Bíodh an fórsa leat féin agus le do ghléasanna. Charger gan sreang

Bhí an cháiliúil Nikola Tesla obsessed le smaoineamh amháin. Shamhlaigh sé go bhféadfaí leictreachas a tharchur gan sreang, tríd an aer thar achair fhada, nó le cabhair ó túir eagraithe i líonra (1). Ní raibh gach rud mar a bhí beartaithe, mar bhí a fhís ag baint úsáide as an iomarca fuinnimh. Níor tháinig uaillmhianta Tesla chun críche, ach níor bhréagnaíodh an teoiric féin.

Mhol páipéar a foilsíodh i mí Eanáir 2021 san iris Nature go bhféadfadh siad a thógáil i ngan fhios cad a theip ar Tesla a thógáil ag casadh na XNUMXth agus XNUMXth century - "greille cumhachta gan sreang" a d'fhéadfaí a oiriúnú le haghaidh muirearú nó feistí leabaithe beaga a chumhachtú i. gluaisteáin, tithe. , poist agus monarchana.

Toisc go mbraitheann 5G ar líonra dlúth crann agus aeróg, d'fhéadfadh an bonneagar céanna, le roinnt modhnuithe, cumhacht a sheachadadh chuig gléasanna beaga. Mar sin féin, beidh an córas fós ag fulaingt ón bhfadhb chéanna a bhí ag na túir Tesla - caillteanais ardfhuinnimh.

Deartha le húsáid, is féidir leo nasc idirlín agus leictreachas a iompar. Bhain na turgnaimh úsáid as cineálacha nua antennas chun muirearú gan sreang a éascú. Sa saotharlann, d'úsáid na taighdeoirí naisc 5G chun cumhacht a tharchur thar achar réasúnta gearr de díreach os cionn dhá mhéadar, ach tá siad ag súil go mbeidh an chéad leagan eile dá ngléas in ann 6 mhicreavata (6 mhilliúnú vata) a tharchur thar achar de. 180 méadar. Ní leor é seo fós. Ní leor do ghuthán a mhuirearú. Mar sin féin, is féidir é a mhuirearú nó a chumhacht Gléasanna IoT, braiteoirí agus aláraim. I monarchana, is féidir na céadta braiteoirí IoT a úsáid chun monatóireacht a dhéanamh ar stórais, miondealuithe trealaimh a thuar, nó gluaiseacht páirteanna feadh líne táirgeachta a rianú.

Chun cumhacht gan sreang a sholáthar ag an leibhéal seo, crainn 5G caithfidh siad a bheith ar a laghad 31 kW, a fhreagraíonn do deich citeal uisce fiuchphointe go leanúnach. Cé go bhfuil eagla go bhféadfadh 5G a bheith ina chúis le hailse a bheith curtha debunked ag eolaithe, is féidir leis an méid cumhachta a thagann ó na crainn a bheith contúirteach. Caithfidh úsáideoirí a bheith 16 méadar ar a laghad ó na crainn de réir na rialachán sábháilteachta. Níl an teicníc seo ach ina thús.

Réitigh féideartha amach anseo, más rud é amháin antennas nua is féidir le bíomaí níos cúinge agus níos dírithe laghdú suntasach a dhéanamh ar an méid cumhachta is gá chun an córas a rith. Le déanaí, d'fhorbair grúpa eolaithe ó Institiúid Teicneolaíochta Georgia ceann beag, Antenna ceartaitheora priontáilte 3Dar féidir leo fuinneamh leictreamaighnéadach comharthaí líonra 5G a bhailiú agus é a úsáid chun feistí cumhachta. Is féidir leis an antenna solúbtha, a bhfuil a dhearadh bunaithe ar lionsaí Rothman, tonnta milliméadar a bhailiú sa bhanna 28 GHz. Fuinneamh na dtonnta leictreamaighnéadacha aistrítear é chuig an charger agus a tharchur gan sreang chuig, mar shampla, leictreonaic iniompartha nó modúil IoT.

Tá réitigh cosúil leis na cinn a gcuirtear síos orthu thuas á dtástáil cheana féin in áiteanna áirithe ar fud an domhain. Powerco, an dara ceann is mó dáileoir leictreachais sa Nua-Shéalainn ag píolótú córas Emrod, a úsáideann rectennas a ghabháil tonnta sa speictream leictreamaighnéadach a fhreagraíonn do minicíochtaí ar nós Wi-Fi nó Bluetooth, agus ansin a tharchur MICREATHONNACH fuinneamh leictreach ó phointe amháin go ceann eile (2). Ag an am céanna, déanann léasair bheaga monatóireacht ar antennas ceartaitheora chun aon chonstaicí idir pointí sealaíochta a bhrath. “Tá an teicneolaíocht forbartha againn chun cumhacht a tharchur gan sreang thar achair fhada,” a deir Greg Kushnir, bunaitheoir Emrod.

2. Comparáid suiteála de chóras tarchurtha cumhachta gan sreang Emrod le líonra tarchurtha tipiciúil

tionscadail tarchur cumhachta gan sreang sroicheann siad spás amuigh níos faide fós. Mar a tharla sé amach le déanaí, an mistéireach Tointeála mion X-37B Úsáideann an Pentagon é freisin chun teicneolaíochtaí a thástáil chun fuinneamh a tharchur thar achar agus chun gléasanna éagsúla a sholáthar leis. Tá pláta speisialta ag an X-37B le trastomhas de 30 ceintiméadar, atá deartha chun fuinneamh na gréine a thiontú go fuinneamh micreathonn. Tuairiscítear gur chuir torthaí an turgnaimh PRAM-FX iontas mór ar eolaithe. Tá an éifeachtacht chomhshó i bhfad níos airde ná mar a ceapadh.

Cad é plean an Phentagon? Tá an tArm ag iarraidh méideanna ollmhóra cumhachta a sheoladh gan sreang ó fhithis go dtí an Domhan agus ansin ar fud an domhain. Is é an buntáiste a bhaineann leis an teicneolaíocht seo ná nach bhfuil eagla air fiú ar na coinníollacha aimsire is measa. Feiceann eolaithe a chur i bhfeidhm ní hamháin i mbonn ar Mars nó ar an nGealach, áit a mbeifear in ann fuinneamh a tháirgeadh in aon áit amháin agus ansin é a sheoladh chuig bunáiteanna iargúlta, ach freisin ar an Domhan, mar shampla, chun fuinneamh a aistriú idir rudaí i bhfad i gcéin.

Anois tá an peinteagán á thógáil. spásárthach ar a dtugtar Arachne i Córas gréine Helios. Beidh an long feistithe le plátaí gréine speisialta agus córas chun fuinneamh a tharchur chuig orbiters, chomh maith leis an Domhan. Ba cheart an gléas a sheoladh isteach sa spás chomh luath le 2023. Tá sé beartaithe ag Arm na SA roinnt feirmeacha gréine a thógáil i bhfithis na Cruinne i 20s an XNUMXú haois, áit a mbeidh sé indéanta fuinneamh a tháirgeadh agus é a sheoladh chuig an Domhan nó suiteálacha spáis cumhachta leis.

Tógfar feirmeacha comhchosúla freisin i bhfithis timpeall na Gealaí agus Mars, toisc go bhfuil baint ag NASA leis an tionscadal freisin.

Ionduchtú nó tonnta

Is éard atá i gceist le "muirearú gan sreang" an próiseas luchtú gléas leictreach agus trealamh a oibrítear le ceallraí gan gá le nasc leictreach sreangaithe. Go ginearálta, tá trí chineál muirir ann: ionduchtach, athshondach, agus raidió.

muirearú ionduchtach úsáideann feiniméan fisiceach an ionduchtaithe leictreamaighnéadacha. Nuair a théann sruth ailtéarnach tríd an gcorna ionduchtaithe sa stáisiún luchtaithe, cruthaíonn an lucht leictreach atá ag gluaiseacht réimse maighnéadach a luainíonn a neart.

Cruthaíonn an réimse maighnéadach ailtéarnach seo sruth leictreach ailtéarnach i gcorna ionduchtaithe an fheiste luchtaithe, rud a théann tríd an gceartaitheoir. Gearrann an sruth díreach an ceallraí nó soláthraíonn sé cumhacht oibriúcháin. Rinne an fisiceoir Sasanach Michael Faraday iniúchadh ar choincheap an luchtaithe ionduchtaigh den chéad uair in 1831 agus rinne Nikola Tesla scagadh breise air.

Go dtí seo, is é an t-iarratas is mó tóir ar an gcineál seo teicneolaíochta ar fud an domhain ná an caighdeán muirir gan sreang Qi le haghaidh fóin chliste, uaireadóirí cliste agus táibléad (3). Úsáidtear muirearú ionduchtach freisin i bhfeithiclí, uirlisí cumhachta, scuaba fiacla leictreacha, agus feistí leighis. Is féidir gléasanna iniompartha a chur in aice leis an stáisiún luchtaithe nó an hob ionduchtúcháin gan gá le suíomh beacht nó teagmháil leictreach leis an stáisiún Á nó an breiseán.

3. Charger gan sreang

Is féidir achair mhóra idir cornaí an tarchuradóra agus an ghlacadóra a bhaint amach trí chúpláil ionduchtach athshondach a úsáid i gcóras luchtaithe ionduchtach ina gcuirtear toilleoir le gach ionduchtóir chun dhá chiorcad a fhoirmiú ag minicíocht athshondach ar leith. Cluiche minicíocht AC minicíocht athshondachagus roghnaítear é seo ag brath ar an bhfad is gá don fheidhmíocht uasta.

Is é ceann de na cuideachtaí is cáiliúla sa tionscal seo seol WiTricity ar a dtugtar as a dteicneolaíocht muirir gan sreang atá bunaithe ar athshondas leictreamaighnéadach. Is éard atá i réitigh na cuideachta ná tarchuradóirí agus glacadóirí atá acu antennas maighnéadacha tiúnta leis an minicíocht chéanna, rud a ligeann don ardán feistí iolracha a mhuirearú ag an am céanna.

Is é príomhsprioc WiTricity feithiclí leictreacha a threalmhú leis an gcóras seo. Tá WiTricity i gcomhpháirtíocht le Toyota, a rinne tástáil ar mhataí luchtaithe ar hibridí Prius, chomh maith le Honda, Hyundai, Nissan, agus GM. Mar sin féin, ní raibh ach an 2018 BMW 530e iPerformance 2018e an chéad mhúnla leis an gcóras seo chun an margadh a bhuail.

Luchtaire gan sreang Bhí imlíne stairiúil curtha i láthair cheana féin ag craoltaí raidió ag dul siar go dtí aimsir Tesla. Tá sé bunaithe ar phrionsabal fisiceach eile - aistriú fuinnimh ag tonnta leictreamaighnéadacha. Feidhmíonn sé sna bannaí ísealchumhachta faoi láthair, cé go bhfuil obair forbartha fós ar siúl.

In 2015, d'fhéadfadh teicneolaíocht micreathonn gan sreang 1,8 cileavata cumhachta a tharchur thar achar 55 méadar. Thairis sin, níor tharla sé seo i bhfolús, ach i ngnáth-atmaisféar an Domhain. Rinne taighdeoirí na Seapáine é seo agus measadh gur éacht iontach é i réimse an tarchuir cumhachta gan sreanga leictreacha a úsáid. Sa tSeapáin, tá taighde ar siúl ar tharchur cumhachta gan sreang thar achair fhada le blianta fada. Tá pleananna aitheanta ann freisin chun fuinneamh a fháil ón nGrian le cabhair ó mhór feirm gréine sa spás amuigh.

Paitinní agus caighdeáin

Tá an chuid is mó de níos mó ná 2019 paitinn sa réimse seo ar feitheamh i 20-401 sa tSín - 4 (XNUMX). Ar ndóigh, tá corparáidí Mheiriceá ar nós Qualcomm agus Apple ag forbairt go gníomhach freisin. teicneolaíochtaí nua muirir gan sreang. Sa Chóiré Theas, tá Samsung agus LG ag obair go gníomhach sa réimse seo lena gcuid fón cliste príomhthionscadal den tsraith Réaltra S agus V, a thacaíonn le muirearú gan sreang. Sa tSeapáin, ar an láimh eile, tá an teicníc seo suimiúil do na fathaigh ngluaisteán Toyota agus Nissan.

4. Tíortha tosaigh i líon na bpaitinní i réimse an mhuirearú gan sreang

Mar sin féin, le go dtiocfaidh méadú forleathan ar mhuirearú gan sreang, tá gá le caighdeáin idirnáisiúnta freisin. Le blianta beaga anuas, tháinig dhá chaighdeán muirir gan sreang chun cinn - Qi agus Power Matters Alliance (PMA).

Úsáideann Qi raon 100…205 kHz. De réir an Chuibhreannas Cumhachta Gan Sreang, faoi láthair tá os cionn 3700 feiste Qi-dheimhnithe ar an margadh atá in ann 5 go 15 vata cumhachta a sheachadadh chuig gléasanna soghluaiste.

Úsáideann an caighdeán muirir PMA an raon 277…357 kHz. Ar a dtugtar an caighdeán AirFuel Alliance freisin, seachadann an rogha gan sreang seo suas le 50 milliméadar cumhachta, rud a ligeann duit do chuid feistí a úsáid agus tú ag muirearú agus ligeann duit feistí iomadúla a mhuirearú ag an am céanna.

Cé go n-úsáideann an dá chaighdeán seo muirearú ionduchtach agus tá struchtúr comhpháirte comhchosúil acu, níl siad comhoiriúnach. Tá cumraíochtaí éagsúla ag teastáil ó ghléasanna chun tacú le PMA agus Qi. I measc na bhfeistí nua go leor tá na crua-earraí a theastaíonn chun an dá chaighdeán muirir a úsáid. Tá an scéal ag athrú mar is cosúil go bhfuil Qi ag glacadh le ceannas. Mar shampla, tá Powermat, ball de bhunaitheoirí an chuibhreannais PMA, ag bogadh go dtí an caighdeán Qi, atá glactha ag Apple freisin mar chaighdeán muirir gan sreang. I measc na monaróirí Qi tosaigh eile tá Apple, Asus, HTC, LG Electronics, Motorola Mobility, Nokia, NuCurrent, Samsung, BlackBerry, Xiaomi, agus Sony.

Ar thóir áise, feidhmíochta agus iontaofachta

Breathnaímis ar na réitigh atá ar fáil ar an margadh nó ar na cinn nuafhorbartha. Déanann monaróirí a ndícheall an cineál seo feiste a dhéanamh éasca le húsáid. Sampla a bheadh ​​ann Countertops Longchlós, ar cheann de na monaróirí countertop tosaigh sa Ríocht Aontaithe, cuireann sé teicníc chun teicneolaíocht muirir gan sreang a chomhtháthú i dromchla a gcuid countertops. Úsáideann an córas modúlach simplí agus éifeachtach seo tarchuradóir caighdeánach SupaPowa Qi a ligeann don sruth sreabhadh idir an corna tarchuradóra agus an corna glacadóra i gcóngaracht.

Shineann an barr tábla nua-aimseartha agus stylish nuair a ghearrtar an gléas. Tairgeann an monaróir freisin diosca déanta as ábhar codarsnachta a chur ar an countertop, a bhuíochas sin tá suíomh an phointe luchtaithe le feiceáil go soiléir ag gach úsáideoir: lá agus oíche.

Is féidir córas “FreePower” Aira a chomhtháthú le deasca, deasca agus deais chun iad a thiontú ina luchtairí atá in ann ilghléasanna a chumhachtú ag an am céanna. Tá chargers teagmhála tipiciúil limistéar comhchruinnithe de casadha chaithfidh a bheith ailínithe leis an bhfón cliste chun é a mhuirearú. Úsáideann dromchlaí faoi thiomáint Aira cornaí iolracha ar an dromchla agus halgartaim a choimeádann súil ar fheistí atá á muirearú.

Ligeann córas luchtaithe gan sreang Energous' WattUp(5) d'úsáideoirí fóin chliste, táibléad agus gléasanna eile a ghearradh sa limistéar céanna leis an ardán. Oibríonn WattUp mar an gcéanna le WiTricity (íomháú athshondais mhaighnéadach), ach tá sé difriúil ó thús tosaithe Boston sa mhéid is go n-úsáideann an tarchuradóir Bluetooth chun feistí a lorg ar féidir iad a mhuirearú ag baint úsáide as an aip Energous.

Is é ceann de na cinn is cáiliúla sa mhargadh domhanda Teicníc Powermat (6), ar a dtugtar SmartInducitve, bunaithe ar ionduchtú maighnéadach, a cheadaíonn tarchur cumhachta thar achair fhada, suas le 40 cm, ag tacú le muirearú gan sreang le haistriú suntasach (fiú nuair atá sé suite ar uillinn), agus atá oiriúnach le haghaidh feistí a mhuirearú agus a chumhachtú gan sreang trí bhallaí. , i gcéin, i gcoinníollacha diana amuigh faoin aer, faoi uisce agus fiú i dtimpeallachtaí le leibhéal ard miotalachta.

Ina dhiaidh sin, forbraíonn Elix Wireless chargers ardchumhachta ó 1 go 000 20 W le haghaidh aon fheidhmchláir agus feistí tionsclaíocha. Déanann an chuideachta speisialtóireacht ar "chúpláil maighnéadach" (MDC), a úsáideann péire maighnéid rothlacha sa tarchuradóir agus sa ghlacadóir araon, scartha le bearna aeir. Déanann rothlú an maighnéad san aonad tarchuradóra an maighnéad sa ghlacadóir a rothlú i sioncrónaithe, ag soláthar aistriú cumhachta éifeachtach a tháirgeann níos lú teasa ná modhanna eile ionduchtaithe.

I gcomparáid leis na réitigh go léir a thuairiscítear anseo, tá difríocht idir an táirge uBeam sa mhéid is go n-úsáideann sé ultrafhuaime le haghaidh muirir. De réir tuairisc na cuideachta ar an teicneolaíocht, oibríonn an t-ardán le tarchuradóir cosúil le callaire a astaíonn fuaim ard-minicíochta sa raon 45 go 75 kHz (inachloiste do dhaoine agus d'ainmhithe). Úsáideann sé ansin aeróg eagair chéimnithe chun fuaim a sheoladh chuig glacadóir cosúil le micreafón atá suite ar fheiste a dteastaíonn cumhacht uaidh. Ar aghaidh fuinneamh tonnta ultrasonaic thiontú go sruth díreach. Nuair a bhíonn an gléas á mhuirearú, cuirtear isteach ar an tarchur cumhachta.

Seachain comhlachtaí eachtracha

In ainneoin forbairt agus feabhsú leanúnach, tá go leor fadhbanna fós ag baint leis na modhanna muirir a úsáidtear i gcleachtas faoi láthair. Mar a luadh in alt le déanaí sa New York Times, mhéadaigh muirearú iPhone XR le charger sreangaithe 12-bhata Apple 38 faoin gcéad i 30 nóiméad, ach níor tháinig ach 24 faoin gcéad ar úsáid stáisiún muirir gan sreang ar feadh leathuaire.

Mar sin níl an toradh an-suntasach. Ina theannta sin, dá fhaide an glacadóir ón tarchuradóir, is lú fuinnimh a gheobhaidh sé ón bhfoinse. réimse maighnéadach. Laghdaíonn éifeachtúlacht luchtaithe ní hamháin de réir mar a mhéadaíonn achar, ach freisin de bharr staid “neamhoptamach”. Ina theannta sin, gineann gach modh aistrithe fuinnimh teas. Níl an muirearú gan sreang níos fearr, agus i gcásanna áirithe is féidir níos mó fadhbanna a bheith ann, ná muirearú cábla.

W charger gan sreang ní mór duit a bheith san airdeall ar rudaí eachtracha in aice leis an corna, go háirithe má tá siad déanta as miotal. Mar shampla, is féidir le bonn nó sraith eochracha a chuirtear de thaisme ar charger tús a chur le fuinneamh a aistriú, rud a d'fhéadfadh an rud a leá agus a dhéanfadh dochar don charger. Ar ndóigh, tá feistí ann a thugann comhartha nuair a bhíonn rudaí eachtracha áit nár cheart dóibh a bheith, ach, mar a d'fhéadfá buille faoi thuairim, ní chosnaíonn siad níos lú ná mar is gnách.

D'fhéadfadh cumhacht ó aer tanaí d'fhadhb ceallraí a réiteach

Treisíonn an troid chun feabhas a chur orthu siúd atá fós neamhthuisceanach socruithe charger gan sreang. Tá cuideachtaí ag lorg bealaí chun an próiseas muirearaithe fón cliste a dhéanamh níos áisiúla, ionas nach gcaithfidh an fón a bheith in aice le asraon cumhachta nó suite go beacht ar dhromchla luchtaithe. In 2019, thairg an chuideachta Síneach OPPO samhlacha fón Reno Ace a d'oibrigh le charger gan sreang 65W, rud a d'fhág go bhféadfaí an ceallraí a mhuirearú suas le 100 faoin gcéad.

laistigh de 30 nóiméad. Ó shin i leith, tá an iomaíocht le haghaidh an acmhainn luchtaithe sreangaithe is airde ar aghaidh. In 2020, d’fhógair VIVO agus Xiaomi teicneolaíocht luchtaithe sreangaithe 120W ar féidir leo ceallraí 4000mAh a mhuirearú i 20 nóiméad. Mar sin féin, níl na feistí seo ar fáil ar an margadh faoi láthair, mar atá córas 80 vata fógartha Xiaomi.

Is éard atá i dtús na bliana 2021 ná sraith de chur i láthair ar chórais luchtaithe fad-achair le haghaidh gléasanna soghluaiste “gan sreanga agus aon seastáin luchtaithe.” Chuir OPPO a réiteach i láthair den chéad uair. Sa físeán taispeána, is féidir linn a fheiceáil go ngearrann an fón gan sreang, in ainneoin é a bhaint as a sheasamh. Go gairid tar éis an cur i láthair seo, d'fhógair na Síne ó Xiaomi an córas Mi Air Charge. Cúpla lá ina dhiaidh sin, i mí Feabhra cheana féin, chuir Motorola taispeántas ar siúl stáisiún muirir iargúlta ar a dtugtar "Motorola One Hyper" (7). Agus tá feiste Airplug nochta ag an gcuideachta Seapánach Aeterlink a mhaíonn go bhfuil sé in ann gléasanna a chumhachtú suas le 20 méadar uaidh.

7. Cur i láthair an chórais Motorola One Hyper chun ceamaraí a mhuirearú ó achar de thart ar mhéadar

I mí an Mhárta, nocht Xiaomi tuilleadh sonraí faoina theicníc muirir fadraoin. Tá a charger feistithe le antennas atá in ann suíomh an fhóin chliste a bhrath. Maitrís Rialú Céime comhdhéanta de 144 antennas a tharchuireann tonnta milliméadar go díreach chuig an teileafón trí beamforming. Athraíonn an sraith antenna glactha de 14 antennas an comhartha tonn milliméadar go leictreachas, a ghearrann an fón.

Dúirt an chuideachta go mbeidh an córas "go luath amach anseo" in ann oibriú le uaireadóirí cliste, bráisléid agus gléasanna inchaite eile. Maidir leis an bhfón cliste, tá "aeróg comhartha" agus "aeróg glactha caochadán" forbartha ag Xiaomi. Tarchuireann an chéad cheann faisnéis faoin suíomh.

Ceann de na smaointe muirir gan sreang charger gan sreang achar fadaatá screwed isteach sa soicéad lampa. Is táirge é seo a d'fhorbair an chuideachta Iosraelach Wi-Charge. Is é seo an úsáid a bhaint as solas infridhearg chun cumhacht de thart ar dhá vata a tharchur. Thaispeáin an chuideachta an teicníc ag CES 2020 agus bhuaigh sí duais nuálaíochta. Is é an smaoineamh ná go mbeidh an tarchuradóir ceangailte le foinsí cumhachta tí traidisiúnta agus déanfaidh sé leictreachas a thiontú ina bíomaí léasair infridhearg. Déanfaidh glacadóirí a tógadh isteach sna gléasanna an solas seo a thiontú ina fhoinse cumhachta. Tá Wi-Charge ag cur a réiteach ar fáil faoi láthair maidir le ceamaraí slándála agus seilfeanna cliste a mhuirearú go cianda i siopaí agus trádstórais na SA.

Má bhain leictreonaic wearable tairbhe as muirearú iargúlta gan sreang riamh, cibé acu ar líonra cosúil le 5G nó ar theicneolaíocht neamh-stad éigin eile, d'fhéadfaí cadhnraí a laghdú i méid, agus i gcásanna áirithe ar fad gan úsáid. . Réitíonn sé seo go leor de na fadhbanna atá os comhair na hearnála inchaite sa lá atá inniu ann.