Odkąd wynaleziono urządzenia elektryczne, wiele urządzeń musiało być podłączonych do stałego źródła zasilania, aby działać. Zasilanie bateryjne pozwala niektórym urządzeniom odpocząć od ciągłego podłączania. Jednak baterie nadal wymagają doładowania, a przez długi czas wymaga to podłączenia urządzeń. W ostatnich latach bezprzewodowe podkładki ładujące ułatwiły życie.
Nie musisz bawić się w sięganie po kabel, który upadł lub grzebał w podłączeniu. Możesz po prostu odłożyć telefon w określonym miejscu, a ładuje się bez problemu. Ładowanie bezprzewodowe jest bardzo wygodne i zostało nawet zintegrowane z takimi rzeczami, jak biurka i stoliki kawowe. Dzięki temu nie musisz nawet mieć samodzielnej podkładki ładującej.
Działa tylko wtedy, gdy Twój telefon jest we właściwym miejscu. Asortyment padów ładujących to w zasadzie nic. Dzięki niektórym pionowym podstawkom ładującym nie możesz nawet położyć telefonu bokiem, aby oglądać wideo podczas ładowania. A jeśli zrzucisz telefon z podkładki ładującej lub nie ustawisz go wystarczająco ostrożnie, po prostu nie zadziała.
Sposób na naprawienie tego jest dość oczywisty, zwiększenie zasięgu. Możliwość ładowania telefonu, a nawet innych urządzeń, po prostu umieszczając je w tym samym pomieszczeniu, co ładowarka, zmieniłaby zasady gry. Wiąże się to jednak z poważnymi przeszkodami technicznymi.
Co kilka lat w terenie jest jakiś ruch. Energous, na przykład, robił prezentacje na wielu wystawach CES, ale tak naprawdę ich nie ma produkty skierowane do użytkownika, aby się za to pokazać i na pewno nie stały się powszechnie znane z tak pomocnym technologia. Xiaomi to jednak powszechnie znana nazwa.
Firma jest trzecim co do wielkości producentem smartfonów i ma poważny budżet na badania i rozwój, aby rozwiązywać takie problemy. Xiaomi ma również długą historię przesuwania koperty w zakresie szybkiego ładowania telefonu, zarówno przewodowego, jak i bezprzewodowego. Więc z Ogłoszenie Xiaomi o technologii Mi Air Charge, być może faktycznie rzucamy okiem na niemal namacalną technologię przyszłości.
Dlaczego bezprzewodowe ładowanie w skali pokoju jest tak trudne?
Zanim przejdziemy do działania Mi Air Charge, warto omówić, dlaczego ładowanie bezprzewodowe jest trudne, abyśmy mogli odpowiednio docenić technologię, która sprawia, że to działa. Ładowanie bezprzewodowe działa na tej samej zasadzie co karty i czytniki NFC i RFID. Wykorzystuje dziwactwo elektromagnetyzmu.
Każdy płynący prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne. Z kolei pole magnetyczne może indukować w obwodzie prąd elektryczny. Dzięki starannemu zaprojektowaniu dwóch obwodów można stworzyć jeden, który wytwarza pole magnetyczne, które generuje prąd elektryczny w drugim, zasadniczo przesyłając energię elektryczną bezprzewodowo. Tak działają obecne ładowarki bezprzewodowe.
Problemem jest wydajność. Wytworzone pole magnetyczne rozchodzi się równomiernie we wszystkich kierunkach. Oznacza to, że natężenie pola spada w przybliżeniu do kwadratu odległości. Tak więc, jeśli możesz przesłać 10 W mocy na odległość 1 cm, spada ona do 2,5 W na zaledwie 2 cm. Ilość energii, którą musisz pobrać, aby bezprzewodowo ładować w ten sposób, z dowolnej odległości w skali pomieszczenia, szybko staje się absurdalna. Skalowanie technologii nie jest opłacalnym rozwiązaniem, więc coś innego musi się zmienić.
Wprowadź Mi Air Charge
Mi Air Charge wykorzystuje technologię „kształtowania wiązki”, aby bezprzewodowe ładowanie w skali pomieszczenia, jeśli jeszcze nie jest rzeczywistością, przynajmniej możliwe. Beamforming to sprawdzona technologia, z której możesz korzystać na co dzień, nawet nie zdając sobie z tego sprawy. Nowoczesne routery Wi-Fi z wieloma antenami wykorzystują kształtowanie wiązki w celu zwiększenia zasięgu i siły sygnału.
Formowanie wiązki opiera się na prostym założeniu, że fale mogą się wzajemnie zakłócać. Załóżmy, że w kałuży wody masz dwie zmarszczki, które przecinają się. W takim przypadku szczyty i doliny dwóch fal łączą się, tworząc super szczyty i super dołki, gdy dopasują się do swoich rówieśników przed kontynuowaniem swojej ścieżki. Dzieje się tak z każdą falą, nawet światłem, takim jak fale radiowe używane w Wi-Fi.
Pod względem siły sygnału Wi-Fi te super szczyty to gorące punkty. Dokładna regulacja siły sygnału wielu anten tworzy bardzo konfigurowalny wzór zakłóceń. Dzięki sprytnemu przetwarzaniu możliwe jest zapewnienie, że hotspot sygnału z wzorca zakłóceń znajduje się na rzeczywistym urządzeniu, zwiększając prędkość transmisji i maksymalny zasięg. Co więcej, możliwe jest nawet dostosowanie wzorca zakłóceń w czasie rzeczywistym, aby upewnić się, że hotspot siły sygnału podąża za Tobą. Inne urządzenia w Twojej sieci są w pobliżu, gdy każde z nich się porusza.
Mi Air Charge robi to samo. Po prostu używa innej częstotliwości światła. Wykorzystuje również indukowany prąd do ładowania urządzenia, a nie do przesyłania danych z dużą prędkością. Niestety jest to trochę bardziej skomplikowane. Połączone urządzenia Wi-Fi zazwyczaj transmitują z powrotem do routera podczas normalnej pracy. Pozwala to routerowi na ciągłe i precyzyjne śledzenie ich względnej lokalizacji i dostosowywanie wzorca zakłóceń zgodnie z potrzebami. Rozwiązania do ładowania bezprzewodowego niekoniecznie mają sygnał zwrotny, aby to zrobić.
Mi Air Charge ma stację bazową z pięcioma antenami, aby wszystko działało. Służą one do precyzyjnego zlokalizowania anteny nawigacyjnej w kompatybilnym urządzeniu w zasięgu. Stacja bazowa faktycznie przesyła moc z tablicą 144 (tak, że sto czterdzieści cztery to nie literówka) anteny do tworzenia wzoru interferencji poprzez formowanie wiązki fal milimetrowych sygnał. Urządzenie odbiorcze ma tablicę czternastu anten, które przekształcają sygnał w moc, aby naładować urządzenie.
Xiaomi twierdzi że technologia może jednocześnie przesyłać 5 W mocy do wielu urządzeń. Twierdzi również, że moc może być odbierana z kilku metrów i że sygnał nie jest degradowany przez obiekty na drodze. Niestety, choć brzmi to wspaniale, jest kilka złych wiadomości.
Złe wiadomości
Jednym z problemów związanych z tą technologią jest to, że nie jest ona w żaden sposób kompatybilna z obecnymi urządzeniami. Aby pracować, potrzebujesz telefonu z odpowiednim sprzętem, co teraz nie ma miejsca. Możesz dodać niezbędną elektronikę za pomocą adaptera lub etui z ładowarką. Niestety, spowodowałoby to zwiększenie masy i prawdopodobnie zajęłoby port ładowarki.
Inną kwestią jest prawdopodobnie cena. Chociaż Twój telefon ma już szereg anten, dodanie kilku dodatkowych nie będzie kosztować zbyt wiele. Stacja bazowa jest inna. Stacja bazowa musiałaby obsłużyć większą moc, co nie stanowi większego problemu. Musiałby też mieć w sobie prawie sto pięćdziesiąt anten. To zacznie kosztować sporo pieniędzy. Masz również koszt mocy obliczeniowej potrzebnej do obsługi wszystkiego. Realistycznie rzecz biorąc, prawdopodobnie będziesz mieć jeszcze wyższe ceny przez kilka pokoleń. Taki tak zwany „early adopter tax” jest standardem w przypadku krwawiącej i najnowocześniejszej technologii.
Bulk prawdopodobnie będzie drobnym problemem. Podczas gdy kilka dodatkowych anten nie będzie problemem kosztowym w telefonie, przestrzeń jest na wagę złota i coś prawdopodobnie będzie musiało dać. Dodatkowo stacja bazowa byłaby prawdopodobnie dość obszerna, mniej więcej wielkości kilku routerów ustawionych jeden na drugim. W rzeczywistości możesz to zobaczyć w Xiaomi zdjęcia prasowe, gdzie stacja bazowa wydaje się być wielkości stolika obok kanapy.
Ostatnią kwestią, przynajmniej na razie, jest po prostu czas. Xiaomi pierwotnie ogłosiło Mi Air Charge w styczniu 2021 roku. Od tego czasu nie ma dalszych odniesień do tego. Usunął oryginalne ogłoszenie ze swojego bloga, ale nadal można je zobaczyć za pośrednictwem Maszyna powrotna. Sugeruje to, że Mi Air Charge był bardziej demonstracją techniczną niż prototypem produktu prawie gotowego do wprowadzenia na rynek.
Wniosek
Jedną z rzeczy, których nie podnieśliśmy jako problemu, było ograniczenie do 5 W. Chociaż 5 W może nie być dużo, warto zauważyć, że jest to wczesna demonstracja techniczna, a nie produkt końcowy, więc specyfikacje mogą się zmienić w przyszłości. Warto również zauważyć, że 5W ładowania jest stosunkowo łagodne dla akumulatora, degradując go mniej niż szybkie ładowanie. Tak długo, jak masz czas na powolne ładowanie urządzenia, w rzeczywistości jest ono lepsze ze względu na jego długowieczność. To wskazuje na prawdziwą siłę takiego produktu. Umieszczony w miejscu pracy lub w domu będzie w stanie delikatnie ładować wiele urządzeń jednocześnie przez długi czas.
Teoretycznie w ten sam sposób można by zasilać inne urządzenia. Na przykład idealnym rozwiązaniem byłyby urządzenia o niskim poborze mocy, takie jak piloty do telewizora i inne jednorazowe urządzenia zasilane bateryjnie. Taka kombinacja prawdopodobnie ograniczyłaby również zużycie baterii jednorazowych. Wiele urządzeń IoT może być również kompatybilnych z bezprzewodowym systemem zasilania.
Rzeczywiście bezprzewodowe dostarczanie energii byłoby bardzo wygodną funkcją. Prawdopodobnie stanie się to również rzeczywistością w stosunkowo niedalekiej przyszłości. Chociaż mamy technologię, aby zrobić to za pomocą technologii, którą mamy teraz, jak pokazuje koncepcja Xiaomi Mi Air Charge. Byłaby to najnowocześniejsza technologia wiążąca się z wysokimi kosztami. Bez powszechnej adopcji urządzeń nie ma też łatwego dostępu do domów ludzi. Aby zacząć z niego korzystać, potrzebujesz nowego sprzętu i musisz wymienić stary sprzęt.
Czekamy na więcej informacji na ten temat. Albo od Xiaomi ze zaktualizowanym opisem produktu, albo od konkurenta pchającego do przodu technologię. Chcielibyśmy również, aby każdy przyszły produkt został ujednolicony z korzyścią dla wszystkich konsumentów. Najlepiej byłoby, gdyby stało się to bez długiego okresu konkurujących ze sobą standardów. Niestety, na razie nie wygląda na to, żeby pomysł był gotowy na prime time. Nie zapomnij podzielić się swoimi przemyśleniami w komentarzach poniżej.