Qi vs A4WP: La guerra de los estándares de carga inalámbrica

Usted tanto no puede oír hablar de eso, pero hay una batalla librando entre el Consorcio Wireless Potencia (WPC), que posee el estándar Qi, y su último rival, la Alianza para el Wireless Power (A4WP), que fue finalizado en enero. La batalla se libra sobre el cual se convertirá en el estándar global para la tecnología de transferencia de energía inalámbrica.

WPC es, con mucho, el grupo más grande en este momento, con 137 organizaciones miembros en 15 países y más de 100 productos que ya están certificadas con el estándar Qi. Pero las principales empresas de tecnología inalámbrica Qualcomm, Samsung, y Texas Instruments, así algunos otros, han hecho el cambio y han formado el estándar A4WP alternativa.

Sin embargo, vale la pena señalar que Samsung y TI son ambos todavía miembros de WPC, sino que también están invirtiendo en investigación A4WP en la creencia de que es el tecnología superior para el futuro.

Para entender mejor por qué la industria está tan desgarrado en los estándares de carga inalámbrica, podría ayudar a echar un vistazo a varias consideraciones de diseño elegidos por cada grupo y cómo esto afectará a los consumidores. Así que echemos una mirada poco en la física y la electrónica detrás de carga inalámbrica, y no te preocupes que no necesitará más grado Beng.

Cómo inalámbrica trabajos de carga

Todos los productos de carga inalámbrica se basan en el principio de la inducción magnética, que se crea a partir de la manipulación de los campos electromagnéticos producidos por los electrones se desplazan dentro de un alambre.

Los campos electromagnéticos irradian en un ángulo perpendicular desde un alambre, por lo general son bastante débil en un alambre recto y se vuelven más débiles como la distancia desde la fuente aumenta. Sin embargo la manipulación de un alambre en ciertas formas, tales como un solenoide en espiral, puede aumentar en gran medida la fuerza de los campos magnéticos, también conocido como un inductor. El campo magnético más concentrada es generada por un bucle de alambre con numerosas vueltas, donde las áreas más grandes de bucle y un gran número de devanados Para agravar el intensidad del campo.

Fuente: Hyperphysics. Un ejemplo de los campos electromagnéticos producidos por un solenoide y el bucle de alambre.

Quienes están familiarizados con la electrónica, probablemente se habrá llegado a través de los transformadores, que usan rollos de alambre y un núcleo con el paso de voltaje y corriente arriba y abajo. Bueno, con algunos ajustes adicionales a los campos magnéticos producidos por estas bobinas de alambre, incluso pueden llegar a ser lo suficientemente fuerte para inducir corriente en un cable a través del aire. Estoy seguro de que algunos de ustedes también habrán oído hablar de la resonancia, ya sea a partir de la acústica, la música, la radio, o cualquier otro tema que involucra formas de onda. Circuitos también se pueden sintonizar a ser muy sensibles a las frecuencias específicas a través de la utilización de circuitos bobina y el condensador. Para su uso en tecnologías inalámbricas esto aumenta la sensibilidad del dispositivo a las señales en una frecuencia específica, por lo que incluso una débil señal sintonizada inicia una carga y la descarga de reacción en el receptor, lo que resulta en una corriente.

Esto mejora enormemente la conectividad entre la fuente y el receptor, lo que permite poder para ser transferidos a través de varias pulgadas en lugar de sólo unos pocos milímetros.

La construcción de un cargador inalámbrico

Así que esa es la física básica fuera del camino, pero ¿cómo las compañías pusieron en práctica este principio? En realidad es bastante sencillo premisa- una fuerte corriente se induce en un inductor de bobina que genera un campo magnético. El generador de corriente de este campo magnético está finamente sintonizado a una frecuencia específica mediante un circuito LC, a fin de lograr la más fuerte posible la transferencia al receptor que está sintonizado a la misma frecuencia.

Los únicos diseñadores de elección de bienes tienen que hacer es la mejor manera de construir los circuitos inductivos, cómo equilibrar finamente los requisitos de alimentación del dispositivo de recepción, lo que la frecuencia para transmitir en, y cómo optimizar los tiempos de carga y consumo de energía. Pero eso es definitivamente fuera del alcance de este artículo. Una de las grandes preguntas que enfrenta un diseñador es qué tan grande para hacer su inductor, y la forma de equilibrar el comercio entre la eficiencia de energía, intensidad de campo magnético, y la frecuencia de resonancia.

Y esto es realmente donde la batalla por la carga inalámbrica viene, entre el diseño pequeño y eficiente Qi contra una norma A4WP más potente más grande.

Qi - carga de inducción magnética

Estoy seguro que muchos de ustedes están familiarizados con el estándar Qi para la carga inalámbrica, dispositivos como el Nokia Lumia 920 ya utilizarlo y la Galaxy s4 es el último smartphone insignia de venir con pre-instalado la tecnología.

El Nexus 4 orbe de carga utiliza el estándar de carga inalámbrica Qi

Los pequeños inductores utilizados en el estándar Qi hace que sea fácil de transferir el poder sobre las frecuencias más altas, pero la falta de un campo magnético grande significa que el teléfono tiene que ser colocado muy específicamente en el muelle. El estándar Qi sólo es compatible con una distancia de carga de unos pocos centímetros como máximo. Un uso inteligente de los imanes pueden ayudar a mantener su teléfono inteligente en su lugar, pero puede ser un problema si desea utilizar diferentes dispositivos en un solo cargador o si usted necesita cargar más de un dispositivo a la vez.

Con el fin de abordar el problema de sólo ser capaz de cobrar más de un área pequeña, componentes compatibles Qi pueden, y lo hacen, utilizar múltiples matrices resonador fuertemente par a fin de crear un área de carga más grande. Sin embargo es obvio que consume mucha más energía para tener toda la matriz de bobinas individuales activado aún, y esto todavía no resuelve el problema por el cual los usuarios tienen que alinear sus dispositivos precisamente con los pequeños campos magnéticos con el fin de lograr una lo suficientemente fuerte conexión.

Fuente: A4WP. Figura 1 (izquierda): un ejemplo de un solo resonador base de carga. Figura 2 (a la derecha): un ejemplo de una plataforma de carga multi-bobina.

Con el fin de limitar la potencia consumida por múltiples bobinas, el estándar Qi también incorpora un protocolo de comunicación limitado. Esto permite que el dispositivo receptor para decirle al cargador de la cantidad de energía que requiere, y comunicarse cuando está completamente cargada. El cargador se puede ajustar la potencia de salida para adaptarse a las especificaciones del dispositivo conectado y se puede cambiar a un modo de bajo consumo cuando está completamente cargada el auricular.

Otra queja sobre carga Qi es que a veces puede calentar la parte posterior de un dispositivo, debido a los materiales conductores de calefacción frecuencia de funcionamiento como el metal.

En general, puede decirse que Qi es una implementación conservadora de carga inalámbrica, destinado a ser eficiente de energía, pero no necesariamente el más flexible cuando se trata de usos prácticos.

A4WP - carga de resonancia magnética

A4WP tiene la intención de tomar la carga inalámbrica en una dirección ligeramente diferente, mediante la utilización de un campo magnético mucho más grande. En lugar de una 1 (o muchos) a 1 emisor al receptor ratio, A4WP opta por una 1 a muchos diseño que permite que se cargue múltiples dispositivos desde un solo transmisor.

En lugar de las pequeñas bobinas inductoras precisos utilizados en el estándar Qi, A4WP opta por un campo electromagnético más grande y más potente generado a partir de una bobina mucho más grande. Esto logra una distancia de carga mucho más grande mediante el uso de un circuito de resonancia finamente sintonizado a educir una corriente en el dispositivo de recepción, que es conocido como un cargador flexible. Hay un poco de la terminología de marketing económica pasa aquí cuando A4WP habla de resonancia magnética. Estándar de A4WP no está usando un método completamente diferente para proporcionar energía inalámbrica, todavía basada en la inducción magnética, pero es la utilización de la teoría de una manera ligeramente diferente.

Figura 3 (izquierda) Fuente A4WP: un ejemplo de un dispositivo de carga en un resonador flexible. (Derecha) Fuente Qi: un ejemplo de un pequeño receptor de carga en el campo magnético de una fuente flexible más grande.

Esto significa que los dispositivos colocados dentro del anillo inductor se puede cargar sin tener que alinear perfectamente con la bobina. A4WP también permite eje Z adicionales colocación de carga, permitiendo potencialmente para los cargadores que se construirán más profundamente en otros objetos, como un escritorio, por ejemplo, mientras que todavía permite los campos electromagnéticos para impregnan el material.

A continuación se muestra un ejemplo de caja de carga de resonancia grande hecha por el Poder por Proxi. Esto no se utiliza el estándar de A4WP, sino que se basa en el mismo principio.

Al igual que con Qi, A4WP también se comunica entre el cargador y el dispositivo de recepción, lo que permite una asignación más óptima de la energía basada en el número de dispositivos conectados y sus requisitos de potencia individuales.

A4WP parece infinitamente más práctico a la hora de cargar diferentes dispositivos caseros. Simplemente dejar caer un dispositivo hacia abajo sobre una estera grande junto a cualquier otro número de teléfonos inteligentes o tabletas es más fácil que alineando muelles individuales o usando un multi-inductor base de carga menos eficiente. También significa que los dispositivos de diferentes formas y profundidades serán compatibles con las estaciones A4WP carga.

El inconveniente para A4WP es que la potencia suministrada a los dispositivos de carga disminuye si la oferta no es lo suficientemente grande, como el poder tiene que ser compartida. Por ejemplo, si usted tiene un suministro 10W A4WP pero necesita cargar tres 5W dispositivos, a continuación, cada uno de ellos no recibirá energía suficiente para cargar a toda velocidad. Las verdaderas preguntas para A4WP será la rapidez con que puede cargar dispositivos, y si es lo suficientemente eficiente para que los consumidores utilizan a diario.

¿Quién va a ganar?

Como dispositivos A4WP no están en el mercado todavía tendremos que esperar antes de poder juzgar con precisión los aspectos importantes, como la eficiencia, el consumo de energía en reposo de carga, y así sucesivamente. Así que me reservo el juicio final hasta que podamos hacer algunas pruebas.

Pero definitivamente podemos considerar las aplicaciones prácticas de las dos tecnologías diferentes. Para el uso en el hogar hay muy poco que elegir entre los dos. Compatibilidad y eficiencia de dispositivos son probablemente las cosas más importantes en lo que respecta a los usuarios, aunque la capacidad de construir cajas de carga en escritorios con A4WP podría ser una ligera ventaja en el largo plazo.

También hay planes circulando utilizar carga inalámbrica en situaciones comerciales, por ejemplo, ser capaz de cargar su teléfono inteligente en un café a cambio de recibir un aviso a través del protocolo de comunicación cargadores. Con los usuarios de carga Qi lo más probable es que tenga que acoplar su teléfono en una estación en la tienda, donde como A4WP ofrece la oportunidad para que los consumidores simplemente poner su teléfono inteligente en el mostrador de cobrar, que es al instante más práctico y el consumidor.

Pero supongo que lo más probable es que decida el destino de estas dos normas, al igual que la batalla más tecnológica, serán las tasas de adopción. Actualmente Qi es millas por delante cuando se trata de la pertenencia de la empresa y el número de dispositivos en desarrollo que utilizan la norma. Sin embargo, como ya se ha dicho, los grandes jugadores como Qualcomm, Samsung y Texas Instruments están apoyando la A4WP como el estándar. Un portavoz de Samsung tenía esto que decir acerca de las normas A4WP:

"Desde el punto de vista de Samsung, con tantos teléfonos como vendemos, podemos aumentar [adopción] de la norma y realmente crear un ecosistema para la energía inalámbrica ... y crear interoperabilidad a través de la industria"

Esta declaración le pega más o menos el clavo en la cabeza, con algunas de las mayores compañías de tecnología en el respaldo negocio de teléfonos inteligentes A4WP usted puede estar seguro de que la norma va a terminar en muchos productos de gama alta que los consumidores se les va a comprar.

Pero como todas las tecnologías que va a tomar un tiempo para que el mercado adopte un nuevo estándar. La decisión de Samsung a optar por Qi en el Galaxy S4 es un golpe a A4WP, pero tal vez los dispositivos que se establecen para su entrega el próximo año va a ayudar a mejorar el conocimiento de la norma A4WP. A4WP todavía tiene que ganarse a otras empresas, ya sea con una tecnología superior o mejor conciencia de la banda, y por eso espero que el Qi seguirá siendo el estándar dominante por un tiempo más largo.

Supongo que hay dos maneras de ver esto, ya sea un poco de competencia es grande para el mercado y el tiempo dirá que es la tecnología superior. O, alternativamente, otro estándar simplemente fragmentar un mercado que ya está luchando para ganarse a los consumidores, ya que. La falta de compatibilidad entre los dos es algo que sin duda perjudicará a los consumidores que ya han comprado en Qi.

Yo personalmente prefiero las ideas tecnológicas detrás A4WP, pero no estoy seguro de que la tecnología puede ponerse al día lo suficiente para Qi con el fin de convertirse en el estándar aceptado, al menos no en el corto plazo. Pero me veo este espacio para A4WP una vez que los productos finalmente comienzan enviar hacia fuera.