Comment fonctionne la recharge sans fil d'un smartphone ? 21 août 2016

De nos jours, j’entends de plus en plus souvent parler de recharge sans fil. Il y a quatre mois, alors que je cherchais une nouvelle voiture, j'ai vu une Kia Sportage avec un chargeur intégré. Je me suis aussi demandé : à qui est-ce destiné, juste quelques-uns ? Il semblait que pour cela, vous deviez disposer d'une sorte de modèle de téléphone sympa ou d'un équipement coûteux. Mais il s’avère que mon téléphone de prix moyen prend également en charge cette technologie. J’y ai réfléchi, je ne connais pas du tout les principes de son fonctionnement. Il m'a semblé que cette technologie est encore assez «loin» du commun des mortels, mais elle est déjà proche et totalement accessible.

Regardons de plus près...

Il s'avère que le principe de fonctionnement d'un chargeur sans fil est très simple : il suffit de placer le gadget sur un panneau spécial pour qu'il se charge. L'accessoire est basé sur le principe de fonctionnement d'une bobine d'induction.

Les brosses à dents sans fil utilisent le chargement sans fil depuis longtemps. La technologie a traditionnellement été confrontée à des problèmes de faible efficacité et de charge lente, mais il ne s'agissait pas de défauts critiques pour une brosse à dents ou un rasoir électrique que vous n'utilisez que quelques minutes chaque jour. L'utilisation de la charge inductive est plus sûre dans la mesure où il n'y a pas de fil susceptible de court-circuiter et vous ne toucherez pas accidentellement des zones mal isolées avec les mains mouillées.

Cette méthode de transfert d'énergie devient très populaire dans Dernièrement. En 2015 dans le monde marque populaire a commencé à vendre des meubles dotés d'un module de chargement sans fil intégré. Aujourd'hui, tous les modèles phares de smartphones prennent en charge Qi.

On s'attend à ce que des émetteurs, ou, en d'autres termes, des modules, soient bientôt disponibles dans les aéroports, les restaurants, les cinémas, les fast-foods et les centres commerciaux, qui permettront de recharger les téléphones et les tablettes à tout moment. En fait, cela facilitera la vie des utilisateurs de gadgets mobiles. Nous entrons dans une nouvelle ère où il n’est plus nécessaire d’emporter partout avec soi des chargeurs filaires pour tous les appareils que nous utilisons.

La norme d’alimentation sans fil s’appelle Qi. Dans la transcription russe, le mot se prononce « Qi ». L'étendard porte ce nom en l'honneur du terme de la philosophie orientale et signifie flux d'énergie. Il est développé par le Wireless Electromagnétique Power Consortium WPC. Cette organisation rassemble les fabricants mondiaux d'électronique et se fixe une tâche importante : normaliser le processus de chargement des gadgets par induction. Dans un avenir proche, tous les appareils pourront être rechargés sans connexion au réseau. C'est incroyablement pratique. Chacun de nous a été confronté au moins une fois à une situation où un smartphone est déchargé. Nous devons de toute urgence chercher une issue. Bientôt, des modules de recharge sans fil feront leur apparition dans tous les lieux publics, ainsi que chez chaque utilisateur.

À la maison, vous pouvez simplement placer le module dans un endroit pratique, et il ne se perdra jamais, contrairement au « chargement » filaire. Il vous suffit de placer le gadget dessus et d'attendre un peu que la capacité de la batterie soit reconstituée. Le principe de fonctionnement du « chargement » sans fil repose sur les propriétés de transmission d’une bobine d’induction. électricité. Dans un cours de physique à l'école, on nous a appris que lorsqu'une bobine d'induction est connectée à une source d'alimentation, un champ magnétique y apparaît perpendiculairement aux spires de la bobine. Ainsi, si vous placez deux bobines dans la plage de champ magnétique et en même temps, connectez l'un d'eux à la source d'alimentation, puis une tension apparaîtra dans la deuxième bobine. Il est important de prendre en compte le fait que les deux bobines d’induction ne doivent jamais se toucher. Ce principe simple est utilisé dans le fonctionnement des chargeurs sans fil prenant en charge la technologie Qi.

Il existe deux variétés de la norme Qi. La première implique une charge à faible puissance - 5 watts, et la seconde - à haute puissance - 120 watts. Le Qi haute puissance n'est actuellement pas produit par les fabricants en raison de facteurs objectifs. En utilisant Qi à 120 watts, vous pouvez charger votre ordinateur portable. Le Qi à 5 watts est utilisé pour reconstituer la capacité de la batterie des tablettes et des téléphones. Il convient de noter que les tablettes et les smartphones nécessitent des ampérages différents. Un chargeur sans fil pour téléphone produit un courant de 1 ampère et pour une tablette, 2 ampères. Lors du choix d'un accessoire, veillez à faire attention à ces caractéristiques.

Un chargeur sans fil moderne se compose de deux composants. L'un d'eux est directement intégré au gadget, qui prend en charge Qi et s'appelle un récepteur de charge sans fil. Il s’agit essentiellement d’un récepteur qui conduit le courant électrique vers la batterie. Le deuxième composant s’appelle l’émetteur. Si vous parlez d’acheter une « recharge » sans fil, nous parlons d’un émetteur. Ils se présentent sous différentes formes et tailles. Les types les plus courants sont les émetteurs ronds et rectangulaires.

Pour mieux comprendre le fonctionnement de la recharge sans fil, il convient de considérer qu'un champ magnétique peut transmettre non seulement du courant électrique, mais également des données sur les octets et les bits, dont les développeurs de la norme Qi ont pris en compte. L'interaction entre les bobines ne se produira qu'au moment où le gadget avec émetteur intégré sera proche de l'émetteur. Si l'accessoire de chargement du gadget fonctionne en arrière-plan, l'impulsion envoyée toutes les 0,4 secondes par l'émetteur ne modifiera pas la tension dans la bobine intégrée à l'émetteur. Nous pouvons conclure qu'un accessoire moderne peut reconnaître dans quel mode fonctionner. Dès qu'un smartphone se trouve à proximité, à une distance de quelques centimètres, la tension dans la bobine d'induction chutera fortement et l'appareil passera en mode de fonctionnement actif. Dès que la batterie du smartphone est chargée, le signal correspondant fait basculer le chargeur sur mode arrière-plan. Nous pouvons conclure que les accessoires sans fil modernes permettant de reconstituer la capacité de la batterie sont économes en énergie.

Encore plus de graphiques et de formules

Certains utilisateurs pensent à tort que la recharge sans fil Qi peut être nocive pour la santé. Le fait est que le rayonnement magnétique n’est pas ionisant. En termes d’effet sur le corps, il est similaire à un signal de téléphone portable, un signal Wi-Fi ou un signal radio. Dans le même temps, le signal du réseau mobile provenant de la tour est plus fort et continu, tandis que un rayonnement électromagnétique disparaît immédiatement après avoir chargé la batterie du smartphone. La puissance des chargeurs sans fil est de 5 watts. Il ne suffit pas d’avoir un effet sur le corps humain. On ne peut parler d'impact négatif que si la puissance de tels appareils est de 120 watts. Mais modèles similaires ne sont pas produits à l’échelle industrielle. Cela explique le manque de chargeurs sans fil pour ordinateurs portables. Il est important de savoir que la technologie de chargement de batterie sans fil est utilisée depuis longtemps dans de nombreux modèles de rasoirs électriques et de brosses à dents électriques, ce qui prouve une fois de plus sa sécurité.

Perspectives

Cette charge inductive peut être pratique, mais la courte portée pose problème. Cela réduit considérablement la facilité d’utilisation de cette technologie. Cela va-t-il changer ? Peut être. De nombreuses recherches ont été menées sur le potentiel de la recharge sans fil et des progrès ont été réalisés en termes de portée dans diverses technologies. Les lasers, les fours à micro-ondes et les options de charge inductive plus puissantes ont permis d'atteindre des distances de transmission plus longues. Les inconvénients empêchent la propagation de ce rayonnement trop puissant des technologies mentionnées ci-dessus. Vous pourriez vous brûler ou pire. Il est difficile de dire qui remportera la palme sur ce marché. Le premier candidat est Apple, car la société a breveté un appareil censé pouvoir se recharger à une distance allant jusqu'à un mètre. Le Wireless Power Consortium est également constamment à la recherche de meilleures options. Et puis il y a Intel, qui a récemment annoncé qu'il travaillait sur une technologie de dispositif magnétique intégré qui s'insérerait dans un ordinateur portable et distribuerait l'énergie aux smartphones et périphériques à proximité.

sources

Le phénomène d'induction électromagnétique a été observé avant Faraday, mais le grand Michel fut le premier à en trouver une explication et tenta de transmettre la force électrique à distance par induction. Actuellement, le transport de l'électricité vers courtes distancesÀ des fréquences plus élevées, la communication sans fil est de plus en plus répandue ; donc ils chargent déjà batteries de voiture voitures conventionnelles et même batteries de traction pour véhicules électriques. De ce fait, la recharge sans fil à faire soi-même est une demande très appréciée des bricoleurs. Ce qui alimente l'intérêt pour le sujet, c'est que les fabricants de chargeurs sans fil fixent leurs prix avec cœur et que les récepteurs de puissance avec alimentation sans fil sont disproportionnellement chers par rapport à leurs homologues filaires du même type.

Le chargement de téléphone sans fil est très pratique : pas besoin de s'embêter avec des fils et des fiches, surtout la nuit lorsque vos yeux sont déjà collés. De plus, les téléphones, smartphones et tablettes sont de plus en plus minces. En général, ce n'est pas mal, mais le connecteur de charge, qui doit faire passer un courant allant jusqu'à 2A, est devenu si fragile qu'il peut se casser à cause d'un mouvement maladroit ou tomber en panne, les contacts s'oxyderont légèrement. Et sans fils - il suffit de mettre l'appareil (gadget) en charge et il se charge.

Dans le boom de l'induction, les chargeurs pour gadgets se démarquent et la controverse qui les entoure est extrêmement vive. Certains considèrent la recharge sans fil presque comme le produit de forces infernales : ils disent qu’elle contient quelque chose qui zombifie l’utilisateur et l’oblige à accepter activement certaines tendances religieuses, commerciales ou politiques, et en même temps ruine sa santé. D'autres, au contraire, identifient le champ électromagnétique (CEM) de charge avec le pouvoir presque mystique du Qi, qui garantit la réincarnation ascendante au propriétaire. La vérité dans ce cas ne se situe pas au milieu, mais complètement sur le côté, le but de cet article est donc de fournir des informations sur les points suivants :

• Comment, étant, comme on dit, pas au courant et ne voulant pas se soucier de toutes sortes de subtilités, lors de l'achat, choisissez exactement le chargement sans fil inoffensif et sûr. Le pouvoir du Qi est déjà une question de foi pure. Son existence, comme toute autre chose omniprésente, omnisciente et omnipotente, ne peut être prouvée ou réfutée par les arguments de la raison.
• Le principe de fonctionnement et la conception des chargeurs standard WPC pour gadgets.
• Comment charger correctement la batterie d'un téléphone, smartphone, tablette.
• Méthodes de transmission d’électricité à distance sans fils.
• Facteurs nocifs et dangers associés à l’utilisation de chargeurs sans fil.
• Est-ce possible et comment convertir un ancien téléphone portable au standard WPC ?
• Comment réaliser une recharge sans fil de vos propres mains à la maison, adaptée à tous les gadgets standard WPC et totalement sûre, ne coûtant pas plus de 10 $ pour les composants.

Comment choisir une recharge inoffensive

Einstein a dit un jour : « Si un scientifique ne peut pas expliquer à un enfant de cinq ans ce qu’il fait, alors il est soit fou, soit charlatan. » Le pouvoir du Qi est le pouvoir du Qi, mais toutes nos réalisations réelles sont basées sur une connaissance objective qui ne dépend pas du sujet. Disons que nous avons amené un sauvage amazonien chez nous, il y en a d'autres comme ça là-bas. Ils l’ont emmené devant la télévision et lui ont dit : « Si vous branchez cette chose, une fiche, ici dans la prise, et appuyez ici, alors une image apparaîtra ici et le son viendra d’ici. » Si le sauvage fait tout comme on lui dit, la télévision s'allumera, l'image apparaîtra, le son retentira, bien que le sauvage n'ait aucune idée de l'électricité et de l'électronique et considère un orage comme une indigestion pour ses dieux. Alors la bouilloire est pleine, comme on dit, peut-être choisissez la recharge sans fil pour votre gadget, que vous pouvez utiliser sans crainte :

1. Assurez-vous que l'appareil dispose d'une icône de conformité à la norme WPC (voir ci-dessous) ;
2. Veuillez afficher la charge : en plus de l'indicateur d'alimentation ou d'E/S, il doit y avoir un indicateur de charge ou indiqué par la même icône que sur le gadget ;
3. s'il vous plaît, allumez-le. L'alimentation devrait s'allumer, mais pas la charge ;
4. Nous mettons le gadget en charge – La charge doit s'allumer et l'écran du gadget doit afficher la charge ;
5. Nous ne soulevons pas le gadget à plus de 3 cm au-dessus de la plate-forme de chargement. La charge devrait s'éteindre et l'écran devrait indiquer que la charge s'est arrêtée.

Ce type de recharge sans fil peut être utilisé en toute sécurité à la maison s'il est situé pas à moins de 1,5 à 2 m des lieux de séjour de longue durée des personnes(lit, bureau, canapé préféré devant la télé). Vous ne pouvez pas laisser le chargement sans fil activé dans la chambre d’un enfant. y compris et décrit ci-dessous, qui peut être constamment allumé sur la table de nuit près du lit d’un adulte.

Qu'est-ce que WPC

WPC est l'abréviation de Wireless Power Consortium, le nom de la société qui a été la première à lancer la recharge sans fil sur le marché. La technologie WPC n’a rien de nouveau, encore moins surnaturel ; Les composants de la recharge WPC et son principe de fonctionnement sont illustrés à la Fig. Le transformateur en fer bien connu fonctionne également sur la transmission de l'électricité par induction. La particularité du WPC est que la fréquence de fonctionnement est augmentée jusqu'à des dizaines de kHz voire des MHz ; cela permet de séparer les enroulements primaire et secondaire à une certaine distance et de se passer de noyau ferromagnétique, car La densité de flux énergétique (PED) des champs électromagnétiques augmente avec la fréquence ; De plus, avec une fréquence croissante, la capacité technique à concentrer les champs électromagnétiques dans une zone limitée augmente. Mais en même temps, l'effet biologique des CEM augmente avec la fréquence, c'est pourquoi une charge sans fil petite et faible peut être plus dangereuse qu'une installation de chauffage par induction industrielle.

Note: Le WPC reste, à notre avis, une norme industrielle ; elle n’a pas encore été formalisée par des accords internationaux. Par conséquent, les données techniques des gadgets avec WPC, notamment ceux des fabricants alternatifs, peuvent différer de sorte qu'ils ne sont chargés qu'à partir de « leur » chargeur. Si vous effectuez vous-même la recharge sans fil, vous devez prévoir une marge de conception et la capacité technologique de modifier l'émetteur pour un appareil spécifique, voir ci-dessous.

Les appareils conçus pour être rechargés à l'aide du système WPC sont désignés avec une icône spéciale(élément 1 de la figure). Cela signifie que l'appareil dispose d'une bobine de réception de 25 tours et d'un convertisseur RF AC-DC. Un certain nombre de gadgets sont disponibles avec ou sans WPC. Ensuite, le récepteur à induction est soit « jeté » et situé sous le couvercle de la batterie (pos. 2), soit modulaire, pos. 3. Dans tous les cas, un connecteur (élément 4) ou des contacts de serrage sont fournis pour le récepteur WPC, où vous devez connecter le récepteur fait maison lors de la modification du gadget pour WPC. La polarité est déterminée par le multitesteur lorsque la charge filaire est connectée, car... Les contacts de chargement sans fil sont parallèles à ceux du chargement conventionnel.

Note: Le récepteur WPC ne doit en aucun cas être connecté directement à la batterie ! Le meilleur cas de scenario batterie chère va bientôt échouer parce que Dans l'appareil, il est chargé d'une manière spéciale, voir ci-dessous. Et moderne batteries à lithium grande capacité du chargement directement aux bornes, ils peuvent tout simplement exploser !

Dans certains gadgets, le récepteur WPC est caché sous un couvercle dont le retrait nécessite un démontage partiel de l'appareil, pos. 5. D'une manière ou d'une autre, si votre modèle sans WPC possède un « jumeau » avec recharge sans fil découvert en effectuant une recherche sur Internet, alors le vôtre aura également une cavité pour le récepteur : il serait trop coûteux de produire différentes parties du boîtier . Cela simplifie grandement la modification du gadget pour WPC, mais vous devez vous assurer que ce modèle est produit dans les deux versions.

À propos du mode de charge

La batterie de n'importe quel gadget est chargée sous le contrôle d'un contrôleur spécial, qui détermine d'abord le degré de décharge de la batterie. S'il est supérieur à 75 %, un courant de charge rapide (amplifié) accru est immédiatement fourni, égal à environ le courant de décharge de 3 heures, si le chargeur le fournit. Non - la charge prend le courant qu'elle peut fournir lorsque la tension de sortie chute à 5 V. Par conséquent, de nombreux appareils à partir des ports USB mettent beaucoup de temps à se charger, car sortie standard Alimentation USB 5 V 350 mA.

La charge forcée est conçue pour éliminer la polarisation des électrodes de la batterie, ce qu'on appelle. hystérèse. La capacité de la batterie « à hystérésis » diminue continuellement et sa ressource s'avère bien inférieure à celle déclarée. Charge rapide Un courant de moins de 3 heures n'élimine pas complètement l'hystérésis et la batterie s'épuise rapidement. Par conséquent, la recharge d'un smartphone ou d'une tablette doit fournir un courant de charge supérieur à 1,5 A, car dans les gadgets « intelligents », les batteries sont de 1 800 à 4 500 mAh, c'est-à-dire leur courant de décharge sur 3 heures sera de 0,9 à 1,5 A.

Après que la batterie ait été chargée pendant env. jusqu'à 25 % de capacité, le courant de charge diminue progressivement jusqu'à la valeur d'un petit courant de formation (recharge) jusqu'à ce que la batterie soit « pompée » pendant env. de 75%. Former la batterie avec un faible courant évite l’électrodégradation de l’électrolyte, ce qui réduit également la durée de vie de la batterie. Le courant de formation est d'env. courant de décharge de batterie de 12 heures.

Enfin, lorsque la batterie est complètement chargée, le contrôleur y fait passer un très petit courant pendant le temps minimum requis pour éviter la dégradation chimique de l'électrolyte, et donne ensuite seulement un signal indiquant la fin de la charge. Par conséquent, garder en charge un gadget doté d'un contrôleur fonctionnel et correctement conçu pendant plus de temps n'est pas du tout nocif, bien au contraire. L'auteur possède un vieux téléphone Motorola W220. Par souci d'expérience, il est facturé à tout moment, sauf lorsque vous devez quitter la maison avec. En plus de 10 ans d'utilisation, la batterie n'a pas sensiblement perdu sa capacité : les 4 jours d'« hibernation » et 4 heures de conversation continue précisés dans le passeport du téléphone n'ont pas diminué. Et d'autres utilisateurs du même modèle ont dû changer la batterie complètement épuisée.

Induction ou rayonnement ?

Induction

Le transfert d’énergie électrique à distance s’effectue via Champ électromagnétique(EMF), dans lequel une certaine énergie est stockée. Pour le transfert d'énergie inductif, en plus de l'émetteur, vous avez également besoin d'un récepteur, pas nécessairement électronique. Il pourrait s'agir par exemple d'une casserole en aluminium, dans le métal de laquelle l'émetteur EMF induit des courants de Foucault qui chauffent la vaisselle. Les courants induits dans le récepteur créent leur propre FEM, qui interagit avec la FEM de l'émetteur. En conséquence, une FEM commune se forme entre l'émetteur et le récepteur, qui transfère la puissance du premier au second. Par conséquent, la première caractéristique du transfert d'énergie inductif est l'influence du récepteur sur le mode de fonctionnement de l'émetteur, ce qu'on appelle. réponse source au chargement.

Note: Les champs électromagnétiques avec la méthode de transfert d'énergie par induction sont particulièrement concentrés à proximité du système source-récepteur en présence de matériaux ferromagnétiques. Exemple - transformateur électrique sur du fer ou, à des fréquences plus élevées, sur un noyau de ferrite.

Il est conseillé de transmettre la puissance par induction à des fréquences plus basses, car Les champs électromagnétiques à haute fréquence (HF) ne pénètrent pas profondément dans les conducteurs, c'est ce qu'on appelle. effet de surface ou effet de peau, et avec une fréquence croissante, les pertes d'énergie dues au rayonnement augmentent. Densité de flux énergétique EMF (EMF EPI) par basses fréquences est petit, parce que L'énergie EMF dans un volume donné provenant d'une source d'une certaine intensité dépend de la fréquence.

La première différence entre la transmission de puissance par rayonnement et par induction est que la CEM « se détache », « s'éloigne » de la source, perdant le contact avec elle, c'est-à-dire est émis. Si, par exemple, vous donnez une impulsion avec un laser de combat dans l'espace, puis éteignez ou détruisez la source, alors le paquet d'oscillations EMF se précipitera et se précipitera dans l'espace mondial jusqu'à ce qu'il heurte un obstacle et soit absorbé par celui-ci ou se dissipe. dans le milieu de propagation. La conséquence est que lorsque l’énergie est transmise par rayonnement, il n’y a aucune réaction de la source vers le récepteur. Une conséquence de second ordre est que la capacité des champs électromagnétiques à se concentrer spontanément est également absente, car le rayonnement lui-même a tendance à « se propager » sur les côtés ; pour l'assembler dans une zone donnée, une conception et des mesures techniques spéciales sont nécessaires. Contrairement à la méthode d'induction, la présence de ferromagnétiques dans la zone de couverture de l'émetteur réduit le coefficient de transfert de puissance, car les ferromagnétiques « tirent » les champs électromagnétiques vers eux-mêmes, qui devraient pénétrer dans le récepteur.

L'efficacité du transfert d'énergie par le rayonnement EMF dépend de la fréquence de ses oscillations, car Il n'y a pas de pompage sur le terrain à la demande par le transmetteur. Ce qui est « téléchargé » dans le paquet émis sera là. Il est possible d'ajouter de l'énergie au consommateur uniquement en poursuivant le rayonnement. Une autre caractéristique est que le matériau qui absorbe le plus efficacement le flux de puissance EMF n'est pas un matériau conducteur, mais, au contraire, absorbe l'énergie EMF ; ces propriétés sont utilisées dans four à micro-ondes. Un long conducteur isolé d'une certaine configuration (par exemple, torsadé en spirale), qui représente dans ce cas une antenne de réception, peut également être un absorbeur d'énergie EMF.

Les deux

Afin de répondre aux exigences de poids et de dimensions minimum et d'absence de ferromagnétiques étrangers à proximité du trajet radio du gadget, les développeurs de WPC ont dû augmenter la fréquence de fonctionnement du système ; Après tout, les tablettes disposent également d’émetteurs-récepteurs pour travailler dans un environnement Wi-Fi. En conséquence, WPC a acquis la capacité de travailler à la fois avec l’induction et le rayonnement. Cette fonctionnalité permet, en principe, d'augmenter la portée du WPC à plusieurs mètres, ce qu'utilisent certains amateurs. Apparemment, ces passionnés ne connaissent pas du tout les effets biologiques des CEM ou ignorent délibérément ces informations.

Dans ce cas, il est impossible de dire « les problèmes des Indiens sont les problèmes des Indiens », car Les « Indiens » peuvent se révéler être des étrangers, des personnes ignorantes et peu impliquées, par exemple des voisins derrière le mur ou leurs propres enfants. Avant de commencer à fabriquer vous-même une recharge sans fil, vous devez déterminer dans quelles circonstances cela sera nocif ou dangereux et comment l'éviter.

Cependant, une conclusion intermédiaire très précise peut déjà être tirée : la recharge sans fil doit être sélectionnée lors de l'achat (voir ci-dessus) ou effectuée uniquement de manière inductive et spontanée, sans automatisation supplémentaire, en passant sans récepteur sur le site de recharge en mode veille avec la puissance du générateur réduite. à un niveau sûr. Bien sûr, c'est tout à fait pratique lorsque le téléphone traîne n'importe où dans la pièce et est toujours en charge, mais c'est sain, vous comprenez.

Note: Cela ne sert à rien de recharger avec un générateur qui s'éteint sans téléphone en charge. Après tout, pour charger le gadget, vous devrez l'allumer, ce qui réduit à presque rien la commodité du chargement sans fil. La recharge sans fil doit être effectuée avec une réaction très vive, comme on dit, aiguë du générateur au récepteur. Cela n'a également aucun sens d'intégrer un capteur mécanique ou opto-capteur de présence d'un gadget dans la charge, il peut être déclenché par quelque chose de similaire, mais n'oblige pas le générateur à réduire la puissance.

Facteurs de préjudice et de danger

L'effet des CEM sur les organismes vivants dépend également de la fréquence de ses oscillations. En général, il augmente de manière monotone avec la fréquence d'env. jusqu'à 120-150 MHz, puis des salves et des creux sont observés. Dans l’un d’eux, la lumière visible, nous nous sommes adaptés pour vivre au cours de l’évolution ; L'un des autres exploite des fours à micro-ondes autour de 2900 MHz. Mais l'immersion des micro-ondes dans la bioactivité des CEM est superficielle, sinon elle ne sera pas absorbée par les produits, tant qu'il est techniquement possible et pas très difficile de protéger le four des rayonnements CEM vers l'extérieur. Par conséquent, si vous envisagez de réparer un micro-ondes de vos propres mains, vous devez savoir exactement comment il est structuré, comment il fonctionne, ce qui peut y être fait, ce qui est permis et ce qui ne peut pas être fait pour que le micro-ondes fonctionne. pas siphonner, et savoir déterminer à la maison s'il siphonne un micro-ondes. Mais revenons au sujet.

L'EMF EPI augmente également avec la fréquence, de sorte que les normes pour son niveau sont liées à l'EPI. De plus, la sensibilité individuelle aux CEM des EPI varie dans une très large plage, env. 1000 fois. Dans les pays où la législation du travail et la législation sociale sont franchement redneckes, niveaux admissibles PES à des valeurs monstrueuses jusqu'à 1 (W*s)/m². m. Démarche dans ce cas : avez-vous été prévenu lors de l'embauche ? Paient-ils votre assurance médicale complémentaire ? Vont-ils garantir une pension majorée pour activités dommageables après 10 (15, 20) ans ? Le reste, ce sont des problèmes indiens.

Dans un EPI de ce niveau, une personne ressent directement l'effet des CEM : lourdeur dans la tête, douce chaleur venant des profondeurs du corps. Doux, mais extrêmement dangereux : c'est la preuve du début d'une plasmolyse des cellules, c'est pourquoi elles peuvent subir une dégénérescence maligne. « L'appareil à six heures et demie » reste la conséquence la plus terrible du « ramasser le lapin » des EPI EMF.

En URSS, l’autre extrême était en vigueur : 1 (μW*s)/m2. m, c'est-à-dire un million de fois moins. L'impact d'un tel EPI sur le sujet le plus sensible n'aura d'effet ni dans l'immédiat ni à long terme. Chaque citoyen, ou plutôt sujet, du « Conseil des députés » était en réalité la propriété de l'État, mais celui-ci garantissait également sa vie, sa santé et sa sécurité. Du moins formellement.

Pour une économie de marché, une telle réassurance serait insupportable et, dans le contexte actuel de saturation des ondes, elle est techniquement difficilement réalisable. Par conséquent, la norme généralement acceptée pour le niveau EMF PES aujourd’hui est intermédiaire – 1 (mW*s)/sq. m. Un tel EPI, qui affecte constamment et pendant une longue période, aura certainement des conséquences à long terme, mais une exposition régulière à celui-ci pendant une certaine période par jour au maximum est inoffensive et sans danger pour la personne moyenne. Les personnes trop sensibles sont éliminées par un examen médical lors de l'embauche, et les conséquences d'écarts aléatoires peuvent déjà être compensées sans surcharger les caisses sociales. De plus, bien sûr, une approche redneck, traiter le cancer à la retraite plutôt qu'au repos n'est pas un grand plaisir, mais au moins dans des limites raisonnables. Par conséquent, nous considérerons la recharge sans fil comme potentiellement dangereuse si elle crée une CEM EPI de 1 (mW*s)/m² dans un rayon de contact (environ 0,5 m). m ou plus.

Calcul de sécurité

Croyons la publicité et achetons un chargeur USB « super-duper » (consommation électrique - 1,75 W), fonctionnant dans un rayon de 20 cm (0,2 m). L'efficacité d'un générateur de blogs (voir ci-dessous) de cette puissance utilisant un transistor à effet de champ est d'env. 0,8 ; 1,4 W sera diffusé sans gadget sur le site. L'aire d'une sphère d'un rayon de 0,2 m est de 0,0335 m². m. Le PES sera de 2,8/0,0335 = 41,8 (W*s)/sq. m(!). La valeur PES est inversement proportionnelle au carré de la distance à la source. À quel moment dans ce cas, cela tombera-t-il à la valeur autorisée de 1 (mW*s)/m². m? Le calcul est simple : on prend la racine carrée du rapport entre le PES réel et celui autorisé, et on multiplie le résultat par le rayon initial de 0,2 m, soit diviser par 5 ; on obtient... 20,4 m ! C’est ce que valent les assurances des fabricants quant à la sécurité des produits. Avec le pouvoir du Qi.

La déclaration ci-dessus concernant le gadget sur le site n'est pas fortuite. Dans ce cas, la charge à des fréquences dont les longueurs d'onde sont bien supérieures à l'écart entre l'émetteur et l'appareil sera inductive, si le récepteur y est adapté. La bobine réceptrice du gadget convient uniquement comme récepteur à induction. Un écart de 3 cm (voir ci-dessus) donnera une fréquence de 10 GHz, que le générateur n'est décidément pas capable de produire ; En réalité, l’écart est encore plus réduit. La conclusion préliminaire est ainsi confirmée : notre charge doit être uniquement et uniquement inductive. La FEM PES dans l'espace entre l'inducteur et l'appareil sera alors plusieurs fois plus grande, mais ce n'est plus dangereux, car La FEM sera naturellement attirée vers la bobine réceptrice, dont le diamètre est d'env. 5 cm À une distance trois fois plus grande (plus précisément, e fois, e = 2,718281828...) la présence d'EMF ne peut être détectée que par un détecteur sensible, mais les calculs « sur vos doigts » ne peuvent pas être effectués ici ; pour la conclusion, vous devez utiliser les moyens de la physique mathématique .

Note: Le fait que la norme WPC ne soit pas internationale permet aux fabricants de chargeurs sans fil d’aller « à l’extrême » en matière de garanties de sécurité. Vous pouvez vous référer aux normes de sécurité du pays où a lieu la production. Ou celui où l'entreprise est enregistrée, et il se peut qu'il n'y ait aucune réglementation des SPE ; il existe encore de telles entités publiques dans certains endroits.

À propos des chargeurs de voiture

Du calcul ci-dessus, il s'ensuit que le sans fil chargeurs de voiture définitivement dangereux : leur rayon d'action atteint 1 m. Ces marketeurs porteraient de tels EPI à vie... ou du moins jusqu'à ce qu'ils sentent « l'appareil à six heures et demie »... La justification avancée est la durée relativement courte de l'impact et la durée besoin de protéger un gadget coûteux contre les dommages dus au fait qu'il pend à un cordon sous l'allume-cigare. Mais ne serait-il pas plus intelligent de simplement rallonger le cordon pour que le gadget puisse être rangé dans la boîte à gants ou dans un autre endroit pratique ? Conduire une voiture avec un téléphone à la main reste risqué et, dans certains endroits, vous pouvez être condamné à une amende.

Si le gadget est sans WPC

Il n'y a que 2 exigences obligatoires pour la bobine de réception WPC : le nombre de tours est de 25 et le diamètre du fil est conçu pour un courant de 0,35 A, en tenant compte de l'effet cutané à des fréquences allant jusqu'à 30 MHz. Pratiquement - à partir de 0,35 mm pour le cuivre (sans isolation). Plus épais quand espace libre Il y en a assez dans l'étui, ça ne fera que s'améliorer. Configuration – selon l'emplacement. Un soin particulier lors de la fabrication n'est pas requis (élément 1 sur la figure), mais il est nécessaire que le rapport de la plus grande dimension transversale à la plus petite ne dépasse pas 1,5, sinon l'efficacité du récepteur diminuera et la charge sera retardée.

Si la recharge est effectuée pour un vieux téléphone dodu ou pour une tablette sans WPC, la bobine est placée dans le corps du gadget. Une légère courbure en place (élément 2) n'affectera pas les propriétés du récepteur. Du coup il n'y a plus assez de place à l'intérieur (il faut le coller ailleurs) Composants electroniques récepteur), vous devrez réaliser une bobine plate « comme celle de marque », pos. 4. Il est pratique de poser le fil en spirale plate à l'aide de ruban adhésif placé sur le substrat avec le côté adhésif vers le haut. Pour que le velcro ne s'enroule pas et ne glisse pas, il est fixé sur les bords avec des bandes du même ruban, appliquées avec de la colle. Un bossage rond d'un diamètre d'environ est placé sur le ruban. 1 cm et posez des tours autour en appuyant le fil contre le velcro. Lorsqu'autant de tours que nécessaire sont posés, le bossage est décollé, la bobine finie est creusée pour fixer les tours avec de la superglue ou du vernis nitro, pos. 3, et retirez-le avec du ruban adhésif ; son excédent est coupé.

Faire des exercices

Les générateurs de recharge sans fil faits maison et certains d'usine sont assemblés selon le circuit générateur de blocage, ou simplement bloquant, voir figure :

Nous ferons une charge avec un autogénérateur d'oscillations harmoniques selon un circuit antédiluvien à faible couplage inductif. Il est tombé en désuétude dans les équipements industriels dans les années 20 du siècle dernier, dès l'invention des générateurs à trois points, inductifs et capacitifs, précisément à cause de la réaction très aiguë à la charge, mais c'est ce dont nous avons besoin ! Et d'autres inconvénients d'un générateur à couplage faible ou sont éliminés par les technologies modernes élément de base et la conception des circuits, ou pas mortel. Ainsi, au début d'une charge forcée, la consommation électrique atteint 25 W, une source d'alimentation séparée est donc nécessaire. Mais la charge moyenne à long terme d'une tablette avec une batterie de 3 500 mAh allumée en permanence chaque nuit ne dépasse pas 8 W, et en un mois, une telle charge « finira » jusqu'à 5,75 kW/h.

Mais tout d'abord, parlons de la bobine émettrice, parce que... ce schéma Il est également sensible aux paramètres et à la qualité des unités de réglage de fréquence. Pour mettre en place le générateur (la sécurité vaut quelque chose, on ne peut rien faire) il faudra aussi réaliser à la hâte une bobine réceptrice, voir ci-dessus. Vous pouvez utiliser la recharge aux fins prévues uniquement lorsque le générateur est configuré, mais cela fonctionne alors de manière plus stable et plus sûre pour le gadget que la recharge lorsqu'il est bloqué. Par conséquent, vous pouvez utiliser n'importe quel gadget avec ce chargeur : il est conçu pour un courant de charge de 2 ampères ou plus. Mais un vieux téléphone doté d'une batterie de 450 mAh n'en prendra pas plus que ce que le contrôleur « prescrit » en raison de la même réaction aiguë à la charge.

Bobine de transfert

Des dessins de bobines de générateur à faible couplage inductif sont présentés sur la Fig. ci-dessous.:

A gauche – contour L2 (voir ci-dessous) ; à droite - bobine de rétroaction L3 (au milieu) et bobine du circuit d'indication de charge L1. Ils sont gravés sur une plaque en feuille de fibre de verre stratifiée double face de 100x100 mm, de 1,5 mm d'épaisseur, appelée. technologie laser-fer LUT. Il n’y a rien de compliqué là-dedans, l’idée et le nom sont amateurs. LUT vous permet de fabriquer chez vous des circuits imprimés pas pires que ceux de marque, des panneaux avec des inscriptions, des dessins de contour, des panneaux à motifs, etc., voir la vidéo ci-dessous :

Vidéo : technologie de repassage au laser

En plus de cela, nous pouvons dire qu'il est préférable de nettoyer le blanc du LUT avec une gomme scolaire ordinaire. Ensuite, les restes de cuivre sont lavés avec un coton-tige ou un chiffon de coton blanc propre, généreusement humidifié avec de l'alcool à 96 % ou du solvant nitro, puis, pendant que la surface est humide, essuyé avec un chiffon en microfibre pour nettoyer les lunettes. Le toner de tout type est fermement déposé sur la surface ainsi préparée. imprimante laser et même le jet d'encre à partir d'un gabarit sur un support adapté (tenant mais n'absorbant pas l'encre).

Note: ne vous laissez pas dérouter par la largeur des pistes sur le dessin (0,75 mm pour la bobine de contour). La densité de courant admissible dans un film conducteur sur un substrat est plusieurs fois supérieure à celle d'un fil rond et l'effet cutané est plus faible. Ainsi, une piste sur un circuit imprimé de 10 mm de large et 0,05 mm d'épaisseur peut facilement supporter un courant de 20 A, et c'est loin d'être la limite. Des pistes de bobine de rétroaction à double largeur sont nécessaires car... Pendant le processus de configuration, vous devrez ressouder le robinet. En général, LUT permet d'obtenir des pistes jusqu'à 0,15-0,2 mm de large.

Conception de circuits

Le schéma d'un chargeur sans fil sur un générateur à couplage inductif est présenté sur la Fig : à gauche se trouve l'émetteur ; récepteur à droite. Ses caractéristiques sont tout d’abord le puissant élément actif VT3. Cela ne peut que s'intensifier transistor à effet de champ. Au générateur transistor bipolaire l'efficacité sera faible et les touches de champ puissantes des séries IRF, IRFZ, IRL provenant des alimentations informatiques ou des systèmes d'allumage électronique ne fonctionnent pas en mode actif.

Le second est le circuit de polarisation automatique VD3 C3. Pour les amplificateurs puissants, le courant de drain initial peut atteindre 100-200 mA ou plus. Sans potentiel de blocage sur la grille, il sera possible de configurer le générateur uniquement pour le mode alimentation ou veille, mais pas pour les deux, et le PES de l'inducteur dans le rayon de contact dépassera certainement la valeur admissible. Mais il est également impossible de former une auto-polarisation en connectant une résistance au circuit source, comme dans le circuit cathodique des amplificateurs à tubes : le générateur n'atteindra pas sa pleine puissance, car À mesure que le courant source augmente, le déplacement augmentera également en valeur absolue. Par conséquent, le circuit de polarisation est rendu non linéaire sur les diodes : à faibles puissances, il augmente en fonction du courant source, ce qui assure un démarrage en douceur du générateur et sa sécurité pour tous les gadgets, et lorsque les diodes entrent en saturation, la polarisation devient proche à fixe et permet au générateur de « balancer au maximum ». Le circuit de polarisation est sélectionné lors du processus de configuration parmi de puissantes diodes RF à diffusion redresseur (structure PiN, KD213, KD2997) et des diodes Schottky (structure SMD) pour un courant de 6 A. La tension de saturation des premières dans la plage de courant de 0,7 à 5 A varie entre 1 et 1,4 V ; seconde - 0,4-0,6 V.

Les éléments R1, VD1, VT1, VT2, C1, R2, VD2 et L1 constituent le circuit d'indication de charge. Si le coefficient de transfert actuel β VT1 est supérieur à 80, alors VT2 est exclu et le moteur R2 est connecté à la base VT1. Le condensateur C3 doit être à film ; L'ancien papier est encore meilleur, car... Il dissipe une puissance réactive importante.

Le récepteur de ce chargeur possède également des fonctionnalités particulières. La première est la rectification double alternance du courant reçu, car vibrations harmoniques. Application de cet appareil Cela n'interfère pas avec le chargement des gadgets avec WPC intégré, car... dans ceux-ci, le courant reçu est également redressé par un pont de diodes pour une meilleure utilisation du rayonnement de l'inducteur. La seconde est que la céramique C5 est connectée en parallèle avec le condensateur électrolytique de stockage C4. Les « électrolytes » ont une grande auto-inductance et une tangente de perte diélectrique tgδ importante, ce qui réduit l'efficacité de charge aux fréquences de fonctionnement. Le contournement de « l'électrolyte » par de la « céramique » réduit le temps de charge d'env. de 7%. Pour une tablette équipée d’une batterie de 3 500 mAh, cela représente environ 1 000 mAh. une demi-heure. D'accord, parfois c'est important.

Enfin, la diode VD8. Il protège le contrôleur de charge du gadget s’il est placé sur un inducteur connecté à une charge filaire. On ne sait jamais ce qui nous vient à l'esprit. Peut-être que quelqu'un pensera que la double charge chargera l'appareil plus rapidement. Le contrôleur de charge ne laissera toujours pas entrer plus de courant dans la batterie qu’il ne le devrait, mais il ne sera peut-être pas en mesure de résister à de tels abus. Si une telle situation est exclue, alors VD8 est également exclu ; alors VD7 est nécessaire pour une tension de 5,6 V. Son courant de fonctionnement est indiqué avec une grande marge, car le courant de charge maximum ne le traverse jamais en raison de la réaction aiguë à la charge du générateur. En pratique, réglez n'importe quel appareil indésirable de faible puissance sur la tension requise. Il le tient – ​​eh bien, laissez-le le tenir. S'il fait chaud, on installe quelque chose de plus puissant et de plus cher ; dans le contrôleur de charge, il y a aussi propre défense de surtension.

Note: sans VD7, la tension redressée sera la tension maximale autorisée dans WPC 7,2 V, ce qui vous permet de charger des gadgets « alternatifs » délicats. Elle peut être réduite en ressoudant l'extrémité chaude L2 (voir ci-dessous) plus près du centre de la bobine, mais pas plus de 6 à 7 tours.

Mise en place

La configuration du générateur commence par le réglage de son courant de repos Iп sans excitation. Pour ce faire, L3 est éteint et la porte VT3 est connectée au fil commun (élément 1 sur la figure), c'est-à-dire former un décalage zéro. Ensuite, en sélectionnant la chaîne VD3, définissez Ip dans les limites spécifiées. Si le courant de drain à polarisation nulle est inférieur à 50 mA, IP peut être réglé sur 15-20 mA, le générateur deviendra plus économique et plus sûr. Du coup, le courant de drain initial est inférieur à 40 mA, voire mieux, alors C3 et VD3 ne sont plus nécessaires.

La prochaine étape consiste à mettre en phase les enroulements. Pour ce faire, vous aurez besoin d'une sonde de la bobine réceptrice (voir ci-dessus) avec une ampoule à incandescence connectée, pos. 2. Le circuit du générateur est rétabli, allumé et une sonde est placée sur L2. La lumière devrait s'allumer. Non - échangez les broches L2 ou L3. Les bobines doivent être phasées de manière à ce que l'extrémité chaude (la plus éloignée du centre) L3, pos. 3. Au même stade, mesurer et enregistrer la consommation de courant de fonctionnement Ip, pos. 4.

Vous devez maintenant définir le courant de veille sûr de l'identifiant du générateur ; La puissance émise en mode veille diminuera proportionnellement au carré du rapport entre le courant de fonctionnement et le courant de veille. L'identifiant est défini en ressoudant le fil chaud L3 dans les positions indiquées en pos. 5 limites plus proches de la valeur minimale. Le retour au courant est vérifié en plaçant une sonde sur L2. La procédure d'installation est assez fastidieuse. Pour éviter de le serrer et de le souder jusqu'à ce que la piste se décolle, procédez comme suit. instructions:

• L3 est réduit de moitié (pos. 6) ;
• L'identifiant s'est avéré petit, ou la sonde ne montre pas de retour au pouvoir - nous renvoyons la moitié des tours rejetés, pos. 7;
• Id est toujours grand - nous rejetons la moitié de la moitié restante de L3, pos. 8 ;
• situation selon le point 2 - nous rendons la moitié des tours rejetés selon le point 3, mais pas la moitié de tous les tours rejetés, pos. 9 ;
• si nécessaire, poursuivez la configuration en suivant le même algorithme.

Ainsi, en utilisant la méthode d'itération, la définition de Id prend très peu de temps.

Il ne reste plus qu'à configurer le circuit d'indication de charge. Pour ce faire, assemblez un récepteur chargé d'une résistance d'une taille telle que le courant de charge soit inférieur au courant de formation, mais supérieur au courant de contenu, pos. 10. Le moteur R2 est placé en position basse, le récepteur est placé sur L2. En faisant tourner le moteur, VD1 s'allume. Ils retirent le récepteur et voient si VD1 s'éteint. Non, le moteur redémarre très doucement et prudemment jusqu'à ce que VD1 s'éteigne.

Conception

Une réduction supplémentaire du temps de charge et une amélioration des paramètres de sécurité de l'appareil peuvent être obtenues en dirigeant le flux d'énergie de l'inducteur vers le haut ; cette technique est utilisée dans certains chargeurs sans fil de marque. Ceux-ci peuvent être reconnus par l'inducteur entouré d'un anneau, à moins que des alternativenistes très intelligents ne se contentent de le coller pour les vendre.

En fait, la direction du rayonnement est créée en protégeant l’inducteur du côté arrière. Pour ce faire, le générateur est placé dans un boîtier ouvert en tôle mince de 0,25 mm maximum. Si la hauteur du boîtier est indifférente à l'esthétique, la source d'alimentation du générateur y est également placée. Dans ce cas, il doit être équipé d'un transformateur de fréquence industrielle sur le matériel : les interférences d'un onduleur proche perturberont les réglages du générateur.

L'acier est nécessaire pour le blindage magnétique en plus du blindage électrique, et sa fine épaisseur est nécessaire pour éviter les pertes dues aux courants de Foucault. Dans le même but, de fines fentes verticales fréquentes sont pratiquées sur les côtés du corps et le fond est perforé en damier, voir fig. L'option idéale est les parois et le fond du boîtier en treillis d'acier à mailles fines. Couverture – tout plastique radio-transparent sans charge : verre, acrylique, fibre de verre, pâte fluorée, PET, PE, polypropylène, polystyrène. Une option est un vernis acrylique ou nitro transparent incolore en 4 à 5 couches, mais pas de peinture ni d'émail. Le design externe peut être n’importe quoi. C'est avec cette conception que vous pouvez garder le chargement sans fil de votre téléphone, smartphone ou tablette constamment allumé sur votre table de chevet. Bien que dans l’éther extrêmement jonché d’aujourd’hui, il est toujours préférable de rester à l’écart de toute source connue de CEM.

comment charger les Galaxy S7 et S7 edge plus rapidement grâce au chargement sans fil [ajouté le 03/04/2016]

La plupart des chargeurs Qi sans fil produisent une charge standard de 1 ampère (tension 5 volts).

Cependant, les smartphones sont déjà équipés de systèmes de charge intégrés capables de supporter une charge importante (jusqu'à 1,4 ampères, selon selon Samsung), grâce auquel ils peuvent se recharger à partir d'un chargeur sans fil une fois et demie plus rapidement que les autres smartphones.

Cependant, seulement à condition qu'ils soient connectés à ce qu'on appelle, c'est-à-dire celui qui est capable de fournir une sortie de 1,4 ampères. Grâce à une charge en ampères régulière, les S7 et S7 edge se chargent également à vitesse normale.

On sait que la société Sansung a déjà commencé à produire des modèles de supports de chargement sans fil prenant en charge une charge aussi « rapide » et dans lesquels, d'ailleurs, le smartphone n'est pas placé horizontalement, mais verticalement, de sorte qu'il est beaucoup plus pratique de utiliser pendant la charge.

Ces nouveaux appareils de stockage Qi sont déjà en vente. En ce qui concerne les prix, selon les données préliminaires, le support de chargement sans fil coûtera environ 80 dollars au détail.

Voici une courte vidéo pour plus de clarté (dans les paramètres, vous pouvez activer la traduction des sous-titres, afin que « d'une manière générale, vous puissiez comprendre de quoi parle un étranger ») :

Qu’est-ce que la recharge sans fil Qi ?

En bref, « Qi » (c’est ainsi que se prononce le mot Qi) est la norme mondiale batteries appareils mobiles classe d'utilisateurs. Qi permet le chargement sans fil des batteries d'appareils compatibles grâce à un transfert d'énergie inductif. En termes simples, vous placez simplement votre smartphone sur une plaque émettrice spéciale sans avoir à le connecter à une prise via une alimentation ou via un câble vers le port USB d'un ordinateur.

Où est utilisé le chargement sans fil Qi ?

Aujourd’hui, cette technologie, comme le Wi-Fi, est largement utilisée dans les hôtels, aéroports, gares et autres lieux publics. De plus, la recharge Qi est également disponible sous la forme d’appareils peu coûteux et compacts conçus pour être utilisés à la maison ou au bureau. Comme par exemple le chargeur sans fil ultra fin fabriqué par EC Technology, qui coûte 21 dollars sur Amazon.

puis-je utiliser Qi ?

Oui. Si votre smartphone prend en charge la technologie Qi, alors n'importe quelle recharge sans fil Qi vous conviendra. De plus, vous n’êtes pas obligé de dépenser de l’argent uniquement pour des modèles coûteux recommandés comme accessoire officiel par le fabricant de votre smartphone. Tout chargeur Qi de haute qualité provenant de marques dites tierces fonctionnera également.

Quelle est la puissance de charge Qi ?

La recharge sans fil Qi basse consommation est capable de fournir jusqu'à 5 watts de puissance à une distance allant jusqu'à 4 cm (en théorie), et le modèle de puissance moyenne peut fournir jusqu'à 120 watts. En pratique, la technologie Qi Charging EC mentionnée peut charger un smartphone Nokia Lumia 735, situé à 2 cm au maximum au-dessus de l'émetteur. Par conséquent, l’option optimale est lorsque les deux appareils sont en contact direct l’un avec l’autre.

À quelle vitesse la recharge sans fil Qi peut-elle charger la batterie d’un smartphone ou d’une tablette ?

En règle générale, les smartphones, et plus encore les tablettes, se chargent nettement plus lentement via un chargeur sans fil Qi qu'avec des chargeurs conventionnels. Par exemple, la technologie Qi Charging EC prend en charge un courant de 1A, ce qui est largement suffisant pour recharger la batterie d'un smartphone à un rythme normal, mais pas suffisant pour charge rapide batteries de la tablette Nexus 7, dont le chargeur standard produit 2A.

Chargement sans fil Qi : comment l’utiliser ?

Étape 1 . On branche le chargeur Qi sur une prise de courant (oui, il charge sans fil, mais il fonctionne sur secteur) ou on le connecte au port USB (EC Technology a un câble USB inclus dans l'emballage) d'un ordinateur, d'une tablette ou d'un mobile externe batterie.

Étape 2 . Tout d’abord, vérifions à nouveau si notre smartphone (ou tablette) prend en charge la technologie de chargement sans fil Qi. Les données peuvent être trouvées dans la spécification du modèle. Pour les smartphones dotés de panneaux arrière amovibles, les éléments du système Qi sont visibles sur face arrière couvertures. De plus, certains fabricants produisent des adaptateurs Qi pour les modèles qui ne prennent pas en charge le chargement Qi de manière native. Par exemple, pour votre Galaxy S4 société Samsung a développé une coque arrière avec Qi, qui peut être installée à la place de l'habituelle.

Étape 3 . Placez simplement votre smartphone sur le chargeur sans fil. Vous sentirez qu'il commence à vibrer et verrez la couleur du voyant changer, ce qui signifie que la batterie a commencé à se charger. Une fois la procédure terminée, nous retirons le smartphone du panneau.

panneau arrière Smartphone Nokia Lumia 735 avec éléments du système Qi

En fait, c’est ainsi que fonctionne la recharge sans fil Qi. Pour l'utilisateur moyen, bien sûr

Les auteurs de science-fiction pensaient qu’au début du 21e siècle, l’humanité quitterait facilement l’atmosphère et utiliserait des voitures volantes dans sa vie quotidienne. Leurs calculs étaient tout à fait justes, car après avoir décollé pour la première fois en avion en 1903, l’homme avait déjà effectué le premier vol au monde dans l’espace le 12 avril 1961. Mais la vie en a décidé autrement, et l’humanité a pris la voie du développement de l’électronique personnelle, ce qu’aucun « rêveur » ne pouvait deviner.

Appareils essentiels

En peu de temps, les téléphones sont devenus des appareils complètement futuristes et indispensables qui aident une personne dans tous les aspects de la vie, dont elle ne se sépare même pas pendant son sommeil.

Mais une chose a toujours transformé l’image idyllique du meilleur des mondes en une satire dure et une parodie de celui-ci : c’est bien sûr la batterie. Si à l'époque téléphones portables D'une manière ou d'une autre, nous avons réussi à maintenir l'appareil en vie pendant une semaine, mais aujourd'hui, le smartphone parvient à peine à maintenir ses fonctionnalités pendant la journée. Et ces chiffres modestes ne sont atteints que grâce aux interruptions d’utilisation du smartphone.

Aujourd’hui, la durée de vie réelle d’un téléphone ne dépasse pas 3 à 4 heures. Initialement, les fabricants ont suivi la voie la plus logique pour augmenter la capacité de la batterie, mais cela s'est avéré être une impasse, car les acheteurs ne voulaient pas de téléphones en brique qui ressemblaient à des talkies-walkies pour héros de guerre, mais voulaient les appareils minces et légers de Star Trek. héros.

Ensuite, les fabricants ont pris une voie différente : puisque nous ne pouvons pas augmenter la durée de vie de la batterie, ont-ils pensé, rendons la charge si efficace qu'une personne sera heureuse de recharger son téléphone.

La naissance de la recharge sans fil

C'est ainsi qu'est née la technologie Chargement rapide et chargement sans fil. Et si la première technologie n’offrait pas une expérience fondamentalement nouvelle, la seconde, du moins en apparence, devenait finalement la percée dont tout le monde rêvait depuis si longtemps. Après tout, charger le téléphone en le posant simplement sur la table nous a rapproché de l’avenir.

Voyons quelle est l'essence de cette technologie. Et nous découvrirons ses inconvénients, car les avantages sont évidents.

Le premier téléphone avec chargement sans fil est apparu en 2009. Il s'agissait du légendaire Palm Pre (un téléphone qui prétendait être le téléphone du futur, mais qui a finalement enterré Palm). Depuis, la technologie a considérablement évolué, mais les principes de la recharge inductive, familiers aux utilisateurs de brosses à dents électriques il y a 27 ans, n'ont pas disparu.

Il s'agit encore de deux bobines d'induction reliées à une source d'alimentation, dans lesquelles apparaît un champ magnétique perpendiculaire aux spires de la bobine. Ainsi, si vous placez deux bobines à portée du champ magnétique (et en même temps connectez l'une d'elles à une source d'alimentation), alors une tension apparaîtra dans la deuxième bobine. Il est important de prendre en compte le fait que les deux bobines d’induction ne doivent jamais se toucher. Ce principe élémentaire sous-tend le fonctionnement de tous les appareils.

Normes d'énergie électromagnétique sans fil

Principes de fonctionnement de base appareils sans fil ont été normalisés par le Wireless Power Consortium. Le résultat était une norme Communication sans fil Qi (en russe, on le lit comme Qi ou Chi, au Japon on dit Ki ou Ke). Ce nom n'a pas été pris par hasard, car dans la philosophie orientale, il exprime l'idée de substance espace-temps et énergie vitale, qui sous-tend la structure de l'Univers. Ce qui décrit parfaitement l’essence de ce phénomène. La plupart des fabricants (Samsung, LG, Google, Motorola, Microsoft, HTC et Nokia) suivent ces normes, afin que les utilisateurs puissent recharger leur téléphone partout dans le monde.

A ce consortium s'ajoute également la Power Matters Alliance (PMA), fondée en 2012 par Procter & Gamble et Powermat Technologies. Cette alliance s'oppose au standard Qi. Et il a aussi du soutien grandes entreprises, dont Samsung, Sony, HTC, LG, Asus, Qualcomm, ZTE et AT&T. Et oui, vous ne le pensiez pas, certains constructeurs souhaitent s’asseoir sur deux chaises à la fois.

Il existe peu de différences entre les concurrents. Les deux utilisent une charge inductive, mais la longueur d’onde Qi est comprise entre 100 et 205 kHz, tandis que le PMA est compris entre 277 et 357 kHz. La méthode de recharge elle-même est absolument identique (la fusion avec l'Alliance for Wireless Power, qui a promu la technologie Rezence basée sur la résonance magnétique, dont le sens est à l'opposé de la recharge par induction magnétique, utilisée par les concurrents, n'a pas encore apporté de sérieux dividendes) , le seul avantage tangible de RMA est le soutien des cafés Starbucks.

Aujourd’hui, PMA est un exemple de « stratégie de retrait », lorsque l’entreprise installe une recharge sans fil de son standard afin de créer de facto une demande des consommateurs.

Normes Qi

Il existe deux variétés de la norme Qi. La première consiste à charger à faible puissance - 5 watts et la seconde à haute puissance - 120 watts. Le Qi haute puissance n'est actuellement pas produit par les fabricants en raison de l'imperfection de la technologie (pour recevoir une telle quantité d'énergie, vous aurez besoin d'une bobine d'induction volumineuse, comparable à l'épaisseur d'un smartphone).

En utilisant Qi à 120 watts, vous pouvez charger votre ordinateur portable. Le Qi à 5 watts est utilisé pour reconstituer la capacité de la batterie des tablettes et des téléphones. Il convient de noter qu'une tablette et un smartphone nécessitent des intensités de courant différentes, qui correspondent à principes généraux chargement filaire.

De là, nous apprenons que les craintes concernant les risques pour la santé liés à la recharge sans fil sont totalement infondées. Le fait est que le rayonnement magnétique n’a pas d’effet ionisant sur le corps ; il est similaire à un signal Wi-Fi. De plus, charger à une puissance de 5 watts est sans danger pour les humains sous quelque forme que ce soit.

Aujourd’hui, bien entendu, le chargement des téléphones est conditionnellement sans fil, car il nécessite une plate-forme de chargement spéciale. À bien des égards, cela gâche l'impression de cette méthode, mais heureusement, les fabricants le savent. Et en 2015, la célèbre entreprise de meubles IKEA a présenté des meubles dotés d'un module de chargement sans fil intégré au salon Mobile World Congress (MWC).

Inconvénients Technologie sans fil

Une image très favorable est gâchée par diverses lacunes de la technologie sans fil, dues en grande partie à l’immaturité de la technologie. Le premier et principal point est bien entendu le champ d’action. Le téléphone est étroitement attaché au chargeur. Si vous souhaitez lire un message qui vous a été envoyé ou répondre à un appel, la recharge sera immédiatement interrompue. Ce qui allongera le temps de charge déjà long.

Et nous arrivons ici au deuxième point : la recharge sans fil est un long processus. 30 % plus lent que le filaire. Il s’est également avéré que l’utilisation de ce type de charge « tue » la batterie du téléphone beaucoup plus rapidement.

Bien sûr, la recharge sans fil est l’avenir, mais certains ( entreprise Apple en particulier) pensent que cet avenir n’est pas encore arrivé et que la recharge sans fil n’est qu’un jouet à la mode.

L'évolution des paramètres techniques des smartphones, tels que la résolution de l'écran, le nombre de cœurs de processeur, nécessite également une augmentation du nombre de batteries pour alimenter le téléphone pendant au moins une journée complète. Augmenter la capacité de la batterie n’est pas tout à fait facile aujourd’hui bonnes piles ont une capacité de plus de 4 000 mAh, et la plupart - de 2 000 à 4 000 mAh. utilisation constante Cela pourrait ne pas suffire au smartphone jusqu'à la prochaine charge.

Partiellement Le chargement de téléphone sans fil peut résoudre ce problème. Le développement de tels systèmes pour smartphones dure depuis plusieurs années. Ces systèmes ne sont pas utilisés uniquement dans le domaine de la recharge des smartphones. Par exemple, dans la vie de tous les jours, les rasoirs et les brosses à dents utilisent le chargement sans fil. Un chargeur de téléphone sans fil peut être très utile dans les lieux publics tels que les gares, les cafés et les bureaux. Il est possible d'utiliser un tel chargeur dans une voiture. C'est-à-dire que vous pouvez recharger votre téléphone sans chercher une prise de courant gratuite.

Certains modèles smartphones modernes disposent déjà d’un système de chargement de batterie sans fil. Mais ces capacités de recharge présentent un certain nombre de limites qui freinent actuellement leur développement.

Comment fonctionne la recharge sans fil

La base du travail transmission sans fil l'énergie électrique est basée sur le principe de l'induction électromagnétique.
Lorsqu’un courant alternatif est appliqué à une bobine conductrice, un champ électromagnétique apparaît dans l’espace. Si un conducteur (fil) est placé dans ce champ électromagnétique alternatif, alors sous l'influence du champ magnétique changeant, une force électromotrice y apparaîtra. C'est cette force électromotrice (FEM) qui crée un courant électrique dans la deuxième bobine (récepteur).

Tout cela est un peu compliqué, mais si c'est assez simple, alors grâce à l'induction électromagnétique, lorsque vous placez deux bobines l'une à côté de l'autre et que vous appliquez un courant électrique alternatif à l'une d'elles, la seconde générera son propre courant alternatif. En convertissant ce courant alternatif en une tension constante de la valeur requise, vous pouvez charger la batterie.

Pour obtenir une plus grande efficacité (efficacité), le récepteur doit être situé à côté de l'émetteur. Sinon, la majeure partie du champ est gaspillée.

L'utilisation de la résonance (fonctionnant à la même fréquence) permet d'augmenter légèrement la distance entre les modules de réception et d'émission.

L’appareil émetteur doit être connecté à une prise secteur, vous ne pourrez donc pas vous débarrasser complètement des fils.

La communication entre les bobines s'effectue via un champ électromagnétique qui traverse l'entrefer et peut également traverser le plastique, le bois et d'autres surfaces non métalliques.

Logique de la recharge sans fil pour un téléphone :

• La tension du secteur est convertie en courant alternatif haute fréquence (AC).
• Le courant alternatif (AC) est fourni à la bobine émettrice en utilisant circuit électriqueémetteur. Ce courant indique le champ électromagnétique dans l'émetteur.
• Si la bobine réceptrice est située à une distance donnée, un flux magnétique alternatif commence à agir sur elle.
• Le flux magnétique génère un courant alternatif dans le récepteur.
• Le courant circulant dans la bobine réceptrice est converti en tension continue (DC) par un circuit électronique. Ce courant continu et la batterie est en train d'être rechargée.

Lors de l'utilisation de l'induction électromagnétique dans un chargeur vous devez positionner avec précision les bobines du récepteur et de l'émetteur les unes par rapport aux autres. Il y a même un dessin sur l'écran montrant comment positionner correctement le smartphone. La vitesse de chargement sera plus lente que l’utilisation du chargement filaire. Un seul appareil peut être chargé à la fois.

Lors de l'utilisation d'une charge résonante, les paramètres changent. Comme écrit ci-dessus, le principe de résonance consiste à accorder les circuits d'émission et de réception sur la même fréquence. Mais il existe plusieurs différences par rapport à la méthode consistant à utiliser uniquement l'induction électromagnétique.

Une plus grande liberté dans l'espace : vous n'avez plus besoin de positionner précisément le téléphone sur le module émetteur.

Il devient possible de recharger plusieurs appareils. Ceci est possible en utilisant plusieurs bobines avec leurs propres fréquences.

La vitesse de chargement augmente.

Développement

Deux personnes dans le monde développent la recharge sans fil Grands groupes Le Wireless Power Consortium et l’AirFuel Alliance (une fusion d’A4WP et de PMA), il existe plusieurs groupes plus obscurs dans le monde qui cherchent à promouvoir leurs propres technologies plus uniques.

Aujourd'hui, la norme développée par le Wireless Power Consortium (WPC) est devenue la norme principale. Cette norme est appelée Qi (prononcé « qi » en russe).

De nombreux fabricants de smartphones prennent en charge cette norme. Ainsi, lorsque vous achetez un émetteur Qi, vous avez besoin que le récepteur de votre téléphone le prenne également en charge, et le module de transmission lui-même peut provenir d'une société tierce.

La norme Qi fournit une puissance de charge allant jusqu'à 5 W et un courant de 1 ou 2 A, à une tension de 5 V. Les chargeurs filaires avec interface USB ont les mêmes paramètres.

Qi permet également au récepteur et à l'émetteur d'échanger des informations en utilisant son propre protocole. L'émetteur interroge le module de réception sur les normes prises en charge, le niveau de charge, ce qui vous permet d'ajuster la force de charge et d'éteindre l'appareil émetteur si la batterie est complètement chargée. Dernière version Qi a une efficacité d'environ 80 % et permet une distance entre le récepteur et l'émetteur jusqu'à 45 mm.

Le site Web du Wireless Power Consortium indique qu'environ 1 080 appareils ont reçu la certification Qi.

Et ici AirFuel promeut sa norme PMA. C'est moins courant, mais certains fabricants d'appareils mobiles le prennent en charge. Et dans certains appareils, deux normes sont prises en charge à la fois : PMA et Qi.

Les différences entre les normes Qi et PMA résident dans la fréquence de transmission et le protocole de connexion.

Nocivité et sécurité

La technique de transmission sans fil par induction électromagnétique utilise un champ électromagnétique en champ proche à des distances d'environ un sixième de longueur d'onde. L'énergie en champ proche elle-même n'est pas radiative. L’intensité du champ électromagnétique diminue rapidement à mesure que la distance à la source augmente au-delà de 5 cm.

Les chargeurs de téléphones sans fil existants peuvent donc être considérés comme inoffensifs et sans danger pour les humains.

Avantages et inconvénients

Les principaux avantages visibles dans la conception et la méthode de transfert d’énergie :

1. Aucun fil connecté au téléphone mobile. Le connecteur USB du téléphone ne se détache pas, personne ne l'accrochera accidentellement. Bien que l'émetteur lui-même soit connecté à la prise avec un fil.
2. La possibilité d'utiliser plusieurs émetteurs dans un bâtiment et pas besoin de transporter un chargeur avec vous lorsque vous vous déplacez d'une pièce à l'autre. Vous pouvez simplement vous rendre dans une autre pièce et placer votre smartphone sur l'émetteur et le chargement continuera.

Les inconvénients comprennent :

1. Temps de charge plus long qu'avec une alimentation standard.
2. Le coût élevé du chargeur sans fil lui-même par rapport à un chargeur conventionnel.

Chargement sans fil à faire soi-même pour votre téléphone

Si appareil requis ne prend pas en charge la norme de chargement sans fil, vous pouvez effectuer ce chargement vous-même.

Le moyen le plus simple de recharger sans fil est d'acheter un émetteur et d'acheter un étui spécial ou un accessoire pour votre téléphone doté d'un module de réception. Ce récepteur se connecte à un smartphone via un connecteur de charge classique.

Chargeurs sans fil pour téléphones mobiles en revue vidéo :