライムタイムの準備が整っているようには思えません。 以下のコメントであなたの考えを共有することを忘れないでください。