Artikel top billede

(Foto: Computerworld)

Mobilopladning bliver løs på tråden

Udviklere og producenter har længe eksperimenteret med trådløs opladning af mobiler, tablets og forskellige andre småapparater. Men det er endnu ikke lykkedes at nå frem til en fælles standard.

Af Palle Vibe, Alt om Data

Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.

Trådløs opladning giver mulighed for at oplade din smartphone uden at rode med netadaptere og USB-stik. I stedet skal du bare lægge din smartphone, tablet eller andet på en trådløs opladerplade, og så går opladningen i gang.

Det kræver dog, at din enhed er forberedt til trådløs opladning. Du kan ikke smide enhver mobiltelefon oven på en trådløs opladerstation og så håbe på, at det fungerer. Opladerstationen skal sættes i en stikkontakt eller i en USB-port, og netop dette faktum har fået Phil Schiller, der er vicepræsident for Apple World Wide Marketing, til at tilkendegive, at trådløs opladning – efter hans vurdering – er mere kompliceret end praktisk i de fleste situationer. Derfor giver Apples iPhone-modeller heller ikke umiddelbart denne mulighed.

To systemer – samme forbrugere
For ikke så lang tid siden kæmpede flere systemer om verdensstandarden, men feltet er nu skrumpet til to duellanter, der hver for sig støttes af sammenslutninger af stærke og betydningsfulde producenter. Det er på den ene side Wireless Power Consortium (WPC), der går ind for en standard, der kaldes Qi, og på den anden side står ærke-rivalen A4WP, der satser på det såkaldte Rezence-interface, der også nyder solid opbakning fra navnlig amerikansk industri.

Kampen er indædt, men målet er også at udvikle et trådløst opladersystem, der kan opnå global udbredelse og forbrugertilslutning. Indtil for nylig optrådte også en tredje spiller ved navn Power Matters Alliance (PMA), der havde kendte foretagender som Duracell, AT&T samt Starbucks i ryggen, men alliancen har i dag meldt sig ind under A4WP.

Lige nu har WPC og Qi så langt de fleste tilhængere med cirka 137 medlemsorganisationer i 15 forskellige lande. Betydelige producenter som Asus, Belkin, HTC, Google, LG, Nexus, Nokia, Microsoft (Lumia), Motorola, Panasonic, Samsung, Blackberry, Sony og Philips har allerede i forskellige konstellationer lanceret over 100 forskellige mobiltelefoner og andre enheder (eksempelvis digitalkameraer) baseret på Qi-standarden. Og standarden bliver angiveligt også brugt i over 3000 hoteller, restauranter, lufthavne og adskillige offentlige steder over hele verden.

Men en sammenslutning af næsten lige så navnkundige producenter som eksempelvis Qualcomm og Texas Instruments satser på den alternative A4WP-standard. Senest er også Dell, Fujitsu, Lenovo og Logitech kommet ind i folden. Nogle spiller dog på begge heste, og tunge selskaber som Microsoft, Samsung og Qualcomm er medlem af begge sammenslutninger.

Men både WPC og A4WP har sine fordele og ulemper, og det gør det ikke lettere at dømme til fordel for nogen af dem. I sidste ende er det forbrugerne, der kommer til at afgøre striden. Nogle husker måske stadig kampen mellem eksempelvis de to videoformater VHS støttet af Philips og andre og Betamax med Sony i ryggen. Betamax var det kvalitetsmæssigt bedste format, men VHS slog sig op på samarbejde med filmindustrien og tilbud om film og underholdning på videobånd. Det sikrede sejren, så volumen og de rette applikationer kan afgøre hvilken som helst teknologisk duel.

Lige nu har Qi et forspring, fordi mange producenter faktisk har lanceret produkter efter denne standard, men som nævnt har A4WP også en række betydningsfulde tilhængere. Da der endnu ikke er så mange opladningsenheder med A4WP-systemet på markedet til privatforbrugere, må vi nok se tiden an, før vi kårer den endelige vinder. I sidste ende vil den standard, der støttes af flest, også blive den foretrukne og mest udbredte.

Mobiloplading to go
Den store amerikanske kaffekæde Starbucks tilbyder nu deres kunder trådløs opladning i flere cafeer i USA – med den endnu ikke så udbredte A4WP-standard. Men kunderne kan anskaffe sig eller låne en speciel Duracell Power Ring, der hægtes ind over opladningsfeltet og stikkes i mobilens opladningsport med et micro-USB-stik. I Storbritannien tilbyder McDonalds også trådløs opladning efter samme metode eller brug af et særligt mobilcover med indbygget spole.

Læg mobiltelefonen på disken, så er den snart opladet. Læg mobiltelefonen på disken, så er den snart opladet.

En betegnelse og en forkortelse
- Navnet Qi (udtales Sji) stammer fra asiatisk filosofi og betyder levende energi, der strømmer gennem alt.
- A4WP er en simpel forkortelse for ”Alliance for Wireless Power”. Rezence, der udtales Ri-sens, har angiveligt ikke nogen konkret betydning.

Lumia Windows-mobiler har længe kunnet  oplades trådløst med en oplader baseret på  Qi-standarden. Lumia Windows-mobiler har længe kunnet oplades trådløst med en oplader baseret på Qi-standarden.

Intel rører på sig indeni
Chipgiganten Intel er godt i gang med at udvikle en række forskellige teknologier, der sigter mod helt at fjerne alle kabler og ledninger fra fremtidens computere og erstatte dem med trådløse løsninger som eksempelvis trådløs opladning og trådløs forbindelse til skærm, mus, tastatur og andre enheder. Intel vil anvende en teknologi, der hedder WiGig, som ifølge selskabet er tre gange hurtigere end den seneste version af Wi-Fi-transmission.
Ifølge forlydender arbejder Intel på at udvikle trådløse ladere i størrelsesordenen 20 til 50 watt, hvilket vil være tilstrækkeligt til at kunne forsyne de mest gængse enheder bortset fra store skærme og bærbare gamercomputere. Intel har endvidere annonceret, at den kommende standard for Ultrabooks vil indeholde trådløs opladningsfunktioner. Selskabets næste generation af Core-processoren – med arbejdstitlen ”Skylake” – vil være specielt udviklet til at understøtte totalt kabelfrie computere. Store pc-producenter som Dell, Lenovo, Asus og Panasonic støtter angiveligt op om ideen.

Oplad mobilen på dine Ikea-møbler
Ud over lufthavne og cafeteriakæder som Starbucks og McDonalds, der har købt trådløst opladeudstyr som service for kunder med flade mobiltelefoner, vil du nu også fremover kunne oplade din mobil trådløst på møbler fra den svenske møbelkæde Ikea. Det gælder lige nu bl.a. skrivebord, sengebord og en række lamper. Ikea har dog valgt at følge Qi-standarden. Opladeren kan oplade alle telefoner, der understøtter Qi-standarden. Sideløbende sælger Ikea mobilcovers, der fås til de fleste nyere iPhone- og Samsung-modeller og hedder Ikea Vitahult.

 

Power by Proxi er en af de oplade-producenter, der bekender sig til A4WP-standarden med mulighed for opladning af flere enheder ad gangen. Power by Proxi er en af de oplade-producenter, der bekender sig til A4WP-standarden med mulighed for opladning af flere enheder ad gangen.

Mere strøm fra Kina
Forskere fra Korea Advanced Institute of Science and Technology (Kaist), der også er kendt for at levere trådløs opladning af elektriske køretøjer via elektromagnetisk induktion i vejnettet, har for nylig udviklet en teknologi til trådløs opladning af blandt andet smartphones.

Koreanernes teknologi, der kaldes DCRS (Dipole Coil Resonant System) og bygger på CMRS (Coupled Magnetic Resonance System), virker både på afstand og i flere retninger, som du kender det fra Wi-Fi. Og faktisk hævder koreanerne, at teknologien kan oplade 30 mobiltelefoner med en effekt på 1 watt eller fem bærbare computere med en effekt på 2,4 watt i op til 0,5 meters afstand samtidig. Den maksimale energieffektivitet for de bærbare computere er på 34 procent. Forskerne på Kaist garanterer, at der ingen strålingsfare er forbundet med WPT-teknologien, og at det er fuldkommen sikkert for mennesker at anvende opladningssystemet.

Sådan sendes strøm gennem luften
Det princip, der anvendes til trådløs energioverførsel i denne sammenhæng, kaldes induktionsopladning og beror på, at en vekselstrøm i en spole skaber et elektromagnetisk felt rundt om spolen. Dette felt kan forplante – eller inducere – en tilsvarende vekselstrøm i en anden spole et lille stykke væk. Det tekniske princip bag Qi-standarden hedder derfor også magnetisk induktion. Ved med andre ord at placere den ene spole i opladerstationen (afsenderen) og den anden i den enhed, der skal oplades (modtageren), kan du opnå trådløs opladning gennem luften.

Du har muligvis allerede en enhed i dit hjem, der bruger trådløs opladning, nemlig din elektriske tandbørste. Her er trådløs opladning virkelig bekvem og sikker, da du derved undgår strømførende kontaktflader mellem ladestationen og tandbørsten. Det er jo ikke godt at stå og rode med strøm og ledninger i et badeværelse.

Der er dog den hage ved denne metode, at styrken af det elektromagnetiske felt falder drastisk med afstanden, og enheden, der skal oplades, må derfor ikke være meget over en halv centimeter fra opladerstationen og skal desuden placeres ret nøjagtigt, for at spolerne skal kunne udveksle den størst mulige energi.
Qi-standarden forudsætter, at modtagerenheden placeres ganske nøje på opladeren, og det kan være akavet, hvis du bruger flere forskellige enheder eller gerne vil oplade flere enheder samtidig.

Det begrænsede ladeområde kan til en vis grad kompenseres ved brug af flere spoler bygget tæt sammen i en slags gitter, men denne løsning øger ikke feltstyrken og trækker også tilsvarende mere strøm. Strømforbruget kan dog begrænses ved at indføre en mulighed for en simpel 8 byte datatransmission, der fortæller elektronikken i opladerstationen, hvor meget strøm en given enhed har brug for at kunne trække, og hvornår den er fuldt opladet.

AOD03_opladning05

Opvarmer metal på bagsiden
Branchen forventer, at denne dataoverførsel nok på et tidspunkt kan udvides og eksempelvis gøre det muligt for butikker og kæder at tilbyde gratis trådløs opladning mod at modtage en lille reklame på mobilen eller tabletten. En anden skavank ved trådløs opladning via Qi er, at systemet nogle gange har det med at opvarme bagsiden af de enheder, der lægges til opladning især, hvis bagsiden er af metal.

Den højeste effekt, der kunne overføres, var for den første version af Qi på cirka 5 watt. Qi er dog klar med en forbedret 1.2-version, der gør det muligt at overføre helt op til 15 watt og have et gab på helt op til 45 millimeter mellem opladerstation og enheden til opladning. I modsætning hertil er udstyr efter A4WP-standarden baseret på magnetisk resonans og anvender dels en meget større spole, dels et princip, der betegnes CMRS (Coupled Magnetic Resonance System), og blev udviklet af det amerikanske universitet MIT i 2007. Metoden udnytter det gammelkendte resonansprincip, hvor strøm kan passere fra en spole til en anden over afstand, hvis begge spoler har samme resonansfrekvens.

Det opnås ved at forbinde en kondensator til spolen, hvorved der opstår et LC-kredsløb med en resonansfrekvens, der er produktet af spolens induktans og kondensatorens kapacitans. Fremstilles modtagerenhedens spole med samme resonans, kan energi bevæge sig fra den ene spole til den anden. Resonansforstærkningen mellem de to spoler fremkommer i denne løsning ved at LC-tune lysnettets vekselspænding på 50 Hz op til en meget højere frekvens, der kan være lidt forskellig afhængig af den ønskede effekt.
Modtagerspolen tunes til samme frekvens, og en lille trafo omsætter derpå den inducerede vekselstrøm til en passende jævnspænding, som kan oplade enhedens batteri eller for den sags skyld drive enheden direkte.

Denne løsning, som i den udgave, A4WP bekender sig til, kaldes Rezence, tillader at gøre det elektromagnetiske felt så kraftigt, at det både er muligt at øge den fysiske afstand mellem opladerstation og modtagerenhed og oplade flere enheder ad gangen. I de tidligste udgaver af Rezence var effekten begrænset til fra 3,5 watt til 16 watt. Den seneste version kan imidlertid overføre en effekt på hele 50 watt og kan dermed også oplade mange bærbare computere.

Begrænset effektivitet
Da modtagerenheden ikke nødvendigvis behøver at blive placeret så nøje i forhold til opladerstationen, tillader A4WP, at opladeren kan indbygges eller eksempelvis nedsænkes helt usynligt i en bordplade og lignende. Til gengæld er strømforbruget også større, og ydelsen falder med antal af enheder til opladning, samtidig med at ladetiden stiger tilsvarende. Men også her kan en simpel datatransmission mellem oplader og modtagerenhed optimere strømforbruget.

På mange måder er A4WP- standarden umiddelbart mest forbrugervenlig, da det er meget nemmere at placere en enhed til opladning på en stor plade end en lille. Og det har naturligvis værdi, at du kan oplade op til otte enheder på én gang. Teknologien tillader også, at forskellige enheder med forskellige strømbehov kan oplades samtidig. I praksis er det altså først og fremmest størrelsen af opladeområdet og den maksimale afstand til opladerstationen, der udgør den store forskel.

Endnu er ingen af metoderne så effektive som opladning gennem stik og ledning. Effektiviteten ligger på 60-70 procent, og skal du oplade helt drænede enheder, anbefaler eksperter stadig at bruge gammeldags ledning.

Nu produceres også visse Ikea-møbler med indbygget trådløs opladning efter Qi-standarden. En lille lampe ved opladeren signalerer, om mobilen ligger rigtigt lige over krydset. Nu produceres også visse Ikea-møbler med indbygget trådløs opladning efter Qi-standarden. En lille lampe ved opladeren signalerer, om mobilen ligger rigtigt lige over krydset.