Table des matières:
- Pourquoi la recharge sans fil d'aujourd'hui déçoit
- Qu'est-ce que cela ressemble?
- Une révolution IoT
- Couper un cordon à la fois
- Des faisceaux radio partout: sommes-nous en sécurité?
- Notre avenir sans fil
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Le Congrès mondial de la téléphonie mobile est l’un de ces événements qui vous fait prendre conscience que la largeur d’un câble de charge est un trait d'union entre la civilisation et la barbarie.
Tous ceux qui ont assisté au MWC (ou à un grand salon professionnel) sont au courant de la peur terrifiante causée par le fait que la batterie de votre téléphone suinte pendant une très longue journée de travail. Tweet par tweet, photo par photo, texte par texte, les points de pourcentage disparaissent, jusqu'à ce que vous vous retrouviez à chercher une batterie parmi un enchevêtrement de chargeurs et de câbles ou à chercher dans les halls bondés et dans les salons de presse pour obtenir un point de connexion gratuit - une oasis dans le désert.
Imaginez que vous n’ayez jamais eu à chercher un point de vente, à emporter une pile de secours ou à ranger une rangée de câbles dans votre sac; que tous vos appareils étaient chargés en permanence, peu importe où vous alliez. Un jour, vous n’aurez peut-être pas à l’imaginer, car des sociétés comme Energous et Ossia s’efforcent de concrétiser cette réalité.
Nikola Tesla a imaginé pour la première fois un système de transmission d'énergie sans fil au début des années 1890; il a même tenté de construire une station expérimentale, la tour Wardenclyffe, qu'il espérait être la première d'un système sans fil mondial. Aujourd'hui, les téléphones, smartwatches et autres appareils sont parfois équipés de bobines de charge inductives, qui leur permettent de charger sans fil
C'est là qu'Energous et Ossia entrent en jeu. Tous deux se concentrent sur le développement de "véritables" recharges sans fil fonctionnant en direct (OTA) afin que vous puissiez faire le plein à distance. Il s’agit du chargement sans fil promis il ya plus d’un siècle. Notre dépendance vis-à-vis de câbles ou de solutions de charge à l'état connecté pourrait-elle enfin prendre fin?
Pourquoi la recharge sans fil d'aujourd'hui déçoit
Bien que le chargement sans fil existe depuis des années, il a connu une forte augmentation l'année dernière, lorsque Apple a annoncé que ses nouveaux téléphones étaient dotés de cette fonctionnalité. Le Qi, utilisé par la plupart des téléphones (y compris les iPhones), et le PMA moins connu, sont les deux formes de chargement sans fil utilisées par les appareils actuels destinés aux consommateurs. Les deux normes exigent une ou plusieurs bobines d'induction dans un plot de charge pour transmettre de l'énergie et une autre dans l'appareil en cours de charge.
Il existe quelques différences mineures entre les deux normes, mais elles partagent les mêmes limitations: la nécessité d'un contact très étroit entre l'appareil et le plot de charge, ainsi que d'un alignement correct des bobines d'induction, pour que l'énergie soit transmise.
La portée peut être légèrement élargie: la division des laboratoires du Bureau de l’ingénierie et de la technologie de la FCC a récemment approuvé une augmentation de la distance jusqu’à 20 cm, éventuellement en utilisant plusieurs bobines de charge. Jusqu'à présent, cependant, aucun produit n'utilise actuellement de charge sans fil à plus longue portée pour les bobines de charge inductive.
Parmi les autres problèmes potentiels liés à ce type de charge sans fil, citons l'accumulation de chaleur. "Les circuits dans le chargeur sans fil doivent être soigneusement conçus pour empêcher la chaleur excessive de s'accumuler dans le chargeur et d'être transférée sur votre smartphone", a déclaré Jack Norton, directeur du génie électrique de Belkin. "L’excès de chaleur peut conduire à baisser
La principale raison de la lenteur de la charge sans fil par rapport à l'utilisation d'un bloc d'alimentation à charge rapide est qu'un périphérique réduira sa vitesse de charge pour gérer la chaleur et éviter d'endommager les composants sensibles. "La gestion de la chaleur est sans aucun doute l'un des défis du transfert d'énergie sans fil au-delà de 10 watts", a déclaré Charlie Quong, vice-président du développement et de l'ingénierie du produit chez Zagg (Mophie).
La dissipation thermique peut être gérée de différentes manières,
Cela signifie un appareil tel que le Samsung Galaxy S9 +, qui est
Pour les appareils plus volumineux, tels que les ordinateurs portables, qui offrent davantage de surface et de ventilation, la charge sans fil peut atteindre 30 W ou plus. Toutefois, en ce qui concerne les téléphones, la vitesse de charge restera probablement de 10 à 15 W pour la plupart des chargeurs sans fil, la plupart d’entre eux passant à une puissance inférieure (5 W) afin d’empêcher l’accumulation de chaleur. C'est un peu moins rapide qu'un adaptateur secteur 27W Qualcomm Quick Charge 4.0+ ou un adaptateur secteur 29W USB-C pour iPhone X, par exemple.
Un autre inconvénient, peut-être plus important, de la charge inductive sans fil concerne la taille des bobines de charge. "Différentes conceptions de bobines peuvent être mises en œuvre, en fonction de l'application, mais la taille de la bobine doit être optimisée et calibrée correctement pour qu'un système de charge sans fil fonctionne correctement", a déclaré Quong.
Les bobines de charge peuvent être conçues pour être installées sur de petits appareils tels que des oreillettes Bluetooth, mais de telles bobines sont rares. Selon Gary Gao, leader de la charge sans fil pour Anker, la conception de bobine la plus courante fait 50 mm de diamètre, comme requis par la norme Qi.
Enfin, la plus grande limitation de la charge sans fil Qi est la rareté des types de périphériques sur lesquels elle peut être mise en œuvre. "Pour le moment, si vous envisagez la charge sans fil, vous la voyez principalement sur votre téléphone, ainsi que sur quelques autres périphériques aléatoires tels que la smartwatch d'Apple", a déclaré Stephen Rizzone, président et PDG d'Energous. "Mais cela ne va pas vraiment au-delà de cela, et cela tient en partie aux limites de cette technologie."
Qu'est-ce que cela ressemble?
Bien que d'autres sociétés explorent cet espace, les normes de recharge sans fil Energous et Ossia correspondent le mieux à la vision de Nikola Tesla. Les deux technologies utilisent des fréquences radio différentes, mais elles vous permettent toutes les deux de charger un appareil à distance, en transmettant de la puissance par voie hertzienne sans utiliser de câbles ou de bobines de charge inductives.
Energous: la technologie de charge sans fil Energous fonctionne avec l'émetteur et le récepteur WattUp de la société. Il fonctionne de manière similaire au Wi-Fi en transmettant au récepteur le courant RF de 900 MHz, qui convertit le signal RF en courant continu.
Energous utilise le beamforming pour les émetteurs à champ moyen et lointain: un réseau d'antennes directives envoie de l'énergie directement au récepteur. Dans le cas d'obstacles, il peut refléter des faisceaux d'énergie sur les murs et les plafonds, bien que cela entraîne une perte d'efficacité. La technologie se décompose en trois types différents de charge sans fil: le champ proche,
Conception énergétique de l’émetteur de champ moyen WattUp
La charge en champ proche de WattUp nécessite un émetteur pouvant être branché ou intégré aux appareils électroniques existants - ordinateurs portables, consoles de jeux, tablettes et autres appareils. Certifié conforme à la partie 18 des exigences de la FCC: Cela signifie qu’il peut produire jusqu’à 10W de puissance en raison de la
L'émetteur de champ moyen est certifié selon la partie 18 des règles de la FCC, ce qui lui permet d'envoyer de grandes sorties de puissance à une distance de 2 à 3 pieds, le cas d'utilisation standard étant une configuration de bureau. Energous envisage de le concevoir comme une enceinte de bureau et de charger plusieurs appareils placés autour de lui. Le champ éloigné est la plus longue portée actuellement possible: 15 pieds. Un cas d'utilisation typique serait un salon.
Dans chaque implémentation de la charge en champ proche, moyen et distant, Rizzone imagine une intégration étroite avec les produits de consommation existants. "Vous n'allez pas vouloir avoir un gros appareil ressemblant à un routeur", a-t-il déclaré. "Au lieu de cela, vous mettriez principalement cette technologie dans le cadre d'une télévision, cela pourrait être un
Conception de l'émetteur de champ éloigné WattUp énergique
En plus de charger à distance, chaque émetteur serait pris en charge par une couche logicielle (basée sur une application ou un portail Web) afin de permettre la gestion de l'alimentation des périphériques connectés aux différents émetteurs WattUp. Vous serez en mesure de contrôler quels appareils sont chargés et d'empêcher votre émetteur de charger les appareils de vos voisins. Les émetteurs de champ moyen et de champ éloigné vous permettent également de définir les priorités et les règles des appareils pour la charge et l'authentification, ainsi que de configurer les zones de charge. L'émetteur à courte portée est plus traditionnel: vous ne pouvez pas définir de priorités ni de règles de charge, mais une fois que vous déposez l'appareil sur le chargeur, vous pouvez afficher le niveau de charge de votre batterie et le temps prévu pour la charge complète.
L'émetteur "voit tous les différents périphériques Bluetooth présents dans la pièce", a déclaré Rizzone. "Il identifie ceux qui sont suffisamment proches pour être chargés et les identifie comme étant autorisés sur le réseau, puis il surveille réellement, avec des capteurs, ce que l'utilisateur fait habituellement".
Ce type de logiciel de gestion de l’énergie est essentiel, a déclaré Rizzone, car "avec les règles de la Partie 15, vous ne pouvez envoyer qu’une puissance en watts. Cela signifie qu’à un pied de distance, vous obtiendrez… un milliwatt ou moins Donc, une très petite quantité. " (La partie 18 de la FCC ne limite pas la quantité d'énergie).
Avec l’adoption généralisée des émetteurs WattUp, cependant (même si lointaine que cela puisse être), vous pourrez aller dans un café et même voyager sans avoir à transporter d’adaptateur ou de câble: de nombreux émetteurs dans des espaces publics et privés se rechargeraient vos divers appareils selon vos besoins et selon vos habitudes d'utilisation.
Ossia: Energous se concentre sur la charge sans fil au niveau du consommateur, mais Ossia a une plus grande échelle en tête.
Comme avec Energous, la technologie de la société est similaire à celle du Wi-Fi et utilise le spectre de 2, 4 GHz (il envisage le spectre de 5, 8 GHz pour le futur) dans le cadre de sa norme propriétaire "Cota". Le récepteur d'Ossia envoie un signal de balise de faible puissance à l'émetteur de puissance Cota. L’émetteur dirige ensuite l’alimentation le long de la même voie, le récepteur convertissant le signal RF en courant continu. Cela permet à l’émetteur d’Ossia d’alimenter simultanément plusieurs appareils compatibles Cota et d’alimenter des objets en mouvement. Il contourne également les objets gênants, car le signal ne traverse pas les personnes, les animaux ou d’autres matières organiques.
La mise en œuvre actuelle de la technologie Ossia est actuellement illustrée par deux dispositifs prototypes: la batterie Cota Forever et la tuile Cota. La batterie pour toujours est
Zeine tenait à souligner que pour les consommateurs, la clé pour fournir une alimentation sans fil utile ne consiste pas nécessairement à transmettre un niveau de puissance élevé à un ou deux appareils. "L'idée est que le pouvoir doit être continu, peu importe la vitesse à laquelle vous allez", a-t-il déclaré. "Ce système fonctionne à 2, 4 GHz avec 20 watts en sortie. À environ un mètre, nous recevons plus de 6 watts de puissance, et à deux mètres, nous parlons de quelques watts, 2 à 3 watts, puis à la fin de
En d’autres termes, bien qu’un téléphone puisse prendre beaucoup de temps à alimenter un téléphone, il est tout à fait capable de garder tous les périphériques dans un salon rechargés, des contrôleurs de jeu aux caméras de sécurité.
La méthode de connexion des périphériques à la tuile Cota est similaire au couplage Bluetooth ou Wi-Fi traditionnel. La configuration vous permet de contrôler quels appareils sont chargés et de les gérer pendant leur charge. "Si c'est un appareil intelligent comme celui-ci, vous pouvez en gros entrer dans le système et dire:" Ajoutez-moi au réseau électrique ", et il en parlera", a déclaré Zeine.
Le logiciel Cota Cloud est capable de définir la priorité des périphériques alimentés et d'indiquer la consommation énergétique de base du périphérique. Lorsqu'il utilise la tuile Cota à grande échelle, l'administrateur peut configurer et gérer les utilisateurs. Avec une charge prioritaire, la tuile Cota Tile charge d'abord les appareils avec des niveaux de batterie plus faibles; le récepteur Cota communique avec l'émetteur pour connaître la quantité d'énergie nécessaire. Lorsqu'il n'y a pas d'appareil à recharger à portée, la tuile Cota passe en mode veille pour éviter de gaspiller de l'énergie ou de transmettre de l'énergie à des appareils déjà remplis.
La tuile Cota est capable d’alimenter divers appareils dans une pièce car elle n’a pas à fonctionner en visibilité directe. Une paire de tuiles Cota est deux fois plus efficace et émet quatre fois la puissance d’un
Étant donné que la technologie Ossia utilise la même bande de 2, 4 GHz que le Wi-Fi, il n’ya guère besoin de matériel supplémentaire pour permettre aux périphériques existants de fonctionner avec le carreau Cota. "Le but est
Une révolution IoT
La capacité de l'émetteur de champ lointain WattUp et de la tuile Cota à transmettre des données en même temps que la puissance les rend particulièrement attrayants pour l'Internet des objets. "Il est impossible d'arriver à un billion d'appareils IoT sans alimentation sans fil", a déclaré Jennifer Grenz, vice-présidente du marketing chez Ossia, dans un blog d'entreprise. "L'énergie sans fil va aller de pair avec l'évolution de l'ensemble de ce marché."
Le meilleur exemple de ceci est la batterie Cota Forever d'Ossia. Il peut être placé dans des détecteurs de fumée, ce qui vous évite de les charger et permet également le transfert de données en vous donnant le Cota Cloud: logiciel basé sur le cloud qui permet la gestion de l'alimentation de divers appareils.
"Disons que votre détecteur de fumée dans la cuisine s'éteint", a déclaré Zeine. "La batterie remarquera que le détecteur de fumée a modifié son schéma d'alimentation et sait que ce nouveau schéma déclenche l'alarme. Elle envoie un message à votre téléphone. Le Cota Cloud vous dira: 'Hé, ta fumée le détecteur s'en va. Cela rend intelligents les appareils stupides. Cela les amène à l'ère d'Internet."
À la fois avec Energous et Ossia, la couche logicielle est un élément clé de ce qui la rend si révolutionnaire, car elle permet une gestion intelligente de l’alimentation. Nous avons tous des appareils qui doivent être rechargés, et c'est à nous de les charger. Nous pourrions charger un téléphone tous les jours, un portable tous les deux jours, un contrôleur de jeu à chaque fois que nous l'utilisons. Avec l’alimentation sans fil, le logiciel fera ce choix pour vous en fonction de vos habitudes d’utilisation, de votre style de vie et même de l’heure de la journée.
Les émetteurs WattUp et Cota Tile assument essentiellement le fardeau de l’utilisateur qui décide quel appareil charger et
Couper un cordon à la fois
Concrètement, cette technologie est encore à mettre en œuvre quelques années plus tard, tant pour les consommateurs que pour les entreprises, mais des cas d'utilisation potentiels sont déjà évidents. Les deux technologies vous permettront de couper efficacement le cordon chez vous. Il n'est pas nécessaire de brancher les téléphones. Les contrôleurs de jeu factureront en fonction de l'utilisation. Les détecteurs de fumée n'auront jamais besoin de changer leurs piles.
En supposant une mise en œuvre généralisée dans des espaces publics tels que les cafés et les immeubles de bureaux, la ruée sans fin vers les chargeurs, les câbles et les batteries portables pourrait appartenir au passé. "Dans le futur, vous iriez dans un café. S'il porte le logo Cota et que vous savez que votre téléphone est équipé de Cota, cela signifie que vous aurez de l'électricité lorsque vous serez dans le café", a déclaré Obeidat. "C'est le genre de standard que nous créons."Mais l'impact le plus important se fera probablement sentir avec les appareils à faible consommation d'énergie qui doivent être rechargés (ou dont les batteries doivent être changées) peu fréquemment. Rizzone a cité le père de Gordon Bell, vice-président du marketing d'Energous, comme un exemple de quelqu'un qui bénéficierait considérablement de la technologie d'Energous, même s'il n'a pas beaucoup d'appareils connectés. "Le père de mon collègue porte des appareils auditifs… Ce qu'il se passe, c'est qu'il a ces petites piles de la taille d'une graine de grenade, et il doit les y insérer et les échanger. C'est un cauchemar pour une personne plus âgée."
Avec un émetteur à champ moyen ou éloigné, les appareils auditifs pourraient être chargés tout au long de la journée, en fonction des habitudes d’utilisation de chaque utilisateur.
Bien sûr, des appareils tels que les téléphones et les casques Bluetooth qui ont le plus souvent besoin de suralimentation vont également se tourner vers le chargement sans fil, selon Rizzone: "De nombreux appareils que vous branchez et branchez tous les Un seul jour, éventuellement, le petit bout de votre micro-port USB se casse. Il est usé ou coincé dans le mauvais sens, de l'eau salée y pénètre, de la sueur, etc. C'est un échec ou un point d'échec pour ce produit. Donc, les entreprises essaient de s'en débarrasser."
Des faisceaux radio partout: sommes-nous en sécurité?
La technologie de transmission à longue portée d'Energous
Dans le secteur des véhicules électriques, la recharge sans fil a déjà été largement mise en œuvre et peut indiquer le type d'exigences que nous pourrions rencontrer pour les dispositifs électroniques. Selon un article de Joe
Etant donné que les technologies à puissance plus élevée Energous et Ossia utilisent les mêmes fréquences radio que le Wi-Fi, on peut espérer qu’il n’ya pas d’impact sur la santé - mais les réponses scientifiques à cette question sont étonnamment rares. La Nation a rapporté que l’industrie du sans fil avait tenté de limiter le nombre de recherches pouvant être menées sur l’impact des rayonnements sans fil sur la santé publique: "L’absence de preuve irréfutable de la nocivité d’une technologie ne signifie pas qu’elle est sans danger. L’industrie du sans-fil a réussi à convaincre le monde de cette erreur logique. En réalité, la sécurité de la technologie sans fil est une question incertaine depuis les débuts de l’industrie ", ont écrit les auteurs Mark Hertsgaard et Mark Dowie. "Le résultat est que, au cours des 30 dernières années, des milliards de personnes dans le monde ont été soumises à une vaste expérience de santé publique: utilisez un téléphone portable dès aujourd'hui, découvrez plus tard s'il provoque un cancer ou des dommages génétiques."
Le signal de la balise Cota rebondit sur les murs et les objets tout en évitant les personnes. Le pouvoir est délivré le long de ces chemins.
Selon Ossia, cependant, la technologie Cota est sans danger pour les personnes et les animaux domestiques et n'interfère pas avec le Wi-Fi ou ne résout pas les problèmes de surchauffe de la recharge sans fil Qi. "2, 4 GHz et au-dessus ne chauffent pas le métal eux-mêmes; ils réfléchissent le
Énergique prétend la même chose. "Nous ne dépensons pas toute notre énergie", fit remarquer Rizzone. "Nous plantons une petite poche d'énergie unique tout autour de l'appareil, qui le transmet."
Avec la certification FCC et aucune preuve du contraire, les technologies de transmission sans fil ne devraient pas être plus dangereuses ni plus nuisibles que le Wi-Fi ou tout autre spectre RF auquel nous sommes exposés quotidiennement. Peut-être pas la réponse la plus réconfortante, mais la seule disponible.
Notre avenir sans fil
Energous s'associe à Dialog Semiconductors, un grand fabricant d'électronique, pour produire leurs émetteurs et récepteurs, tandis qu'Ossia s'associe à Motherson et Molex. De nombreuses rumeurs courent quant à la technologie Energous aboutissant dans un futur produit Apple. Aucune des deux sociétés ne fabrique elle-même son matériel, ni ne crée elle-même de produits grand public.
Energous est principalement une société de licences et ses produits sont basés sur des partenaires.
"Le futur système sur lequel nous travaillons atteindra les 10 et 20 mètres", a déclaré Zeine. "Nous nous concentrons sur les échelles où les gens veulent utiliser ceci. Par conséquent, s'ils veulent mettre cela au plafond du Congrès mondial du mobile, vous pouvez concevoir un système pouvant couvrir 80 ou 100 mètres. Vous n'avez pas besoin d'un système aussi gros."
Le premier endroit où vous pourrez voir la plus grande tuile est
En fin de compte, la technologie de charge sans fil nécessite quelques années de plus, quelques annonces de produits et certifications supplémentaires, ainsi que quelques expérimentations de la part des grands détaillants. Alors, ne jetez pas vos câbles et vos chargeurs pour l'instant. Mais l’adoption généralisée de la charge inductive Qi sur les téléphones et les dispositifs vestimentaires est une preuve évidente que les fabricants et les consommateurs sont impatients de se défaire.
Anker's Gao adopte une attitude prudemment optimiste. Selon lui, dans un ou deux ans, nous devrions voir de plus en plus de téléphones pouvant se recharger sans fil, et il s’attend à ce que l’efficacité de la recharge sans fil ait atteint le niveau de recharge par fil. Gao a également déclaré qu'il espérait que d'ici trois ou quatre ans, nous disposerions d'une "véritable technologie sans position", faisant probablement ses débuts sur un appareil portable.
La puissance sans fil a toujours semblé être un travail en cours. Depuis Nikola Tesla jusqu'à présent, la promesse a toujours été que "la révolution de la technologie sans fil est en marche", mais elle ne semble jamais arriver. Il reste à voir si Energous et Ossia peuvent retourner le script.
Mais il y a une raison pour laquelle le pouvoir sans fil est une idée qui refuse de mourir. Cela promet de ne pas organiser notre vie en fonction des nombreux appareils gourmands en énergie que nous avons accumulés, chacun agissant comme une longe qui limite notre mouvement. Et cette promesse vaut la peine d'attendre.