Contenido

• Uniéndose alrededor de un estándar
• Como funciona la tecnología
• Productos de construcción
• Radio transmisión y el futuro
• Envolver

ha tenido una relación impredecible con la industria móvil, entrando y saliendo de los rangos de productos y cambiando entre las características de la hoja de especificaciones y el estado de los accesorios. En la actualidad, varias gamas de teléfonos inteligentes de alto perfil admiten carga inalámbrica, incluidos los últimos píxeles de Google, los productos Galaxy S y Note de Samsung y el Huawei Mate 20 Pro.

Después de años de batallas por los estándares, ahora solo queda un jugador importante en el juego de teléfonos inteligentes: el Wireless Power Consortium. El estándar Qi del Wireless Power Consortium (pronunciado chee) representa aproximadamente el 90 por ciento de todos los productos de carga inalámbrica. Powermat (PMA & AirFuel) y Wireless Power Consortium (Qi) se fusionaron en enero de 2018, poniendo fin a las amenazas de fragmentación del mercado y, con suerte, facilitando a los fabricantes elegir un estándar a largo plazo.

Uniéndose alrededor de un estándar

Después de un largo período de indecisión en la industria entre los estándares WPC y AirFuel, en 2017 Apple adoptó la tecnología Qi para su iPhone 8 y iPhone X, lo que agregó una gran influencia al estándar que, en esencia, obligó a la industria a elegir finalmente un grupo. Aunque Samsung, un fabricante de teléfonos inteligentes más grande por volumen global, adoptó la carga inalámbrica mucho antes que Apple, sus últimos productos cubren sus apuestas con soporte para Qi y PMA.

En 2018, la decisión de Apple demostró tener efectos secundarios para la industria de carga inalámbrica. Powermat se unió al WPC, citando específicamente el uso de Apple del estándar Qi como factor determinante. Powermat ahora está aportando su tecnología al WPC, y la asociación probablemente terminará produciendo cargadores con los estándares Qi y PMA, como sus nuevos productos flexibles de carga inalámbrica.

Powermat produce estándares para productos que incorporan tecnología propia y Qi, y ha implementado actualizaciones de software para muchos de sus productos existentes para admitir el estándar. Por ejemplo, esas ubicaciones de Powermat en Starbucks ahora funcionan con teléfonos Qi. Del mismo modo, las líneas de productos SmartInductive y AgileInductive de la compañía también admiten Qi.

También es importante tener en cuenta que Powermat fue miembro fundador de la PMA (Power Matters Alliance) que se combinó con A4WP para producir AirFuel. Este grupo todavía está trabajando en sus propias versiones de carga inductiva y de resonancia. De hecho, algunos de los productos PowerMat continúan admitiendo la carga inductiva AirFuel PMA. Sin embargo, hay preguntas que persisten sobre la potencia del grupo ahora que su mayor contribuyente, Powermat, está trabajando con Qi y el WPC.

Como funciona la tecnología

Incluso antes de la adopción de Apple y la asociación Powermat, el estándar inductivo del Wireless Power Consortium tenía un perfil prominente en la industria, ya que impulsa una gama de teléfonos inteligentes, accesorios y productos. El estándar PMA, que ahora está incorporado a AirFuel, también apareció en varios teléfonos inteligentes y también llegó a acuerdos para proporcionar estaciones de carga a empresas como Starbucks. Ambos estándares se basan en la tecnología de carga inductiva, que generalmente es de rango bastante corto y puede ser bastante delicada. Rezense, el antiguo estándar A4WP se basaba en la tecnología de resonancia, pero este diseño aún no ha aparecido en ningún teléfono inteligente.

Las bobinas de alambre crean campos magnéticos, que pueden usarse para generar un flujo de corriente en una bobina aislada separada. Esta es la base de la tecnología de transformadores y de los cargadores inductivos y de resonancia.

Las tecnologías inductivas y basadas en resonancia producen resultados bastante diferentes desde la perspectiva del usuario final, a pesar de estar basadas en el mismo principio de ingeniería de que las bobinas de cable se pueden usar para transmitir energía por el aire.

Si está interesado en la ciencia, la carga inductiva utiliza bobinas estrechamente acopladas con una frecuencia ligeramente "fuera de resonancia" para una alta eficiencia de transferencia, lo que resulta en un uso eficiente de la energía pero a costa de una alta sensibilidad a la desalineación de la bobina. Esta es la razón por la cual los dispositivos Qi y PMA a menudo usan imanes para alinear los dispositivos con la almohadilla receptora y se limitan a distancias de carga muy cortas, generalmente de solo 45 mm.

Las únicas diferencias reales entre Qi y PMA son las frecuencias de transmisión y los protocolos de conexión utilizados para comunicarse con los dispositivos y controlar la administración de energía. La carga resonante es un poco diferente, normalmente opera en una distancia mayor de un par de pulgadas ajustando la frecuencia de la oscilación para que coincida con precisión entre el receptor y el transmisor. Esto permite una mayor distancia de transferencia antes de que disminuya la potencia, pero con una transferencia de potencia menos óptima que la tecnología de inducción. Uno de los otros grandes beneficios de un diseño de resonancia es que la energía se puede transferir a múltiples dispositivos independientemente de su orientación en el campo magnético y también puede alimentar múltiples dispositivos desde una sola bobina transmisora.

Qi ahora también tiene un diseño de resonancia en su especificación 1.2 para una transferencia de potencia más larga de hasta 2.8 cm, pero debido a que garantiza la compatibilidad con las frecuencias de transmisión Qi existentes, el factor Q y las limitaciones de calor, no es tan efectivo para transmitir potencia a largas distancias como sistema diseñado específicamente para ese propósito.

El estándar base Qi admite hasta 15 W de potencia. Esto es lo que la mayoría de los teléfonos inteligentes en el mercado han utilizado a lo largo de los años, aunque no suelen maximizar la potencia de salida. Qi también tiene un estándar aumentado de "Carga simple de batería de potencia media" diseñado para su uso con mayor potencia diseñado para dispositivos que requieren entre 35 y 60W.

Productos de construcción

Hasta ahora, los principales jugadores móviles han estado trabajando para proporcionar circuitos de productos que admitan al menos uno de los diversos estándares. Por ejemplo, los productos estrella de Samsung y LG son compatibles con los estándares inductivos Qi y PWA. Sin embargo, algunos dispositivos, como el Huawei P20 Pro, solo admiten Qi.

Otras compañías están llevando el enfoque multimodo mucho más allá, al apoyar la resonancia además de ambos estándares inductivos. NuCurrent, por ejemplo, admite Qi, PMA y A4WP, y anunció la primera antena de carga inductiva y resonante de 10 vatios del mundo. Sin embargo, en el futuro, podemos ver a los fabricantes volver a admitir solo Qi, como lo ha hecho Apple. Seguro sabiendo que algunos de los mayores fabricantes ahora se están uniendo detrás de este estándar.

Aunque algunos fabricantes de equipos originales admiten Qi y PMA, ahora podemos ver que los dos se refinan en un único estándar universal que simplifica el desarrollo de productos.

La primera generación de accesorios se limitó prácticamente a las estaciones de carga de energía para su hogar, pero el mercado de carga inalámbrica se ha expandido a muchos segmentos de productos nuevos desde entonces. La automotriz es uno de los sectores en crecimiento, y varios fabricantes, como Audi y Mercedes, ya han anunciado capacidades de carga inalámbrica en sus vehículos. El Wireless Power Consortium está particularmente interesado en construir su tecnología en espacios públicos y negocios, y visualiza dispositivos futuros con baterías más pequeñas pero con suficientes puntos de carga para mantenerlos recargados fácilmente.

La carga inalámbrica también se está ramificando desde sus raíces para ser aún más útil para los consumidores. Las tecnologías tienen protocolos de comunicación integrados para garantizar la correcta transferencia de energía entre dispositivos, y esto se está utilizando para comunicarse con otros sistemas. Por ejemplo, se puede usar con soluciones para el hogar inteligente, como el control de las luces o la temperatura, o la transmisión de información sobre su estación de radio favorita o incluso la posición óptima de su asiento a la computadora a bordo de su automóvil.

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Radio transmisión y el futuro

Mientras que Wireless Power Consortium es ahora el grupo más grande con una gama de productos en el mercado, varias compañías más pequeñas también están vendiendo otras ideas bastante novedosas. Muchos de ellos ahora están trabajando con AirFuel para proporcionar carga inalámbrica a distancias mucho más largas que antes.

Todo el camino de regreso en el CES 2016 fuimos prácticos con los diversos equipos equipados con carga inalámbrica de Humavox. A diferencia de los diseños basados ​​en inducción o resonancia, esta tecnología se basa en la transmisión de radiofrecuencia de campo cercano. Humavox está buscando rangos igualmente cortos como los estándares inalámbricos existentes, pero en lugar de grandes bobinas de metal, la tecnología de la compañía utiliza un pequeño circuito integrado para manejar la transferencia y conversión de energía, lo que permite algunas implementaciones discretas. Humavox ofrece una plataforma dedicada a la carga de auriculares inalámbricos.

Energous es otra compañía con una tecnología basada en ondas de radio, pero a diferencia de Humavox, está promocionando rangos mucho más largos de su estándar, llegando hasta 15 pies. El año pasado, la compañía anunció un hub de transmisor bastante costoso que es capaz de entregar 5.5 vatios de potencia a dispositivos a cinco pies del hub, alrededor de 3.5 vatios de potencia a 10 pies y un vatio a 15 pies. El alcance adicional es realmente el punto de venta de la tecnología Energous, pero a corta distancia sigue siendo relativamente competitivo con los cargadores existentes.

A principios de 2018, Energous recibió la primera certificación de la FCC para la carga inalámbrica a distancia para su tecnología de carga de rango medio. Esto se archivó en la Parte 18, que atiende a dispositivos industriales, científicos y médicos, en lugar de la sección de electrónica de consumo Clase B más utilizada de la Parte 15. En CES 2018, la compañía presentó su primera asociación de productos, ropa interior inteligente con carga inalámbrica producida por Myant llamado SKIIN. Sin embargo, todavía estamos esperando productos convencionales.

Si eso no fue suficiente elección, resulta que también puedes usar ultrasonido para transmitir energía entre dispositivos. UBeam es uno de esos estándares basado en esta transmisión de baja frecuencia, y cuenta con múltiples dispositivos de carga con un alcance de hasta 4 metros con 1.5 vatios de potencia. Desafortunadamente, su salida de energía y el desperdicio de calor no coinciden con otras ideas en el mercado, y la tecnología requiere una línea de visión entre los dispositivos para transmitir la energía con éxito.

Envolver

Claramente, hay mucha tecnología prometedora aquí, pero aún queda una gran pregunta sobre la tecnología inalámbrica: ¿por qué los consumidores deberían elegirla por la conveniencia de un cable USB de cabecera con soporte de carga rápida? Honestamente, es difícil de responder, pero es probable que se requiera facilidad de uso y soporte ubicuo de dispositivos y estaciones de carga.

A pesar de haber existido durante varios años, la carga inalámbrica todavía no se ha convertido en una tecnología de importancia crítica en el mercado de dispositivos. Sin embargo, ahora que el mercado está comenzando a congregarse alrededor del Consorcio de Energía Inalámbrica y Qi, estamos comenzando a ver una adopción significativa de productos y consumidores.