Tech­niek ach­ter draad­loos op­la­den

De tech­niek ach­ter het draad­loos op­la­den van smartpho­nes

C’t Magazine - - Inhoud - Lutz Labs

Bij­na al­les van de smartpho­ne werkt te­gen­woor­dig draad­loos, al­leen voor het op­la­den van de ac­cu heb je meest­al nog een op­la­der no­dig. Met de draad­lo­ze laad­tech­niek Qi gaat op­la­den mak­ke­lij­ker, maar hoe werkt die?

Heel veel smartpho­nes uit het top­seg­ment on­der­steu­nen de tech­niek Qi (wat je uit­spreekt als tsjie), waar­door ze draad­loos ge­la­den kun­nen wor­den. Wan­neer je smartpho­ne de­ze func­tie niet heeft, kun je die als­nog toe­voe­gen met een Qi-hoes­je of -ont­van­ger. Qi-la­ders of -zen­ders zijn ver­krijg­baar in di­ver­se for­ma­ten en de­signs. Som­mi­ge ver­dwij­nen zelfs on­zicht­baar in een bu­reau of de mid­den­con­so­le van de au­to. Dank­zij de cer­ti­fi­ca­tie door het Wi­re­less Po­wer Con­sor­ti­um (WPC), het sa­men­wer­kings­ver­band ach­ter de Qi-stan­daard, hoef je niet bang te zijn voor com­pa­ti­bi­li­teits­pro­ble­men. Al­le ge­cer­ti­fi­ceer­de op­la­ders wer­ken met smartpho­nes die de stan­daard on­der­steu­nen. Het con­sor­ti­um de­fi­ni­eert drie ver­mo­gens­klas­sen: low po­wer met 5 watt, me­di­um po­wer met 120 watt en high po­wer met maxi­maal 1 ki­lo­watt. De op­la­ders van 5 watt wor­den het vaakst ver­kocht. In de of­fi­ci­ë­le Qi-da­ta­ba­se staan mo­men­teel bij­na 600 pro­duc­ten, waar­on­der di­ver­se smartpho­nes en hoes­jes [1]. Zelfs Ap­ple heeft zich bij het Qi-con­sor­ti­um aan­ge­slo­ten, dus waar­schijn­lijk kun je de vol­gen­de iPho­ne draad­loos op­la­den. Op eBay en Ali­ba­ba wor­den veel ap­pa­ra­ten als 'wi­re­less char­ger' aan­ge­bo­den, maar die zijn meest­al niet ge­cer­ti­fi­ceerd en heb­ben geen Qi-lo­go.

Oud prin­ci­pe

Het prin­ci­pe van draad­lo­ze ener­gie­over­dracht ken­nen de mees­ten nog wel uit de na­tuur­kun­de­les­sen op de mid­del­ba­re school, of an­ders van elek­tri­sche tan­den­bor­stels. Qi werkt vol­gens het­zelf­de prin­ci­pe als trans­for­ma­to­ren met een mag­ne­ti­sche kern en twee spoe­len. Wan­neer er een wis­sel­span­ning op de ene spoel wordt ge­zet, cre­ëert die een mag­ne­tisch veld dat op zijn beurt weer een span­ning in de twee­de spoel in­du­ceert.

Bij Qi is het iets in­ge­wik­kel­der, om­dat de­ze stan­daard niet met een net­fre­quen­tie van 50 hertz werkt, maar met fre­quen­ties tus­sen 110 en 205 kHz. Hier­door kan de ener­gie in prin­ci­pe ef­fi­ci­ën­ter wor­den over­ge­dra­gen, maar toch is het ren­de­ment la­ger om­dat er geen mag­ne­tisch ge­lei­dend ma­te­ri­aal tus­sen de zen­der- en de ont­van­ger­spoel zit.

Al­leen wan­neer de twee spoe­len zich di­rect te­gen­over el­kaar be­vin­den, kan er ener­gie­over­dracht plaats­vin­den. Bo­ven­dien mo­gen ze niet ver­der dan 40 mil­li­me­ter van el­kaar ver­wij­derd zijn, in de prak­tijk is het maar vijf mil­li­me­ter. Daar­om zijn de spoe­len meest­al plat op zeer dun kunst­stof ma­te­ri­aal ge­plakt. Er zijn ook zo­ge­naam­de mul­ti­l­a­ders met meer­de­re spoe­len, waar­bij je het mo­bie­le ap­pa­raat niet pre­cies in het mid­den hoeft te leg­gen. Zelfs als je de zen­der en ont­van­ger pre­cies te­gen­over el­kaar en zo dicht mo­ge­lijk bij el­kaar houdt, is de­ze vorm van ener­gie­over­dracht lang niet zo ef­fi­ci­ënt als op­la­den met een ka­bel. Daar­om duurt het op­la­den zo'n vijf­tig pro­cent lan­ger.

Er is nog een ver­schil met een­vou­di­ge trans­for­ma­to­ren, want bij de Qi-stan­daard kan de zen­der een bood­schap naar de ont­van­ger stu­ren door de uit­gangsspan­ning te mo­du­le­ren; daar­mee be­ves­tig hij bij­voor­beeld de ver­eis­ten van de ont­van­ger. De ont­van­ger for­mu­leert de­ze ei­sen door kor­te on­der­bre­kin­gen in het mag­ne­ti­sche veld. Dank­zij de­ze com­mu­ni­ca­tie weet de zen­der of de ac­cu van smartpho­ne nog op­ge­la­den moet wor­den of al vol is.

De­tails over de zen­der …

De mees­te Qi-zen­ders wer­ken met een stan­daard usb-op­la­der op hun mi­cro-usb aan­slui­ting. De con­trol­ler die de ver­sterk­te wis­sel­stroom-out­put naar de zend­spoel stuurt, is het be­lang­rijk­ste on­der­deel. Hij is ook ver­ant­woor­de­lijk voor de com­mu­ni­ca­tie met de ont­van­ger en voor het be­oor­de­len van de ge­ge­vens die hij van de ont­van­ger krijgt.

… en de ont­van­ger

Ge­lijk­rich­ters en con­den­sa­to­ren zet­ten de op­ge­wek­te span­ning aan de se­cun­dai­re zij­de om in een ge­lijk­span­ning. Een span­nings­re­ge­laar zorgt er­voor dat de uit­gangsspan­ning aan usb-spe­ci­fi­ca­ties (5 V ± 5 pro­cent) vol­doet. De con­trol­ler con­tro­leert de span­ning en kan via de re­tour­lei­ding naar de zen­der om min­der of meer span­ning vra­gen. Wan­neer de ac­cu van de smartpho­ne 100% op­ge­la­den is, scha­kelt de con­trol­ler over naar drup­pel­la­den. De ont­van­ger heeft geen ei­gen stroom­voor­zie­ning no­dig. (mvs)

Newspapers in Dutch

Newspapers from Netherlands

© PressReader. All rights reserved.