Che cos'è la ricarica wireless e come funziona

La ricarica wireless è diventata una funzionalità indispensabile sia negli iPhone che negli Android di fascia alta, ma pochissimi conoscono la tecnologia di base che la alimenta. Allora, cos'è la ricarica wireless, quali sono i suoi vantaggi (vantaggi), svantaggi (svantaggi) e come funziona nei moderni gadget di consumo? Qui ti diremo tutto al riguardo e cosa devi sapere prima di acquistare il tuo prossimo smartphone, smartwatch o auricolare di fascia alta. Ti parleremo anche di come viene utilizzato nel settore industriale e di come i continui progressi nella tecnologia potrebbero un giorno consentire ai dispositivi di essere caricati anche da remoto.

Ricarica wireless: cos'è e come funziona

La ricarica wireless è disponibile negli smartphone Android da anni, ma ha davvero attirato l'attenzione dei media mainstream a livello globale dopo che Apple l'ha introdotta nella sua serie iPhone X e iPhone 8 nel 2017. Da allora si è espansa a tutti gli iPhone di fascia alta come il iPhone 12 e persino alcuni smartphone di fascia media, come l'iPhone SE (2020), e si prevede che diventerà più mainstream nei prossimi anni. Quindi è giunto il momento di saperne di più sulla tecnologia e su come funziona. In questo articolo, vi parlerò anche delle sue origini e dei vari tipi di tecnologia di ricarica wireless in uso in questi giorni. Sommario + -

Cos'è la ricarica wireless?

La ricarica wireless è il trasferimento di energia da un dispositivo trasmettitore a un dispositivo ricevitore tramite induzione elettromagnetica invece di utilizzare fili come collegamento fisico. Conosciuto anche come carica induttiva, il processo prevede la produzione di una forza elettromotrice attraverso un conduttore elettrico in un campo magnetico variabile per fornire elettricità a una batteria, spesso all'interno di un gadget elettronico. La ricarica avviene tramite un pad di trasmissione induttivo invece di un connettore cablato.

Come funziona la ricarica wireless?

La carica induttiva genera energia facendo passare una corrente elettrica tra due bobine per creare un campo elettromagnetico. La bobina primaria nel caricatore induce una corrente nella bobina secondaria, che risiede nel dispositivo in carica. L'energia viene trasferita dal dispositivo di ricarica al dispositivo di ricezione tramite accoppiamento induttivo. Il processo prevede il passaggio di una corrente alternata (CA) attraverso una bobina di induzione nella piastra di ricarica, creando un campo magnetico, che fluttua in intensità mentre la corrente CA cambia continuamente la sua ampiezza.

Il campo elettromagnetico variabile nel tempo genera una forza elettromotrice, creando così una corrente elettrica alternata nella bobina di induzione nel dispositivo ricevitore. Viene quindi convertito in corrente continua (CC) con un raddrizzatore e utilizzato per caricare le celle elettromagnetiche, come le batterie di smartphone, smartwatch, auricolari e altri dispositivi ricevitori. Sebbene il trasferimento di energia da una bobina all'altra sia tecnicamente senza fili, il pad di ricarica deve comunque prelevare energia da una fonte elettrica utilizzando una connessione cablata nella maggior parte dei casi.

Cos'è la ricarica wireless inversa e quali telefoni la supportano?

La ricarica wireless inversa consente a un dispositivo di utilizzare la batteria per caricare un altro dispositivo. Utilizza gli stessi principi dell'induzione elettromagnetica, ma questa volta la bobina nello smartphone funge da trasmettitore anziché da ricevitore. Alcuni dei principali smartphone che supportano la ricarica wireless inversa includono la serie Samsung Galaxy S21, la serie Galaxy S20, l'Huawei P30 Pro, il Mate 30 Pro, ecc..

Vantaggi (vantaggi) della ricarica wireless

I vantaggi della ricarica wireless sono molteplici. Il vantaggio principale è la comodità. È conveniente far cadere il telefono sul pad di ricarica wireless invece di dover armeggiare cercando di inserire un jack in una porta. In secondo luogo, è anche un modo relativamente sicuro per trasferire l'alimentazione al telefono, perché non richiede di toccare fisicamente la presa elettrica ogni volta che si desidera caricare un dispositivo. Infine, riduce l'usura del dispositivo eliminando la necessità di collegarlo e scollegarlo ogni volta.

Inconvenienti (svantaggi) della ricarica wireless

Il più grande svantaggio della ricarica wireless è che è una tecnologia dispendiosa. Allo stato attuale, la ricarica wireless è altamente inefficiente e consuma tra il 39% e l'80% di energia in più rispetto al suo equivalente cablato. Una grande quantità di energia viene persa sotto forma di calore, con l'esatta efficienza che dipende dal design del caricatore. La perdita è ancora più pronunciata quando le bobine nel telefono non sono allineate correttamente con le bobine nel pad di ricarica.

Sebbene molti utenti possano essere disposti a scambiare l'efficienza con la comodità, potrebbe avere un impatto importante sull'ambiente se i caricabatterie wireless diventassero il metodo principale per caricare gadget e aggeggi elettronici.

Un'altra ricaduta dell'inefficienza è la velocità di ricarica. La ricarica wireless è dolorosamente lenta rispetto alla ricarica cablata, soprattutto quando i produttori stanno scatenando tecnologie di ricarica cablata superveloci. Inoltre, mentre puoi ancora utilizzare il telefono mentre lo carichi con un cavo, la ricarica wireless, almeno nella sua forma attuale, si interromperà completamente nel momento in cui lo togli dal pad di ricarica. Questo è destinato a cambiare presto, ma ne riparleremo più avanti.

Infine, i pad di ricarica wireless non sono disponibili in tutti i terminal degli aeroporti, nelle stazioni ferroviarie, negli atri degli ospedali e in altri luoghi pubblici. Ciò significa che se esaurisci il succo e non hai un cavo, potresti essere sotto shock. Allo stato attuale delle cose, la ricarica wireless è più form-over-function. Detto questo, i ricercatori stanno lavorando furiosamente per correggere alcuni dei problemi sopra menzionati, quindi possiamo aspettarci soluzioni di ricarica wireless più efficienti in futuro.

Diversi standard di ricarica wireless

Ci sono due principali organizzazioni concorrenti che specificano standard di carica induttiva e di risonanza ed entrambe hanno la loro quota di sostenitori. Il più noto è il Wireless Power Consortium (WPC), che annovera tra i suoi membri Apple, Google e Xiaomi, mentre l'AirFuel Alliance include sistemi come Dell, Duracell, Gan e altri. Molte aziende, come Samsung e Huawei, sono membri di entrambe le organizzazioni.

Il WPC sviluppa e regola lo standard di ricarica wireless più popolare, Qi (pronunciato 'chee'), che viene utilizzato dalla maggior parte dei produttori di smartphone, inclusi Apple, Samsung, Xiaomi ecc. AirFuel, d'altra parte, è legato ad aeroporti, hotel , e caffè in Europa, così come grandi catene di ristoranti come MacDonald's e caffetterie come Starbucks negli Stati Uniti, per lanciare stazioni di ricarica wireless negli spazi pubblici. Questo, molti credono, potrebbe alla fine aiutare la ricarica wireless a ottenere un'adozione più ampia.

Origini e progressi

Il concetto di ricarica wireless fu dimostrato per la prima volta dal temibile Nikola Tesla, che scoprì il fenomeno dell'accoppiamento risonante magnetico alla fine del XIX secolo. Tuttavia, per la parte migliore del prossimo secolo, la tecnologia non poteva essere utilizzata nella vita reale, ad eccezione di alcuni spazzolini elettrici e altri piccoli gadget.

Tagliata al ventunesimo secolo, la tecnologia ha davvero iniziato a entrare nella coscienza dei consumatori mainstream, grazie alla sua adozione da parte dei produttori di smartphone. In quello che potrebbe essere un punto di svolta per l'industria, i progressi tecnologici nel settore potrebbero presto consentire anche ad alcuni dispositivi IoT di ottenere energia anche quando sono posizionati a diversi metri di distanza da un caricabatterie.

Diverse tecnologie di ricarica wireless

La maggior parte degli standard di ricarica wireless attualmente in uso si basa su tre tecniche principali. In primo luogo, c'è una carica elettromagnetica induttiva o non radiativa strettamente accoppiata, che richiede che il trasmettitore e il ricevitore siano in contatto l'uno con l'altro per il trasferimento di energia. Successivamente, c'è la carica risonante elettromagnetica ad accoppiamento lasco o radiativa che può trasmettere una carica su distanze molto brevi, come pochi pollici. Infine, c'è la ricarica wireless a radiofrequenza (RF) disaccoppiata che può trasferire energia a diversi metri di distanza, sebbene, a una velocità molto bassa.

Ricarica wireless remota

Uno dei principali svantaggi o svantaggi della ricarica wireless è che non puoi davvero utilizzare il dispositivo mentre è in carica. Tuttavia, molte aziende stanno ora lavorando su tecnologie di ricarica wireless remota che potrebbero aiutare gli utenti a tagliare definitivamente il cavo. Tutto è iniziato nel 2007, quando un team di ricercatori del MIT, guidato dal professore di fisica Marin Soljačić, ha dimostrato la capacità di alimentare una lampadina da 60 watt in modalità wireless da una distanza di circa due metri (~ 6,5 piedi).

Sebbene all'epoca la tecnologia fosse estremamente inefficiente (~ 45% di efficienza), da allora ha fatto passi da gigante e ora può trasmettere alti livelli di potenza (fino a 11kW) con un'efficienza fino al 92%.

Il sistema tecnologico di trasferimento di potenza wireless near-field è stato originariamente utilizzato per uso commerciale dallo stesso Soljačić, che nel 2017 ha fondato una società chiamata WiTricity, che progetta sistemi di ricarica wireless a distanza per veicoli elettrici. Altre aziende, come Ossia ed Energous, hanno dimostrato la ricarica wireless fino a una distanza di 30 piedi, sebbene l'efficienza si riduca drasticamente con l'aumento della distanza.

Con la ricarica wireless che sta diventando sempre più diffusa, anche la ricarica wireless remota è apparentemente destinata a colpire l'elettronica di consumo prima piuttosto che dopo. Xiaomi il mese scorso ha annunciato una tecnologia di ricarica wireless remota chiamata `` Mi Air Charge '' che può caricare più dispositivi contemporaneamente mentre giochi, cammini o anche quando qualcosa è nel modo.

È un caricabatterie da 5 W che utilizza 144 antenne nella stazione base per inviare onde millimetriche ai dispositivi riceventi. All'inizio di febbraio, non si sa quando il dispositivo arriverà sul mercato.

Applicazione in IoT, sanità e industrie automobilistiche

Mentre WiTriCity sta portando la ricarica wireless alle automobili, altre aziende di tutto il mondo stanno incorporando la tecnologia in altri settori, tra cui sanità, robotica e altro ancora. L'industria automobilistica, tuttavia, rimane uno dei più grandi sostenitori della tecnologia.

Dozzine di modelli di automobili offrono ora la ricarica wireless basata su Qi nelle loro cabine, mentre molti veicoli elettrici, come la Mercedes Benz S550e, possono ricaricarsi in modalità wireless semplicemente parcheggiando su una base di ricarica. In futuro, i veicoli potrebbero persino caricarsi mentre sono in movimento, grazie a una tecnologia chiamata ricarica dinamica dei veicoli elettrici (DEVC).

Con la ricarica wireless ei suoi vantaggi che vanno oltre i confini del settore dell'elettronica di consumo, gli esperti prevedono che possa essere utilizzata in dispositivi di impianto medico come pacemaker cardiaci e altre pompe di assistenza cardiaca. Nel 2018, il Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha dimostrato un sistema chiamato In Vivo Networking (IVN) che consente ai dispositivi medici impiantati all'interno del corpo umano di funzionare mentre ricevono energia dalle onde radio esternamente.

L'invenzione apre la strada a dispositivi impiantabili ancora più potenti e sensori microscopici incorporati. Possibili casi d'uso includono hardware impiantabile per monitorare i livelli di zucchero nel sangue e altri parametri critici.

Con la portata e la portata della ricarica wireless che continuano ad aumentare, i casi d'uso futuri per la tecnologia potrebbero includere anche altre applicazioni innovative, come tavoli da ristorante che fungono anche da tappetino di ricarica per smartphone, mobili con ricarica wireless integrata e banconi da cucina che alimentano i tostapane , smerigliatrici e altri apparecchi in modalità wireless. È probabile che anche i maggiori vantaggi e applicazioni migliorino l'adozione della ricarica wireless, ma non è immediatamente chiaro quando ciò accadrà.

Smartphone con ricarica wireless

Nel 2009, il Palm Pre è diventato il primo smartphone disponibile in commercio a offrire la ricarica wireless. Da allora, decine di dispositivi hanno adottato la funzione, tra cui il Droid Charge nel 2011 e il Nokia Lumia 920 nel 2012. Oggi, ci sono molti modelli di smartphone che offrono i vantaggi della ricarica wireless. Alcuni degli smartphone più recenti per offrire la funzionalità includono:

• Samsung Galaxy serie S21
• Serie iPhone 12
• Google Pixel 5
• Serie Galaxy Note 21
• OnePlus 8 Pro

I migliori caricabatterie wireless

Esistono molti caricabatterie wireless disponibili sul mercato e la maggior parte di essi aderisce allo standard Qi per la massima compatibilità. Qui, elenchiamo alcuni dei migliori che puoi acquistare in questo momento:

• Caricabatterie MagSafe Apple (certificato per dispositivi Apple selezionati): ($ 39)
• Caricabatterie wireless Samsung da 15 W: ($ 79,99)
• Anker PowerWave Alloy: ($ 29,99)
• Caricabatterie wireless RAVPower: ($ 22,99)
• Caricabatterie wireless in tessuto Philips: ($ 19,88)

Che cos'è Apple MagSafe Charging? Differenza tra Magsafe e Qi

Introdotto insieme all'iPhone 12, MagSafe è una versione migliorata della tecnologia di ricarica wireless esistente di Apple e offre ulteriori vantaggi. È ancora basato sulla tecnologia di ricarica Qi al suo centro e, come tale, è compatibile con i caricabatterie Qi. Tuttavia, ciò che MagSafe fa in modo diverso è che aiuta ad allineare correttamente lo smartphone con il caricabatterie per un processo di ricarica più veloce ed efficiente.

Per ottenere un migliore allineamento per la sua tecnologia MagSafe, Apple ha aggiunto anelli di magneti attorno alla bobina di ricarica dell'iPhone per aiutare il dispositivo a scattare in posizione quando viene posizionato sul tappetino di ricarica. Apple ha anche migliorato la velocità di ricarica con MagSafe nella serie iPhone 12, che ora offre fino a 15 W invece dei 7,5 W sui modelli precedenti.

Il caricabatterie MagSafe di Apple è certificato per funzionare con dispositivi Apple selezionati, inclusi, ma non limitati a, la serie iPhone 12, l'Apple Watch e gli AirPods Pro. Tuttavia, è stato dimostrato che è compatibile con una serie di smartphone Android, tra cui Google Pixel 5, Samsung Galaxy Z Fold 2, serie Galaxy Note 10 e altri. Ciò non sorprende, dato che Apple ha anche adottato lo standard di ricarica Qi di WPC per la sua tecnologia MagSafe. Allo stesso modo, gli iPhone con supporto per la ricarica wireless (MagSafe o altro) possono essere ricaricati utilizzando qualsiasi tappetino di ricarica Qi esistente.

Puoi anche controllare il nostro elenco dettagliato dei migliori caricabatterie wireless e dei migliori supporti per auto di ricarica wireless MagSafe per la serie iPhone 12.

Domande frequenti

• Come faccio a sapere se il mio dispositivo può caricarsi in modalità wireless?

Per sapere se il tuo telefono, orologio o auricolari supportano la funzione, controlla il manuale utente che hai fornito con la confezione. Dato che la ricarica wireless è una delle caratteristiche salienti di qualsiasi dispositivo, sarà menzionata in modo piuttosto evidente se applicabile. Controlla anche il sito Web del fornitore e cerca sul Web per saperne di più sulle caratteristiche e le funzionalità del tuo dispositivo.

Tieni presente che, al momento, tutti i telefoni che supportano la ricarica wireless possono ancora essere caricati con i cavi come al solito. Tuttavia, ciò potrebbe cambiare, con rapporti che suggeriscono che Apple potrebbe pianificare di eliminare del tutto le porte nei futuri iPhone, sebbene ciò potrebbe essere ancora lontano.

• Posso caricare uno smartphone nella sua custodia o ho bisogno di una custodia speciale?

La maggior parte delle custodie in policarbonato e TPU, trasparenti o meno, ti consente di caricare il telefono in modalità wireless. I casi "robusti" più spessi sono eccezioni alla regola. Quindi, se il tuo telefono supporta la funzione e prevedi di utilizzarla, assicurati di acquistare una custodia chiaramente contrassegnata come compatibile.

• Come si configura la ricarica wireless?

Acquista un caricabatterie wireless compatibile e collegalo a una presa a muro utilizzando l'alimentatore fornito con l'accessorio o uno consigliato dal produttore. Una volta che il tappetino di ricarica sta assorbendo energia, posiziona il telefono su di esso con il display rivolto verso l'alto. Per prestazioni ottimali, posizionarlo al centro del caricatore. In caso di tappetini a doppia o tripla ricarica, posizionare il telefono o altri dispositivi nella posizione esatta consigliata dal produttore.

• Posso ottenere la ricarica wireless nella mia auto?

Molte auto sono dotate di stazioni di ricarica installate in fabbrica. Anche se la tua auto non ne è dotata, puoi comunque aggiungere facilmente un caricabatterie wireless aftermarket per automobili. Assicurati di acquistare le specifiche giuste per il tuo dispositivo. Inoltre, assicurati che sia il caricabatterie che il dispositivo che stai tentando di caricare rispettino lo stesso standard di ricarica. Leggi questo articolo in dettaglio per saperne di più.

• La ricarica wireless riscalda il telefono?

Il riscaldamento si verifica in genere a causa dell'inefficienza nel trasferimento di potenza, quindi più efficiente è il pad di ricarica, meno caldo sarà il telefono. Detto questo, la ricarica wireless è inefficiente per natura, quindi ci sarà sempre un po 'di calore in eccesso. Finché sia ​​il telefono che il tappetino di ricarica aderiscono agli standard stabiliti, non devi preoccuparti di una ripetizione del fiasco del Galaxy Note 7.

• La ricarica wireless è più veloce della ricarica via cavo (vantaggi, se presenti)?

Come già accennato, la ricarica wireless è dolorosamente lenta rispetto alla ricarica cablata. È un'altra ricaduta dell'inefficienza nel trasferimento di energia in modalità wireless. Quindi sì, la ricarica wireless è più lenta, riscalda il tuo dispositivo e non ti consente di utilizzare il telefono liberamente mentre ti carichi. Le cose stanno cambiando con la ricarica wireless remota e altre nuove innovazioni, ma probabilmente continuerà a rimanere indietro rispetto alla ricarica cablata in termini di velocità ed efficienza nel prossimo futuro.

Il futuro della tecnologia di ricarica è qui

Gli scienziati ritengono di aver solo scalfito la superficie di ciò che la tecnologia di ricarica wireless ha da offrire. Nei prossimi anni, con la maturazione della tecnologia, offrirà di più sia in termini di portata che di prestazioni. Fino ad allora, rimarrà per lo più una caratteristica relativamente di nicchia come funzione desiderabile, ma non critica, nei gadget di consumo come telefoni, orologi e auricolari. Ad ogni modo, ora che sai così tanto sulla ricarica wireless, sui suoi vantaggi (vantaggi) e sui suoi svantaggi (svantaggi), facci sapere se è un must nel tuo prossimo smartphone o se ritieni ancora che sia un espediente non è ancora pronto per la prima serata.