[Explicado] Carregamento sem fio: tudo o que você precisa saber

A maioria dos recursos nos smartphones segue uma tendência de aparecer primeiro nos carros-chefe e depois lentamente chegar aos telefones mais acessíveis. Vimos isso acontecer com telas HD, scanners de impressão digital, entalhes de exibição, carregamento rápido e classificações de IP. No entanto, há uma tecnologia que, por algum motivo, ainda não foi adotada em smartphones de médio alcance e orçamento, e é o carregamento sem fio. O carregamento sem fio é um recurso que existe em smartphones há quase uma década. O Droid Charge da Samsung veio com uma parte traseira substituível que tinha suporte para carregamento sem fio Qi.

A Samsung foi uma das primeiras a adotar o Qi Wireless Charging e a arquirrival Apple se juntou tarde à festa em 2017 com o iPhone X. Embora tudo isso ainda seja bastante novo na tecnologia de consumo, o carregamento sem fio ou a indução sem fio existe há mais de um século, graças a Nikola Tesla que descobriu que a energia pode ser transferida sem fio com a ajuda do magnetismo. Embora existam aplicações muito maiores de carregamento sem fio ou indução magnética em geral, vamos nos ater à tecnologia em smartphones tendo em mente o escopo deste artigo.

Como funciona o carregamento sem fio?

Antes de entrarmos em como seu telefone carrega magicamente quando você o coloca em um tapete ou almofada de carregamento sem fio, vamos fazer uma pequena viagem pela memória até a Classe 10 de Física e tentar entender os conceitos básicos de magnetismo e eletricidade. Vamos começar com a corrente alternada ou o que é mais comumente referido como CA. Como o nome sugere, em CA, a corrente não flui em uma direção, mas flui em duas direções opostas alternadamente. De acordo com os experimentos do famoso cientista Oersted, a corrente elétrica induz um campo magnético. O campo magnético depende da direção em que a corrente está fluindo, o que significa que haverá campos magnéticos diferentes dependendo da direção da corrente.

Como discutimos anteriormente, em Corrente alternada, a direção da corrente muda com frequência. Isso significa que o campo magnético produzido por CA também muda à medida que a direção da corrente muda rapidamente. Essa mudança no campo magnético produz eletricidade conforme descoberto por Michael Faraday, e essa é exatamente a ciência por trás do carregamento sem fio. Se você acha que isso está além do seu entendimento, vamos ver de uma forma prática, do jeito que acontece na vida real.

Funcionamento prático de um carregador sem fio

Seu teclado de carregamento sem fio tem uma bobina enterrada não muito fundo atrás da superfície superior. Você perceberia que, na maioria das vezes, a superfície superior de um carregador sem fio geralmente é feita de plástico, madeira ou algum tipo de tecido. Isso é para permitir que o campo magnético passe facilmente. O mesmo acontece com o material utilizado na parte traseira do smartphone. Todo smartphone que suporta carregamento sem fio terá uma parte traseira de vidro ou plástico, pois o metal não permite que a indução ocorra.

De qualquer forma, voltando ao pad de carregamento sem fio, há uma bobina que conduz eletricidade no próprio carregador sem fio, que é o transmissor, e há uma bobina semelhante presente na parte traseira de um smartphone que atua como a bobina do receptor. Na almofada de carregamento sem fio, a bobina é conectada à rede elétrica CA por meio de um adaptador de energia que a converte em CC e a alimenta na bobina do transmissor. A corrente então é convertida de volta para CA na bobina e há um campo magnético que é induzido. Quando um smartphone com uma bobina receptora é colocado na base de carregamento sem fio, a bobina transmissora induz CA na bobina receptora. O AC é então convertido de volta para DC e é enviado para a bateria. Este fenômeno é conhecido como acoplamento indutivo ressonante.

Claro, existem outros componentes no carregador sem fio também como retificadores, filtros, etc. Isso ajuda na conversão de AC para DC e outras atividades de controle de corrente. Há algumas restrições envolvidas aqui também, como discutimos anteriormente. O material na superfície do carregador sem fio e do telefone, a distância entre o transmissor e o receptor da bobina, o tamanho de ambas as bobinas etc. são fatores importantes para habilitar o carregamento sem fio. Isso levou ao surgimento de um padrão que é seguido por todos os fabricantes de smartphones que incorporaram o carregamento sem fio em seus smartphones – o padrão Qi.

Padrão de carregamento sem fio Qi

Qi é um padrão de carregamento sem fio desenvolvido pelo Wireless Power Consortium que pode ser usado para conectar qualquer dispositivo com carregamento sem fio. Os fabricantes que incorporam o padrão Qi precisam obter a certificação relevante para que seu dispositivo seja compatível com Qi, sejam smartphones ou carregadores sem fio. Usando o padrão Qi, os dispositivos podem ser carregados sem fio até uma distância de 4 cm entre o transmissor e as bobinas do receptor.

Como essas bobinas estão ainda mais embutidas atrás de outras camadas, a distância entre um smartphone e o carregador sem fio foi reduzida para milímetros. Basicamente, a superfície do seu telefone deve tocar a superfície do carregador sem fio para que o carregamento ocorra.

Por que o carregamento sem fio é tão lento?

Isso basicamente levanta um debate de que o carregamento sem fio ainda não é completamente sem fio devido ao fato de que o próprio carregador sem fio sempre precisa estar conectado e seu telefone precisa descansar completamente no carregador sem fio para funcionar. Adicione a isso as velocidades de carregamento extremamente lentas de cerca de 5-10W na maioria dos smartphones comuns. As baixas velocidades se devem ao fato de que a indução funciona melhor quando o tamanho das bobinas é maior e o número de voltas na bobina é maior. Ambas as restrições não são possíveis de alcançar em um smartphone devido ao pequeno tamanho. Além disso, o carregamento sem fio envolve muita perda de energia na forma de calor, o que novamente reduz a velocidade de carregamento.

Desenvolvimentos presentes e futuros em carregamento sem fio

Marcas como Xiaomi, Huawei e até OnePlus com o novo OnePlus 8 Pro estão trabalhando em soluções personalizadas de carregamento sem fio que podem chegar a 40W, conforme suportado pelo novo Mi 10 Pro. O OnePlus 8 Pro supostamente virá com suporte para carregamento sem fio de 30W. Parece promissor, com certeza, mas seria interessante ver como é a taxa de adoção, pois esses carregadores sem fio rápidos com suporte para saída de 30-40W não estão facilmente disponíveis e, se estiverem, seriam muito caros.

O futuro do carregamento sem fio, quando retratado da maneira mais ideal e conveniente, seria se livrar completamente do carregador com fio e aumentar a distância entre o carregador e o telefone. Existem alternativas para isso também, como um banco de energia de carregamento sem fio ou estojos de carregamento sem fio para smartphones selecionados, mas no final do dia, mesmo esses gadgets ficarão sem energia e precisarão ser conectados. telefone no bolso um dia e ele pode carregar sem fio? Quem sabe!

O que é bom, porém, é que, além dos smartphones, mais aparelhos de consumo, como fones de ouvido e wearables, estão adotando o carregamento sem fio e, com o advento do carregamento sem fio reverso em smartphones, você pode carregar esses gadgets menores em movimento, o que é realmente conveniente. Além disso, marcas como a Realme incorporaram o carregamento sem fio ao Realme Buds Air, que provavelmente é um dos pares de fones de ouvido sem fio mais acessíveis com suporte para carregamento sem fio. É certamente um passo na direção certa.

Verdadeiramente futuro sem fio?

No entanto, isso nos traz de volta à questão inicial. Por que o carregamento sem fio ainda não chegou a smartphones mais acessíveis? Embora recursos como um scanner de impressão digital ou carregamento rápido estivessem realmente resolvendo um problema e fossem avanços essenciais, o carregamento sem fio, apesar de existir há tanto tempo, nunca foi considerado obrigatório e, portanto, é um recurso fácil para as marcas economizarem e economizarem alguns dinheiro, e ninguém está realmente reclamando disso. Com rumores de que a Apple está se movendo em direção a um iPhone completamente sem portas, o futuro é de fato completamente sem fio, mas a tecnologia para fazer isso acontecer agora ainda não está madura.