Kaip atsirado idėja krauti be laidų
Prisimenu, kai pirmą kartą pamačiau telefoną, kuris kraunasi tiesiog padėjus jį ant specialios plokštelės – atrodė kaip mažas stebuklas. Bet iš tiesų ši technologija nėra tokia nauja, kaip galėtų pasirodyti. Visa istorija prasidėjo dar XIX amžiaus pabaigoje, kai genialus išradėjas Nikola Tesla eksperimentavo su belaidžiu energijos perdavimu. Jis svajojo apie pasaulį, kuriame elektra keliautų oru be jokių laidų, ir net demonstravo, kaip lemputės užsidega be fizinio ryšio su elektros šaltiniu.
Žinoma, Teslos vizija buvo daug ambicingesniška nei šiuolaikiniai bevieliai įkrovikliai, bet principas išliko tas pats. Tik praėjus daugiau nei šimtui metų, technologijos pagaliau pasivijo tuos drąsius eksperimentus. Pirmieji praktiškai naudojami bevieliai įkrovikliai atsirado maždaug 2008-aisiais, kai Palm pristatė savo Touchstone įkroviklį. Tai buvo revoliucija – nebereikėjo kiekvieną kartą kišti laido į telefoną, užteko tiesiog padėti jį ant pagrindo.
Elektromagnetinės indukcijos paslaptis
Dabar pažiūrėkime, kaip visa tai veikia iš tikrųjų. Daugelis bevielių įkroviklių naudoja principą, vadinamą elektromagnetine indukcija. Skamba sudėtingai, bet iš esmės tai gana paprasta fizika, kurią mokykloje visi mokėmės (nors galbūt ne visi atsimename).
Įsivaizduokite bevielį įkroviklį kaip du bendradarbiaujančius magnetus. Vienas jų – tai ritė įkroviklio pagrinde, kitas – jūsų telefone. Kai įjungiate įkroviklį į elektros lizdą, per ritę pradeda tekėti kintamoji elektros srovė. Ši srovė sukuria magnetinį lauką aplink ritę – tarsi nematomą energijos debesį. Kai telefoną su savo rite padėdate ant įkroviklio, tas magnetinis laukas “susikabina” su telefono rite ir sukelia joje elektros srovę. Štai taip energija keliauja iš vienos vietos į kitą be jokio fizinio kontakto.
Efektyvumas čia yra raktas. Ankstyvieji bevieliai įkrovikliai buvo gana švaistūs – daug energijos tiesiog išsisklaidydavo į aplinką kaip šiluma. Todėl telefonas kartais įkaisdavo kaip kepama blynelė. Šiuolaikiniai įrenginiai jau daug geresni – jie gali pasiekti 80-90% efektyvumą, nors tai vis dar šiek tiek mažiau nei įprastas laidas.
Qi standartas ir kodėl jis tapo karaliumi
Kai bevieliai įkrovikliai pradėjo plisti, atsirado problema – kiekvienas gamintojas darė savo sistemą. Tai buvo kaip turėti penkis skirtingus telefonų įkroviklius namuose, tik dar blogiau. Čia į sceną įžengė Qi (tariama “či”) standartas, kurį 2010 metais pristatė Wireless Power Consortium organizacija.
Qi tapo bevielio įkrovimo pasaulio USB ekvivalentu. Jei jūsų telefonas palaiko Qi, jis veiks su bet kuriuo Qi įkrovikliu – nesvarbu, ar tai Samsung, Apple, ar kažkokia kinų kompanija iš Aliexpress. Tai neįtikėtinai patogu. Dabar galite nueiti į kavinę, padėti telefoną ant specialaus stalo paviršiaus ir jis pradės krautis. Arba įsidėti vieną įkroviklį namuose, kitą darbe, ir abu veiks su visais jūsų įrenginiais.
Techniškai Qi standartas naudoja 100-205 kHz dažnio elektromagnetines bangas energijai perduoti. Galia gali būti nuo 5 iki 15 vatų, o naujausiose versijose net iki 30 vatų. Tai reiškia, kad šiuolaikiniai bevieliai įkrovikliai jau nebėra tokie lėti, kaip anksčiau – galite įkrauti telefoną beveik taip pat greitai kaip su laidu.
Rezonansinis įkrovimas – kitas lygis
Elektromagnetinė indukcija veikia gerai, bet turi vieną didelį trūkumą – įrenginys turi būti praktiškai priglaustas prie įkroviklio. Pajudinkite telefoną per centimetrą į šoną, ir įkrovimas gali sustoti. Čia ateina į pagalbą rezonansinis bevielis įkrovimas.
Ši technologija veikia panašiai kaip indukcija, bet naudoja specifinį rezonansą tarp dviejų ritių. Galite tai palyginti su dviem sūpynėmis – jei jas supate tuo pačiu ritmu, jos gali perduoti energiją viena kitai net būdamos šiek tiek atskirtos. Rezonansiniu būdu galima krauti įrenginius per kelių centimetrų, o kartais net keliolikos centimetrų atstumą.
Yra kompanijų, kurios eksperimentuoja su dar pažangesne technologija – radijo bangų energijos perdavimu. Teoriškai tai leistų krauti įrenginius net kitame kambario gale. Įsivaizduokite – įeinate į kambarį ir jūsų telefonas automatiškai pradeda krautis, nesvarbu kur jis yra. Skamba kaip mokslinė fantastika, bet technologija jau egzistuoja. Tiesa, kol kas ji dar labai neefektyvi ir brangi masiškai gamybai.
Kur bevielis įkrovimas jau pakeitė žaidimo taisykles
Bevielis įkrovimas dabar yra visur, kur tik pažvelgsite. Telefonai – tai akivaizdu, bet technologija jau seniai peržengė šias ribas. Belaidės ausinės, išmanieji laikrodžiai, net kai kurios nešiojamų kompiuterių pelės dabar kraunasi be laidų.
Medicinos srityje bevielis įkrovimas yra tikra palaima. Širdies stimuliatoriai ir kiti implantai gali būti kraunami per odą be jokių operacijų. Anksčiau tokių įrenginių baterijas reikėdavo keisti chirurginiu būdu – įsivaizduokite, koks tai buvo stresas pacientams. Dabar kai kurie implantai gali būti pakraunami tiesiog priglaudus specialų įkroviklį prie odos.
Automobilių pramonė taip pat aktyviai eksperimentuoja. Jau galima nusipirkti elektromobilį, kuris kraunasi tiesiog pastatydamas jį virš specialaus įkrovimo kilimėlio garaže. Nereikia nieko kišti, atkišti – tiesiog pastatei ir užmiršai. Kai kurie miestai net bando įrengti bevielius įkroviklius taksi stovėjimo aikštelėse ar autobusų stotelėse.
Baldų gamintojai įmontuoja Qi įkroviklius į stalus, naktines spintas, net sofas. IKEA jau kelerius metus siūlo baldus su integruotais bevieliais įkrovikliais. Oro uostuose, kavinėse, viešbučiuose – visur matote tas mažas plokšteles, ant kurių galite padėti telefoną.
Praktiniai patarimai kasdieniam naudojimui
Jei planuojate įsigyti bevielį įkroviklį arba jau turite vieną, yra keletas dalykų, kuriuos verta žinoti, kad gautumėte geriausią patirtį.
Pirma, dėklas gali būti problema. Stori dėklai, ypač tie su metalinėmis dalimis ar kreditinių kortelių kišenėmis, gali trukdyti įkrovimui. Jei pastebite, kad telefonas nekraunasi arba kraunasi labai lėtai, pabandykite nuimti dėklą. Plonesni plastikiniai ar silikoniniai dėklai paprastai problemų nesukelia.
Antra, išdėstymas yra svarbus. Telefoną reikia padėti tiesiai įkroviklio centre, kad ritės sutaptų. Kai kurie įkrovikliai turi kelis ritus ar didesnius ritus, kurie atleidžia nuo šio tikslumo, bet pigesnėse versijose gali tekti paeksperimentuoti, kol rasite tą “saldžią vietelę”. Daugelis telefonų parodo pranešimą ar garsą, kai pradeda krautis – tai padeda suprasti, ar teisingai padėjote.
Trečia, šiluma yra normalus reiškinys, bet ne per daug. Bevielis įkrovimas natūraliai generuoja daugiau šilumos nei laidinis. Jei telefonas tampa karštas, kad net sunku laikyti, kažkas negerai. Gali būti, kad įkroviklis yra prastos kokybės arba telefonas blogai išdėstytas. Kai kurie telefonai net sulėtina bevielį įkrovimą, jei per daug įkaista, kad apsaugotų bateriją.
Dar vienas patarimas – nenaudokite bevielio įkrovimo, jei skubate. Nors naujausi įkrovikliai gali duoti 15W ar net daugiau, tai vis tiek paprastai lėčiau nei greitas laidinis įkrovimas, kuris gali siekti 30W, 60W ar net 100W kai kuriuose telefonuose. Bevielis įkrovimas puikiai tinka naktiniam įkrovimui ar biure, kai telefonas tiesiog guli ant stalo.
Saugumas ir mitai, kuriuos reikia išsklaidyti
Apie bevielį įkrovimą sklando nemažai mitų ir nesusipratimų. Vienas populiariausių – kad jis kenkia baterijos sveikatai. Iš dalies tai tiesa, bet ne taip, kaip daugelis mano.
Problema ne pats bevielis įkrovimas, o šiluma. Kaip minėjau, bevielis įkrovimas generuoja daugiau šilumos, o šiluma tikrai nėra draugas ličio jonų baterijoms. Tačiau šiuolaikiniai telefonai turi protingus baterijos valdymo sistemas, kurios kontroliuoja temperatūrą ir sulėtina įkrovimą, jei reikia. Jei naudojate kokybišką įkroviklį ir telefonas neįkaista per daug, skirtumo baterijos ilgaamžiškumui bus minimalus.
Kitas dažnas klausimas – ar bevielis įkrovimas yra saugus sveikatai? Ar tos elektromagnetinės bangos nekenkia? Trumpas atsakymas – ne. Bevieliai įkrovikliai naudoja labai žemo dažnio elektromagnetinį lauką, kuris yra nežymiai stipresnis už natūralų Žemės magnetinį lauką. Tai visiškai skirtinga nei mobilųjų telefonų radijo bangos ar Wi-Fi. Atlikta daug tyrimų, ir nė vienas nerado jokio kenksmingo poveikio.
Yra ir saugumas kitokia prasme. Bevielis įkrovimas iš tikrųjų gali būti saugesnis nei laidinis, nes nėra jokių atvirų elektros kontaktų, kurie galėtų užsikimšti purvais, suirti ar sukelti trumpą jungimą. Tai ypač aktualu drėgnoje aplinkoje ar jei turite mažus vaikus, kurie mėgsta viską kišti į burną.
Ką ateitis žada bevielio įkrovimo technologijai
Technologija nestovi vietoje, ir bevielis įkrovimas tikrai nėra išimtis. Jau dabar matome įdomių naujovių, o ateityje jų bus dar daugiau.
Viena didžiausių krypčių – didesnė galia ir efektyvumas. Qi standartas jau palaiko iki 30W galią, bet laboratorijose testuojami įrenginiai, kurie gali perduoti 50W ar net daugiau. Tai reikštų, kad bevielis įkrovimas galėtų būti toks pat greitas kaip laidinis, o gal net greitesnis kai kuriose situacijose.
Atstumas taip pat didėja. Jau minėjau rezonansinį įkrovimą, bet yra kompanijų, kurios kuria sistemas, galinčias krauti įrenginius per metrą ar net daugiau. Xiaomi demonstravo technologiją, kuri gali krauti telefoną per kelių metrų atstumą naudojant kryptingas radijo bangas. Kol kas tai dar prototipas, bet kas žino – gal už kelių metų jūsų namuose bus vienas įkroviklis, kuris kraus visus įrenginius visame bute.
Automobilių srityje bevielis įkrovimas gali tapti standartu. Kai kurios kompanijos eksperimentuoja su bevieliais įkrovikliais, įmontuotais tiesiai į kelio dangą – elektromobilis galėtų krautis važiuodamas. Skamba kaip fantastika, bet Švedijoje jau yra eksperimentinis kelias su tokia technologija.
Dar viena įdomi sritis – bevielis įkrovimas per saulės energiją. Įsivaizduokite langą, kuris ne tik praleidžia šviesą, bet ir veikia kaip bevielis įkroviklis įrenginiams, esantiems šalia jo. Arba drabužius su integruotais bevieliais įkrovikliais, kurie kraunasi iš kūno šilumos ar judėjimo.
Standartizacija taip pat tobulės. Dabar turime Qi, bet yra ir kitų standartų, kurie konkuruoja. Tikėtina, kad ateityje viskas konsoliduosis į vieną ar du pagrindinius standartus, kurie veiks su visais įrenginiais – nuo auskarų iki automobilių.
Kai technologija tampa kasdieniu patogumu
Bevielis įkrovimas puikiai iliustruoja, kaip technologija evoliucionuoja nuo “šaunaus dalyko” iki “kaip aš be to gyvenau”. Kai pirmą kartą išbandote bevielį įkroviklį, galite pagalvoti, kad tai tik nedidelis patogumo priedas. Bet po kelių savaičių naudojimo grįžti prie laidų tampa keista.
Žinoma, bevielis įkrovimas nėra tobulas. Jis vis dar šiek tiek lėtesnis, šiek tiek neefektyvesnis ir kartais kaprizingesnis nei geras senas laidas. Bet patogumas dažnai nusveriu šiuos trūkumus. Galimybė tiesiog padėti telefoną ant stalo ir žinoti, kad jis kraunasi, be jokių laidų painiojimosi – tai mažas, bet tikras gyvenimo kokybės pagerinimas.
Ir tai tik pradžia. Su kiekviena nauja karta bevielis įkrovimas tampa greitesnis, efektyvesnis ir universalesnis. Galbūt netrukus gyvensime pasaulyje, kur laidai bus tik istorijos vadovėliuose, o visa mūsų elektronika krausis savaime, kai tik atsidursime tinkamoje vietoje. Teslos svajonė apie bevielę energiją galbūt ir neišsipildė tokia apimtimi, kokią jis įsivaizdavo, bet pamažu, vienu įrenginiu po kito, mes artėjame prie to ateities pasaulio.