Вы знаете, что нам китайцы нынче пообещали? Xiaomi сбросили абсолютную ядерную бомбу в мир технологий – полностью беспроводная зарядка! Это вообще законно?
Девайс, который позволит нам забыть о проводах, постоянном беспокойстве, разряженном телефоне и других севших гаджетах. Согласитесь, это было бы очень круто – просто перестать думать о том, что надо что-то зарядить или поменять батарейку!
Мы решили изучить этот вопрос досконально и понять, стоит ли ждать в ближайшем времени подобную технологию в каждом в доме или же нас дурят? А если это вообще работает, вредит ли это здоровью человека?
Развитие технологий
Попробуем привести в порядок вопрос батареи и питания гаджетов в целом. Сейчас, по сути, видны два основных пути развития.
- Первый – это существенно поднять емкость современных аккумуляторов, чтобы батареи прям на год хватало или хотя бы на месяц. И это огромная головная боль инженеров по всему миру. Ведь речь идет об увеличении емкости в разы, а то и в сотни раз превышающей современные батарейки.
- Второй вариант развития – сделать зарядку удобнее и быстрее. И тут прогресс очевиден.
За последние несколько лет у производителей заметно выросла скорость зарядки. Например, даже Xiaomi умеет заряжать свои телефоны с мощностью до 120 Вт по проводу, а беспроводная зарядка умеет 80 Вт. А ведь совсем недавно iPhone поддерживали зарядку только до 5 Вт. Какой рост технологий! Аж в 24 раза!
Но вы можете справедливо заметить, что даже беспроводная зарядка в обычном понимании с проводом. Вообще, её правильнее было бы назвать не беспроводная, а бесконтактная. Так как она работает на явлении электромагнитной индукции только на очень близких расстояниях. Очевидно, что такая условно беспроводная зарядка хоть и удобнее, чем провод, но явно не революция.
Принцип работы
Теперь давайте посмотрим повнимательнее на полностью беспроводное чудо от Xiaomi.
Это довольно большая коробка размером с тумбочку, которая посылает энергию в телефон прямо по воздуху в пределах одной комнаты.
Но как это работает? Возможно ли физически? Хороший вопрос. Попробуем ответить. Xiaomi нам ничего не объяснили. Просто показали минутный ролик. Ни подробностей, ни даты официального релиза. Поэтому мы изучили некоторые научные работы и готовы вам ответить на этот вопрос.
Начнем издалека. Во-первых, не стоит думать, что передача электроэнергии без проводов на расстояния, даже на большие – это что-то из разряда фантастики. Еще в начале 20 века в небольшом городке центральной части США великий ученый Никола Тесла построил огромную 30-ти метровую катушку, включив которую, он смог зажигать лампочки в домах, которые окружали его лабораторию в радиусе чуть более 3 км.
Правда, стоит отметить, что его эксперименты тогда полностью обесточили город и сожгли несколько динамо-машин на электростанции. Но факт остается фактом: передача энергии на значительное расстояние без проводов возможна.
Логично, что для передачи сигнала или энергии нужно выбрать такую частоту, которая не будет рассеиваться воздухом. Попыток создать полноценную систему передачи энергии без проводов было множество.
Микроволны
Спустя 120 лет новозеландская энергетическая стартап-компания Emrod разрабатывает технологию, которая позволит передавать несколько киловатт энергии на расстоянии прямой видимости. При этом заявляют, что мощность передачи может быть значительно увеличена, если увеличить сами передающие и принимающие антенны.
Мало того, уже готов и работает прототип на 2 метра, передающий до нескольких кВт. Сейчас строится 40-метровая тестовая установка.
Как это работает? В своей технологии они используют микроволновые излучатели большой мощности с очень узким каналом связи принимающей антенны. Считайте, что это мощная микроволновка. Но не волнуйтесь за пролетающих птичек. Там есть система лазеров, которая мгновенно отрубает передачу, если в поле действия попадает какой-то объект.
Представьте перспективы! Не нужно будет строить сложную инфраструктуру, тянуть провода. Будет достаточно только натыкать этих вышек на определенном расстоянии. Чем выше они будут, тем больше это расстояние может быть и тем меньше вышек нужно ставить.
Реальность или миф?
Вы можете спросить, в чем же проблема? Почему мы до сих пор не забыли о проводах?
Xiaomi заявляют, что в своей новой зарядной станции будут использоваться 144 антенны, которые будут посылать очень узко направленный электромагнитный сигнал в миллиметровом диапазоне частот.
Обратите внимание, это не микроволновый сигнал. То есть примерно те же частоты, что используются для 5G, но только мощность у них другая.
Сама разработка основана на более чем 10-ти патентах компании. Каждая из этих антенн служит источником узкого сигнала. В антенне генерируется сигнал определенной частоты, который посылается в направлении телефона. В телефоне же электромагнитное излучение преобразуется в электрический ток.
Если объяснить подробнее, электромагнитная волна, долетая до принимающей антенны, создает в ней колебания, то есть переменный ток. А он, в свою очередь, проходя через специальные полупроводниковые выпрямители тока, преобразуется и заряжает аккумулятор телефона. Речь идет о сложнейшем комплексе антенн и передатчиков как в самом телефоне, так и в зарядной станции.
Для начала девайс надо найти в пространстве. То есть очень точно определить его местоположение относительно других устройств в радиусе действия зарядки. Судя по всему, для этого будут использоваться маркерные маяки. Это такие датчики, которые активно применяются в авиации для того, чтобы пилоты понимали точное местоположение самолета и высоту над землей относительно взлетно-посадочной полосы.
Далее, после определения местоположения, система сама будет выбирать из 144 антенн определенные, которые направляются в конкретную точку пространства, где и находится телефон. На телефоне же, кроме маяка, будет установлено целых 14 принимающих антенн, которые позволят принимать сигнал под любым углом и при любом положении телефона в пространстве.
Для этого, скорее всего, будут использованы не только специальные принимающие антенны, но и определенные преобразователи и выпрямители тока, гироскопы и акселерометры. Это очень сложная задача.
При этом Xiaomi заявляют достаточно амбициозные планы. Это и возможность зарядки до 5 Вт в рамках одной комнаты, зарядка нескольких устройств, и самое интересное – это зарядка через препятствие. Но 5 Вт по сегодняшним реалиям – это совсем немного. Тот же аккумулятор 5000 мАч, который стоит в некоторых смартфонах, будет заряжаться долго.
Что ж, давайте посмотрим на это с другой стороны. Это целых 5 Вт постоянной непрерывной зарядки телефона в рамках одной комнаты без необходимости даже думать о том, что телефон надо куда-то положить или к чему-то подключить. Телефон просто заряжается постоянно, а вы этого не замечаете.
Какие же выводы можно из этого сделать? Во-первых, данная зарядка будет работать далеко не с каждым телефоном.
Правильнее даже будет сказать, что если технология будет доведена до реализации, то работать это будет только со смартфонами Xiaomi. В общем, у китайцев может появится серьезный козырь в рукаве.
Но как же дела обстоят с другим важным вопросом: насколько вредна для человека данная технология?
Кстати, первый телефон вообще без батареи был представлен еще в 2017 году. Правда, выглядит он совсем не так, как вы думаете. Он получал питание за счет преобразования слабого радиосигнала.
Кто еще?
Но давайте внесем немного негатива или, правильнее сказать, конструктивной критики. Раз уж Xiaomi сами ничего не рассказали, будем копать.
Дело в том, что Xiaomi не первая компания, которая анонсировала подобную технологию.
Есть компания Genergous со своей системой Wattup. Система была анонсирована в 2017 году, но так и не появилась на рынке, хотя сайт до сих пор активен.
Кроме того, есть или была компания Wi-Charge. Они планировали использовать инфракрасные источники излучения и специальные чехлы с приемником, позволяющие принимать энергию. Однако сейчас сайт почти мертвый, а на странице о самой технологии нас встречает ошибка 404.
Но были и другие компании. Например, такие как Mother Box, и, вы не поверите, даже Disney.
Но ни одна из этих технологий так и не дошла до технической реализации. Что уж там говорить о потребительском рынке.
Все ученые в один голос говорят о больших потерях при использовании миллиметровых волн, хотя и идет активная разработка технологии одновременной передачи энергии и сигналы на основе 5 G сетей. У Intel, например, с 2014 года есть такой патент.
Влияние на человека
Как мы поняли, большая часть исследований сейчас как раз сосредоточены на использование микроволновых источников излучения. И тут опять возникает серьезный вопрос о влиянии на здоровье человека.
Ведь такие сигналы могут влиять на кардиостимулятор или вызывать головные боли. Ученые по всему миру изучают влияние мощных миллиметровых волн на человеческий организм.
С микроволновым излучением все более-менее понятно: большие мощности, всем придется носить шапочки из фольги.
С миллиметровым излучением в рамках разумной мощности такой проблемы не наблюдается, но вопрос еще до конца не изучен. Потому что человеческое тело отражает большую часть миллиметрового спектра. Единственные опасения вызваны возможным нагревом глаз и поверхности кожи человека.
В общем, пока что вопросов больше, чем ответов. Надеюсь, я вас не запутал.
В недалеком будущем
Возможно, Xiaomi смогли найти правильный баланс между потерями и скоростью зарядки телефона. Возможно, данное устройство никогда не увидит свет как скандально известный коврик от Apple AirPower. Но приятно считать, что можно будет забыть о том, что вашему девайсу нужна зарядка.
Речь идет не только о телефонах. Система умного дома, различные датчики, геймпады для приставок, беспроводные наушники – для всего этого не нужны будут провода. Сами батарейки можно будет уменьшить или убрать вообще.
А если заглянуть еще дальше, то там уже недалеко до электромобилей с бесконечным пробегом или телефонов, которые вообще не нужно будет заряжать.
Ладно, это я уже размечтался. Но круто было бы! А мы будем держать руку на пульсе, и когда устройство появится, то обязательно вам расскажем!
Настройка умного дома Xiaomi
Xiaomi wireless powerbank
Обзоры смартфонов, гаджетов, просто о науке и технике, научпоп, интервью и многое другое на самом популярном в Рунете канале о гаджетах Droider!
