С тех пор, как были изобретены электрические устройства, многие устройства должны были быть подключены к постоянному источнику питания для работы. Питание от батареи позволяет некоторым устройствам отказаться от постоянного подключения к сети. Однако батареи по-прежнему необходимо заряжать, и в течение длительного времени для этого требуется, чтобы устройства были подключены к сети. В последние годы беспроводные зарядные устройства упростили жизнь.
Вам не нужно возиться с упавшим кабелем или с трудом подключая его. Вы можете просто положить телефон в определенное место, и он будет заряжаться без каких-либо хлопот. Беспроводная зарядка очень удобна и даже интегрирована в такие вещи, как письменные столы и журнальные столики. Так что вам даже не нужно иметь отдельную зарядную панель.
Он по-прежнему работает, только если ваш телефон находится в нужном месте. Ассортимент зарядных площадок в основном ничего. С некоторыми вертикальными подставками для зарядки вы даже не можете положить телефон на бок, чтобы посмотреть видео, пока он заряжается. И если вы стукнете свой телефон с зарядной площадки или поместите его недостаточно аккуратно, он просто не будет работать.
Способ исправить это довольно очевиден — увеличить диапазон. Возможность зарядить свой телефон или даже другие устройства, просто разместив их в одной комнате с зарядным устройством, изменит правила игры. Однако это сопряжено с серьезными техническими трудностями.
Каждые несколько лет в этой области происходят какие-то движения. Energous, например, выступал с презентациями на нескольких выставках CES, но до сих пор не имеет ни одной продукты, ориентированные на пользователя, чтобы показать это, и, конечно же, не стало нарицательным с таким полезным технологии. Xiaomi, однако, является именем нарицательным.
Компания является третьим по величине производителем смартфонов и имеет серьезный бюджет на исследования и разработки для решения подобных проблем. Xiaomi также имеет долгую историю расширения возможностей высокоскоростной зарядки телефонов, как проводной, так и беспроводной. Так с Объявление Xiaomi о своей технологии Mi Air Charge, мы действительно можем взглянуть на почти осязаемые технологии будущего.
Почему беспроводная зарядка в масштабе комнаты так сложна?
Прежде чем мы перейдем к тому, как работает Mi Air Charge, стоит объяснить, почему беспроводная зарядка сложна, чтобы мы могли адекватно оценить технологию, которая заставляет ее работать. Беспроводная зарядка работает по тому же принципу, что и карты и считыватели NFC и RFID. Он использует причуду электромагнетизма.
Любой протекающий электрический ток создает магнитное поле. Магнитное поле, в свою очередь, может индуцировать электрический ток в цепи. Тщательно спроектировав две цепи, вы можете создать одну, создающую магнитное поле, которое генерирует электрический ток в другой, фактически передавая электричество без проводов. Так работают современные беспроводные зарядные устройства.
Проблема в эффективности. Создаваемое магнитное поле равномерно распространяется во всех направлениях. Это означает, что напряженность поля падает примерно пропорционально квадрату расстояния. Таким образом, если вы можете передать мощность 10 Вт на расстояние 1 см, она упадет до 2,5 Вт всего на 2 см. Количество энергии, которое вам потребуется для беспроводной зарядки таким образом на любом расстоянии в масштабе комнаты, быстро становится смехотворным. Масштабирование технологии не является жизнеспособным решением, поэтому необходимо изменить что-то еще.
Введите зарядку Mi Air
Mi Air Charge использует технологию «формирования луча», чтобы сделать беспроводную зарядку в масштабе комнаты если еще не реальностью, то, по крайней мере, возможностью. Beamforming — это проверенная технология, которую вы можете использовать каждый день, даже не подозревая об этом. Современные маршрутизаторы Wi-Fi с несколькими антеннами используют формирование луча для увеличения радиуса действия и мощности сигнала.
Формирование луча работает на простой предпосылке, что волны могут мешать друг другу. Предположим, у вас есть две ряби в бассейне с водой, и они пересекаются друг с другом. В этом случае пики и впадины двух волн объединяются, образуя суперпики и супервпадины, когда они выравниваются со своими соответствующими сверстниками, прежде чем продолжить свой путь. Это происходит с любой волной, даже легкой, как радиоволны, используемые в Wi-Fi.
С точки зрения мощности сигнала Wi-Fi эти суперпики являются горячими точками. Тщательная регулировка уровня сигнала нескольких антенн создает очень настраиваемую интерференционную картину. С помощью некоторой умной обработки можно гарантировать, что точка доступа сигнала из интерференционной картины находится на реальном устройстве, увеличивая скорость передачи и максимальный диапазон. Более того, можно даже настроить интерференционную картину в режиме реального времени, чтобы убедиться, что точка доступа с уровнем сигнала следует за вами. Другие устройства в вашей сети находятся поблизости, когда каждое из них перемещается.
Mi Air Charge делает то же самое. Он просто использует другую частоту света. Он также использует индуцированный ток для зарядки устройства, а не для передачи данных на высоких скоростях. К сожалению, все немного сложнее. Подключенные устройства Wi-Fi обычно передают обратно на маршрутизатор в ходе обычных операций. Это позволяет маршрутизатору постоянно и точно отслеживать их относительное местоположение и корректировать интерференционную картину по мере необходимости. Решения для беспроводной зарядки не обязательно имеют обратный сигнал для этого.
Mi Air Charge имеет базовую станцию с пятью антеннами, чтобы все это работало. Они используются для точного определения местоположения антенны маяка в совместимом устройстве в пределах досягаемости. Базовая станция фактически передает мощность массивом из 144 (да-да, сто с лишним). сорок четыре - это не опечатка) антенны для создания интерференционной картины через формирование диаграммы направленности миллиметрового диапазона сигнал. Приемное устройство имеет массив из четырнадцати антенн, которые преобразуют сигнал в энергию для зарядки устройства.
претензии Сяоми что технология может одновременно передавать 5 Вт мощности на несколько устройств. Также утверждается, что мощность может приниматься на расстоянии нескольких метров и что сигнал не ухудшается из-за препятствий на пути. К сожалению, как бы здорово это ни звучало, есть и плохие новости.
Плохие новости
Одна проблема с этой технологией заключается в том, что она никоим образом не совместима с современными устройствами. Для работы вам нужно, чтобы в вашем телефоне было соответствующее оборудование, чего сейчас нет. Вы можете добавить необходимую электронику через адаптер или чехол для зарядного устройства. К сожалению, это увеличило бы объем и, вероятно, заняло бы порт зарядного устройства.
Другой вопрос, скорее всего, в цене. Хотя в вашем телефоне уже есть массив антенн, добавление еще нескольких не будет стоить слишком дорого. Базовая станция другая. Базовая станция должна будет обрабатывать больше энергии, что не является большой проблемой. Кроме того, внутри него должно было быть почти сто пятьдесят антенн. Это начнет стоить приличных денег. У вас также есть стоимость вычислительной мощности, необходимой для обработки всего. На самом деле, у вас, вероятно, будут еще более высокие цены в течение нескольких поколений. Такой так называемый «налог на первых пользователей» является стандартным для новейших и передовых технологий.
Масса, вероятно, будет незначительной проблемой. В то время как несколько дополнительных антенн не будут проблемой в телефоне, пространство в большом почете, и что-то, вероятно, придется уступить. Кроме того, базовая станция, вероятно, будет довольно обширной, размером примерно с несколько маршрутизаторов, установленных друг на друга. На самом деле, вы можете увидеть это в Xiaomi. изображения для пресс-релиза, где базовая станция имеет размер приставного столика рядом с диваном.
Последний вопрос, по крайней мере на данный момент, это просто время. Первоначально Xiaomi анонсировала Mi Air Charge в январе 2021 года. С тех пор на него больше не ссылались. Он удалил оригинальное объявление из своего блога, хотя его все еще можно увидеть через Обратный путь. Это говорит о том, что Mi Air Charge был скорее технической демонстрацией, чем прототипом продукта, почти готового к выходу на рынок.
Вывод
Одной из вещей, которую мы не поднимали как проблему, было ограничение до 5 Вт. Хотя 5 Вт может быть и немного, стоит отметить, что это ранняя техническая демонстрация, а не конечный продукт, поэтому в будущем характеристики могут измениться. Также стоит отметить, что зарядка мощностью 5 Вт относительно бережно относится к аккумулятору, снижая его меньшую деградацию, чем высокоскоростная зарядка. Поэтому, если у вас есть время для медленной зарядки устройства, это на самом деле лучше для его долговечности. Это намекает на истинную силу такого продукта. Если его разместить на рабочем месте или дома, он сможет аккуратно заряжать множество устройств одновременно в течение длительного времени.
Теоретически таким же образом можно было бы питать и другие устройства. Например, устройства с низким энергопотреблением, такие как пульты от телевизора и другие одноразовые устройства с батарейным питанием, были бы идеальным вариантом использования. Такая комбинация, вероятно, также сократит расход одноразовых батарей. Многие устройства IoT также могут быть совместимы с беспроводной системой питания.
Действительно, беспроводная подача энергии была бы отличной удобной функцией. Это также, вероятно, станет реальностью в относительно ближайшем будущем. Хотя у нас есть технология, чтобы сделать это с помощью технологий, которые у нас есть сейчас, как показывает концепция Mi Air Charge от Xiaomi. Это будет передовая технология, связанная с высокими затратами. Без широкого распространения устройств у него также нет простого пути в дома людей. Чтобы начать использовать его, вам потребуется новое оборудование и замена старого оборудования.
Мы с нетерпением ждем возможности услышать больше на эту тему. Либо от Xiaomi с обновленным кратким описанием продукта, либо от конкурента, продвигающего технологии. Мы также очень хотели бы, чтобы любой будущий продукт был стандартизирован в интересах всех потребителей. В идеале это должно произойти без длительного периода конкурирующих стандартов. К сожалению, на данный момент не похоже, что идея полностью готова для прайм-тайма. Не забудьте поделиться своими мыслями в комментариях ниже.