Беспроводное питание и зарядка: состояние и перспективы

21 февраля 2009
Беспроводное питание приходит в дом
Если вы пользуетесь электрической зубной щёткой, то вы уже наверняка знакомы с беспроводным питанием. Технология под названием "индукционная зарядка" не является новой, однако она не стоит на месте: теперь она стала более эффективной и поддерживает более высокие напряжения. Эволюционным шагом стало внедрение этой технологии в продукцию таких компаний, как Bosch, Energizer и Motorola. В этом году нас ждёт выпуск систем беспроводного питания, продемонстрированных на январской Международной выставке бытовой электроники (CES), которые будут заряжать разнообразные устройства, от карманных фонарей до таких мощных систем, как ноутбуки и КПК.
Свет без кабелей: компания Energizer производит солнечное зарядное устройство и фонарь eCoupled. Нажмите на картинку для увеличения.
Без связки кабелей ваш рабочий стол мог бы выглядеть очень аккуратно: поверхность eCoupled может заряжать любые устройства, от фонаря до телефона, камеры, мыши и ноутбука. Нажмите на картинку для увеличения.
Беспроводное питание не всегда означает, что вы везде можете заряжать свои устройства. Это лишь значит, что физическое подключение не требуется, то есть вам не придётся иметь дело с разными разъёмами. Беспроводное питание могло бы быть более эффективным, по сравнению со стандартной зарядкой, поскольку разработанные по данной технологии интеллектуальные системы могут идентифицировать устройства и отслеживать уровень их заряда, заменяя множество блоков питания, и отключать питание по окончании зарядки устройства. Конечно, такие беспроводные источники питания более удобны, потому что вы можете положить устройства на зарядную поверхность в любом месте, а не подтыкать к ним кабели и зависеть от того, где в доме у вас расположены розетки.
Впрочем, чтобы беспроводное питание заработало, нужны адаптеры и зарядные панели и некоторая настройка, поскольку где-то во всей этой схеме вам всё равно придётся подключиться к розетке. Сегодня мы расскажем вам о том, выпуск каких систем беспроводного питания ожидает нас в этом году, и что вам понадобится, чтобы заряжать свои гаджеты без подключения их к розетке.
Технология eCoupled для зарядки фонарей и электроинструментов
Компания Fulton Innovation в очередной раз представила свою технологию беспроводного питания eCoupled на выставке CES, но в этом году она дебютировала с продуктом, который уже готов к выпуску. Компания Energizer использует технологию eCoupled для создания водонепроницаемого фонаря, которому никогда не понадобятся новые батарейки.
По словам Дэйва Баармана (Dave Baarman), руководителя отдела перспективных технологий компании Fulton Innovation, уже в этом году в продаже появится фонарь Energizer Hard Case Professional eCoupled Swivel Light. Среди других продуктов, которые должны появиться на рынке, были отмечены зарядные устройства для автомобиля от компании Legget - Center Console Pocket - которые имеют две зарядные панели для обеспечения питания различных мобильных устройств: от фонарей до сотовых телефонов и бортовых компьютеров. Баарман отмечает, что благодаря сотрудничеству с компанией Texas Instruments, разрабатывающей чипсеты, которые будут встраиваться в устройства, и выходу набора для разработчиков, в текущем году начнёт появляться всё больше и больше систем с поддержкой eCoupled.
Фонарь Energizer eCoupled Swivel Light заряжается в автофургоне. Нажмите на картинку для увеличения.
Несмотря на то, что Energizer eCoupled Swivel Light нацелен, скорее, на корпоративных клиентов, нежели на обычных потребителей, поворачивающаяся на 125 градусов головка этого фонаря всем бы пригодилась, как и лучи высокой и низкой яркости. А вот красный луч для ночного видения и диагностический зелёный свет (который выявляет трещины, несовпадения в материалах и другие возможные дефекты) предназначены, главным образом, для строителей и других специалистов.
Компания Bosch представила прототип электроинструментов, которые могут заражаться прямо на рабочем столе или внутри футляра для переноски, если поместить его на зарядную полку, которая может находиться в мастерской или в специализированном фургоне. Таким образом, у вас всегда будут инструменты без проводов, в любой момент готовые к работе.
Ещё один фонарь Energizer заряжается на рабочем столе Bosch. Нажмите на картинку для увеличения.
Прототип ящика с инструментами Bosch, который можно положить на зарядную полку в фургоне, чтобы зарядить их по дороге к объекту. Нажмите на картинку для увеличения.
Зарядная поверхность
Фонарь Energizer будет совместим с зарядной поверхностью Bosch и адаптером eCoupled, встраиваемым в такую стандартную мебель, как столы, кухонные гарнитуры или даже подлокотники кресла. Компания Motorola говорит, что сейчас "исследует" данную технологию. Она представила прототип зарядной панели и модифицированный смартфон Q9, который будет заряжаться на ней, а Fulton разработала зарядную станцию, которая пригодится в магазине электроники.
Motorola продемонстрировала зарядную панель, а встроенный беспроводной блок питания не сделал тонкий смартфон Q9 более громоздким. Нажмите на картинку для увеличения.
Одна зарядная станция может зарядить несколько устройств одновременно. Нажмите на картинку для увеличения.
Беспроводное питание для сковородок и блендеров
Почти все демонстрации на выставочном стенде Fulton проводились с помощью мебели IKEA, дополненной адаптером eCoupled, который может питать всё: от блендеров и сковородок прямо на кухонном столе до пульта приставки Wii.
Чтобы обеспечить питание сковородке, Fulton встроила магнит в рабочую поверхность вместе с адаптером. Стоит только сверху поставить подставку, которая "приклеится" к магниту, как превратится в индукционную конфорку. Нажмите на кнопку, расположенную на ручке сковороды, чтобы включить её, и вода начнёт кипеть, причём рабочая поверхность будет лишь слегка тёплой.
Вода в сковороде кипит даже без конфорки. Нажмите на картинку для увеличения.
Беспроводное питание для телевизоров
Для питания телевизора с плоским экраном на стене или телевизионной приставки, расположенной на тумбе, Баарман предлагает плоскую электропроводку FlatWire. Тонкая липкая лента FlatWire с проводящими полосками может передавать аудио, видео и данные, и сейчас компания DeCorp ожидает одобрения National Electrical Code.
Что касается пультов дистанционного управления, iPod и тому подобных устройств, которым необходимо питание, было бы неплохо заряжать их прямо от подлокотника дивана. А светодиодный индикатор будет выключаться при окончании зарядки. Вы можете размещать устройства на разных участках, и огонёк будет сигнализировать, если начнётся зарядка.
Огонёк показывает, что iPod заряжается. Нажмите на картинку для увеличения.
Адаптер eCoupled очень маленький и может легко уместиться на ладони. Внутри него находится плотно намотанная катушка и процессор, который взаимодействует с заряжающимся устройством. Этот процессор определяет, сколько энергии требуется устройству, каков уровень заряда и может оценить даже жизненный цикл батареи. В результате батарея не "умрёт" быстрее, чем положено из-за частых быстрых подзарядок.
"Мы можем управлять процессом зарядки, чтобы продлить срок службы батареи", - говорит Баарман.
Прототип адаптера eCoupled: всё равно его где-то придётся подключиться к розетке. Нажмите на картинку для увеличения.
Передача информации о статусе
Каждое устройство получает своё обозначение, поэтому вы можете дать им имена и даже выяснить, где они находятся. Если пульт приставки Wii заряжается на кухне, то это можно будет определить. Скорость передачи данных довольно низкая - 1,1 Мбит/с, поэтому такое соединение больше подходит для передачи информации о статусе, нежели мультимедийных файлов. Однако вы можете посмотреть температуру сковородки на кухне со своего телефона и даже скачать рецепт, согласно которому будет задано время приготовления.
Кроме того, eCoupled можно использовать для управления устройствами. Когда вы уже готовы ложиться спать, то положите пульт ДУ на спутниковый декодер, и это будет сигналом для выключения декодера, телевизора, "зарядника" и всех устройств, которые вам не понадобятся до следующего утра. Возьмите пульт ДУ, и все устройства снова включатся и будут готовы к работе. Баарман продемонстрировал эту возможность с помощью модифицированного спутникового декодера.
Положите пульт ДУ на спутниковый декодер, чтобы выключить систему домашнего кинотеатра, а чтобы снова включить его, возьмите пульт. Нажмите на картинку для увеличения.
Регулировка мощности
Распознавание устройств, мониторинг и регулировка мощности являются ключевыми аспектами работы со всеми устройствами, которым вы хотите обеспечить питание без потери энергии. Телефонам и медиаплеерам требуется 5 В, а ноутбукам нужно 12-18 В.
Продемонстрированный Fulton блендер KitchenAid оснащён двигателем мощностью 1 л.с. и использует 110 В. Запитываясь от eCoupled, он может работать на полной скорости и дробить лёд. Баарман заявляет, что технология eCoupled имеет КПД около 98,6% (по сравнению со 100%, которые вы получили бы, подключившись напрямую к электрической розетке). Кроме того, по столу не таскаются никакие шнуры, которые пачкаются, и о которые можно случайно зацепиться. Устройства получают энергию по своим потребностям, и, в конце концов, замена нескольких зарядных устройств одним адаптером будет более эффективна, поскольку вы не будете тратить энергию, понижая напряжение индивидуально для каждого зарядного устройства.
Один и тот же адаптер eCoupled может заряжать устройства тремя способами: подавая питание напрямую, заряжая батарею или заряжая ионистор (суперконденсатор). Последние похожи на батареи тем, что они удерживают заряд и очень быстро заряжаются, но из практических соображений они обычно не используются для питания устройств (хотя Fujitsu поместила их внутрь своих ЖК-мониторов Zero Watt, так что они могут совершенно не потреблять энергию в выключенном состоянии, в то время как большинство мониторов потребляют несколько ватт, а включаются они всё равно мгновенно). В случае с eCoupled, суперконденсаторы могли бы использоваться для цифровых термометров, консервных ножей и других приспособлений, которые должны заряжаться быстро и работать недолго.
Комплект разработчика eCoupled показывает три режима, в которых адаптер может подавать питание; режимы переключаются автоматически по мере необходимости. Нажмите на картинку для увеличения.
Провода всё равно нужны
Конечно, в схеме работы eCoupled есть и провода - вам нужно установить адаптеры или заряжающие поверхности, и каждое заряжаемое устройство нужно размещать в правильно место. Кроме того, нужно дождаться, когда на рынке появятся устройства eCoupled и адаптеры. Однако вы получаете гораздо больше, чем просто избавление от путаницы проводов, потому что eCoupled - это интеллектуальная система распределения энергии, мониторинга и управления для всех устройств в доме. Fulton вошла в консорциум Wireless Power Consortium вместе с такими влиятельными компаниями, как Sanyo и Philips, а это значит, что в будущем появится ещё больше устройств и зарядных поверхностей, которые смогут взаимодействовать друг с другом.
Технология eCoupled разрабатывалась для питания водяных насосов, поэтому она может работать в любых условиях, лишь бы ваши устройства были водостойкими. Нажмите на картинку для увеличения.
Powermat заряжает устройства
У компании Powermat есть магнитоиндукционная система, похожая на eCoupled, и которая впервые была представлена на выставке CES в прошлом году. Но в то время как представители Fulton обсуждают, как в будущем их устройства будут кипятить воду и подавать питание на плоские телевизоры, компания Powermat намеревается выпустить потребительские продукты, не ожидая, пока производители устройств начнут действовать.
К осени 2009 года Powermat представит пять разных стилей тонких зарядных ковриков по цене от $129 до $159, включая модульный коврик, который может заряжать до шести устройств, а также коврики на три устройства, которые можно класть у кровати, и складную модель для путешествий. Если вы хотите заряжать ноутбук так же, как телефоны, плееры iPod, гарнитуры, камеры, GPS-приёмники и другие небольшие устройства, то вам понадобится модель PC+. Модель PC+ оснащена специальным зарядным диском, который подключается к ноутбуку и ставится на коврик (он может заражать одновременно два маленьких устройства).
Один коврик может заряжать несколько устройств, но каждому устройству понадобится зарядный адаптер стоимостью $30, который может быть встроен в защитный чехол или док-станцию. Конечно, большинству устройств в первое время понадобится зарядный диск, который будет подключаться к разъёму питания, зато вам не придётся использовать разные блоки питания и несколько розеток. На данный момент есть около десяти разных моделей дисков питания.
Подобно eCoupled, коврик Powermat может получать от устройства информацию, поэтому он знает, какое напряжение посылать, и когда прекратить зарядку. В будущем планируется передача данных устройствам "с очень эффективной скоростью", поэтому будет возможно одновременно заряжать и синхронизировать iPod.
Вы сможете выбрать модель из целого семейства различных зарядных ковриков, и у Powermat будут адаптеры для всех существующих устройств. Нажмите на картинку для увеличения.
Зарядные диски, похожие на шайбу, пока не такие компактные и удобные, зато они позволят вам заряжать устройства, для которых нет соответствующего питающего футляра или док-станции. Нажмите на картинку для увеличения.
Один и тот же коврик Powermat может работать с разными зарядными футлярами, док-станциями и устройствами, разработанными для Powermat, подобно будильнику. Нажмите на картинку для увеличения.
Заряжаем на расстоянии с помощью радиочастот
Если вы хотите заряжать устройства на расстоянии, вам нужно будет воспользоваться радиоволнами. Проблема заключается в том, что преобразование электричества в радиоволну, отправка её через всю комнату, улавливание волны и преобразование обратно в электричество неэффективно. Intel и MIT продемонстрировали передачу энергии на расстоянии таким способом, но первой компанией, показавшей продукт с RF-питанием, является Powercast. Пока радиочастот достаточно только для питания LED-орнаментов под названием WunderLites. Этим маломощным огонькам для непрерывной работы хватает энергии, передаваемой по радиоволнам.
WunderLites: такие светодиодные орнаменты вклеиваются между стенкой и плиткой, поскольку их не надо никуда подключать. Нажмите на картинку для увеличения.
"Вечные" батареи?
Компания Powercast хочет создать "вечные" батареи Lifetime Power, которые никогда не придётся менять. На выставке CES Powercast показала зарядное устройство с радиочастотным модулем Powerharvester. Однако в перспективе компания ищет производителя батарей, который встроит этот модуль (harvester) в сами батареи, чтобы их не нужно было вынимать из корпуса для замены или зарядки. Таким образом, вы могли бы не пользоваться пультом ДУ в течение года, а батарея в нём всё равно оставалась бы заряженной и готовой к работе.
В настоящее время Powercast может послать радиочастотную энергию на зарядное устройство. Если бы модуль Powerharvester был встроен в батарею, то пульт ДУ мог бы заряжаться в подобной зарядной станции. Нажмите на картинку для увеличения.
Над беспроводной радиозарядкой придётся ещё поработать, прежде чем она станет реальной альтернативой привычной проводной зарядке устройств, зато она могла бы привести к появлению совершенно новых гаджетов. Уже в этом году Powercast планирует выпустить беспроводные сенсоры для индустриального и, возможно, для домашнего применения. Если вам не придётся регулярно заменять батарейки в сенсорах, то их можно расположить в намного большем количестве мест для мониторинга - и по радиоволнам вы будете получать информацию от сенсоров.