Índice:
- Por que o carregamento sem fio de hoje decepciona
- O que isso parece?
- Uma revolução da Internet das coisas
- Cortando um fio de cada vez
- Feixes de rádio em todos os lugares: estamos seguros?
- Nosso futuro sem fio
Vídeo: ENERGIA ELÉTRICA SEM FIO, COMO É POSSÍVEL? (Novembro 2024)
O Mobile World Congress é um daqueles eventos que fazem você perceber que a linha tênue entre civilização e barbárie é a largura de um único cabo de carregamento.
Qualquer pessoa que tenha participado da MWC (ou de qualquer grande feira comercial) está familiarizada com o medo assustador causado pelo consumo de bateria do seu telefone se esvaindo ao longo de um dia de trabalho muito longo. Tweet por tweet, foto por foto, texto por texto, os pontos percentuais desaparecem, até que você esteja lutando na sua bolsa por uma bateria em meio a um emaranhado de carregadores e cabos ou procurando nos corredores lotados e nas salas de espera por um ponto de conexão gratuito Um oásis no deserto.
Imagine que você nunca precisou procurar uma tomada, carregar uma bateria de reserva ou colocar uma série de cabos na sua bolsa novamente; que todos os seus dispositivos estavam sendo carregados continuamente, não importa para onde você foi. Algum dia você talvez não precise imaginar isso - porque empresas como Energous e Ossia estão trabalhando para torná-lo realidade.
Nikola Tesla vislumbrou pela primeira vez um sistema de transmissão de energia sem fio no início da década de 1890; ele até tentou construir uma estação experimental, a Wardenclyffe Tower, que esperava ser a primeira em um sistema sem fio em todo o mundo. Hoje, telefones, relógios inteligentes e outros dispositivos às vezes vêm com bobinas de carregamento indutivas, que permitem carregar sem fio através de
É aí que entram a Energous e a Ossia. Ambos se concentram no desenvolvimento de carregamento sem fio "verdadeiro" que funciona através do ar (OTA) para que você possa ligar à distância. Este é o carregamento sem fio que prometemos há mais de um século. Será que nossa dependência de cabos ou soluções de carregamento amarradas finalmente chegaria ao fim?
Por que o carregamento sem fio de hoje decepciona
Embora o carregamento sem fio já exista há anos, houve um grande impulso no ano passado, quando a Apple anunciou que seus novos telefones tinham o recurso. O Qi, usado pela maioria dos telefones (incluindo os iPhones), e o PMA menos conhecido são as duas formas de carregamento sem fio usadas pelos atuais dispositivos orientados ao consumidor. Ambos os padrões exigem uma ou mais bobinas de indução em um bloco de carregamento para transmitir energia e outra no dispositivo que está sendo carregado.
Existem algumas pequenas diferenças entre os dois padrões, mas eles compartilham as mesmas limitações: a necessidade de um contato muito próximo entre o dispositivo e a base de carregamento, bem como o alinhamento adequado das bobinas de indução, para que a energia seja transmitida.
O alcance pode ser ligeiramente estendido: o Escritório da Divisão de Laboratórios de Engenharia e Tecnologia da FCC aprovou recentemente um aumento na distância de até 20 cm, potencialmente usando várias bobinas de carregamento. Até o momento, porém, nenhum produto atualmente utiliza carregamento sem fio de longo alcance para bobinas de carregamento indutivas.
Outros problemas em potencial com esse tipo de carregamento sem fio incluem o acúmulo de calor. "Os circuitos no carregador sem fio devem ser cuidadosamente projetados para impedir que o excesso de calor se acumule no carregador e transfira para o seu smartphone", disse Jack Norton, diretor de engenharia elétrica da Belkin. "Excesso de calor pode levar a menores
O principal motivo pelo qual o carregamento sem fio é mais lento do que o uso de um bloco de energia ativado por carga rápida é que um dispositivo reduz sua velocidade de carregamento para gerenciar o calor e evitar danos a componentes sensíveis. "Gerenciar o calor é definitivamente um dos desafios na transferência sem fio de energia além de 10 watts", disse Charlie Quong, vice-presidente de desenvolvimento e engenharia de produtos da Zagg (Mophie).
A dissipação térmica pode ser gerenciada de várias maneiras,
Isso significa que um dispositivo como o Samsung Galaxy S9 +, que é
Para dispositivos maiores, como laptops, que têm mais área de superfície e opções de ventilação, o carregamento sem fio pode chegar a 30W ou mais. Mas quando se trata de telefones, é provável que você ainda esteja procurando uma velocidade de carregamento de 10W a 15W para a maioria das almofadas de carregamento sem fio, com a maioria caindo para potências mais lentas (5W) para evitar o acúmulo de calor. Isso é um pouco mais lento que um adaptador de energia Qualcomm Quick Charge 4.0+ de 27 W ou um adaptador de energia USB-C de 29 W para o iPhone X, por exemplo.
Outra desvantagem, e talvez mais significativa, do carregamento indutivo sem fio envolve o tamanho das bobinas de carregamento. "Existem diferentes designs de bobinas que podem ser implementados, dependendo da aplicação, mas o tamanho da bobina deve ser otimizado e calibrado corretamente para que um sistema de carregamento sem fio funcione corretamente", disse Quong.
As bobinas de carregamento podem ser ajustadas para pequenos dispositivos, como fones de ouvido Bluetooth, mas essas bobinas são incomuns. De acordo com Gary Gao, líder em carregamento sem fio da Anker, o design da bobina mais comum é de 50 mm de diâmetro, conforme exigido pelo padrão Qi.
Finalmente, a maior limitação do carregamento sem fio Qi é a escassez dos tipos de dispositivos nos quais ele pode ser implementado. "No momento, se você olha para o carregamento sem fio, vê-o principalmente no seu telefone e em alguns outros dispositivos aleatórios como o smartwatch da Apple", disse o presidente e CEO da Energous, Stephen Rizzone. "Mas isso realmente não vai além disso, e parte disso é devido às limitações dessa tecnologia".
O que isso parece?
Embora outras empresas estejam explorando esse espaço, os padrões de carregamento sem fio Energous e Ossia aproximam-se mais da visão de Nikola Tesla. As duas tecnologias operam usando diferentes frequências de rádio, mas ambas permitem que você carregue um dispositivo à distância, transmitindo energia pelo ar sem usar cabos ou bobinas de carregamento indutivas.
Energous: A tecnologia de carregamento sem fio Energous funciona com o transmissor e receptor proprietário da empresa WattUp. Opera de maneira semelhante ao Wi-Fi, transmitindo energia na frequência de 900 MHz para o receptor, que converte o sinal de RF em energia CC.
A Energous usa formação de feixe para os transmissores de campo médio e distante: um conjunto de antenas direcionais envia energia diretamente para o receptor. No caso de obstáculos, pode refletir raios de energia de paredes e tetos, embora isso resulte em alguma perda de eficiência. A tecnologia se divide em três tipos diferentes de carregamento sem fio: campo próximo,
Design eficiente do transmissor de meio campo WattUp
O carregamento em campo próximo do WattUp requer um transmissor que possa ser conectado ou incorporado aos eletrônicos existentes - laptops, consoles de jogos, tablets e outros dispositivos. É certificado de acordo com a Parte 18 dos requisitos da FCC: Isso significa que pode produzir até 10W de energia devido ao
O transmissor de campo médio é certificado de acordo com a Parte 18 das regras da FCC, para que ele possa enviar grandes saídas de energia a uma distância de 2 a 3 pés, com o caso de uso padrão sendo uma configuração de área de trabalho. Energous prevê que ele seja projetado em um alto-falante de mesa e carregando vários dispositivos colocados ao redor dele. O campo distante é o maior alcance possível atualmente: 15 pés. Um caso de uso típico seria uma sala de estar.
Em cada implementação de carregamento em campo próximo, em campo e distante, a Rizzone imagina uma estreita integração com os produtos de consumo existentes. "Você não vai querer ter uma coisa grande do tipo roteador", disse ele. "Em vez disso, você colocaria essa tecnologia principalmente no painel de uma televisão, poderia ser uma
Design de transmissor de campo remoto WattUp energético
Além de cobrar à distância, cada transmissor seria suportado por uma camada de software (baseada em aplicativo ou portal da web) para permitir o gerenciamento de energia dos dispositivos conectados aos vários transmissores WattUp. Você poderá controlar quais dispositivos são carregados e impedir que seu transmissor carregue os dispositivos de seus vizinhos. Os transmissores de campo intermediário e de campo remoto também permitem definir prioridades e regras do dispositivo para carregamento e autenticação e configurar zonas de carregamento. O transmissor de curto alcance é mais tradicional: você não pode definir prioridades ou regras de carregamento, mas depois de soltar o dispositivo na plataforma de carregamento, você poderá visualizar o nível da bateria e o tempo esperado para carregar totalmente.
O transmissor "vê todos os diferentes dispositivos Bluetooth que estão dentro da sala", disse Rizzone. "Ele identifica quais estão próximos o suficiente para serem cobrados e também identifica que estão autorizados na rede, e depois monitora, com sensores, o que o usuário normalmente está fazendo".
Esse tipo de gerenciamento de energia baseado em software é vital, disse Rizzone, porque "segundo as regras da Parte 15, você pode enviar apenas um watt de energia. Isso significa que, a um pé de distância, você terá… um miliwatt ou menos Então, uma quantidade muito, muito pequena. " (A Parte 18 da FCC não limita a quantidade de energia).
Com a ampla adoção de transmissores WattUp, no entanto (por mais distante que seja), você poderia ir a uma cafeteria e até viajar sem precisar carregar adaptadores ou cabos: vários transmissores em espaços públicos e privados seriam complementados seus vários dispositivos conforme necessário e de acordo com seus padrões de uso.
Ossia : A Energous está focada no carregamento sem fio no nível do consumidor, mas a Ossia tem uma escala maior em mente.
Assim como a Energous, a tecnologia da empresa é semelhante ao Wi-Fi e usa o espectro de 2, 4 GHz (considerando o espectro de 5, 8 GHz para o futuro) sob o padrão "Cota" proprietário. O receptor da Ossia envia um sinal de farol de baixa potência ao transmissor de energia Cota. O transmissor então direciona a energia pelo mesmo caminho, com o receptor convertendo o sinal de RF em energia CC. Isso permite que o transmissor da Ossia envie energia para vários dispositivos habilitados para Cota simultaneamente e envie energia para objetos em movimento. Também ignora efetivamente objetos que estão no caminho, já que o sinal não passa por pessoas, animais ou outras matérias orgânicas.
A implementação atual da tecnologia da Ossia é atualmente exibida por dois protótipos - a Cota Forever Battery e a Cota Tile. A bateria Forever é
Zeine observou que, para os consumidores, a chave para fornecer energia sem fio útil não é necessariamente transmitir um alto grau de energia a um ou dois dispositivos. "A idéia é que o poder tenha que ser contínuo, não importa a rapidez com que você vá", disse ele. "Este sistema está operando em 2, 4 GHz com 20 watts saindo. A cerca de um metro, estamos recebendo mais de 6 watts de potência, e a dois metros, estamos falando de alguns watts, 2 a 3 watts e depois no fim do
Em outras palavras, enquanto um Cota Tile pode demorar muito para ligar um telefone, a curta distância, é mais do que capaz de manter todos os dispositivos em uma sala de estar abastecidos - desde controladores de jogos a câmeras de segurança.
O método para conectar dispositivos ao Cota Tile é semelhante ao tradicional emparelhamento Bluetooth ou Wi-Fi. A configuração permite controlar quais dispositivos são carregados e gerenciá-los à medida que carregam. "Se for um dispositivo inteligente como esse, você pode basicamente acessar o sistema aqui e dizer: 'Adicione-me à rede de energia', e ele conversará com", disse Zeine.
O software Cota Cloud é capaz de definir a prioridade dos dispositivos que recebem energia e mostrar o uso básico de energia do dispositivo. Ao usar o Cota lado a lado em larga escala, o administrador pode configurar e gerenciar usuários. Com o carregamento priorizado, o Cota Tile carrega primeiro os dispositivos com níveis de bateria mais baixos; o receptor Cota se comunica com o transmissor sobre quanta energia ele precisa. Quando não há dispositivos dentro do alcance que precisam ser carregados, o Cota Tile entra no modo de suspensão, para que não desperdice energia ou transmita energia para dispositivos que já foram carregados.
O Cota Tile pode alimentar uma variedade de dispositivos em uma sala porque não precisa operar na linha de visão. Um par de Cota Tiles é duas vezes mais eficiente e emite quatro vezes a potência de um
Como a tecnologia da Ossia usa a mesma banda de 2, 4 GHz que o Wi-Fi, há pouco hardware adicional necessário para permitir que os dispositivos existentes funcionem com o Cota Tile. "O objetivo é
Uma revolução da Internet das coisas
A capacidade do transmissor de campo remoto WattUp e do Cota Tile de transmitir dados juntamente com a energia os torna particularmente atraentes para a Internet das Coisas. "Não há como chegar a um trilhão de dispositivos de IoT sem energia sem fio", disse Jennifer Grenz, vice-presidente de marketing da Ossia, em um post da empresa. "A energia sem fio vai acompanhar a evolução de todo esse mercado".
O melhor exemplo disso é a bateria Cota Forever da Ossia. Ele pode ser colocado em alarmes de fumaça, poupando-o de carregá-los e também permitindo a transferência de dados, oferecendo o Cota Cloud: software baseado em nuvem que permite o gerenciamento de energia de vários dispositivos.
"Digamos que seu detector de fumaça na cozinha apague", disse Zeine. "A bateria notará que o detector de fumaça mudou seu padrão de consumo de energia e sabe que esse novo padrão é realmente o alarme disparando. Ele envia uma mensagem para o seu telefone; a Cota Cloud lhe dirá: 'Ei, sua fumaça detector está disparando. Isso torna os dispositivos burros inteligentes. Os leva à era da Internet ".
Tanto no Energous quanto no Ossia, a camada de software é um componente essencial do que os torna tão revolucionários, uma vez que permitem o gerenciamento inteligente de energia. Todos nós temos dispositivos que precisam ser carregados e, quando os cobramos, depende de nós. Podemos cobrar um telefone todos os dias, um wearable a cada poucos dias, um controlador de jogo sempre que o usarmos. Com a energia sem fio, o software fará essa escolha com base em seus padrões de uso, estilo de vida e até na hora do dia.
Essencialmente, os transmissores WattUp e o Cota Tile assumem a responsabilidade do usuário de decidir qual dispositivo carregar e
Cortando um fio de cada vez
Em termos práticos, essa tecnologia ainda está a alguns anos da implementação para consumidores e empresas, mas casos de uso em potencial já são aparentes. Ambas as tecnologias permitirão que você efetivamente corte o cordão em casa. Os telefones não precisarão ser conectados. Os controladores de jogos cobrarão de acordo com o uso. Os detectores de fumaça nunca precisarão trocar suas baterias.
Supondo uma ampla implementação em espaços públicos, como cafeterias e edifícios de escritórios, a interminável disputa por carregadores, cabos e baterias portáteis pode se tornar uma coisa do passado. "No futuro, você entraria em uma cafeteria. Se ele tiver o logotipo da Cota e você souber que o seu telefone possui a Cota, isso significa que você obterá energia quando estiver na cafeteria", disse Obeidat. "Esse é o tipo de padrão que estamos criando".Mas é provável que o maior impacto seja sentido com dispositivos de baixo consumo de energia que precisam ser carregados (ou que suas baterias sejam trocadas) com pouca frequência. Rizzone citou o pai de Gordon Bell, vice-presidente de marketing da Energous como um exemplo de alguém que se beneficiaria consideravelmente da tecnologia da Energous, embora ele não tenha muitos dispositivos conectados. "O pai do meu colega usa aparelhos auditivos… O que acontece é que ele tem essas pilhas minúsculas do tamanho de uma semente de romã e precisa colocá-las lá e trocar a bateria. É um pesadelo para uma pessoa mais velha."
Com um transmissor de campo intermediário ou de campo remoto, os aparelhos auditivos poderão carregar durante o dia inteiro, de acordo com os padrões de uso de cada usuário.
É claro que dispositivos como telefones e fones de ouvido Bluetooth que precisam mais de energia também sofrerão uma mudança no carregamento sem fio, de acordo com Rizzone: "Muitos dispositivos que você está conectando e conectando atualmente a cada em um único dia, eventualmente, aquela pequena ponta minúscula da sua porta micro USB se desgasta.Ela se desgasta ou você a obstrui de maneira incorreta, a água salgada entra lá, o suor etc. Isso é uma parte ou um ponto de falha desse produto Então as empresas estão tentando se livrar disso ".
Feixes de rádio em todos os lugares: estamos seguros?
Tecnologia de transmissão de longo alcance da Energous
Na indústria de veículos elétricos, o carregamento sem fio já foi amplamente implementado e pode indicar o tipo de requisitos que podemos observar para dispositivos eletrônicos. De acordo com um artigo de Joe
Como as tecnologias Energous e Ossia, de maior potência, usam as mesmas frequências de rádio que o Wi-Fi, seria de esperar que não houvesse impactos na saúde - mas há surpreendentemente poucas respostas científicas para essa pergunta. A Nação relatou que a indústria sem fio tentou limitar a quantidade de pesquisas que podem ser feitas sobre o impacto da radiação sem fio na saúde pública: "A falta de prova definitiva de que uma tecnologia é prejudicial não significa que a tecnologia seja segura; a indústria sem fio conseguiu vender essa falácia lógica ao mundo. Na verdade, a segurança da tecnologia sem fio tem sido uma questão incerta desde os primeiros dias da indústria ", escreveram os autores Mark Hertsgaard e Mark Dowie. "O resultado é que, nos últimos 30 anos, bilhões de pessoas em todo o mundo foram submetidas a um experimento massivo de saúde pública: use um telefone celular hoje e descubra mais tarde se ele causa câncer ou dano genético".
O sinal do farol Cota ricocheteia nas paredes e objetos, evitando pessoas. A energia é entregue ao longo desses caminhos.
De acordo com Ossia, a tecnologia Cota é segura para pessoas e animais de estimação e não interfere no Wi-Fi ou enfrenta os problemas de superaquecimento do carregamento sem fio Qi. "2.4GHz e acima não esquentam o metal; refletem o
Energous afirma o mesmo. "Não estamos gastando energia por todo o lado", ressaltou Rizzone. "Estamos plantando uma pequena e única bolsa de energia ao redor do dispositivo e ele transmite esse dispositivo".
Com a certificação FCC e nenhuma evidência em contrário, as tecnologias de transmissão sem fio não devem ser mais perigosas ou prejudiciais do que o Wi-Fi ou qualquer outro espectro de RF ao qual somos expostos diariamente. Talvez não seja a resposta mais reconfortante, mas a única disponível.
Nosso futuro sem fio
A Energous faz parceria com a Dialog Semiconductors, uma grande fabricante de eletrônicos, para produzir seus transmissores e receptores, enquanto a Ossia faz parceria com Motherson e Molex, e há muito tempo que rumores sobre a tecnologia Energous acabam em um futuro produto da Apple. Nenhuma empresa fabrica seu próprio hardware, nem cria produtos de consumo.
A Energous é principalmente uma empresa de licenciamento e seus produtos são baseados em parceiros.
"O futuro sistema em que estamos trabalhando atingirá os 10 e 20 metros", disse Zeine. "Estamos focados em escalas nas quais as pessoas querem usar isso; portanto, se quiserem colocar isso no teto do Mobile World Congress, você pode projetar um sistema que possa cobrir 80 ou 100 metros. Se for para uma casa, você não precisa de um sistema tão grande."
O primeiro lugar em que você pode ver o bloco maior é
Por fim, a tecnologia de carregamento sem fio precisa de mais alguns anos, mais alguns anúncios e certificações de produtos e algumas experiências de grandes varejistas. Portanto, não jogue fora seus cabos e carregadores ainda. Mas a ampla adoção do carregamento indutivo de Qi em telefones e dispositivos vestíveis é uma forte evidência de que tanto os fabricantes quanto os consumidores estão ansiosos por se unir.
O Gao de Anker adota uma visão cautelosamente otimista. Em um ou dois anos, ele disse, devemos ver mais e mais telefones que podem carregar sem fio, e ele espera que a eficiência do carregamento sem fio tenha atingido o nível de carregamento com fio. Gao também disse que espera que, dentro de três a quatro anos, tenhamos uma "verdadeira tecnologia sem posição", provavelmente estreando em um dispositivo vestível.
A energia sem fio sempre pareceu um trabalho em andamento. De Nikola Tesla até agora, a promessa sempre foi "a revolução da energia sem fio está chegando", mas parece nunca chegar. Resta ver se Energous e Ossia podem virar o roteiro.
Mas há uma razão pela qual a energia sem fio é uma ideia que se recusa a morrer. Ele promete liberdade de organizar nossas vidas em torno de todos os muitos dispositivos famintos de poder que acumulamos, cada um agindo como uma corrente que limita nosso movimento. E essa promessa vale a pena esperar.