Jak upowszechnić ładowanie bezprzewodowe?

Jak upowszechnić ładowanie bezprzewodowe?
Pobierz PDF Download icon
Pomimo dynamicznego rozwoju mocy obliczeniowej i postępu miniaturyzacji, świat elektroniki osobistej jest trapiony jednym podstawowym problemem - niedoskonałością przenośnych źródeł zasilania. Jednym ze sposobów na jego rozwiązanie jest powszechne zastosowanie ładowania bezprzewodowego.

Istnieją trzy organizacje standaryzacyjne zajmujące się tematyką ładowania bezprzewodowego:

Wireless Power Consortium - WPC. WPC promuje standard Qi wspierany przez mi.in. Microsoft, LG, Samsung, HTC, Duracell oraz Energizer. Obecnie jest to najbardziej znany standard wykorzystujący zjawisko indukcji elektromagnetycznej.

Power Matters Alliance - PMA. Kolejna organizacja promująca ładowanie z wykorzystaniem indukcji elektromagnetycznej, wspierana przez mi.in P&G, Starbucks oraz AT&T.

Alliance for Wireless Power - A4WP. Organizacja promująca standard Rezence, oparty na zjawisku rezonansu magnetycznego. Jej najbardziej aktywnymi członkami są Qualcomm, Intel i Samsung.

W czerwcu tego roku, A4WP i PMA połączyły swoje siły tworząc nową organizację, której celem jest promowanie obydwu technologii ładowania bezprzewodowego.

Główną barierę rosnącej popularności technologii bezprzewodowych stanowi stosunkowo wysoka cena urządzeń oraz ich ograniczona dostępność. Dodatkowo, w przypadku technologii indukcyjnej, pojawia się problem związany z łatwością jej użytkowania.

W standardach Qi i PMA wymagane jest dokładne umieszczenie urządzenia na ładowarce oraz zachowanie małej odległości, poniżej 1cm. W związku z powyższym, ładowanie bezprzewodowe kojarzone jest głównie ze stacjami dokującym lub urządzeniami wykorzystującymi magnes służący do korekcji prawidłowego położenia na ładowarce.

Wyjątek stanowi standard Rezence (rysunek 1) pozwalający na ładowanie kilku urządzeń w dowolnym położeniu, znajdujących się w odległości nawet do 5 cm nad ładowarką. Wynika to z faktu wykorzystania rezonansu magnetycznego oraz zastosowania technologii Bluetooth Low Energy (BLE) do przesyłania informacji sterujących pomiędzy urządzeniami (technologie indukcyjne wykorzystują w tym celu pasmo ładownia).

Taka elastyczność jest istotna zarówno dla użytkownika, jak i konstruktora urządzeń. Rezonator nadawczy może być np. zainstalowany pod blatem zwykłego stołu lub zintegrowany z istniejącą obudową, bez konieczności jej przeprojektowania. Obecnie trwają intensywne prace nad finalizacją standardu oraz usprawnieniem systemu certyfikacji, który pozwoli na efektywne testowanie nowych urządzeń.

Rysunek 1. Schemat blokowy systemu ładowania Rezence (opracowanie własne na podstawie www.rezence.com)

Comarch Technologies, jako członek organizacji A4WP, opracował referencyjny system testowy, który pozwala w sposób zautomatyzowany na weryfikację zgodności urządzenia ze standardem Rezence.

W skład referencyjnego systemu testowego Comarch Technologies wchodzą:

  • Wykonane od podstaw dedykowane urządzenia testowe (symulator ładowarki, odbiornika oraz zmienne obciążenie impedancyjne do testów wzmacniaczy mocy).
  • Aplikacja odpowiedzialna za uruchamianie, raportowanie i przechowywanie wyników testów z zakresu testów funkcjonalnych, kompatybilności (IOP) oraz pomiarów fizycznych właściwości rezonatorów nadawczych.
  • Oprogramowanie zintegrowane z aplikacją testową pozwalające na zdalną i automatyczną obsługę przyrządów pomiarowych, takich jak analizator obwodów, oscyloskop, analizator BLE czy 6-osiowe ramię robota (wykorzystywane do precyzyjnych i powtarzalnych pomiarów pola magnetycznego).

Szczególnie skomplikowane było zaprojektowanie symulatora ładowarki oraz zmiennego obciążenia impedancyjnego, ponieważ praca z pasmem 6,78 MHz i mocami dochodzącymi do 70 W wymaga znajomości technik radiowych. Natomiast od strony oprogramowania wyzwaniem była implementacja protokołu połączenia (BLE) w sposób pozwalający na elastyczne testowanie warstwy komunikacyjnej pomiędzy maksymalnie 8 urządzeniami jednocześnie.

Stworzony od podstaw przez firmę Comarch Technologies system testowy Rezence można w łatwy sposób wdrożyć w akredytowanych laboratoriach na całym świecie. Jednolite środowisko pracy oraz wiarygodne wyniki testów zapewnią kompatybilność urządzeń wprowadzanych na rynek.

Radosław Kotewicz

Artykuł ukazał się w
Październik 2015
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik styczeń 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio styczeń 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje styczeń 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna styczeń 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich styczeń 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów