Tabla de contenido:
- Por qué decepciona la carga inalámbrica de hoy
- ¿A qué se parece esto?
- Una revolución de IoT
- Cortar un cable a la vez
- Radio Beams Everywhere: ¿Estamos a salvo?
- Nuestro futuro inalámbrico
Video: Canal JDB. Adaptación de afeitadora recargable a fuente directa. (Noviembre 2024)
Mobile World Congress es uno de esos eventos que te hacen darte cuenta de que la delgada línea entre la civilización y la barbarie es el ancho de un solo cable de carga.
Cualquiera que haya asistido al MWC (o cualquier feria comercial masiva) está familiarizado con el temor progresivo causado por ver la energía de la batería de su teléfono filtrarse en el transcurso de un largo día de trabajo. Twittea por tweet, foto por foto, texto por texto, los puntos porcentuales marcan, hasta que estés buscando en tu bolso un paquete de baterías en medio de una maraña de cargadores y cables o buscando en los pasillos llenos y salones de prensa un punto de enchufe gratis -Un oasis en el desierto.
Imagina que nunca tuvieras que buscar una toma de corriente, llevar una batería de respaldo o volver a meter una serie de cables en tu bolso; que todos sus dispositivos se estaban cargando continuamente, sin importar a dónde fuera. Es posible que algún día no tenga que imaginarlo, porque compañías como Energous y Ossia están trabajando para hacerlo realidad.
Nikola Tesla imaginó por primera vez un sistema inalámbrico de transmisión de energía a principios de la década de 1890; incluso intentó construir una estación experimental, Wardenclyffe Tower, que esperaba fuera la primera en un sistema inalámbrico mundial. Hoy en día, los teléfonos, los relojes inteligentes y otros dispositivos a veces vienen con bobinas de carga inductivas, que les permiten cargar de forma inalámbrica a través de
Ahí es donde entran Energous y Ossia. Ambos se centran en desarrollar una carga inalámbrica "verdadera" que funcione de forma inalámbrica (OTA) para que pueda encender a distancia. Esta es la carga inalámbrica que nos prometieron hace más de un siglo. ¿Podría nuestra dependencia de los cables o las soluciones de carga atadas finalmente llegar a su fin?
Por qué decepciona la carga inalámbrica de hoy
Aunque la carga inalámbrica ha existido durante años, tuvo un gran impulso el año pasado, cuando Apple anunció que sus nuevos teléfonos tenían la función. Qi, utilizado por la mayoría de los teléfonos (incluidos los iPhones), y el PMA menos conocido son las dos formas de carga inalámbrica utilizadas por los dispositivos actuales orientados al consumidor. Ambas normas requieren una o más bobinas de inducción en una plataforma de carga para transmitir energía y otra en el dispositivo que se está cargando.
Existen algunas diferencias menores entre los dos estándares, pero comparten las mismas limitaciones: la necesidad de un contacto muy estrecho entre el dispositivo y la plataforma de carga, así como la alineación adecuada de las bobinas de inducción, para que se transmita la energía.
El rango puede ampliarse ligeramente: la División de Laboratorios de la Oficina de Ingeniería y Tecnología de la FCC aprobó recientemente un aumento de la distancia de hasta 20 cm, posiblemente mediante el uso de múltiples bobinas de carga. Sin embargo, hasta el momento, ningún producto utiliza actualmente carga inalámbrica de mayor alcance para bobinas de carga inductiva.
Otros posibles problemas con este tipo de carga inalámbrica incluyen la acumulación de calor. "Los circuitos del cargador inalámbrico deben diseñarse cuidadosamente para evitar que el exceso de calor se acumule en el cargador y se transfiera a su teléfono inteligente", dijo Jack Norton, director de ingeniería eléctrica de Belkin. "El exceso de calor puede conducir a una disminución
La razón principal por la que la carga inalámbrica es más lenta que el uso de un bloque de alimentación con carga rápida es que un dispositivo reducirá su velocidad de carga para controlar el calor y evitar daños a los componentes sensibles. "La gestión del calor es definitivamente uno de los desafíos para transferir energía de forma inalámbrica más allá de 10 vatios", dijo Charlie Quong, vicepresidente de desarrollo de productos e ingeniería de Zagg (Mophie).
La disipación térmica se puede gestionar de varias maneras,
Eso significa un dispositivo como el Samsung Galaxy S9 +, que es
Para dispositivos más grandes como computadoras portátiles, que tienen más área de superficie y opciones de ventilación, la carga inalámbrica puede llegar a 30W o más. Pero cuando se trata de teléfonos, es probable que todavía esté buscando una velocidad de carga de 10W a 15W para la mayoría de los terminales de carga inalámbricos, y la mayoría de ellos se reducen a vatios más lentos (5W) para evitar la acumulación de calor. Eso es bastante más lento que un adaptador de corriente Qualcomm Quick Charge 4.0+ de 27W o un adaptador de corriente USB-C de 29W para el iPhone X, por ejemplo.
Otra desventaja, y quizás más significativa, de la carga inalámbrica inductiva implica el tamaño de las bobinas de carga. "Hay diferentes diseños de bobina que se pueden implementar, dependiendo de la aplicación, pero el tamaño de la bobina debe optimizarse y calibrarse correctamente para que un sistema de carga inalámbrico funcione correctamente", dijo Quong.
Las bobinas de carga se pueden hacer para adaptarse a dispositivos pequeños como auriculares Bluetooth, pero estas bobinas son poco comunes. Según Gary Gao, líder de carga inalámbrica para Anker, el diseño de bobina más común es de 50 mm de diámetro según lo exige el estándar Qi.
Finalmente, la mayor limitación de la carga inalámbrica Qi es la escasez de los tipos de dispositivos en los que se puede implementar. "En este momento, si observa la carga inalámbrica, la ve principalmente en su teléfono y en algunos otros dispositivos aleatorios como el reloj inteligente de Apple", dijo el presidente y CEO de Energous, Stephen Rizzone. "Pero en realidad no va más allá de eso, y parte de eso se debe a las limitaciones de esa tecnología".
¿A qué se parece esto?
Aunque otras compañías están explorando este espacio, los estándares de carga inalámbrica Energous y Ossia se acercan más a la visión de Nikola Tesla. Las dos tecnologías operan usando diferentes frecuencias de radio, pero ambas le permiten cargar un dispositivo desde la distancia, transmitiendo energía por el aire sin usar cables o bobinas de carga inductivas.
Energous: la tecnología de carga inalámbrica Energous funciona con el transmisor y receptor patentado WattUp de la compañía. Funciona de manera similar al Wi-Fi al transmitir energía en la frecuencia de 900MHz al receptor, que convierte la señal de RF en energía de CC.
Energous utiliza la formación de haces para los transmisores de campo medio y campo lejano: un conjunto de antenas direccionales envía energía directamente al receptor. En el caso de obstáculos, puede reflejar haces de energía de paredes y techos, aunque esto da como resultado una pérdida de eficiencia. La tecnología se divide en tres tipos diferentes de carga inalámbrica: campo cercano,
Energous WattUp diseño de transmisor de medio campo
La carga de campo cercano de WattUp requiere un transmisor que pueda enchufarse o integrarse en la electrónica existente: computadoras portátiles, consolas de juegos, tabletas y otros dispositivos. Está certificado según la Parte 18 de los requisitos de la FCC: eso significa que puede generar hasta 10 W de potencia debido a la
El transmisor de campo medio está certificado bajo la Parte 18 de las reglas de la FCC, por lo que puede enviar grandes salidas de potencia a una distancia de 2 a 3 pies, con el caso de uso estándar como una configuración de escritorio. Energous imagina que se diseñará en un altavoz de escritorio y cargará múltiples dispositivos a su alrededor. El campo lejano es el mayor alcance posible actualmente: 15 pies. Un caso de uso típico sería una sala de estar.
En cada implementación de carga de campo cercano, campo medio y campo lejano, Rizzone imagina una estrecha integración con los productos de consumo existentes. "No vas a querer tener un gran aspecto de enrutador", dijo. "En cambio, pondría esa tecnología principalmente en el marco de un televisor, podría ser un
Energous WattUp diseño de transmisor de campo lejano
Además de cargar a distancia, cada transmisor estaría respaldado por una capa de software (basada en una aplicación o portal web) para permitir la administración de energía de los dispositivos conectados a los diversos transmisores WattUp. Podrá controlar qué dispositivos están cargados y evitar que su transmisor cargue los dispositivos de sus vecinos. Los transmisores de campo medio y campo lejano también le permiten establecer prioridades y reglas del dispositivo para la carga y autenticación y configurar zonas de carga. El transmisor de corto alcance es más tradicional: no puede establecer prioridades o reglas de carga, pero una vez que deja caer el dispositivo en la plataforma de carga, puede ver el nivel de la batería y el tiempo esperado para cargarse por completo.
El transmisor "ve todos los diferentes dispositivos Bluetooth que están dentro de la habitación", dijo Rizzone. "Identifica cuáles están lo suficientemente cerca como para cargarlas y también identifica que están autorizadas en la red, y luego en realidad monitorea, con sensores, lo que el usuario suele hacer".
Este tipo de administración de energía basada en software es vital, dijo Rizzone, porque "según las reglas de la Parte 15, solo puede enviar un vatio de energía. Eso significa que a un pie de distancia, obtendrá… un milivatio o menos. Así que una cantidad muy, muy pequeña ". (La Parte 18 de la FCC no limita la cantidad de energía).
Sin embargo, con la adopción generalizada de los transmisores WattUp (por muy lejos que esté), podría ir a una cafetería e incluso viajar sin tener que llevar adaptadores o cables: varios transmisores en espacios públicos y privados se recargarían. sus diversos dispositivos según los necesite y de acuerdo con sus patrones de uso.
Ossia: Energous se centra en la carga inalámbrica a nivel del consumidor, pero Ossia tiene en mente una escala mayor.
Al igual que con Energous, la tecnología de la compañía es similar al Wi-Fi y utiliza el espectro de 2.4GHz (está considerando el espectro de 5.8GHz para el futuro) bajo su estándar patentado "Cota". El receptor de Ossia envía una señal de baliza de baja potencia al transmisor de potencia Cota. Luego, el transmisor dirige la energía a lo largo de la misma ruta, con el receptor convirtiendo la señal de RF en energía de CC. Eso permite que el transmisor de Ossia envíe energía a múltiples dispositivos habilitados para Cota simultáneamente y envíe energía a objetos en movimiento. También evita de forma efectiva los objetos que se encuentran en el camino, ya que la señal no pasa a través de personas, animales u otra materia orgánica.
La implementación actual de la tecnología de Ossia se muestra actualmente en dos dispositivos prototipo: la batería Cota Forever y la baldosa Cota. The Forever Battery es
Zeine deseaba señalar que para los consumidores, la clave para proporcionar energía inalámbrica útil no es necesariamente transmitir un alto grado de energía a uno o dos dispositivos. "La idea es que el poder tiene que ser continuo, no importa qué tan rápido se vaya", dijo. "Este sistema está funcionando a 2, 4 GHz con 20 vatios de salida. A aproximadamente un metro, estamos recibiendo más de 6 vatios de potencia, y a dos metros estamos hablando de unos pocos vatios, de 2 a 3 vatios, y luego a fin del
En otras palabras, mientras que un Cota Tile puede tardar mucho tiempo en alimentar un teléfono, excepto a corta distancia, es más que capaz de mantener todos los dispositivos en una sala de estar completados, desde los controladores de juegos hasta las cámaras de seguridad.
El método para conectar dispositivos a Cota Tile es similar al emparejamiento tradicional de Bluetooth o Wi-Fi. La configuración le permite controlar qué dispositivos se cargan y administrarlos a medida que se cargan. "Si se trata de un dispositivo inteligente como este, entonces básicamente puedes ingresar al sistema aquí y decir: 'Agrégame a la red eléctrica' y hablará con él", dijo Zeine.
El software Cota Cloud puede definir la prioridad de los dispositivos que obtienen energía y mostrar el uso básico de energía del dispositivo. Al usar el mosaico de Cota a gran escala, el administrador puede configurar y administrar usuarios. Con carga priorizada, el Cota Tile primero carga dispositivos con niveles de batería más bajos; El receptor Cota se comunica con el transmisor acerca de cuánta energía necesita. Cuando no hay dispositivos dentro del alcance que necesiten cargarse, el mosaico Cota entra en modo de suspensión, por lo que no está desperdiciando energía ni transmitiendo energía a dispositivos que ya están cargados.
El Cota Tile es capaz de alimentar una variedad de dispositivos en una habitación porque no tiene que operar en línea de visión. Un par de mosaicos Cota son dos veces más eficientes y emiten cuatro veces la potencia de un
Dado que la tecnología de Ossia usa la misma banda de 2.4GHz que la Wi-Fi, se necesita poco hardware adicional para permitir que los dispositivos existentes funcionen con el mosaico Cota. "El objetivo es
Una revolución de IoT
La capacidad del transmisor de campo lejano WattUp y el mosaico Cota para transmitir datos junto con la potencia los hace particularmente atractivos para el Internet de las cosas. "No hay forma de llegar a un billón de dispositivos IoT sin energía inalámbrica", dijo Jennifer Grenz, vicepresidenta de marketing de Ossia, en una publicación de blog de la compañía. "La energía inalámbrica va a ir de la mano con la evolución de todo este mercado".
El mejor ejemplo de esto es la batería Cota Forever de Ossia. Se puede colocar en alarmas de humo, ahorrándolo de cargarlas y también permitiendo la transferencia de datos al proporcionarle Cota Cloud: software basado en la nube que permite la administración de energía de varios dispositivos.
"Digamos que su detector de humo en la cocina se apaga", dijo Zeine. "La batería notará que el detector de humo ha cambiado su patrón de consumo de energía y sabe que este nuevo patrón es en realidad la alarma que suena. Envía un mensaje a su teléfono; Cota Cloud le dirá que 'Hey, su humo El detector se está apagando. Esto hace que los dispositivos tontos sean inteligentes. Los lleva a la era de Internet ".
Tanto con Energous como con Ossia, la capa de software es un componente clave de lo que los hace tan innovadores, ya que permiten una gestión inteligente de la energía. Todos tenemos dispositivos que necesitan carga, y cuando los cargamos depende de nosotros. Podríamos cargar un teléfono todos los días, un dispositivo portátil cada pocos días, un controlador de juegos cada vez que lo usemos. Con alimentación inalámbrica, el software tomará esa decisión en función de sus patrones de uso, estilo de vida e incluso la hora del día.
Esencialmente, tanto los transmisores WattUp como Cota Tile toman la carga del usuario al decidir qué dispositivo cargar y
Cortar un cable a la vez
En términos prácticos, esta tecnología aún está a unos años de la implementación tanto para consumidores como para empresas, pero los casos de uso potenciales ya son evidentes. Ambas tecnologías le permitirán cortar efectivamente el cable en casa. Los teléfonos no tendrán que enchufarse. Los controladores de juegos se cargarán de acuerdo con el uso. Los detectores de humo nunca necesitarán cambiar sus baterías.
Suponiendo una implementación generalizada en espacios públicos como cafeterías y edificios de oficinas, la lucha interminable por cargadores, cables y baterías portátiles podría convertirse en algo del pasado. "En el futuro, irías a una cafetería. Si tiene el logotipo de Cota y sabes que tu teléfono tiene Cota, eso significa que obtendrás energía cuando estés en la cafetería", dijo Obeidat. "Ese es el tipo de estándar que estamos creando".Pero es probable que el mayor impacto se sienta con dispositivos de bajo consumo de energía que deben cargarse (o cambiar sus baterías) con poca frecuencia. Rizzone citó al padre de Gordon Bell, vicepresidente de marketing de Energous como un ejemplo de alguien que se beneficiaría considerablemente de la tecnología de Energous, aunque no tiene muchos dispositivos conectados. "El padre de mi colega usa audífonos… Lo que sucede es que tiene estas pequeñas baterías que son del tamaño de una semilla de granada, y tiene que ponerlas allí y cambiar la batería. Es una pesadilla para una persona mayor"."
Con un transmisor de campo medio o de campo lejano, los audífonos podrían cargarse durante el transcurso de un día entero, de acuerdo con los patrones de uso del usuario individual.
Por supuesto, los dispositivos como los teléfonos y los auriculares Bluetooth que necesitan más energía también van a ver un cambio a la carga inalámbrica, según Rizzone: "Muchos dispositivos que estás conectando y conectando en cada momento un solo día, eventualmente, esa pequeña punta pequeña de su puerto micro USB se rompe, se desgasta o se atasca de la manera incorrecta, entra agua salada, sudor, etc. Esa es una parte de falla o un punto de falla para ese producto. Así que las compañías están tratando de deshacerse de eso ".
Radio Beams Everywhere: ¿Estamos a salvo?
Tecnología de transmisión de mayor alcance de Energous
En la industria de los vehículos eléctricos, la carga inalámbrica ya se ha implementado ampliamente y puede indicar el tipo de requisitos que podríamos tener para los dispositivos electrónicos. Según un artículo de Joe
Dado que las tecnologías Energous y Ossia de mayor potencia usan las mismas frecuencias de radio que Wi-Fi, uno esperaría que no haya impactos en la salud, pero sorprendentemente hay pocas respuestas científicas a esta pregunta. The Nation ha informado que la industria inalámbrica ha tratado de limitar la cantidad de investigación que se puede hacer sobre el impacto de la radiación inalámbrica en la salud pública: "La falta de pruebas definitivas de que una tecnología sea dañina no significa que la tecnología sea segura, aunque la industria inalámbrica ha logrado vender esta falacia lógica al mundo. En verdad, la seguridad de la tecnología inalámbrica ha sido una pregunta sin resolver desde los primeros días de la industria ", escribieron los autores Mark Hertsgaard y Mark Dowie. "El resultado es que, en los últimos 30 años, miles de millones de personas en todo el mundo han sido sometidas a un experimento masivo de salud pública: use un teléfono celular hoy, descubra más tarde si causa cáncer o daño genético".
La señal de baliza Cota rebota en paredes y objetos mientras evita a las personas. El poder se entrega a lo largo de esos caminos.
Sin embargo, según Ossia, la tecnología Cota es segura para personas y mascotas y no interfiere con el Wi-Fi ni enfrenta los problemas de sobrecalentamiento de la carga inalámbrica Qi. "2.4GHz y superior no calientan el metal ellos mismos; se reflejan en el
Enérgico afirma lo mismo. "No estamos explotando energía por todas partes", señaló Rizzone. "Estamos plantando una pequeña y única bolsa de energía alrededor del dispositivo, y transmite ese dispositivo".
Con la certificación de la FCC y sin evidencia de lo contrario, las tecnologías de transmisión inalámbrica no deberían ser más peligrosas o perjudiciales que el Wi-Fi o cualquier otro espectro de RF al que estemos expuestos a diario. Quizás no sea la respuesta más reconfortante, pero la única disponible fácilmente.
Nuestro futuro inalámbrico
Energous se asocia con Dialog Semiconductors, un gran fabricante de productos electrónicos, para producir sus transmisores y receptores, mientras que Ossia se asocia con Motherson y Molex, y desde hace mucho tiempo se rumorea que la tecnología Energous terminará en un futuro producto de Apple. Ninguna de las compañías fabrica su propio hardware, ni ellos mismos crean productos de consumo.
Energous es principalmente una compañía de licencias, y sus productos están basados en socios.
"El sistema futuro en el que estamos trabajando alcanzará los 10 y 20 metros", dijo Zeine. "Estamos enfocados a escalas donde la gente quiere usar esto, así que si quieren poner esto en el techo en el Mobile World Congress, podrían diseñar un sistema que cubra 80 o 100 metros. Si es para un hogar, no no necesito un sistema que sea tan grande ".
El primer lugar donde puede ver el mosaico más grande es
En última instancia, la tecnología de carga inalámbrica necesita unos años más, algunos anuncios y certificaciones de productos más, y algo de experimentación por parte de los grandes minoristas. Así que no tire sus cables y cargadores todavía. Pero la adopción generalizada de la carga inductiva Qi en teléfonos y dispositivos portátiles es una fuerte evidencia de que tanto los fabricantes como los consumidores están ansiosos por desatarse.
Anker's Gao adopta una visión cautelosamente optimista. En uno o dos años, dijo, deberíamos ver más y más teléfonos que se puedan cargar de forma inalámbrica, y espera que la eficiencia de la carga inalámbrica haya alcanzado el nivel de carga por cable. Gao también dijo que espera que dentro de tres o cuatro años, tengamos una "verdadera tecnología libre de posición", que probablemente debute en un dispositivo portátil.
La energía inalámbrica siempre ha parecido un trabajo en progreso. Desde Nikola Tesla hasta ahora, la promesa siempre ha sido "viene la revolución de la energía inalámbrica", pero parece que nunca llega. Queda por ver si Energous y Ossia pueden voltear el guión.
Pero hay una razón por la que la energía inalámbrica es una idea que se niega a morir. Promete la libertad de organizar nuestras vidas en torno a todos los dispositivos hambrientos de poder que hemos acumulado, cada uno actuando como una correa que limita nuestro movimiento. Y vale la pena esperar esa promesa.