هرآنچه باید درباره شارژ بی‌ سیم بدانید؛ قسمت اول

تقریبا هر کاربری که با دنیای فناوری آشنا باشد، کم و بیش اطلاعاتی درباره‌ی شارژ بی‌سیم و شارژرهای بی‌سیم می‌داند. آیا می‌خواهید با این فناوری در ابعاد مختلف بیشتر  آشنا شوید؟

فناوری جنجالی شارژ بی‌سیم در چند ساله توجه افراد زیادی را به خود جلب کرده است، برخی موافق استفاده از آن هستند و برخی دیگر مخالف. در‌صورتی‌که آشنایی کاملی با این فناوری نداشته باشید، ممکن است با خود بگویید چه چیز بهتر از اینکه دیگر مجبور به استفاده از کابل‌های شارژ کوتاه و درهم‌تنیده‌‌ای نباشیم؛ اما آیا این فناوری می‌تواند آینده‌ی شارژ را متحول کند؟ آیا این فناوری بی‌خطر است؟ در این مطلب قصد داریم این فناوری را از ابعاد مختلف بررسی کنیم. با ما همراه باشید

شارژ بی‌سیم چیست؟

شارژ بی سیم

در تعریف مختصر شارژ بی‌سیم باید بگوییم این فناوری درواقع فرآیندی برای شارژ وسایل مجهز به باتری بدون نیاز به هیچ سیم یا کابل است و انتقال بی‌سیم جریان برق به دستگاه گیرنده را امکان‌پذیر می‌کند. شارژ بی‌سیم به شارژ القایی هم شهرت دارد؛ البته شارژ القایی یکی از انواع شارژ بی‌سیم نیز محسوب می‌شود.

تاریخچه

تاریخ آغاز انتقال بی‌سیم نیرو به سال ۱۸۹۱ بازمی‌گردد. نیکو تسلا، مخترع سرشناس آمریکایی، در سال ۱۸۹۱ موفق به ساخت یک سیم‌پیچ به‌نام سیم‌پیچ تسلا و ایجاد میدان مغناطیسی و انتقال بی‌سیم جریان برق در هوا برای نخستین بار شد.

سیم پیچ تسلا

سیم‌پیچ تسلا

تسلا به تلاش خود برای انتقال بی‌سیم برق ادامه داد و در سال ۱۸۹۹ برجی به‌نام برج تسلا (Tesla Tower) ساخت و تصمیم داشت میلیون‌ها ولت نیروی برق را از آن به‌صورت بی‌سیم به شهرها، کارخانه‌ها و منازل شخصی انتقال دهد.

برج تسلا

برج تسلا

نیکولا تسلا قصد داشت برق را به‌صورت بی‌سیم به سراسر دنیا انتقال دهد

رؤیاپردازی تسلا حتی فراتر از این هدف غیرممکن رفت و هدف بلندپروازانه‌ و تصورگریز دیگری نیز در ذهن می‌پرواند که نظیر آن حتی در زمان کنونی هم تنها در فیلم‌های علمی‌تخیلی مطرح می‌شود. او قصد داشت نیروی برق را از این برج که با ارتفاعی درحدود ۵۷ متر و قطر ۲۰٫۷ در دهکده‌ی شورهام در نیویورک و در نزدیکی آبشار نیاگارا قرار داشت، به‌صورت بی‌سیم به سراسر دنیا انتقال دهد و درواقع سیاره‌ی زمین را به میدان مغناطیسی تبدیل کند؛ اما متأسفانه به آرزوی به خود نرسید و برج او هرگز تکمیل نشد و پس از تخریب‌شدن در سال ۱۹۱۷ برای همیشه به تاریخ پیوست.

برج تسلا

البته قبل از تسلا مخترعان دیگری هم انتقال بی‌سیم نیرو را مورد بررسی قرار داده بودند. ویلیام هنری وارد در سال ۱۸۷۱ و میلن لومیس در سال ۱۸۷۲ طرحی را برای انتقال برق ارائه دادند که براساس نظریه‌ی وجود لایه‌ای از برق در جو در ارتفاع پایین شکل گرفته بود. این دو مخترع معتقد بودند که می‌توان از این لایه که کاملا دردسترس است، برای انتقال جریان برق در هوا برای شارژ باتری‌ها، تأمین نور، گرمایش و حتی تأمین نیروی حرکتی استفاده کرد.

توسعه‌ی فناوری‌های امواج مایکروویو قبل از آغاز جنگ جهانی دوم باعث شد در دهه‌ی ۱۹۶۰ دانشمندی به‌نام ویلیام براون توانست برای نخستین‌بار موفق به انتقال برق در مسافت طولانی شود. درضمن او موفق شد در سال ۱۹۶۴ با تبدیل امواج مایکرویو به برق DC، نیروی یک هواپیمای برقی را به‌صورت بی‌سیم تأمین کند.

در سال‌های ۱۹۸۷ و ۱۹۹۱ نیز پهپادهایی ساخته شدند که نیروی مورد‌نیاز آن‌ها به‌صورت بی‌سیم انتقال داده می‌شد. در سال ۲۰۰۳ نیز ناسا نخستین هواپیمای خود را تولید کرد که نیروی آن با لیزر تأمین می‌‌شد.

شارژ بی‌سیم در سال ۲۰۰۷ برای اولین‌بار تجاری‌سازی شد

به‌طورکلی در قرن‌های نوزدهم و بیستم تلاش‌های زیادی برای انتقال‌ بی‌سیم نیرو انجام شد که هیچ کدام آن‌چنان‌که باید، نتیجه‌بخش نبود. تا اینکه در سال ۲۰۰۵ پژوهشگران دانشگاه MIT موفق به ابداع روشی برای انتقال بی‌سیم نیرو شدند که استفاده عملی و همگانی از این فناوری را ممکن می‌کرد و شرکت وای تریسیتی (WiTricity Corp) شارژ بی‌سیم را برای نخستین بار در سال ۲۰۰۷ تجاری‌سازی کرد.

انواع فناوری شارژ بی‌سیم

به‌طورکلی سه روش برای انتقال بی‌سیم نیرو و شارژ دستگاه‌ها وجود دارد که هرکدام از آن‌ها دارای روش‌ها و استاندارد‌های زیرمجموعه‌ای مختلفی هستند. اجازه دهید قبل از اینکه با روش‌ها و استانداردهای مختلف شارژ بی‌سیم آشنا شویم، ابتدا روش کلی شارژ باتری با سیستم شارژ بی‌سیم را برای شما توضیح دهیم.

شارژ بی سیم

نمونه‌ای از شارژر Qi

در سیستم‌های بی‌سیم شارژ باتری القایی، انتقال نیرو در پنج مرحله صورت می‌گیرد که به‌شرح زیر است:

  • در مرحله‌ی اول جریان برق DC با ولتاژی بین ۵ تا ۱۹ ولت از یک پورت USB یا اداپتور AC یا DC به فرستنده انتقال داده می‌شود.
  • در مرحله‌ی بعد ترانزیستور با استفاده از چهار ترانزیستور اثر میدانی، جریان را در داخل یک سیم‌پیچ و  خازن هدایت می‌کند. سپس خازن‌ها یک فرکانس تشدیدی (فرکانس معمولی ارتعاشی) را به داخل ترانزیستور منتقل می‌کنند.
  • در داخل فرستنده‌ سیم‌پیچی وجود دارد که برق را با استفاده از نیروی القایی الکترومغناطیسی منتقل می‌کند. در برخی از فرستنده‌ها چندین سیم‌پیچ با آرایش‌های سیم‌پیچی‌های متفاوت وجود دارد که با پل‌های متفاوت هدایت می‌شوند. این پل‌ها به‌صورت خودکار انتخاب می‌شوند تا بیشترین نیروی ممکن از فرستنده به گیرنده منتقل شود.
  • پس از انتقال نیروی القایی برق از فرستنده به گیرنده، دستگاه گیرنده با استفاده از یک سیم‌پیچ که مشابه سیم‌پیچ فرستنده است، نیروی دریافتی را جمع‌آوری می‌کند.
  • دستگاه گیرنده پس از دریافت نیرو و جمع‌آوری برق، برای تقویت جریان‌های مختلف و عملکرد آن‌ها، این جریان‌ها را با استفاده از دیودهای یک‌سو‌کننده هدایت می‌کند که معمولا با ترانزیستورهای اثر میدانی ساخته می‌شوند. همچنین دستگاه گیرنده با استفاده‌ از خازن‌های خروجی سرامیکی، جریان برق را فیلتر و آن را وارد باتری می‌کند تا باتری شارژ شود. ورود برق به باتری هم می‌تواند با رگلاتور (تنظیم‌کننده‌ی ولتاژ) سوئیچینگ انجام شود و هم رگلاتور خطی. درضمن دستگاه گیرنده می‌‌تواند برای تنظیم جریان ورودی به باتری یا ولتاژ برق و همچنین توقف انتقال جریان برق پس از شارژ باتری، به دستگاه فرستنده پیام دهد.

میدان نزدیک / غیرتابشی

در این روش انتقال نیرو به‌صورت القایی انجام می‌شود و دو استاندارد Qi و PMA برپایه‌ی این روش شکل گرفته‌اند.

استاندارد Qi

شارژر بی سیم Qiیک نمونه شارژر بی‌سیم Qi

در آینده توان انتقال نیروی استاندارد Qi که محبوب‌ترین روش شارژ بی‌سیم است، به ۱۲۰ وات خواهد رسید

در استاندارد Qi (با تلفظ چی) امکان انتقال ۵ وات برق در مسافتی درحدود ۴ سانتی‌متر وجود دارد. این استاندارد از قابلیت هم‌کنش‌پذیری نیز برخوردار است که باعث شده اکثر کاربران بتوانند به‌راحتی از آن استفاده کنند؛ زیرا در‌صورتی‌که پد شارژر و دستگاه فرستنده‌ی آن، برندهایی متفاوتی داشته باشند؛ اما هر دو از Qi پشتیبانی کنند، می‌توانید از آن‌ها همراه یکدیگر استفاده کنید. این موضوع درباره‌ی دستگاه‌هایی که سیم‌پیچ آن‌ها از چند استاندارد مختلف پشتیبانی می‌کنند، نیز این چنین است. درضمن ظاهرا در آینده توان انتقال نیروی شارژ بی‌سیم Qi به ۱۵ وات و پس از آن به ۱۲۰ وات در مسافت طولانی‌تر خواهید رسید.

شارژ بی سیم چی

در این نمودار افزایش توان شارژ بی‌سیم چی از توان پایه به توان توسعه‌یافته، نمایش داده شده است.

استاندارد PMA

شارژر بی سیم PMA

یک نمونه شارژر بی‌سیم PMA

استاندارد Power Matters Alliance یا PMA شباهت بسیار زیادی با استناندارد Qi دارد و هر دو استاندارد برپایه‌ی اصول «مغناطیس القایی» شکل گرفته‌اند، تنها تفاوت این دو استاندارد شارژ بی‌سیم، به گسترده‌ی فرکانس انتقال نیرو مربوط می‌شود. این میزان در استاندارد چی ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلوهرتز و در PMA دوبرابر این میزان است. استاندارد PMA می‌تواند تا ۵ وات نیرو را انتقال دهد. در هر دو استاندارد از روش‌های نسبتا متفاوتی برای برقراری ارتباط بین دستگاه فرستنده و گیرنده استفاده می‌شود.

اتصال خازنی

اتصال خازنیاتصال خازنی یکی دیگر از انواع انتقال برق به‌صورت بی‌سیم است که در آن برای انتقال نیرو، یک میدان الکترونیکی درمقابل یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد. شرکت ژاپنی موراتا (Murata) مدعی است سیستمی مبتنی بر این روش برای شارژ بی‌سیم گوشی ساخته است. درواقع در این روش نیروی برق آی‌سی با استفاده از یک خازن کوپلاژ از یک مدار سری به مدار دیگر آن منتقل و جریان برق دی‌سی مسدود می‌شود. 

روش ارتباط میدان نزدیک از نوع القای مغناطیسی

یکی دیگر از روش‌های شارژ بی‌سیم روش ارتباط میدان نزدیک از نوع القای مغناطیسی است که در آن یک لایه‌ی فیزیکی برای ایجاد ارتباط بی‌سیم بین دو دستگاه در مسافت کوتاه و یک میدان مغناطیسی کم قدرت و کوچک که قابلیت توسعه ندارد، بین آن‌ها قرار می‌گیرد. در این روش نیز سیم‌پیچی در دو دستگاه گیرنده و فرستنده قرار می‌گیرد. سیم‌پیچ فرستنده مدلاسیون میدان مغناطیسی را انجام می‌دهد و سیم‌پیچ دستگاه گیرنده مدلاسیون را اندازه‌گیری می‌کند. در این روش می‌توان از برچسب NFC و بلوتوث برای انتقال شارژ بین دو گوشی استفاده کرد.

میان‌میدانی / غیرتابشی

تشدید مغناطیسی

تشدید مغناطیسی

شارژ بی‌سیم تشدید مغناطیسی یکی دیگر از روش‌های شارژ بی‌سیم محسوب می‌شود که در آن فرکانس تشدیدی دو سیم‌پیچ یکسان می‌شود و وقتی دستگاه فرستنده درکنار هم قرار می‌گیرند، نیرو از فرستنده به گیرنده منتقل می‌شود. فناوری‌های Air Fuel و Air Charge و سیستم‌های شارژ بی‌سیم برندهای Witricity، Mojo Mobility و فناوری WiPower شرکت کوالکام نیز برپایه‌ی این روش شکل گرفته‌اند.

Air fuel

اخیرا سازمان صنعتی Power Matters Alliance با مشارکت گروه صنعتی Alliance For Wireless Power یا A4WP استاندارد ترکیبی جدیدی به‌نام هواسوختی (Air fuel) ایجاد کرده که برپایه‌ی اصل تشدید مغناطیسی شکل گرفته است و کمی با دو فناوری دیگر تفاوت دارد. توان انتقال نیرو در نسخه‌های اولیه‌ی این استاندارد ۳.۵ تا ۶.۵ وات بود؛ اما اکنون به ۵۰ وات رسیده است. در این استاندارد سیم‌پیچ‌های گیرنده و فرستنده که به‌خوبی تنظیم و با روش مغناطیس القایی به یکدیگر متصل شده‌اند، نیرو را به روش تشدیدی یا رزونانس و با فرکانس ۷ مگاهرتز انتقال می‌دهند. در استاندارد هواسوختی انعطاف‌‌پذیری فضایی درباره مکان قرارگیری دستگاه فرستنده و گیرنده وجود دارد.

Air fuel

AirCharge

فناوری AirCharge نیروی برق را با سرعتی بیش از سرعت انتقال امواج وای‌فای و به‌‌اندازه‌ی سرعت انتقال امواج بلوتوث منتقل می‌کند. این فناوری می‌تواند برای شارژ گوشی‌ها در مکان‌های عمومی (رستوران‌، کافی‌شاپ‌، فرودگاه، ایستگاه اتوبوس و قطار و فرودگاه) هتل‌ها (اتاق‌خواب‌ها و سالن استراحت و سالن کنفرانس)، فروشگاه‌ها، در وسایل حمل‌و‌نقل عمومی (اتوبو‌س‌ و قطار)، در مکان‌های ادرای و آموزشی (میزهای مورداستفاده در این مکان‌ها و اتاق جلسات و پذیرش و فضاهای ایجاد شده برای استراحت) استفاده شود.

Air charge

Mojo Mobility

فناوری Mojo Mobility به کاربران اجازه می‌دهد گوشی خود را آزادانه روی تمام قسمت‌های پد شارژ بگذارند و امکان شارژ هم‌زمان چند دستگاه با نیازهای مصرفی متفاوت را نیز فراهم می‌کند. درضمن به‌دلیل اندازه‌ی کوچک دستگاه گیرنده‌ی ایجاد‌شده برپایه‌ی این فناوری، می‌توان آن را در گوشی‌ها و باتری‌ها و حتی جعبه‌ی وسایل الکترونیکی مختلف تعبیه کرد. درضمن پد‌های شارژ Mojo Mobility کاملا ضدآب و مهروموم‌شده هستند و دمای آن‌ها در حین شارژ افزایش نمی‌یابد. شرکت مبدع این فناوری شارژ‌های بی‌سیمی برای شارژ گوشی‌های آیفون ساخته که در داخل بیش از ۱۱۰ خودرو می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.

mojo mobility

از موجو موبایلیتی می‌توان در زمینه‌های مختلف استفاده کرد که از میان آن‌ها می‌توان به شارژ گوشی و تبلت و وسایل‌ پوشیدنی و شارژ چند گوشی به‌‌صورت هم‌زمان در خودرو و برقراری ارتباط بین آن‌ها و سیستم‌های سرگرمی و ناوبری با استفاده از فناوری نیروی میدان نزدیک یا Mojo’s Near Field Power اشاره کرد. درضمن به‌دلیل اینکه پدهای شارژ این فناوری کاملا مهروموم هستند، می‌توان از آن‌ها برای چند دستگاه به‌صورت هم‌زمان در محیط‌های استریل صنایع پزشکی و محیط‌های دارای شرایط دشوار نیز استفاده کرد؛ بنابراین، استفاده از این فناوری و نبود نیاز به استفاده از سیم می‌تواند زمینه‌ی طراحی سیستم‌های ساده شارژ در این محیط‌ها را نیز فراهم کند.

Witricity

Witricity

فناوری Witricity نیز از روش تشدید مغناطیسی برای انتقال جریان برق استفاده می‌کند و معمولا برای شارژ خودروهای برقی استفاده می‌شود.

Wi Power

Wi Power یکی دیگر از فناوری‌هایی است که برپایه‌ی تشدید مغناطیسی ایجاد شده است. در این روش نیز یک فرستنده از یک یا چند سیم‌پیچ برای ایجاد میدان مغناطیسی در بالای سطح خود استفاده می‌کند و دستگاه گیرنده هم با سیم‌پیچ‌های خود انرژی را دریافت و آن را به انرژی برق استفاده می‌کند.

راندمان این روش بین ۶۰ تا ۹۰ درصد است و می‌تواند هم‌زمان چند دستگاه را شارژ کند که در جهات و موقعیت‌های مختلف روی فرستنده قرار می‌گیرند. گروه The Alliance For Wireless Power، مبدع این فناوری، همکاری خود را با شرکت کوالکوم و اینتل آغاز کرده است.

دورمیدانی / تابشی

استفاده از امواج رادیویی

امواج رادیویی

نمونه‌ای از یک سیستم شارژ بی‌سیم با استفاده از امواج رادیویی

شارژ بی‌سیم با استفاده از امواج رادیویی و وای‌فای نیز امکان‌پذیر است

شارژ بی‌سیم با استفاده از امواج رادیویی یکی دیگر از روش‌های جدید در این حوزه است. در این روش فرستنده امواج رادیویی را ارسال و گیرنده‌ای که در دستگاه دریافت‌کننده تعبیه شده است، انرژی امواج ویدیویی را دریافت و به برق DC تبدیل می‌کند. در این روش سیم‌پیچ وجود ندارد و به‌جای ایجاد میدان مغناطیسی القایی، از امواج الکترومغناطیس استفاده می‌شود. شرکت‌های انرجوس (Energous) و پاورکست (Powercast) و اوسیا (OSSia) موفق به استفاده از امواج رادیویی و امواج وای‌فای برای انتقال نیرو شده‌اند.

Energous

شرکت انرجوس سیستمی برای شارژ بی‌سیم کامپیوتر و لوازم جانبی اطراف آن طراحی کرده که فرستند‌ه‌‌ی آن در داخل نمایشگر تعبیه شده است.

شارژ بی سیم

Powercast

شرکت پاورکست هم موفق شده است نیرو را تا فاصله‌ی ۲۴ متری انتقال دهد. البته فناوری این شرکت تنها برای تأمین نیروی وسایلی مانند حسگرها و قطعات الکترونیکی کوچک که به نیروی کمی نیاز دارند، مفید است و تنها توانایی انتقال یک وات برق را دارد.

OSSia

در فناوری شرکت اوسیا دستگاه گیرنده امواج را در همه‌ی جهات منتقل می‌کند و فرستنده، پس از دریافت آن‌ها موقعیت گیرنده را تشخیص می‌دهد و در مرحله‌ی بعد این امواج را که حتی می‌توانند از دیوار هم عبور کنند، دوباره به‌سمت گیرنده می‌فرستند. این کار برای شناسایی گیرنده‌ی در‌حال‌حرکت صدبار در ثانیه انجام می‌شود.

شارژ بی سیم

به‌تازگی استفاده از لیزر هم برای انتقال نیرو آغاز شده است. امواج الکترومغناطیسی سیم‌پیچ فرستنده به امواج طول موجی تبدیل می‌شود که نزدیک به طول موج طیف نور مرئی است و دستگاه گیرنده پس از دریافت امواج، آن‌ها را با استفاده از سلول‌های فتوولتاییک کوچک تبدیل به جریان برق می‌کند.

شرکت Wi-charge که استفاده از لیزر را برای انتقال نیرو آغاز کرده است، موفق به طراحی فناوری جالبی شده که باعث می‌شود در حین فرایند انتقال نیرو، نوری مرئی بین دو دستگاه ایجاد شود. درضمن این شرکت مدعی است لیزر می‌تواند نیرو را تا ۷۶ متر نیز انتقال دهد. البته هنوز مشخص نیست لیزر بتواند نیروی لازم برای شارژ گوشی‌ها را تأمین کند یا نه.  

شارژ با لیزر

در این تصور هدفون و دسته‌ی کنسول درحال‌شارژ با اشعه‌های لیزر هستند که از دستگاهی که شبیه بلندگو است، متصاعد می‌شود. نقاط نورانی نیز اشعه‌های متمرکزشده‌ی لیزر هستند. 

امواج فراصوت

شارژ بی‌سیم با استفاده از امواج فراصوت نیز امکان‌پذیر است. در این روش فرستنده ابتدا امواج فرکانس بالا که انسان و حیوان نمی‌توانند آن‌ها را بشنوند، از وسیله‌ای مانند بلندگو پخش می‌‌کنند و امواج ازطریق هوا انتقال داده می‌شوند و به دستگاه گیرنده می‌رسند. هر زمانی درخواست دریافت شارژ از سوی دستگاه گیرنده متوقف شود، انتقال انرژی نیز پایان می‌یابد. در پایان هم دستگاه گیرنده پس از دریافت امواج، آن‌ها را به انرژی برق مصرفی تبدیل می‌کند. درواقع در این روش امواج الکترومغناطیسی به امواج فراصوت تبدیل می‌شوند. شرکت یوبیم (uBeam) از امواج فراصوت برای انتقال نیرو استفاده کرده است. فناوری این شرکت می‌تواند برای تأمین وسایل اینترنت اشیای صنعتی، وسایل الکترونیکی کم‌مصرف مثل گوشی، تبلت، لپ‌تاپ و...، تجهیزات پزشکی، خودروها و وسایلی که با شاررژر خورو شارژ می‌شوندو حتی هواپیماها استفاده شود. درضمن یوبیم می‌تواند به هوشمندسازی کشاورزی نیز کمک کند.

شارژ با امواج فراصوت

سیستم شارژ uBeam

نکات مهم در طراحی سیستم‌های شارژ بی‌سیم

  • انتخاب نوع و شکل سیم‌پیچ باید براساس ولتاژ ورودی و خروجی و کاربرد شارژر انتخاب شود و سیم‌پیچ گیرنده باید دقیقا از همان نوعی باشد که در کیت ارزیابی آی‌سی آن‌ها قرار دارد.
  • تنها چند میلی‌متر فضا برای نصب سیم‌پیچ و قطعات الکترونیکی مرتبط‌با آن کافی است و در فضای باقی‌مانده باید پوشش‌هایی برای جلوگیری از ایجاد صدا و تداخل الکترومغناطیسی قرار داده شود. همچنین به‌دلیل اینکه نشانگر وضعیت شارژ در شارژر تعبیه نمی‌شود، باید به‌شیوه‌ی دیگری دراختیار کاربران قرار داده شود.
  • در طراحی شارژر نباید از فلز استفاده شود؛ زیرا محفظه‌های فلزی ارتباط بین دستگاه گیرنده و فرستنده را قطع می‌‌کنند و برق در آن‌ها منتقل نمی‌شود؛ بنابراین، باید در ساخت آن‌ها از پوشش‌های پلاستیکی با ضخامت چند میلی‌متری استفاده کرد؛ زیرا ضخامت زیاد هم می‌تواند روند انتقال برق را تحت‌تأثیر قرار دهد.
  • برای جلوگیری از افزایش دمای بیش‌ازحد شارژر، باید روشی برای تشخیص وجود اشیای فلزی در مسیر انتقال برق بین فرستنده و گیرنده طراحی شود. طراحی سیستمی برای تشخیص اشیای خارجی و همچنین کنترل سیستم می‌تواند راه‌حلی برای رفع این مشکل و افزایش امنیت شارژر باشد.

مقایسه‌ی کلی انواع روش‌های شارژ بی‌سیم

در‌حال‌حاضر، متداول‌ترین نوع فناوری شارژ بی‌سیم، شارژ القایی و استاندارد Qi است که این روش می‌تواند برای شارژ گوشی‌های همراه و خودروهای برقی استفاده شود. یکی از معایب بزرگ این روش این است که اگر بین دستگاه گیرنده و فرستنده فاصله زیادی ایجاد شود، کارایی شارژر به‌شدت کاهش پیدا می‌‌کند. سیستم اتصال خازنی از نظر تجاری به اندازه‌ی شارژ القایی محبوب نیست و تنها برای شارژ دستگاه‌هایی مناسب است که به انرژی کمی نیاز دارند.

روش تشدید مغناطیسی برای تأمین نیروی وسایلی که به نیروی زیادی نیاز دارند (مانند جاروبرقی، لپ‌تاپ، خودروی برقی یا ربات‌ها) به‌کار می‌‌رود و می‌تواند نیروی برق را ۳ تا ۵ متر انتقال دهد. این روش چند مزیت نسبت به شارژ القایی دارد که از میان آن‌ها می‌توان به توانایی انتقال نیرو به مسافت بیشتر و امکان شارژ هم‌زمان چند دستگاه با استفاده از یک سیم‌پیچ اشاره کرد. درضمن در این روش لازم نیست دو سیم پیچ در یک خط مستقیم درکنار یکدیگر قرار گیرند و عملکرد به‌اندازه‌ی شارژرهای سیمی پذیرفتنی است.

درباره‌ی فناوری‌هایی که از امواج رادیویی برای انتقال بی‌سیم نیرو استفاده می‌کنند باید گفت که این فناوری‌ها می‌توانند نیرو را تا فاصله‌ی زیادی انتقال دهند. البته نمی‌توانند نیروی زیادی را انتقال دهند و تنها برای انتقال نیرو به وسایل کم‌مصرف مناسب هستند. درضمن این فناوری‌ها هنوزهم در ابتدای راه خود قرار دارند و امواج رادیویی نیز می‌توانند تأثیر بدی روی سلامتی انسان‌ها و سایر موجودات بگذارد.

همچنین امواج فراصوت که درحال‌‌حاضر تنها شرکت uBeam موفق به منتقل‌کردن نیرو با استفاده از آن‌ها شده است، به سه دلیل ابزار خوبی برای انتقال بی‌سیم نیرو نیستند: اول اینکه این امواج نمی‌توانند میزان مناسبی از انرژی را انتقال دهد؛ دوم اینکه کارایی لازم را ندارند؛ سوم اینکه فرستنده و گیرنده کاملا باید در دیدرس یکدیگر باشند. 

کاربردهای شارژ بی‌سیم

کاربردهای شارژ بی سیم

مهم‌ترین کاربردهای شارژ بی‌سیم در یک نگاه

شارژ بی‌سیم، تنها مختص شارژ تلفن‌همراه نیست و کاربردهای متنوعی دارد که درادامه برخی از آن‌ها را بیان می‌کنیم.

شارژ وسایل الکترونیکی کوچک

شارژر بی سیم

  • شارژ پلیرهای قابل‌حمل، دوربین‌های دیجیتالی، تبلت‌ها و گجت‌های پوشیدنی
  • شارژ لوازم‌جانبی ازجمله هدست‌ها، بلندگوهای بی‌سیم، موس، صفحه‌کلید و دیگر وسایل این‌چنینی: وجود پورت شارژ در دستگاه‌های مختلف، مانع مقاوم‌سازی کامل آن‌ها دربرابر عوامل آسیب‌زننده به گوشی و تجهیزات دیجیتالی، مانند آب و مایعات مضر دیگر می‌شود. با فناوری شارژ بی‌سیم می‌توان این مشکل را به‌راحتی حل کرد.
  • شارژ تبلت‌ها و لپ‌‌تاپ‌ها: این وسایل هم می‌توانند به‌عنوان فرستنده‌ی برق استفاده شوند و هم گیرنده‌ی آن.

ساخت دستگاه‌های شارژ وسایل مختلف در مکان‌های عمومی

شارژر بی سیم

گسترش استفاده از پدهای شارژ (فرستنده‌ها) مستلزم افزایش ایمنی است. با استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم می‌توان پدهای شارژ را کنار گذاشت و سیستم‌های شارژ هوشمندی را طراحی کرد که بتوانند شبکه‌هایی از شارژرها را تشکیل دهند. همچنین مبلمان و میز کنار آن‌ها را هم می‌توان به فرستنده‌های شارژ بی‌سیم تبدیل کرد. این سیستم‌ها می‌توانند در فرودگاه‌ها، ایستگاه‌های مترو، فروشگاه‌ها و... استفاده شوند و هم‌زمان چند وسیله را باهم شارژ کنند.

استفاده از شارژرهای بی‌سیم در خودروها

شارژر بی سیم خودرو

پدهای شارژ می‌توانند روی کنسول‌ یا داشبورد قرار گیرند و افراد از شر سیم‌‌های درهرتنیده‌ی شارژرهای فندکی راحت شوند. همان‌طورکه می‌دانید گوشی‌های هوشمند با استفاده از وای‌فای و بلوتوث با سیستم‌های صوتی و تصویری و ناوبری خودرو ارتباط برقرار می‌کنند. با ترکیب فناوری NFC و شارژ بی‌سیم، هم می‌توان گوشی‌ها را شارژ کرد و هم آن‌ها را به وسایل مذکور متصل کرد.

شارژ وسایل‌نقلیه‌ی برقی

شارژ بی سیم خودرو

فناوری‌های شارژ وسایل برقی با شارژ بی‌سیم در‌حال‌گسترش است. ایستگاه‌های شارژ هوشمند یکی از این فناوری‌ها محسوب می‌شود. درحال‌حاضر، سه روش برای شارژ خودرو به‌صورت بی‌‌سیم وجود دارد. اولین روش، شارژ بی‌سیم میدان نزدیک به‌صورت القایی است که در آن یک سیم‌پیچ در یک صفحه روی سطح زمین و سیم‌پیچ دیگر در خودرو قرار می‌گیرد. سپس سیم‌پیچ‌ها ازطریق میدان مغناطیسی با یکدیگر جفت می‌شوند و نیرو از یکی به دیگری انتقال پیدا می‌کند.

شارژ بی سیم خودرو

شاژ بی‌سیم میدان نزدیک القایی

شارژ بی‌سیم میدان نزدیک خازنی روش دیگری برای شارژ خودروها است که در آن فرستنده و گیرنده سیم‌پیچ ندارند و درعوض چندین صفحه میان این دو قرار می‌گیرد و با ایجاد میدان مغناطیسی نیرو را به یکدیگر منتقل می‌کنند.

شارژ بی سیم خودرو

شارژ بی‌سیم خازنی

روش سوم روش تشدید مغناطیسی است. فناوری ویتریسیتی که برپایه‌ی این روش شکل گرفته، به‌دلایل زیر یکی از بهترین فناوری‌ها برای شارژ بی‌سیم خودرو است:

  • این روش به‌اندازه‌ی روش‌های متداول شارژ باتری مؤثر است (۹۰ تا ۹۳ درصد از انرژی دریافتی به باتری منتقل می‌شود).
  • راننده در هر جهتی خودرو خود را پارک کند، شارژر می‌تواند خودرو را شارژ کند.
  • این روش شارژ بی‌سیم به‌اندازه‌ی روش معمولی سریع است.
  • درصورتی‌که شارژر در زمین تعبیه شود، امواج می‌توانند از موادی مثل آسفالت، بتن، یخ، برف و سایر مواد عبور کنند.
  • امکان استفاده شارژر ویتریسیتی برای انواع خودروها با ارتفاع‌های مختلف از سطح زمین وجود دارد و لازم نیست هنگام استفاده از آن برای خودروهای مختلف، قطعات ثابت یا متحرک جدیدی به آن افزوده شود.
  • با استفاده از این فناوری هم می‌توان خودرو را شارژ کرد و هم می‌توان نیروی مازاد بر مصرف خودروها را به شبکه بازگرداند و نیروی موردنیاز خانه‌ها را تأمین کرد.

ساخت تجهیزات پزشکی

به‌تازگی کارشناسان سازمان مشاوران کمبریج فناوری جدید به‌نام Maglense ابداع کرده‌اند که می‌تواند برای ساخت وسایل کاشتنی منعطف بدون باتری در بدن مثل محرک‌های عصبی، ضربان‌ساز ، پروتز شبکیه، محرک نخاع و... برای استفاده در تمام بدن در هر اندازه و شکلی، به‌کار گرفته شود.

وسایل کاشتنی بی سیم در بدن

شارژ بی‌سیم استفاده از وسایل کاشتنی در بدن را بسیار راحت‌تر می‌کند

درصورتی‌که وسایل کاشتنی مختلف در بدن منعطف باشند، جراحی با جراحت کمتری صورت می‌گیرد و اگر این وسایل باتری نداشته باشند، حرارت هم تولید نمی‌کنند. شایان ذکر است حرارت ممکن است به بافت‌های اطراف وسیله آسیب جدی بزند. درضمن Maglense می‌تواند مشکل استفاده از وسایل کاشتنی برای افراد مبتلا به بیماری‌های خاص مانند دیابت، صرع، چاقی مفرط و افسردگی را حل کند

ساخت وسایل هوشمند خانگی

خانه هوشمند

فناوری Wi-charge که قبلا درباره‌اش توضیح دادیم، می‌تواند برای شارژ وسایل هوشمند خانگی استفاده شود. در این فناوری یک فرستنده در پریز برق قرار می‌گیرد یا به‌عنوان وسیله‌ای برای نوردهی نصب می‌شود و پس از آن هریک از وسایل را که مجهز به گیرنده‌ی مختص خود هستند، با نور نامرئی بی‌خطری شارژ می‌کند. درضمن با استفاده از این فناوری دیگر به سیم‌کشی برای لامپ‌ها نیازی نیست و نیروی آن‌ها به‌صورت بی‌سیم تأمین می‌شود. همچنین بهره‌گیری از این فناوری در خانه‌های هوشمند، می‌تواند محدودیت استفاده از حسگرها و تجهیزات دیگر از نظر تعداد و مکان نصب آن‌ها را برطرف می‌کند؛ زیرا دیگر احتیاجی به استفاده از باتری و سیم نیست و حذف سیم‌ها جلوه‌ی زیباتری به منازل می‌دهد.

شارژ بی‌سیم می‌تواند برای تأمین نیروی قفل‌های هوشمند نیز به‌کار گرفته شود. معمولا افراد به‌دلیل عمر کم باتری قفل‌های هوشمند، از آن‌ها استقبال نمی‌کنند؛ زیرا ممکن است به‌دلیل اتمام شارژ یا خراب‌شدن باتری این فقل‌ها، پشت در بمانند. درصورت استفاده از شارژ برای این قفل‌ها، هم دیگر نیازی به باتری ندارد و هم می‌توان امکانات جانبی بسیاری خوبی مثل سیستم ذخیره‌‌سازی صدا و فیلم در سرویس‌های ابری یا فناوری‌های امنیتی به‌روزی مانند حسگرهای تشخیص اثر انگشت و تشخیص چهره را نیز به آن‌ها افزود. 

شارژ وسایل اینترنت اشیاء

شارژ بی سیم اینترنت اشیا

فناوری Wi-charge می‌تواند علاوه‌بر وسایل هوشمند خانگی، وسایل اینترنت اشیاء را نیز شارژ کند. درضمن سیستم شارژ Humavox’s NEST نیز با استفاده از امواج رادیویی وسایل اینترنت اشیاء را در هر شکل و اندازه‌ای شارژ می‌کند. این سیستم درحقیقت شیئی به‌شکل کاسه یا جعبه است که وقتی وسیله‌ای درون آن قرار می‌دهید، شارژ می‌شود و می‌تواند چند وسیله را به‌صورت هم‌زمان شارژ کند. درضمن می‌توان شکل ظاهری این شارژر که با قیمت مقرون‌به صرفه‌ای عرضه می‌شود، براساس سفارش مشتری تغییر داد.

شارژ ربات‌ها

شارژ بی سیم ربات ها

فناوری WiBotic فناوری جدیدی برای شارژ بی‌سیم ربات‌ها محسوب می‌شود. این فناوری کاملا بی‌خطر و مطمئن است و می‌توان در مقیاس گسترده از آن استفاده کرد. درضمن این فناوری می‌تواند به بهبود عملکرد ربات‌ها هم کمک کند. این فناوری مزایای زیادی دارد که از میان آن‌ها می‌توان به امکان سفارشی‌سازی آن براساس انواع مختلف ربات و بهبود عمر باتری وسایل مختلف و کاهش هزینه‌های مراقبت از ربات‌ها اشاره کرد. WiBotic می‌تواند برای شارژ انواع ربات‌های سیار، صنعتی، پهپادها و حتی ربات‌های دریایی و زیردریایی استفاده شود.

شارژ پهپادها 

شارژ بی سیم پهپاد

استفاده از فناوری انتقال نیروی ابری (Power Cloud) می‌تواند راه‌حل خوبی برای شارژ بی‌سیم پهپادها باشد. در این فناوری یک سیستم انتقال نیرو که معمولا دایره‌شکل است و حلقه‌ای از سیم در اطراف آن قرار دارد، روی زمین نصب می‌شود. سپس این سیستم با ایجاد میدان مغناطیسی، پهپاد مجهز به یک آنتن مخصوص در‌حال‌پرواز برفراز خود را شارژ می‌کند. درضمن همان‌طورکه قبلا گفتیم، فناوری WiBotic می‌تواند برای شارژ پهپادها نیز استفاده شود.

شارژ بی‌سیم علاوه‌بر موارد مذکور، می‌تواند زمینه‌ی ساخت وسایلی همچون ابرخازن‌ها، نسل جدید ریموت کنترل تلویزیون و ابزارآلات صنعتی برقی مثل دریل، سنگ فرز و...، جاروبرقی بی‌سیم، جامایع‌های دستشویی برقی بی‌سیم و نسل جدید هدفون‌ها را فراهم کند.

 جدیدترین فناوری‌های شارژ بی‌سیم

  • در گوشی هواوی میت ۲۰ پرو فناوری جدیدی به‌نام شارژ بی‌سیم معکوس Reverse Wireless Charging ایجاد شده که کاربران با استفاده از این فناوری می‌توانند با قراردادن گوشی خود در پشت آن، شارژ باتری آن را به‌صورت بی‌سیم به گوشی خود انتقال دهند. می‌توانید از این فناوری برای شارژ گوشی‌های آیفون نیز استفاده کنید. گفتنی است در گلکسی اس 10 پلاس نیز فناوری مشابهی تحت‌عنوان PowerShare ایجاد شده است.

فناوری شارژ معکوس هوآوی

  • شرکت بی‌ام‌و قصد دارد اولین خودروسازی باشد که استفاده از شارژ بی‌سیم برای خودروهای برقی را آغاز می‌کند. خودرو هیبریدی BMW 530e نخستین خودرو این شرکت است که می‌تواند از ژوئیه‌ی۲۰۱۹ به‌صورت بی‌سیم شارژ می‌شود.

شارژ بی سیم خودرو

  • شرکت هوندا نیز به‌تازگی فناوری شارژ بی‌سیم دوطرفه را ارائه کرده که با استفاده از آن علاوه‌بر اینکه سیستم شارژر خودرو را شارژ می‌کند، خودرو نیز می‌تواند نیروی خود را به شارژر منتقل کند. رانندگان خودروهای برقی می‌توانند با بهره‌گیری از این فناوری نیروی برق مازاد بر مصرف خودرو خود را به سیستم‌های شارژ برگردانند و هزینه‌ی سوخت خود را کاهش دهند. این فناوری شرکت هوندا با مشارکت ویتریسیتی ایجاد شده است.
  • اخیرا مبلمان‌های اداری و میزهای رستوران و پیشخوان‌های آشپزخانه با قابلیت شارژ بی‌سیم به بازار عرضه شده است. به‌تازگی شرکتی به‌نام Ikea میزوصندلی و چراغ‌هایی با قابلیت شارژ بی‌سیم گوشی تولید کرده که از ظاهر و طراحی زیبایی هم برخوردار هستند. شرکت‌های سیرا (Sierra) و فرنیکی (FurniQui) و سِلیِ (Selje) نیز محصولات مشابهی را عرضه کرده‌اند.

میز با قابلیت شارژ بی سیم

  • شارژر سه‌کاره‌ی زندور به‌نام Zendure 3-in-1 Super Wireless Charger، شارژر و پاوربانک منحصر‌به‌فرد ۲۸ هزار میلی‌آمپری با خروجی ۱۲۸ وات محسوب می‌شود که مجهز به دو پورت USB-C است و می‌تواند به‌عنوان هاب برای همگام‌سازی فایل‌ها و داده‌ها بین چند دستگاه مختلف نیز عمل کند. یکی از قابلیت‌های بسیار خوب دیگر این شارژر، شارژ بی‌سیم است.
  • اپل نیز قصد داشت شارژ بی‌سیم خود به‌نام ایرپاور AirPower را با قابلیت شارژ بی‌سیم چند دستگاه به‌صورت هم‌زمان به بازار عرضه کند که متأسفانه این پروژه لغو شد.
  • به‌تازگی شرکت پاورکست موفق به ساخت برچسب‌های قیمت و بارکد با جوهر الکترونیکی شده که باتری ندارند و به‌صورت بی‌سیم به‌روزرسانی می‌شود.
  • دو شرکت انِرجوس و دیالوگ با مشارکت یکدیگر میز دسکتاپی تا اواخر سال میلادی عرضه می‌کنند که از قابلیت شارژ بی‌سیم برخوردار است و می‌توانید جریان برق را تا فاصله‌‌ای درحدود ۹۰ سانتی‌متر انتقال دهد. درضمن این دو شرکت قصد دارند تا سال ۲۰۲۰ سیستمی طراحی کنند که قادر است امواج را تا فاصله‌ای درحدود ۴.۵ متر ارسال کند که پیشرفت بسیار خوبی محسوب می‌شود.
  • فناوری Elix Wireless که در سال ۲۰۱۸ معرفی شد، قادر است هزار تا ۲۰ هزار وات نیرو را انتقال دهد و امکان استفاده از آن برای شارژ هر تعداد وسیله ازجمله خودرو و وسایل صنعتی قابل‌استفاده است. 

شارژ بی سیم خودرو

به‌تازگی فرستنده‌ای طراحی شده که می‌تواند هر سطحی را به شارژر بی‌سیم تبدیل کند
  • به‌تازگی یکی از اعضای کنسرسیوم نیروی بی‌سیم، فرستنده‌ا طراحی کرده است که می‌تواند هر سطحی را تبدیل به شارژر بی‌سیم کند و در زیرسطوحی مانند میزها و پیشخوان‌ها و سطوح دیگر نصب شود. این فرستنده از دو سیم‌پیچ تشکیل که یکی از آن‌ها در زیر سطح و دیگری که درحقیقت یک سیم‌پیچ تکرارکننده است، جریان مغناطیسی ایجاد‌شده به‌وسیله‌ی سیم‌پیچ زیرین را هدایت می‌کند. این فرستنده راندمان بسیار بالایی دارد و می‌تواند تا ۱۵ وات نیرو را منتقل کند.

شارژ بی سیم

شارژ بی‌سیم در فضای باز

به‌تازگی فناوری‌هایی برای استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم در فضای باز ایجاد نیز شده است. به‌عنوان مثال، مخترعان کشور جمهوری چک با استفاده از فناوری ام ام سیت (MMCite)، نیمکت‌های خورشیدی (نیمکت‌هایی که انرژی را تبدیل به برق می‌کند) را مجهز به شارژرهای بی‌سیم چی کرده‌اند. در استرالیا نیز شرکتی به‌نام اسپیشالایز سُلوشن (Specialised Solutions) موفق به انجام چنین کاری شده است. این شارژها علاوه‌بر نیمکت‌ها، روی سطوح دماسنج‌ها نیز نصب شده‌اند.

نیمکت با قابلیت شارژ بی سیم

شرکت ایتالیایی نِری (Nery) هم نیمکت‌های بتنی منحصر‌به‌فردی ساخته که در آن‌ها یک آنتن وای‌فای و یک شارژر چی تعبیه شده است. شارژر چی در یک پنل در وسط نیمکت تعبیه شده است. شارژرهای مورداستفاده در فضای باز برای شارژ وسایلی مناسب هستند که نیروی کمی دارند و دربرابر آسیب‌های انسانی و آب و اشعه‌های خورشید نیز مقاوم هستند.

جدیدترین پژوهش‌ها درباره‌ی شارژ بی‌سیم

به‌تازگی پژوهشگران موفق به ایجاد سیستمی شدند که با استفاده از آن می‌توانند ورقه‌ای بسازند که از قابلیت شارژ بی‌سیم تلفن‌همراه و وسایل مشابه برخوردار است. این ورقه کاملا انعطاف‌پذیر است و می‌توان آن را بُرید؛ بنابراین، کاربران می‌توانند برای تغییر این ورق آن را بِبُرند یا در قالب قرار دهند یا آن را خم کنند تا به شکل دلخواه یا موردنیاز آن‌ها درآید. طبق گفته‌ی پژوهشگران سیم‌پیچ این ورقه هم منعطف خواهد بود و به‌گونه‌ای طراحی شده که با چیده‌شدن هم آسیب نمی‌بیند.

ورقه شارژ بی‌سیم

اتاق بی‌سیم دیزنی یکی از جذاب‌ترین ایده‌ها برای استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم است

دو سال پیش هم پژوهشگران شرکت دیزنی سعی کردند اتاقی فلزی با آلومینیومی بسازند که امواج الکتریکی در تمام فضای آن پخش شوند و با ایجاد یک میدان مغناطیسی بزرگ، تمام وسایل موجود در اتاق را شارژ کنند. اگر این پژوهش عملی شود، هیچ محدودیتی برای شارژ بی‌سیم گوشی و وسایر وسایل مشابه وجود نخواهد داشت و افراد آزادانه می‌توانند در فضای اتاق بچرخند و در هر گوشه از این اتاق از گوشی در‌حال‌شارژ خود استفاده کنند. در‌حال‌حاضر نمونه‌ی اولیه‌ی این اتاق ساخته شده است؛ ولی ازلحاظ زیبایی هیچ جذابیتی ندارد.

شارژ بی سیم

نیروی لامپی که در تصویر می‌بینید به‌صورت کاملا بی‌سیم تأمین می‌شود

نحوه‌ی شارژ وسایل موجود در این اتاق که امکان شارژ هم‌زمان ۱۰ وسیله در آن وجود دارد، به این صورت است که ابتدا جریان برق از منبع تغذیه دریافت و تقویت می‌شود و سپس سیم‌پبچ موجود در اتاق که کنار میله‌ای مسی قرار دارد، جریان را دریافت و به‌سمت خازن‌هان نصب‌شده در میله هدایت می‌کند. در مرحله‌ی بعدی خازن‌ها با ارسال امواج به دیوارها، سقف و کف اتاق و ایجاد میدان مغناطیسی در تمام فضای اتاق، وسایل را شارژ می‌کنند.

پنکه بی سیم

پنکه‌ی بی‌سیم و بدون باتری درحال کار در اتاق

آینده‌ی شارژ بی‌سیم

انتظار می‌رود در آینده‌ای نه‌چندان دور کابل‌های شارژ و انتقال نیرو کاملا منسوخ شوند و شارژ بی‌سیم به‌صورت گسترده‌ای استفاده است.

افزایش مسافت انتقال بی‌سیم نیرو

یکی از معایب اصلی انتقال نیرو بدون سیم، محدود‌بودن مسافت انتقال نیرو است که باعث شده بسیاری از افراد تمایلی به استفاده از آن نداشته باشند. البته به‌نظر می‌رسد با تلاش شرکت‌های ارائه‌دهنده‌ی این فناوری، مشکل مسافت برطرف شود.

در آینده امکان انتقال بی‌سیم نیرو به مسافت‌های طولانی‌تر فراهم می‌شود

دو شرکت انرجوس و پاورکست موفق شده‌اند با استفاده از امواج رادیویی، نیروی برق را در مسافت بیشتری منتقل کنند. البته استفاده از امواج رادیویی برای انتقال نیرو تنها برای وسایلی مناسب است که نیازمند نیروی کمی برای شارژشدن هستند؛ زیرا زمانی‌که امواج رادیویی به مسافتی بیش از یک متر انتقال داده می‌شوند، تجزیه می‌شود و میزان انرژی دریافتی دستگاه گیرنده کاهش پیدا می‌کند. همچنین، اگر قدرت امواج پیش از ارسال افزایش پیدا کنند؛ می‌توانند باعث آسیب به سلامتی انسان و سایر موجودات می‌شوند؛ زیرا امواج رادیویی ساخته‌ی دست انسان‌ها هستند و موجودات و حتی بدن خود انسان توانایی سازگاری با آن را ندارد.

شرکت یوبیم نیز از امواج فراصوت برای انتقال نیرو به مسافت زیاد استفاده کرده است. در این روش نیز مانند سایر روش‌های شارژ بی‌سیم، یک فرستنده امواجی با فرکانس بالا را که شنیده نمی‌شوند، ارسال می‌کند و گیرنده‌ای شبیه میکروفون، این امواج را دریافت و آن‌ها را به انرژی قابل‌استفاده تبدیل می‌کند.

یوبیم

امواج فروسرخ یا مادون قرمز هم می‌تواند ابزار خوبی برای انتقال نیرو به مسافت باشد. در فناوری شارژ بی‌سیم Wi-charge که قبلا در مورد آن صحبت کردیم، از این روش برای انتقال نیرو استفاده می‌شود. تقریبا ۵۰ درصد نورخورشید از نور مادون قرمز تشکیل شده و همیشه بخشی از اکوسیستم سیاره‌ بوده است. با استفاده از امواج قرمز می‌توان چند وات برق را تا فاصله‌ای درحدود ۴.۸۷ متر انتقال داد؛ بنابراین، استفاده از این امواج برای شارژ بی‌سیم گوشی و وسایل اینترنت اشیاء روش مناسبی به‌نظر می‌رسد. امواج فروسرخ نوعی نور هستند؛ به‌همین‌دلیل، دستگاه فرستنده و گیرنده باید کاملا در دیدرس یکدیگر باشند و بتوانند یکدیگر را رصد کنند.

چند سالی است که استاندارد جدیدی تحت‌عنوان Cota شکل گرفته  که در آن از امواج رادیویی شبیه امواج وای‌فای برای انتقال نیرو استفاده می‌شود. این روش نیز برپایه‌ی استفاده از دستگاه فرستنده‌ای شکل گرفته که می‌تواند هر دستگاه هم‌فرکانس خود را شارژ کند. این فناوری جدید به کاربران اجازه می‌دهد هنگام شارژ دستگاه خود، همراه‌با آن آزادانه در اتاق بچرخند و از آن استفاده کنند. البته اکنون تنها نمونه‌ی اولیه این فرستنده ساخته شده است؛ اما شرکت عرضه‌کننده‌ی این فناوری، یعنی اوسیا، امیدوار است چنین وسیله‌ای در آینده به‌صورت انبوه تولید شود و برای شارژ تلفن‌همراه و سایر وسایل دیگر استفاده شود.

استاندارد Cota

درصورتی‌که بتوان نیروی برق را به‌صورت بی‌سیم در مسافت طولانی انتقال داد، امکان استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم در زمینه‌های مختلفی فراهم می‌شود که چند نمونه از آن‌ها را درادامه بیان می‌کنیم.

مکان‌های عمومی

شارژ بی سیم در مکان‌های عمومی

همان‌طورکه قبلا گفتیم می‌توان از فناوری شارژ بی‌سیم برای شارژ دستگاه‌های مختلف در مکان‌های عمومی مثل کافی‌شاپ‌ها، رستوران‌ها، فرودگاه‌ها و... استفاده کرد. درصورت استفاده از این فناوری، افراد حاضر در این مکان‌ها می‌توانند دستگاه‌های خود را شارژ کنند که به یک شبکه‌ متصل هستند. همچنین امکان تأمین نیروی دستگاه‌های مختلف موجود در سالن‌های مختلف، مثل پایانه‌های فروش، دستگاه‌های کارت‌خوان و تبلت نیز فراهم خواهد شد. درضمن با بهره‌گیری از این فناوری دیگر لازم نیست در مکان‌ خاصی ثابت بمانید و می‌توانید آزادانه در محیط زیرپوشش امواج حرکت کنید. صاحبان کسب‌وکار نیز می‌توانند به‌لطف این فناوری در مکان‌های پررفت‌وآمد، از ایستگاه پرداخت بی‌سیم و فاقد تجهیزات متداول امروزی استفاده کنند.

حوزه‌ی پزشکی

شارژ بی سیم در پزشکی

استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم در بیمارستان‌ها و کلینیک‌‌ها و مطب پزشکان هم می‌تواند استفاده‌ی بیماران از دستگاه‌ها را راحت‌تر کند و هم هزینه‌ی استفاده از آن‌ها را کاهش داد. بسیاری از وسایل مورداستفاده در بیمارستان‌ها مانند دستگاه‌های نوار قلب یا پمپ‌های انفوزیون متحرک هستند؛ اما این دستگاه‌های باتری‌های گران‌قیمت و سیم‌های زیادی دارند. با استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم می‌توان باتری این دستگاه‌ها را حذف کرد که مراقبت از آن‌ها هزینه‌ی زیادی دارد و دستگاه‌های ثابت را به دستگاه‌های سیار تبدیل کرد؛ بنابراین، امکان استفاده از روش‌های درمانی بهتری برای پزشکان و بیماران فراهم می‌شود.

صنایع و کارخانجات

شارژ بی سیم در صنایع

استفاده از حسگرها و وسایل اینترنت اشیای بی‌سیم در خطوط تولید و مونتاژ، یکی از کاربردهای ایده‌آل شارژ بی‌سیم محسوب می‌شود. درضمن این فناوری امکان توسعه‌ی ربات‌ها در فرایند تولید و ذخیره‌سازی را فراهم می‌کند. انتقال نیرو به‌صورت بی‌سیم می‌تواند باعث کاهش بیش‌ازپیش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری و کاهش مشکلات تولید ازجمله کاهش سرعت تولید یا توقف آن شود.

منازل

شارژ بی سیم در آشپزخانه

به‌تازگی فناوری‌هایی درحال‌گسترش هستند که می‌توانند امکان انتقال بی‌سیم نیرو به وسایل پرمصرف آشپزخانه را فراهم کنند. با استفاده از این فناوری‌ها می‌توان فرستنده‌ها را به‌راحتی زیر تمام پیشخوان‌های غیرفلزی نصب کرد و با قراردادن تمام وسایل برقی روی پیشخوان‌ها، به‌راحتی آن‌ها را به‌صورت بی‌سیم شارژ کرد. این فرستنده‌ها به‌دلیل اینکه در زیر پیشخوان‌ها و میزها نصب می‌شوند و از دید پنهان هستند، می‌توانند زمینه‌ساز طراحی مدرن‌تری برای آشپزخانه‌ها شوند.

حتی به‌نظر می‌رسد رؤیای نیکولا تسلا در آینده‌ی نزدیک به واقعیت بپیوندد و نیروی برق از دکل‌ها بدون سیم به وسایل برقی موجود در منازل انتقال داده می‌شود؛ زیرا چنین پروژه‌ای از مدتی پیش آغاز شده و درحال‌حاضر مراحل پایانی آن در‌حال‌اجرا است.

دکل برق

قطعا شارژ بی‌سیم در آینده کاربردهای بیشتری خواهد داشت که اکنون نمی‌توانیم درباره‌ی آن‌ها صحبت کنیم و حتی تعیین زمان مشخص برای آغاز این فناوری‌های جدید نیز امکان‌پذیر نیست؛ اما به‌جرئت می‌توان گفت در آینده استفاده از وسایلی که نیروی آن‌ها به‌صورت بی‌سیم تأمین می‌شود، به‌اندازه‌ی وسایل مجهز به وای‌فای گسترش می‌یابد و حذف باتری‌ها و سیم‌های متعدد در دستگاه‌های مختلف، امکان ایجاد طراحی زیباتر برای آن‌ها را فراهم می‌کند. درپایان با اطمینان‌خاطر باید بگوییم که شارژ بی‌سیم می‌تواند زمینه‌ساز پیشرفت‌های شگفت‌انگیزی در حوزه‌ی صنایع، شهرهای هوشمند، طراحی داخلی و خارج فضاهای مختلف، طراحی وسایل و گجت‌های پرمصرف حمل‌ونقل و پزشکی شود. 

منبع زومیت

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید