[شرح] الشحن اللاسلكي: كل ما تحتاج إلى معرفته

تتبع معظم الميزات على الهواتف الذكية اتجاه الظهور أولاً على السفن الرئيسية ثم تتدفق ببطء إلى الهواتف ذات الأسعار المعقولة. لقد رأينا هذا يحدث مع الشاشات عالية الدقة وماسحات بصمات الأصابع وشقوق العرض والشحن السريع وتقييمات IP. ومع ذلك ، هناك تقنية واحدة لم يتم اعتمادها لسبب ما في الهواتف الذكية متوسطة المدى والمخصصة للميزانية ، وهي الشحن اللاسلكي. يعد الشحن اللاسلكي ميزة موجودة على الهواتف الذكية منذ ما يقرب من عقد من الزمان. جاء Droid Charge من Samsung بظهر قابل للاستبدال يدعم الشحن اللاسلكي Qi.

كانت Samsung واحدة من أوائل المتبنين لشحن Qi اللاسلكي وانضمت شركة Apple المنافسة في وقت متأخر إلى الحفلة في عام 2017 مع iPhone X. في حين أن كل هذا لا يزال جديدًا إلى حد ما على التكنولوجيا الاستهلاكية ، إلا أن الشحن اللاسلكي أو الحث اللاسلكي موجود منذ أكثر من القرن ، بفضل نيكولا تيسلا الذي اكتشف أنه يمكن نقل الطاقة لاسلكيًا بمساعدة المغناطيسية. في حين أن هناك تطبيقات أكبر بكثير من الشحن اللاسلكي أو الحث المغناطيسي بشكل عام ، فإننا سنلتزم بالتقنية في الهواتف الذكية مع الأخذ في الاعتبار نطاق هذه المقالة.

كيف يعمل الشحن اللاسلكي؟

قبل أن ندخل في كيفية شحن هاتفك بطريقة سحرية عندما تضعه على حصيرة أو لوحة شحن لاسلكية ، دعنا نذهب في رحلة قصيرة عبر ممر الذاكرة إلى Class 10 Physics ونحاول فهم أساسيات المغناطيسية والكهرباء. لنبدأ أولاً بالتيار المتردد أو ما يُشار إليه عادةً باسم التيار المتردد. كما يوحي الاسم ، في التيار المتناوب ، لا يتدفق التيار في اتجاه واحد ، بل يتدفق في اتجاهين متعاكسين بالتناوب. وفقًا لتجارب العالم الشهير Oersted ، يحفز التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا. يعتمد المجال المغناطيسي على الاتجاه الذي يتدفق فيه التيار ، مما يعني أنه سيكون هناك مجالات مغناطيسية مختلفة حسب اتجاه التيار.

كما ناقشنا سابقًا ، في التيار المتناوب ، يتغير اتجاه التيار بشكل متكرر. هذا يعني أن المجال المغناطيسي الذي ينتجه التيار المتردد يتغير أيضًا مع تغير اتجاه التيار بسرعة. هذا التغيير في المجال المغناطيسي ينتج الكهرباء كما اكتشفه مايكل فاراداي ، وهذا هو بالضبط العلم وراء الشحن اللاسلكي. إذا كنت تعتقد أن هذا كان خارج نطاق فهمك ، فلننظر إليه بطريقة عملية ، تمامًا كما يحدث في الحياة الواقعية.

العمل العملي لشاحن لاسلكي

تحتوي لوحة الشحن اللاسلكي على ملف مدفون ليس عميقًا جدًا خلف السطح العلوي. ستدرك أنه في معظم الأحيان ، يكون السطح العلوي للشاحن اللاسلكي مصنوعًا من البلاستيك أو الخشب أو نوع من القماش. هذا للسماح للحقل المغناطيسي بالمرور بسهولة. نفس الشيء هو الحال مع المواد المستخدمة على ظهر الهاتف الذكي. سيكون لكل هاتف ذكي يدعم الشحن اللاسلكي ظهر زجاجي أو بلاستيكي لأن المعدن لا يسمح بالحث.

على أي حال ، بالعودة إلى لوحة الشحن اللاسلكي ، هناك ملف يقوم بتوصيل الكهرباء على الشاحن اللاسلكي نفسه ، وهو جهاز الإرسال ، وهناك ملف مشابه موجود على ظهر الهاتف الذكي يعمل كملف جهاز الاستقبال. على لوحة الشحن اللاسلكي ، يتم توصيل الملف بأنابيب التيار المتردد من خلال محول طاقة يقوم بتحويله إلى تيار مستمر ويغذيه إلى ملف جهاز الإرسال. ثم يتم تحويل التيار مرة أخرى إلى التيار المتردد في الملف وهناك مجال مغناطيسي مستحث. عند وضع هاتف ذكي مزود بملف جهاز استقبال على لوحة الشحن اللاسلكي ، يقوم ملف جهاز الإرسال بتحفيز التيار المتردد في ملف جهاز الاستقبال. ثم يتم تحويل التيار المتردد مرة أخرى إلى DC وإرساله إلى البطارية. يشار إلى هذه الظاهرة باسم الاقتران الاستقرائي الرنان.

بالطبع ، هناك مكونات أخرى في الشاحن اللاسلكي مثل المقومات والفلاتر وما إلى ذلك. وهذا يساعد في تحويل التيار المتردد إلى التيار المستمر وأنشطة التحكم الحالية الأخرى. هناك بعض القيود المتضمنة هنا أيضًا ، كما ناقشنا سابقًا. تعد المواد الموجودة على سطح الشاحن اللاسلكي والهاتف والمسافة بين جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال للملف وحجم الملفين وما إلى ذلك من العوامل المهمة لتمكين الشحن اللاسلكي. أدى ذلك إلى ظهور معيار يتبعه كل مصنع للهواتف الذكية قام بدمج الشحن اللاسلكي في هواتفهم الذكية - معيار Qi.

معيار الشحن اللاسلكي Qi

Qi هو معيار شحن لاسلكي تم تطويره بواسطة Wireless Power Consortium والذي يمكن استخدامه لربط أي جهاز بشحن لاسلكي. يتعين على الشركات المصنعة التي تدمج معيار Qi الحصول على الشهادة ذات الصلة بأن أجهزتهم متوافقة مع Qi ، سواء كانت هواتف ذكية أو أجهزة شحن لاسلكية. باستخدام معيار Qi ، يمكن شحن الأجهزة لاسلكيًا لمسافة تصل إلى 4 سم بين ملفات الإرسال وجهاز الاستقبال.

نظرًا لأن هذه الملفات مدمجة بشكل أكبر خلف طبقات أخرى ، فقد تم تقليل المسافة بين الهاتف الذكي ولوحة الشحن اللاسلكية إلى ملليمترات. بشكل أساسي ، يجب أن يكون سطح هاتفك ملامسًا لسطح لوحة الشحن اللاسلكي حتى يتم الشحن.

لماذا الشحن اللاسلكي بطيء جدًا؟

يثير هذا في الأساس نقاشًا مفاده أن الشحن اللاسلكي لا يزال غير لاسلكي تمامًا نظرًا لحقيقة أنه يجب توصيل الشاحن اللاسلكي نفسه دائمًا ويجب أن يرتكز هاتفك تمامًا على الشاحن اللاسلكي حتى يعمل. أضف إليها سرعات الشحن البطيئة للغاية والتي تبلغ حوالي 5-10 واط على معظم الهواتف الذكية الشائعة. ترجع السرعات البطيئة إلى حقيقة أن الحث يعمل بشكل أفضل عندما يكون حجم الملفات أكبر وعدد الدورات في الملف أكبر. لا يمكن تحقيق هذين المعيدين على الهاتف الذكي نظرًا لصغر حجمه. أيضًا ، يتضمن الشحن اللاسلكي الكثير من فقدان الطاقة على شكل حرارة مما يؤدي مرة أخرى إلى خفض سرعة الشحن.

التطورات الحالية والمستقبلية في الشحن اللاسلكي

تعمل العلامات التجارية مثل Xiaomi و Huawei وحتى OnePlus مع OnePlus 8 Pro الجديد المشاع على حلول شحن لاسلكية مخصصة يمكن أن تصل إلى 40 واط كما يدعمها Mi 10 Pro الجديد. من المفترض أن يأتي OnePlus 8 Pro مع دعم لشحن لاسلكي بقوة 30 وات. يبدو الأمر واعدًا بالتأكيد ، ولكن سيكون من المثير للاهتمام أن نرى كيف يكون معدل التبني لأن أجهزة الشحن اللاسلكية السريعة هذه مع دعم خرج 30-40 واط ليست متاحة بسهولة ، وإذا كانت متوفرة ، فستكون باهظة الثمن.

سيكون مستقبل الشحن اللاسلكي ، عند تصويره بالطريقة الأكثر مثالية وملاءمة ، هو التخلص من لوحة الشحن السلكية تمامًا ، وزيادة المسافة بين الشاحن والهاتف. هناك بدائل لهذا أيضًا مثل بنك الطاقة اللاسلكي للشحن أو حالات الشحن اللاسلكي للهواتف الذكية المحددة ، ولكن في نهاية اليوم ، حتى هذه الأدوات ستنفد من الطاقة وستحتاج إلى توصيلها. ربما يمكنك فقط وضع الهاتف في جيبك يومًا ما ويمكن شحنه لاسلكيًا؟ من تعرف!

ما هو جيد ، على الرغم من ذلك ، هو أنه بصرف النظر عن الهواتف الذكية ، فإن المزيد من الأدوات الاستهلاكية مثل سماعات الأذن والأجهزة القابلة للارتداء تعتمد الشحن اللاسلكي ومع ظهور الشحن اللاسلكي العكسي على الهواتف الذكية ، يمكنك شحن هذه الأدوات الصغيرة أثناء التنقل وهو أمر مريح حقًا. أيضًا ، قامت العلامات التجارية مثل Realme بدمج الشحن اللاسلكي في Realme Buds Air والتي ربما تكون واحدة من أزواج سماعات الأذن اللاسلكية ذات الأسعار المعقولة التي تأتي مع دعم الشحن اللاسلكي. إنها بالتأكيد خطوة في الاتجاه الصحيح.

حقا المستقبل اللاسلكي؟

ومع ذلك ، هذا يعيدنا إلى السؤال الأول. لماذا لم يشق الشحن اللاسلكي طريقه بعد إلى الهواتف الذكية ذات الأسعار المعقولة؟ في حين أن ميزات مثل ماسح بصمات الأصابع أو الشحن السريع كانت حلاً حقًا للمشكلة وكانت اختراقات أساسية ، فإن الشحن اللاسلكي ، على الرغم من وجوده لفترة طويلة لم يُعتبر أمرًا ضروريًا ، وبالتالي فهو ميزة سهلة للعلامات التجارية لتتجنبها وتحتفظ ببعضها. المال ، ولا أحد يشكو منه حقًا. مع وجود شائعات بأن شركة آبل تتجه نحو iPhone بدون منافذ تمامًا ، فإن المستقبل بالفعل لاسلكي تمامًا ، لكن التكنولوجيا لتحقيق ذلك في الوقت الحالي لم تنضج بعد.