Tenemos verdadera carga inalámbrica. Lo hemos tenido por un tiempo … como, desde antes de que yo naciera. Cuando era niño, tenía un cepillo de dientes eléctrico que se cargaba de forma inalámbrica en su soporte. La buena noticia aquí: a diferencia de los cepillos de dientes eléctricos anteriores, este no se enchufaba directamente a una potencia de 110 / 220V … no es lo que quiero en mi boca. La mala noticia es que los primeros cepillos de dientes GE con carga inalámbrica, ya en 1959, creo, tenían suficiente carga para unos 2-3 cepillos de dientes.
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Esto utilizaba la inducción magnética básica: una señal de CA pasa por una bobina (en electrónica, un dispositivo llamado inductor) en la base, creando un campo magnético variable. Otra bobina, en el cepillo de dientes, ahora se convierte en una bobina de alambre en un campo eléctrico en movimiento, y la corriente comienza a fluir en esa bobina. Esa es una corriente alterna que el circuito de carga en el cepillo de dientes rectificará a corriente continua y aplicará para cargar la batería del cepillo de dientes.
Casi todos los sistemas actuales usan carga inductiva, al igual que ese cepillo de dientes de la década de 1960. El problema aquí es la pérdida de energía. Cualquier energía electromagnética normal cae como el cuadrado de la distancia que está viajando; esto se llama ley del cuadrado inverso . Pero hay un truco usado en la radio que puede ayudar. Si toma una antena perfecta que irradia lo mismo en todas las direcciones, se dice que es una antena de 0dBi, y la potencia de esa antena irá a todas partes, pero se caerá bastante rápido. Pero si no envío esa energía a todas partes, pero la restringe en una sola dirección, obtengo lo que se llama ganancia de antena. Algunas antenas Yagi de ganancia muy alta pueden ofrecer una ganancia de 20dBi. Entonces, la señal efectivamente recibe un gran impulso antes de ser transmitida y caerse a la tasa cuadrada inversa habitual. El problema es que hace que la transmisión esté muy enfocada … está dirigida precisamente a un objetivo pequeño. Eso no va a funcionar si desea incluso una carga inalámbrica de rango medio, por ejemplo, un cargador que pueda tener todos los teléfonos en su mesa de conferencias.
Pero, de nuevo, el mundo de la radio ya tiene una solución, que ya se utiliza en la torre de su teléfono celular local y en algunos de los nuevos puntos de acceso 802.11ac: formación de haces. Básicamente, en lugar de tener una antena de ganancia muy alta, un transmisor tendrá una gran cantidad de antenas normales que pueden variar su fase con mucha precisión, creando una matriz en fase . En este momento, un conjunto de antenas pequeñas puede formar un haz direccional al igual que una antena direccional grande, con la misma ganancia inherente, pero puede apuntar a cualquier parte. Y efectivamente, hay una compañía trabajando en eso, usando el estándar Qi para cargar, que está obteniendo al menos una carga de rango medio. Tal vez no toda la mesa de conferencias, pero todos los teléfonos se colocan cerca del cargador, en lugar de tratar de sentarse en el cargador. Consulte: Pi puede cargar su teléfono de forma inalámbrica desde una distancia corta.
Batir la ley del cuadrado inverso
Para vencer aún mejor la ley del cuadrado inverso, algunos sistemas inalámbricos de suministro de energía, incluido el popular estándar Qi, se están metiendo en algo llamado acoplamiento sincrónico de fase magnética o acoplamiento inductivo resonante. Este es un medio de acoplamiento particularmente de baja pérdida para la transferencia inalámbrica de energía. Algunas personas en el MIT llevaron a cabo un proyecto en 2006 que suministró energía a una bombilla de 60W a través de bobinas de 20 pulgadas en una distancia de 7 pies con un 45% de eficiencia. Entonces, seguro, está perdiendo el 55% de la energía, pero con un cargador inductivo estándar, dejaría caer demasiada energía en 7 “para ser de alguna utilidad. De modo que ES el progreso. Y, por cierto, esas personas fundaron una compañía llamada WiTricity, que comercializa la entrega de energía de rango medio a través del acoplamiento sincrónico de fase magnética … afirman que están obteniendo un millón de veces más eficiencia en la transmisión que un no resonante sistema inductivo
Entonces, dado que esta pregunta no está calificada, no sé la definición exacta que tiene el OP para “carga inalámbrica verdadera”, dado que realmente la hemos tenido durante décadas. La distancia más larga será real, pero no es como si la humanidad realmente necesitara una forma de desperdiciar un 25% o 50% adicional de toda la energía que generamos. Al menos no todavía. Con suerte, esto se usa con moderación y solo donde es realmente útil.
Dave hace las matemáticas
Y a partir de los comentarios, está claro que algunos lectores simplemente no están entendiendo esto. O el hecho de que cuando los fabricantes hablan de carga inalámbrica, están hablando solo del dispositivo, no de que mágicamente eliminarás cualquier cable cerca del teléfono.
Algunos han preguntado por qué la carga no puede ser como Wifi, y simplemente funciona en cualquier lugar de la habitación. Aquí hay un buen ejemplo de por qué. Sus transmisiones típicas de punto de acceso Wifi se envían a un nivel de potencia de 20dBm = 100mW … esa es la potencia que entra en la antena. Y claro, puedes obtener radios de mayor potencia, tenía un dispositivo de 500mW en mi antigua casa muy grande, pero incluso eso no es legal en todos los países. Su teléfono, su computadora portátil, cualquier otro dispositivo inalámbrico funcionará perfectamente con una señal recibida a -60dBm, o 0.000001mW. No hay problema en perder toda esa energía entre dispositivos solo para enviar información.
A 100 mW, la potencia que entra en la antena de su dispositivo WiFi, tomaría entre cinco y seis días cargar su teléfono inteligente promedio con un receptor de energía 100% eficiente. Por supuesto, eso es completamente tonto, ya que eso ni siquiera superaría la tasa de uso de la energía de su teléfono. A 0.000001 mW, llevaría más de un millón de años cargar su teléfono inteligente … y eso ignora la tasa de autodescarga del 2–3% de las células de iones de litio por mes.
Como se mencionó, ha habido algunos esquemas como el acoplamiento síncrono de fase magnética combinado con la formación de haces que esencialmente te sigue con un haz de energía fuertemente enfocado … si solo eres tú. Cada dispositivo adicional hará que el sistema sea menos eficiente, y ya está hablando de pagar 2x, 4x, tal vez incluso más en sistemas prácticos para obtener una carga para volar, tal vez un metro más o menos por el aire.
Así que ahora piense en esto … para cargar mi teléfono en una hora, el bloque de alimentación que he enchufado entregará aproximadamente 12W de energía. Para disparar eso por el aire un metro más o menos, necesitaré algo así como 48W, tal vez un poco más, tal vez sea suficiente. No quieres subir demasiado … tenemos otro dispositivo que arroja energía al aire a altas frecuencias, pero generalmente más de 500W o más. Se llama horno de microondas. Y antes de llorar mal, las microondas de consumo funcionan en la banda de 2.4GHz. La misma banda de RF ocupada por Wifi y Bluetooth. Y la misma banda WiTricity eligió enviar energía a través de la brecha de ese medidor. Ya tengo ocho sistemas inalámbricos diferentes en mi casa a 100mW o menos … no estoy seguro de querer un transmisor de 50W-100W o dos en cada habitación.
