O que é o carregamento sem fio e como funciona?

O carregamento sem fio, como a tecnologia de carregamento Qi que muitos telefones Android usam, não é uma tecnologia nova. Meu barbeador elétrico Panasonic o utilizou há muitos anos e a maioria de nós já viu escovas de dentes que carregam sem fio em um berço. E, é claro, não podemos esquecer a Palm e a maneira como ela trouxe o carregamento sem fio para as massas com o Touchstone. Agora que essas restrições de tamanho, custo e eficiência diminuíram um pouco, colocar o carregamento sem fio em algo como o telefone ou o relógio Android faz mais sentido.

Temos mais do que algumas perguntas sobre o carregamento sem fio e como ele funciona, então vamos dedicar alguns minutos e falar sobre o básico; o que é, como funciona e por que você deseja na sua próxima compra do Android.

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O que é o carregamento sem fio?

O carregamento sem fio não é mágico - você ainda precisa de um fio. A diferença é que o fio está conectado a uma base de carregamento em vez do telefone, para que você possa simplesmente soltar o Android no carregador e as coisas funcionem sem conectar nada ao telefone. A base de carregamento pode ter quase qualquer formato ou tamanho e pode até parecer algo como o painel do carro ou a base de uma lâmpada da IKEA. Contanto que você consiga encontrar o local certo na parte traseira do seu Android no local certo na base do carregador, ele funcionará.

Um bom exemplo seria ter uma base de carregamento sem fio em sua mesa no trabalho. Quando você não estiver usando o telefone, defina-o no carregador. Quando precisar usar o telefone, atenda-o e ele será cobrado. O carregamento sem fio não é tão rápido quanto o Carregamento rápido, mas é fácil e algo mais provável que você use para manter o telefone no topo durante o dia (no nosso exemplo). É aí que brilha o carregamento sem fio - facilidade de uso.

Como funciona o carregamento sem fio?

O carregamento sem fio usa dois acoplamentos indutivos ressonantes para transmitir sinais de baixa potência entre dois dispositivos. Eles são projetados especialmente para transmitir eletricidade sem se tocarem como faz uma conexão com fio normal. A estação base, conectada à parede por sua própria fonte de alimentação, possui uma bobina de transmissor e o telefone, uma bobina de receptor. A estação base envia regularmente um sinal e, quando uma bobina receptora se aproxima o suficiente, uma mudança de ressonância (a estação base altera a amplitude de sua oscilação - vibra mais rápido) no sinal. A forma de onda do sinal é modulada (alterada para que a bobina do telefone saiba que a energia está sendo enviada) e o carregamento indutivo é iniciado.

O carregamento sem fio usa a mesma teoria elétrica de um gerador: a energia mecânica cria energia elétrica.

O carregamento indutivo usa essas duas bobinas eletromagnéticas especialmente projetadas para criar um campo magnético entre dois dispositivos. Existe um processo complexo que permite que um campo magnético produza eletricidade através da diferença de potencial e oscilação. A oscilação é uma variação repetitiva cronometrada e, no caso de uma bobina eletromagnética, você pode pensar nela como vibração.

A bobina do seu dispositivo Android também está conectada ao circuito de carregamento da bateria e a bateria é carregada usando a energia induzida pelo campo magnético.

A indução eletromagnética é muito legal, e o básico é que, se você mover um material eletricamente condutor, como uma bobina ou um enrolamento, na presença de um campo magnético, você faz os elétrons fluírem. Coisas como um gerador movido a gás também "criam" eletricidade usando energia mecânica para criar EMF (força eletromotriz). A indução eletromagnética também é usada em transformadores e dispositivos de medição de corrente.

O carregamento sem fio não é muito eficiente, mas está melhorando a cada iteração do padrão.

O excesso de calor também é criado, e é por isso que o carregamento sem fio não é a maneira mais eficiente de transferir energia da parede para a bateria. É também por isso que leva mais tempo para carregar o telefone em um teclado Qi do que para conectá-lo à parede. Embora os novos métodos e materiais usem frequências mais altas e bobinas mais finas que as iterações anteriores, o carregamento sem fio ainda é menos eficiente e mais caro do que o carregamento padrão por um fio. Vai ficar assim no futuro próximo.

Para simplificar:

• Seu Android e o carregador possuem bobinas elétricas especiais.
• Quando as duas bobinas se aproximam o suficiente, elas usam magnetismo para criar pequenas oscilações (vibrações) na bobina e um CEM é criado pela bobina dentro do telefone.
• Este EMF envia uma pequena quantidade de energia pelo circuito de carregamento do telefone e carrega a bateria.
• Custa mais e leva mais tempo para carregar do que custaria se você conectasse o telefone e cria mais calor porque isso é menos eficiente do que conectar os fios da maneira tradicional.
• A lei de indução de Faraday é impressionante e a equação de Maxwell-Faraday é como chocolate matemático: doce e decadente. O carregamento sem fio também é incrível quando você o usa.

Uma palavra sobre Powermat

Qi não é o único padrão de carregamento sem fio. Outros padrões, como o Powermat, são usados ​​para criar soluções de carregamento sem fio. Eles usam um padrão diferente do Qi, mas a ciência por trás deles é a mesma. A Powermat fez parceria com empresas como AT&T e Starbucks para fornecer estações base em locais públicos, e o uso de um estojo especial ou bloco de carregamento conectado ao telefone permite que você carregue sem fio. Eles também são parceiros da General Motors e estão trabalhando para trazer bases de carregamento sem fio internas para veículos.

O Powermat faz algumas coisas realmente ótimas (ótimo se você for um engenheiro elétrico, de qualquer maneira) e alguns argumentam que esse é o melhor padrão. De qualquer forma, o Qi é mais prevalente.

Enquanto a mesma teoria elétrica básica se aplica a Powermat e Qi, os diferentes padrões significam que eles não são compatíveis. Seu telefone habilitado para Qi não carrega em uma base Powermat porque os sinais enviados e recebidos são diferentes. Se você possui equipamentos Powermat, precisa ter certeza de que está comprando mais equipamentos Powermat para que tudo funcione.

Há exceções, como os telefones Samsung Galaxy, que incluem os padrões Qi e Powermat.

Por que desejo o carregamento sem fio no meu próximo telefone?

Agora que temos um padrão amplamente aceito - estamos falando do padrão Qi aqui -, precisamos lembrar que qualquer carregador Qi funcionará com qualquer dispositivo certificado por Qi. Isso significa que o carregador que você compra, seja uma unidade chinesa sem marca de US $ 6 da Amazon ou uma marca como Samsung ou Zens, funcionará com o dispositivo que você tem agora e com qualquer dispositivo que você comprar no futuro.

Você não usa o carregamento sem fio porque é "melhor". Você o usa porque é mais conveniente. Muito mais.

Junte isso ao fator de conveniência - e até você comprar alguns carregadores Qi e colocá-los nos locais em que provavelmente configurará o telefone, você realmente não entenderá como é conveniente. Você pode ter um carregador de Qi em sua mesa, na mesa da sala de estar, um no carro e outro na mesa de cabeceira. Seu Galaxy S8 quase nunca terá menos de 50% de carga. Não porque a duração da bateria do Galaxy S8 é ótima, ou porque os carregadores Qi funcionam "melhor", mas porque sempre que não está na mão, está carregando.

Obviamente, há o custo inicial de comprar as bases de carregamento, mas elas são bem baratas - quase o mesmo custo de uma boa verruga de parede e cabo USB. À medida que mais e mais dispositivos portáteis e smartphones se movem em direção ao padrão Qi, mais e mais dispositivos poderão tirar proveito dos carregadores.

O carregamento sem fio não faz o seu telefone funcionar de maneira diferente, mas pode mudar a maneira como você o usa.

Atualização em setembro de 2017: esclareceu algumas das teorias elétricas e garantiu a representação das versões mais recentes do padrão Qi.