Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 40

Олег Нечай

Опубликовано26 октября 2010 года

Мы живём в мире, который стремительно избавляется от проводов: уже давно никого не удивляют беспроводные пульты дистанционного управления, домашние и мобильные телефоны, точки доступа в интернет, наконец, компьютерные мышки и клавиатуры. Однако для питания всех этих устройств, как и прежде, требуются батарейки или аккумуляторы, который всё так же нужно подзаряжать, втыкая вилку зарядного устройства в розетку электрической сети. Более того, для каждого гаджета нередко требуется свой уникальный «зарядник». Этот последний бастион электрокабелей уже сегодня готовы взять беспроводные зарядные устройства, которые совсем скоро могут стать универсальным источником питания для самой разнообразной портативной электроники — от телефонов до ноутбуков.

Беспроводная зарядка аккумулятора посредством электромагнитной индукции позволит полностью забыть о кабелях, несовместимых разъёмах и разнообразных адаптерах. Впрочем, пока эта технология ещё молода, и для зарядки таким способом требуются «посредники», но в будущем в них не будет никакой нужды.

Идея беспроводной передачи электричества далеко не нова: ещё век назад подобные эксперименты, только в гораздо более впечатляющих масштабах, проводил гениальный физик Никола Тесла. Изучая грозовые явления в атмосфере Земли, он пришёл к выводу о принципиальной возможности передачи электричества на большие расстояния. Работая при электростанции в небольшом американском городке Колорадо Спрингс, Тесла сконструировал генератор с гигантской первичной обмоткой, при этом вторичная обмотка была подключена к шестидесятиметровой мачте, на вершине которой установили медный шар метрового диаметра. Эксперимент показал, что при подаче на первичную катушку тока с напряжением в несколько тысяч вольт на вторичной возникает ток уже в несколько миллионов вольт и частотой до 150 тысяч герц!

Впоследствии Тесла неоднократно повторял свой эксперимент, но его опыты в то время посчитали слишком опасными, поэтому до практической реализации передачи электроэнергии дело не дошло. Тем не менее, научный мир оценил заслуги этого незаурядного ученого, в честь которого была названа единица измерения магнитной индукции.

В наши дни идея Теслы получила свою практическую реализацию, но с гораздо более низкими напряжениями. Выглядит это так: в специальный коврик-зарядник встраивается трансформатор и первичная катушка индуктивности, а вторичная обмотка подключается или интегрируется в принимающее устройство.

Над беспроводной технологией электропитания уже довольно давно работает целый ряд фирм, но до серийных конечных продуктов дело дошло только у израильской Powermat и американской Fulton Innovation (под брендом eCoupled), разработку которой продвигает на рынке Leggett and Platt. Готовые образцы зарядных устройств этих компаний были продемонстрированы публике на выставке CES 2009 в Лас-Вегасе в начале года.

Чтобы обеспечить совместимость различных технологий беспроводной зарядки в конце 2008 года компании Fulton Innovation, Logitech, Royal Philips Electronics, Sanyo Electric и Texas Instruments, создали организацию Wireless Power Consortium, которая занимается разработкой промышленного стандарта для беспроводных заурядных станций. На начальном этапе будут выработаны единые стандарты для маломощных (до 5 Вт) приборов с малым радиусом действия, а затем дело дойдет и до «электростен». Узнать совместимые приборы можно будет по соответствующему логотипу.

Принцип действия у обеих систем один: в базовом зарядном устройстве и в принимающем питание гаджете установлены катушки индуктивности. Зарядник подключается к сети и создаёт электромагнитное поле, возбуждающее катушку в приёмном устройстве, которая, в свою очередь, генерирует электрический ток. Тем самым ток как будто бы передается без проводов по воздуху.

Отличие разработок Powermat и Fulton Innovation заключается в том, что в первом случае заряжаемые устройства распознаются при помощи специальных чипов радиочастотной идентификации (RFID), а во втором по характеристикам установленной в гаджете катушки индуктивности. При этом для запуска процесса зарядки не требуется выполнять никаких манипуляций - достаточно поместить аппарат в зону действия зарядника. Вы просто кладёте на специальный коврик любые устройства, которые надо зарядить, а их тип и необходимые электрические параметры определяются автоматически.

В варианте Powermat различные гаджеты (телефоны, плееры, коммуникаторы) нужно помещать в специальные чехлы или док-станции. Существует и универсальное решение - так называемый Power Disс, который может быть установлен на корпус любого устройства - от плеера до ноутбука. А технология eCoupled компании Fulton Innovation подразумевает, что приемные катушки будут встраиваться непосредственно в девайс еще на стадии производства.

Представители обеих компаний-разработчиков утверждают, что КПД беспроводных зарядных устройств превышает 90%, в то время как КПД традиционных проводных моделей составляет порядка 50-60%. При этом такие системы не только более эффективно используют электроэнергию, но и заряжают аккумуляторы с той же самой скоростью, что и «родные» адаптеры.

Строго говоря, коврики для беспроводной зарядки вовсе не обязательны. Первичные обмотки могут встраиваться в любые предметы, например в рабочий стол, док-станцию для плеера и даже просто в стену. Представители Powermat утверждают, что ее инженеры совместно со специалистами компании Shimizu уже работают над технологией так называемых «электростен». Если этот проект будет реализован, то излучатели энергии для питания телевизоров, стереосистем, холодильников, пылесосов и осветительных приборов будут интегрированы в стены зданий или в мебель. Проблема нехватки и неудобного расположения розеток будет решена, ведь нужда в них просто отпадёт! Более того, технология в перспективе позволяет передавать и полезный сигнал, то есть звук, видео и любые цифровые данные - сегодня даже трудно представить, какие возможности она открывает.

Разработчики eCoupled делают ставку на автомобильные аксессуары: питающую подставку для ноутбука, «карман» для центральной консоли (для фонарей и телефонов), а в перспективе - на рабочую и домашнюю мебель, которая будет обеспечивать энергией компьютеры, мобильники, светильники и пульты дистанционного управления.