كل ما تريد معرفته عن الشحن اللاسلكي وكيف يعمل وكيفية الاستفادة منه

محتويات المقال

بعد أن أصبح من العسير على شركات إنتاج الهواتف الذكية إثارة حماس إعجاب المستهلكين بالهواتف نفسها وخصوصا مع النمو الهائل في تقنية الهواتف الذكية خلال العقد الأخير، اتجهت شركات إنتاج الهواتف الذكية لبعض التقنيات إلى تحسن من تجربة المستخدم ومن أهمها الشحن اللاسلكي.

لا يمثل الشحن اللاسلكي مجرد نقلة في شحن الهواتف بعيدا عن إزعاج الأسلاك فقطن ولكنه يمثل بعدا جديدا يفتح آفاق المنافسة بين الشركات من جديد حول مزيد من الرفاهية التي يمكن توفيرها لمستخدمي الهواتف الذكية.

كانت تقنية الشحن Wireless موجودة منذ أكثر من قرن. ولكن دمجها في أدوات مثل مجموعة iPhone الجديدة من Apple قد أعطاها حياة جديدة.

ولكن ما هي تقنية الشحن Wireless تحديدا؟ وكيف تعمل؟ الإجابة بين سطور هذا المقال الذي تناول فيه كيفية عملها ولماذا يمكن العثور عليها في النهاية في كل شيء من المنازل إلى الروبوتات.

تعريف الشحن اللاسلكي

يُعرف نقل الكهرباء من منفذ طاقة إلى جهازك دون استخدام اتصال بالشحن اللاسلكي. ويتكون الشحن Wireless من لوحة إرسال الطاقة وجهاز استقبال. والذي يتم توصيله أحيانًا بجهاز محمول أو مضمن في الهاتف نفسه. عندما ذكرنا أنها خالية من الكابلات. لم نعنها حرفيًا. لأن الوسادة ستحتوي على كابل يمتد من المخرج إلى داخلها.

والشحن Wireless، كما يوحي الاسم، يلغي الحاجة إلى إدخال سلك في هاتفك الذكي لشحنه. يكفي ببساطة أن تضع وجهًا لأعلى على سطح الشحن لبدء شحن بطارية هاتفك الذكي، سواء كان iPhone X أو Samsung Galaxy S أو أي من الأجهزة الأخرى التي تسمح بالشحن اللاسلكي.

الشحن اللاسلكي بين الماضي والحاضر

الشحن اللاسلكي موجود منذ أواخر القرن التاسع عشر، عندما كان نيكولا أظهر تسلا اقترانًا بالرنين المغناطيسي – القدرة على حمل الكهرباء عبر الهواء عن طريق إنشاء مجال مغناطيسي بين دائرتين. وجهاز إرسال وجهاز استقبال. ومع ذلك، فقد كانت تقنية ذات استخدامات عملية محدودة خلال المائة عام الأولى، باستثناء عدد قليل من أنواع فرش الأسنان الكهربائية.

اليوم، يتم استخدام العيد من طرق الشحن Wireless. وكل ذلك بهدف القضاء على الأسلاك فى كل شيء من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى أجهزة المطبخ والسيارات. ويكتسب الشحن اللاسلكي زخمًا في قطاعات الرعاية الصحية والسيارات والصناعة لأنه يعد بتحسين التنقل والتطورات التي قد تمكن أجهزة إنترنت الأشياء الصغيرة (IoT) من الحصول على الطاقة من شاحن على بعد عدة أقدام.

تعتمد الأنظمة اللاسلكية الأكثر استخدامًا اليوم على مجال كهرومغناطيسي تم إنشاؤه بواسطة ملفين نحاسيين. مما يقلل بشكل كبير من المسافة بين الجهاز ومحطة الشحن. هذا هو شكل الشحن الذي أدرجته Apple في iPhone 8 و iPhone X.

وفقًا ديفيد جرين. مدير الأبحاث في IHS Markit، هناك ثلاثة أشكال من الشحن Wireless. تستخدم وسادات الشحن الشحن الحثي الكهرومغناطيسي أو غير الإشعاعي المترابط بإحكام ؛ تستخدم أوعية الشحن أو أجهزة الشحن السطحية شحنًا رنينيًا كهرومغناطيسيًا غير محكم الربط أو الإشعاعي يمكن أن ينقل شحنة بضع سنتيمترات ؛ والشحن اللاسلكي غير المنفصل عن التردد اللاسلكي (RF) الذي يسمح بالشحن عبر مسافات طويلة.

كيف يعمل الشحن اللاسلكي

يعمل الشحن اللاسلكي على النحو التالي: يتم استخدام هوائي حلقة مغناطيسية (ملف نحاسي) لتوليد مجال مغناطيسي متذبذب. مما يؤدي إلى تدفق تيار عبر واحد أو أكثر من هوائي الاستقبال. ترتفع كمية التيار المستحث في المستقبلات عند إضافة السعة المناسبة بحيث يتردد صدى الحلقات عند نفس التردد. يُعرف هذا بالشحن الحثي الرنان أو الرنين المغناطيسي. ويسمح بمسافات أوسع بين المرسل والمستقبل مع زيادة الكفاءة. تتأثر مسافة نقل الطاقة أيضًا بحجم الملف. كلما زاد حجم الملف أو عدد الملفات، زادت المسافة التي قد تقطعها الشحنة.

وعلى سبيل المثال، في حالة منصات الشحن اللاسلكي للهواتف الذكية، يبلغ قطر الملفات النحاسية بضع بوصات فقط. مما يحد بشكل كبير من المسافة التي يمكن أن تنتقل عبرها الطاقة بشكل صحيح. ومع ذلك. مع نمو حجم الملفات، يمكن توصيل المزيد من الطاقة لاسلكيًا. هذه هي الاستراتيجية التي ساعدت WiTricity. وهي شركة تأسست على أبحاث معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا قبل عقد من الزمن، في الريادة. إنها ترخص تقنية الرنين غير المحكم لمجموعة متنوعة من التطبيقات التي تتراوح من المركبات إلى توربينات الرياح إلى الروبوتات.

نظرة على التاريخ

في عام 2007، أظهر أستاذ الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مارين سولجاي أنه يستطيع نقل الكهرباء عبر مسافة مترين. في ذلك الوقت، كان نقل الطاقة فعالاً بنسبة 40% فقط في تلك المسافة. مما يعني أن 60% من الطاقة قد ضاعت في الترجمة. في وقت لاحق من ذلك العام، أسس Soljai WiTricity لتسويق التكنولوجيا. وتحسنت كفاءة نقل الطاقة بشكل كبير منذ ذلك الحين.

تُمكِّن الملفات النحاسية الكبيرة – التي يزيد قطرها عن 25 سم للمستقبلات – في تقنية شحن السيارات من WiTricity من نقل الطاقة بكفاءة على مسافات تصل إلى 25 سم. وفقًا لـ WiTricity CTO Morris Kesler، يسمح استخدام الرنين بمستويات عالية من نقل الطاقة (حتى 11 كيلو واط) وكفاءة ممتازة (أكثر من 92 بالمائة من طرف إلى طرف). يعمل WiTricity على زيادة حلقة التوصيل بالمكثفات. مما يزيد من كمية الطاقة التي يمكن التقاطها واستخدامها لشحن البطارية.

النظام ليس مخصصًا للسيارات فقط: بدأت شركة Daihen Corp. وهي شركة يابانية لتصنيع الروبوتات، في نشر نظام نقل طاقة لاسلكي يعتمد على تقنية WiTricity للمركبات الموجهة الآلية العام الماضي (AGVs). يمكن لمركبات AGV المجهزة بتقنية الشحن اللاسلكي Daihen’s D-Broad أن تصل بسهولة إلى محطة شحن لشحنها قبل الاستمرار في مسؤوليات المستودعات الخاصة بهم.

هل تتفاوت سرعة هذا النوع من الشحن

نعم، بعض أجهزة الشحن اللاسلكية أسرع من غيرها، فمع أجهزة الشحن المعاصرة ذات الطاقة العالية القادرة على شحن الهاتف الذكي بالكامل ببطارية كبيرة في غضون ساعتين تقريبًا. غالبًا ما يتم تصنيفها حسب القوة الكهربائية، حيث تكون أجهزة الشحن W5 و W10 هي الأكثر انتشارًا، أو حسب التيار الناتج. مع شاحن لاسلكي 1A عند 5 فولت يساوي شاحن كابل USB عادي 1A مثل الشاحن المضمن في iPhone7.

هواتف تدعم Wireless Charging

تدعم شركة Samsung الشحن اللاسلكي منذ Galaxy S6. وقد أضافته Huawei مع هاتف Mate 20 Pro المتميز. عبر iPhone X و 8 iPhone و iPhone 8 Plus، قدمت Apple الشحن اللاسلكي. منذ ذلك الحين، ظهرت في iPhone XS و XS Max، بالإضافة إلى سلسلة 11iPhone و12 iPhone. و iPhone XR. والجيل الجديد من iPhone SE. يدعم عدد متزايد من الهواتف أيضًا الشحن اللاسلكي العكسي. والذي يسمح لك بشحن الأجهزة الأخرى من هاتفك.

ولكن حاليًا وفي 2021 فإن أي هاتف رائد يدعم الشحن اللاسلكي بالضرورة! بما في ذلك هواتف سامسونج الأحدث، وإصدارات آيفون الأحدث، وحتى بعض الهواتف القابلة للطي.

ما هو معيار تشي QI للشحن اللاسلكي

في سوق الشحن اللاسلكي، هناك عدد قليل من المعايير المنافسة التي تم إنشاؤها للأجهزة المحمولة مثل الهواتف المحمولة. تقبل معظم الهواتف الذكية كلاً من معيار Qi لاتحاد الطاقة اللاسلكية و PMA أو AirFuel Alliance. مما يعني أنها ستعمل مع غالبية أجهزة الشحن في السوق.

وسرعان ما أصبح Qi معيار الشحن اللاسلكي الأكثر شيوعًا. وتستخدمه Apple لجهاز iPhone 8 و iPhone X الجديد. ويحتوي Qi على ثلاث مواصفات طاقة مميزة. ما يهمنا في هذا المقال هو طاقة منخفضة. لشحن الأجهزة المحمولة. يوجد الآن العديد من القوة الكهربائية التي يمكن استخدامها مع هذا المعيار. 5 وات هو الحد الأدنى. مع بعض الهواتف التي تدعم 7.5 وات، 10 وات. وحتى 15 وات. مع توسع المعيار في النهاية إلى 30 وات. من ناحية أخرى، يمكن للشركات الفردية إنشاء تقنيتها الخاصة لتوفير سرعات شحن لاسلكية أكبر.

بينما كانت معايير الشحن اللاسلكي في حالة تغير مستمر لسنوات. والآن بعد أن أصبحت معظم الأجهزة تدعم عدة معايير أو على الأقل Qi. من المتوقع أن يصبح الشحن اللاسلكي ميزة عادية للهواتف الذكية في المستقبل القريب. من المتوقع أن يجعل قبول شركة آبل Qi المعيار الرئيسي في المستقبل.

هل يجب شراء شواحن معينة؟

الجواب البسيط هو لا. يمكنك استخدام أي شاحن لاسلكي طالما أنه يدعم بروتوكول الشحن اللاسلكي الذي يدعمه هاتفك الذكي. وبفضل غطاء الشحن اللاسلكي الجديد، يمكن لشاحن Apple AirPower اللاسلكي شحن العديد من أجهزة Apple في وقت واحد، بما في ذلك Apple Watch و AirPods.

قدمنا في هذا المقال إطلالة شاملة حول تقنية الشحن اللاسلكي في رأيك: هل هي تقنية ثورية وعملية؟ أم رفاهية لا تستحق الاقتناء؟ وهل لديك تجربة عملية مع الشحن اللاسلكي؟ ننتظر آرائكم بكل شغف في التعليقات.