Immagina se il tuo smartphone in tasca o orologio al polso con ricarica wireless a distanza. Nessun cavo, nessun pad o ricevitore di ricarica wireless. Solo alimentazione wireless trasmessa da un router, proprio come il Wi-Fi. I potenziali vantaggi per dispositivi medici, sensori, fotocamere e una miriade di altri gadget alimentati a batteria sono facili da capire. Fili e cavi sono scomodi e le batterie sono costose da produrre e difficili da riciclare.
L’alimentazione wireless vista per la prima volta in azione sette anni fa, nota anche come ricarica wireless a distanza. Un piccolo pannello trasmettitore ha alimentato in modalità wireless una lampadina fino a 9 metri di distanza dall’altra parte della stanza.
Da allora, ho visto una tecnologia simile che alimenta qualsiasi cosa, dai display E Ink agli auricolari e agli smartphone.
Ma i prototipi funzionanti e i prodotti di riferimento sono una cosa. È passato più di un secolo da quando Nikola Tesla ha dimostrato che l’alimentazione wireless a distanza era possibile, entusiasmando le folle dimostrando una grande bobina del trasmettitore che alimentava lampade elettriche a incandescenza distanti.
L’implementazione di quella tecnologia nei prodotti di consumo che possiamo acquistare è un gioco completamente diverso.
Dopo essere rimasta indietro per anni, la tecnologia ha fatto una piccola rinascita nel 2021 e alla fiera della tecnologia CES 2022. Ci sono progressi, ma non dovresti comunque aspettarti la ricarica wireless a distanza in molti dei tuoi articoli per la casa a breve.
Segni di progresso nella ricarica wireless a distanza
L’anno scorso, Motorola ha mostrato uno smartphone che si ricarica in modalità wireless fino a 3 metri di distanza da un trasmettitore e quattro smartphone che si caricano contemporaneamente a una distanza più ravvicinata. Xiaomi e Oppo hanno preso in giro tecnologie simili.
Quest’anno, il telecomando Eco TV di Samsung è entrato nella nostra short list Best of CES 2022. Il suo predecessore si basava sull’energia solare, ma il nuovo modello aggiunge la raccolta delle radiofrequenze (RF). Cattura le onde radio che rimbalzano intorno alla tua casa, emesse da dispositivi come il tuo router Wi-Fi, e le converte in energia.
Sviluppata dalla divisione di ricerca e sviluppo di Samsung, questa tecnologia è stata perfezionata dal gruppo TV come parte di un’iniziativa a livello aziendale per essere più rispettosa dell’ambiente. Invece di una batteria all’interno del telecomando, c’è un supercondensatore che carica fino all’80% della capacità in soli 10 minuti combinando la raccolta solare e RF.
Questa innovazione è intelligente ed eccitante, ma funziona solo per piccoli dispositivi che non richiedono molta energia. Ecco perché molti giocatori in questo spazio prendono di mira gadget come display E Ink per scaffali dei supermercati, dispositivi indossabili e sensori Internet-of-things (IoT) .
La maggior parte dei dispositivi richiede molta più energia di un telecomando TV, rendendo essenziale un trasmettitore dedicato (che non è il tuo router Wi-Fi).
“La chiave alla base della nostra tecnologia di alimentazione wireless Cota è che possiamo alimentare i dispositivi a distanza, controllare l’alimentazione e dare la priorità a quali dispositivi la ricevono, ma possiamo anche alimentare i dispositivi in movimento”, afferma Hatem Zeine, fondatore, presidente e capo della tecnologia ufficiale di Ossia, uno dei nomi più in vista della ricarica wireless a distanza.
Ossia ha annunciato una partnership con il produttore di tablet Archos al CES 2022 , mostrando concetti per la ricarica a distanza di uno smartwatch, una fotocamera e un pulsante SOS per aiutare a prendersi cura degli anziani. L’idea è che l’alimentazione wireless possa mantenere carichi questi dispositivi di monitoraggio per tracciare chi li indossa 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
Il sistema Cota fornisce alcuni watt di potenza a distanza ravvicinata, ma scende a milliwatt con la distanza e smette di essere significativo a circa 30 piedi. L’efficienza è una questione spinosa, poiché c’è una grande discrepanza tra il potere che spendi e il potere che recuperi. Ci sono tre parti in questo: convertire l’alimentazione dalla presa in RF, trasmettere e ricevere onde RF e convertire RF in corrente continua nel dispositivo ricevente.
Sicurezza e Certificazione sulla ricarica wireless a distanza
Tutte queste tecnologie hanno un processo di stretta di mano tra il trasmettitore e il ricevitore che interrompe il raggio di radiofrequenza se un ostacolo, come una persona, si intromette. Le aziende sono tenute a fare i salti mortali per la certificazione della Federal Communications Commission per dimostrare che la loro tecnologia è sicura, ma questo viene concesso su base per dispositivo a seguito di test pratici condotti da una terza parte indipendente (uno dei motivi per cui la ricerca procede a un ritmo molto lento) .
La mancanza di uno standard comune è un altro ostacolo. Considera quanto tempo ci è voluto perché lo standard Qi vincesse e diventasse onnipresente nella scena della ricarica wireless a contatto più ravvicinato .
Ma un decennio dopo, Ossia ha poco da mostrare al di là dei concetti. Dopo aver chiesto dove viene utilizzata la sua tecnologia oggi, Zeine ha detto che Walmart sta sperimentando Cota nei centri di distribuzione per il monitoraggio dell’inventario e la gestione delle risorse. Toyota sta testando la sua fattibilità per sostituire il cablaggio nelle auto, dove potrebbe alimentare i sensori e facilitarne la sostituzione. La partnership con Spigen ( annunciata al CES 2019 ) per lo sviluppo di custodie per telefoni con ricarica wireless deve ancora dare i suoi frutti.
È una storia simile con Energous, che ha annunciato un’impressionante gamma di partnership e dimostrato molte volte la sua tecnologia WattUp, ma non ha ancora raggiunto i consumatori. Technovator non è andato sul mercato. Witricity ha imperniato sui veicoli elettrici. Powercast è stata una delle prime aziende a rilasciare un dispositivo consumer, un’impugnatura di ricarica wireless e un trasmettitore per i controller Joy-Con Nintendo Switch, ma costa $ 150 e ha una portata di meno di un metro. Un prodotto killer per promuovere l’adozione rimane sfuggente.
Salire di livello
GuRu , la società dietro la demo di Motorola, potrebbe essere qualche passo avanti rispetto ai suoi colleghi. Impiega la lente RF per inviare fasci focalizzati da un’unità di generazione (Gu) a un’unità di recupero (Ru). Ali Hajimiri, cofondatore e capo consulente scientifico di GuRu, mi mostra un paio di minuscoli chip con antenne integrate delle dimensioni di un blocco Lego e afferma che l’azienda ha sviluppato materiali flessibili che consentono alla tecnologia di funzionare in diversi tipi di dispositivi.
“Siamo l’unica azienda in grado di erogare più watt di potenza a più dispositivi a più metri, allo stesso tempo”, afferma Hajimiri.
Ho incontrato GuRu per la prima volta al CES 2020 per vedere Rovi, un trasmettitore mobile simile a un robot aspirapolvere che si muoveva per caricare diversi dispositivi, avvicinandosi abbastanza da trasmettere una quantità utile di energia. L’azienda ha fatto progressi da allora. La sua tecnologia combina un ASIC integrato (circuito integrato specifico per l’applicazione), un algoritmo intelligente in grado di concentrare l’energia in modo rapido ed efficiente in un piccolo punto e, soprattutto, una frequenza più alta per fornire più potenza a un raggio più lungo.
La maggior parte di queste tecnologie è iniziata alla frequenza di 2,4 GHz che conosciamo dal Wi-Fi, e questa è anche la frequenza che carica il nuovo telecomando Samsung in modo più efficace. Energous utilizza la frequenza di 915 MHz e Ossia sta passando a 5,8 GHz con la sua tecnologia Cota. Una parte della salsa segreta di GuRu è la sua capacità di funzionare a 24 GHz.
Questo salto non significa solo più potenza e una portata maggiore, ma consente anche trasmettitori e ricevitori più piccoli. Un’unità di generazione delle dimensioni di uno smartphone può caricare un auricolare su una distanza maggiore.
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