مطلب آموزشی: بررسی نحوه کارکرد شارژرهای بی‌سیم موبایل (سیم را فراموش کن)

ما چه بخواهیم و چه نخواهیم درگیر کابل برای انتقال برق و اطلاعات هستیم. کابل ارزان است و ضریب اطمینان قابل قبولی دارد و به همین خاطر دل‌کندن از آن تا حدودی دشوار است؛ اما تلاش برای منزوی کردن کابل‌ها همچنان ادامه دارد و در همین راستا شارژر‌های بی‌سیم برای دستگاه‌های دیجیتال همراه نیز ارائه شده و روز به‌روز در حال توسعه است. در این مطلب قصد داریم نگاهی به فناوری شارژ بی‌سیم انداخته و ببینیم این ابزار‌های جالب چگونه باتری گوشی را شارژ می‌کنند.

 اساس کار

ایده‌ها و ذهنیت‌های مختلفی برای شارژ بی‌سیم یک دستگاه وجود دارد، اما یک اصل کلی برای انتقال توان به صورت بی‌سیم وجود دارد که تقریباً پایه و اساس کار تمامی این موارد است. در این روش یک میدان الکترومغناطیسی برای انتقال انرژی بین دو دستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. شارژر بی‌سیم دارای یک سیم‌پیچ داخلی است که با ورود برق به آن، یک میدان مغناطیسی در اطراف خود ایجاد می‌کند. دستگاهی که قرار است شارژ شود نیز دارای یک سیم‌پیچ داخلی است و زمانی که در محدوده این میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، یک جریان در آن ایجاد می‌شود. این جریان به برق DC تبدیل شده و شارژ باتری را آغاز می‌کند. دستگاه فرستنده توان با نشان Tx و دستگاه گیرنده با نشان Rx نمایش داده می‌شوند (تصویر 1).

 همین مساله باعث می‌شود تا برای آغاز شارژ به صورت بی‌سیم، دستگاه گیرنده به‌نحوی روی فرستنده قرار گیرد که وارد محیط میدان مغناطیسی فراهم شده باشد.هرچه سیم‌پیچ مورد استفاده در شارژر بی‌سیم بزرگ‌تر باشد، میدان مغناطیسی بزرگ‌تری ایجاد کرده و می‌تواند سیم‌پیچ داخلی دستگاه‌هایی که در فواصل دورتر قرار دارند (یا پشت موانع مختلف قرار گرفته‌اند) را نیز تحت تاثیر قرار دهد. شارژرهای بی‌سیم فعلی نیازی به تعمیر و نگهداری خاصی ندارند و از این بابت قابلیت اطمینان بالایی داشته و عمری طولانی خواهند داشت. شارژ بی‌سیم تنها شامل تبلت یا گوشی هوشمند نشده و می‌توان از آنها برای شارژ وسایل مختلف استفاده کرد. عدم‌نیاز به درگیر شدن با اتصال‌های مختلف و کابل باعث شده تا در مواردی که نیاز به رعایت بهداشت حیاتی است، استفاده از شارژر بی‌سیم یک مزیت خوب به‌شمار بیاید.البته شارژر‌های بی‌سیم همچنان قیمت بالایی داشته و شاید برای هر کسی خرید آن منطقی نباشد. همچنین این دستگاه‌ها میزان بهره‌وری پایین‌تری در مقایسه با یک شارژر کابلی داشته و مقداری از انرژی انتقالی به‌صورت گرما هدر می‌رود و در نهایت سرعت شارژ کاهش پیدا می‌کند. البته در مدل‌های جدید سعی شده تا با استفاده از سیم‌پیچ‌های بسیار باریک، فرکانس‌های بالاتر و بهبود سیستم مدار و شارژ مسائل و مشکلات مربوط به شارژ بی‌سیم کاهش پیدا کند، همچنین این نوع از شارژ بیش از پیش مورد استقبال قرار گیرد.شارژرهای موجود در حال حاضر شامل یک صفحه می‌شوند که با قرار‌گرفتن گوشی یا تبلت روی آن، می‌توانند انرژی را به آنها منتقل کنند. برخی از این دستگاه‌ها تنها از یک دستگاه پشتیبانی کرده و برخی دیگر می‌توانند همزمان چند دستگاه (اغلب تا حداکثر سه دستگاه) را با هم شارژ کنند (تصویر 2).

دستگاه گیرنده انرژی باید دارای سیم‌پیچ دریافت‌کننده باشد، اما برخی از کمپانی‌ها مبدل‌هایی برای برخی گوشی‌ها مانند آیفون درست کرده‌اند تا این دستگاه‌ها نیز بتوانند از شارژ بی‌سیم بهره‌مند شوند (تصویر 3).

 شارژر‌های بی‌سیم تنها به یک صفحه صاف و دستگاه‌های مجهز به سیم‌پیچ گیرنده برای شارژ باتری محدود نشده‌اند. به گفته کمپانی PowerbyProxi آنها اولین شارژر بی‌سیم سه بعدی را ساخته‌اند که می‌تواند دستگاه‌هایی با شکل‌های نا‌متعارف و حتی دستگاه‌هایی که از باتری قلمی استفاده می‌کنند را شارژ کند (تصویر 4).

 البته برای شارژ باتری‌های قلمی باید از محصولات اختصاصی خود این کمپانی استفاده کنید که به گیرنده بی‌سیم مجهز شده‌اند. تنها کافی است کاربر دستگاه مورد نظر را بدون نیاز به خارج کردن باتری درون شارژر قرار داده و نظاره‌گر شارژ شدن بی‌سیم آن باشد.

استاندارد Qi

دستگاه‌های الکترونیکی برای امور مختلف نیاز به یک استاندارد واحد دارند و استاندارد در‌نظر گرفته شده برای شارژر‌های بی‌سیم Qi نام دارد که با شارژ دستگاه‌ها تا فاصله چهار سانتی‌متر اشاره داشته و طبق اطلاعات ویکی‌پدیا Chee تلفظ می‌شود (تصویر 5).

بسیاری از سازندگان لوازم الکترونیکی از جمله ایسوس، HTC، هوآوی، ال جی، موتورولا، نوکیا، سامسونگ و سونی عضو کنسرسیوم انتقال انرژی بی‌سیم (که در سال 2008 تاسیس شده) هستند و از استاندارد Qi پیروی می‌کنند. البته تاریخچه شارژ بی‌سیم به پیش از تاسیس این کنسرسیوم بر‌می‌گردد و همان‌طور که در مقاله بررسی شارژر بی‌سیم ADATA CE700 اشاره کردیم، مسواک‌های برقی Oral-B از دهه نود به این سیستم شارژ باتری مجهز بوده‌اند. وجود یک استاندارد برای شارژ بی‌سیم به این معنی است، زمانی که شما دستگاهی مجهز به قابلیت شارژ بی‌سیم خریداری کرده‌اید، بدون مشکل و نگرانی از اینکه دستگاه شما با شارژر‌های بی‌سیم متفرقه همخوانی دارد یا نه، می‌توانید به شارژ دستگاه خود روی محصولات مختلف بپردازید.

به سبک کوالکام

کمپانی کوالکام یکی از نام‌های مهم در بحث شارژ بی‌سیم است. این کمپانی در فناوری WiPower خود، صفحه‌ای را معرفی کرده که نیازی به جای‌گیری دقیق دستگاه برای آغاز شارژ ندارد و از سیستم انتقال برق بی‌سیم رزونانسی (یعنی همان ایجاد میدان مغناطیسی برای انتقال انرژی) بهره می‌برد (تصویر 6).

 همچنین این سیستم به نحوی طراحی شده که بتوان آن را در نقاط مختلف نصب کرد و از آن بهره برد. در ضمن این سیستم می‌تواند از فاصله‌ای بالاتر از صفحه شارژ، به شارژ باتری بپردازد.همچنین کوالکام سیستم شارژ بی‌سیم برای خودرو‌های الکتریکی نیز طراحی کرده است. با این سیستم دارندگان خودروهای الکتریکی نیازی به اتصال به برق نداشته و می‌توانند از دستگاه‌های شارژ القایی برای پر‌کردن باتری‌ها استفاده کنند. این سیستم Qualcomm Halo WEVC نام دارد و تنها کاری که راننده برای شارژ بی‌سیم باید انجام دهد این است که خودروی خود را روی محلی با قابلیت شارژ بی‌سیم پارک کند (تصویر 7).

 این سیستم به کمترین میزان ممکن کاربر را درگیر کرده و موقعیت‌های متعددی برای شارژ باتری خودرو فراهم می‌کند (به‌طور مثال زمانی که برای خرید به فروشگاهی می‌روید، ماشین شما در پارکینگ در حال شارژ شدن است).

آینده

آینده شارژ بی‌سیم به سمتی می‌رود که دیگر نیازی به صفحات شارژ اختصاصی و قرار گرفتن دقیق دستگاه روی آن نباشد. در عوض باید بتوان در آینده و تنها با قرار دادن گوشی یا تبلت روی میز عمل شارژ از طریق یک شارژر متصل به میز یا شارژری دیگر در نزدیکی میز انجام شود. به‌این ترتیب می‌توان در هر لحظه چندین دستگاه را با هم شارژ کرد و خوشبختانه در آینده دیگر شاهد خالی شدن باتری نخواهیم بود. به‌این منظور ابزارها و تکنیک‌هایی برای افزایش فاصله بین دستگاه و صفحه شارژ معرفی شده که از آن جمله می‌توان به پروژه Rezence اشاره کرد. این پروژه توسط انجمن تامین توان بی‌سیم توسعه یافته و به شارژ دستگاه‌ها با قرار دادن آنها روی میز و سطوح دیگر (از جمله داخل خودرو) می‌پردازد (تصویر 8).

البته Rezence در حد یک ایده و نمونه‌های اولیه قرار دارد و در نمایشگاه‌های مختلف، کمپانی‌هایی همچون سامسونگ و کوالکام نمونه‌هایی از این میزها و وسایل شارژ بی‌سیم را به نمایش می‌گذارند. به گفته مجموعه کمپانی‌های مختلف که در توسعه Rezence دست دارند، آنها می‌خواهند این فناوری را به‌نحوی گسترش دهند که در رستوران‌ها، فرودگاه‌ها و خلاصه هر‌جایی قابل استفاده باشد (تصویر 9). 

 عدم تداخل با دیگر لوازم فلزی (مانند کلید) یا اختلال در کار ابزار‌های دیگر از ویژگی‌های دیگری است که برای Rezence در‌نظر گرفته شده و می‌توان امیدوار بود در آینده از بابت کمبود شارژ باتری با مشکلات بسیار کمتری روبه‌رو شویم.