هرآنچه باید درباره شارژ بی‌ سیم بدانید؛ قسمت اول

شارژ بی‌سیم چیست؟

در تعریف مختصر شارژ بی‌سیم باید بگوییم این فناوری درواقع فرآیندی برای شارژ وسایل مجهز به باتری بدون نیاز به هیچ سیم یا کابل است و انتقال بی‌سیم جریان برق به دستگاه گیرنده را امکان‌پذیر می‌کند. شارژ بی‌سیم به شارژ القایی هم شهرت دارد؛ البته شارژ القایی یکی از انواع شارژ بی‌سیم نیز محسوب می‌شود.

تاریخچه

تاریخ آغاز انتقال بی‌سیم نیرو به سال ۱۸۹۱ بازمی‌گردد. نیکو تسلا، مخترع سرشناس آمریکایی، در سال ۱۸۹۱ موفق به ساخت یک سیم‌پیچ به‌نام سیم‌پیچ تسلا و ایجاد میدان مغناطیسی و انتقال بی‌سیم جریان برق در هوا برای نخستین بار شد.

سیم‌پیچ تسلا

تسلا به تلاش خود برای انتقال بی‌سیم برق ادامه داد و در سال ۱۸۹۹ برجی به‌نام برج تسلا (Tesla Tower) ساخت و تصمیم داشت میلیون‌ها ولت نیروی برق را از آن به‌صورت بی‌سیم به شهرها، کارخانه‌ها و منازل شخصی انتقال دهد.

برج تسلا

البته قبل از تسلا مخترعان دیگری هم انتقال بی‌سیم نیرو را مورد بررسی قرار داده بودند. ویلیام هنری وارد در سال ۱۸۷۱ و میلن لومیس در سال ۱۸۷۲ طرحی را برای انتقال برق ارائه دادند که براساس نظریه‌ی وجود لایه‌ای از برق در جو در ارتفاع پایین شکل گرفته بود. این دو مخترع معتقد بودند که می‌توان از این لایه که کاملا دردسترس است، برای انتقال جریان برق در هوا برای شارژ باتری‌ها، تأمین نور، گرمایش و حتی تأمین نیروی حرکتی استفاده کرد.

توسعه‌ی فناوری‌های امواج مایکروویو قبل از آغاز جنگ جهانی دوم باعث شد در دهه‌ی ۱۹۶۰ دانشمندی به‌نام ویلیام براون توانست برای نخستین‌بار موفق به انتقال برق در مسافت طولانی شود. درضمن او موفق شد در سال ۱۹۶۴ با تبدیل امواج مایکرویو به برق DC، نیروی یک هواپیمای برقی را به‌صورت بی‌سیم تأمین کند.

در سال‌های ۱۹۸۷ و ۱۹۹۱ نیز پهپادهایی ساخته شدند که نیروی مورد‌نیاز آن‌ها به‌صورت بی‌سیم انتقال داده می‌شد. در سال ۲۰۰۳ نیز ناسا نخستین هواپیمای خود را تولید کرد که نیروی آن با لیزر تأمین می‌‌شد.

انواع فناوری شارژ بی‌سیم

به‌طورکلی سه روش برای انتقال بی‌سیم نیرو و شارژ دستگاه‌ها وجود دارد که هرکدام از آن‌ها دارای روش‌ها و استاندارد‌های زیرمجموعه‌ای مختلفی هستند. اجازه دهید قبل از اینکه با روش‌ها و استانداردهای مختلف شارژ بی‌سیم آشنا شویم، ابتدا روش کلی شارژ باتری با سیستم شارژ بی‌سیم را برای شما توضیح دهیم.

نمونه‌ای از شارژر Qi

در سیستم‌های بی‌سیم شارژ باتری القایی، انتقال نیرو در پنج مرحله صورت می‌گیرد که به‌شرح زیر است:

میدان نزدیک / غیرتابشی

در این روش انتقال نیرو به‌صورت القایی انجام می‌شود و دو استاندارد Qi و PMA برپایه‌ی این روش شکل گرفته‌اند.

استاندارد Qi

یک نمونه شارژر بی‌سیم Qi

در این نمودار افزایش توان شارژ بی‌سیم چی از توان پایه به توان توسعه‌یافته، نمایش داده شده است.

استاندارد PMA

یک نمونه شارژر بی‌سیم PMA

استاندارد Power Matters Alliance یا PMA شباهت بسیار زیادی با استناندارد Qi دارد و هر دو استاندارد برپایه‌ی اصول «مغناطیس القایی» شکل گرفته‌اند، تنها تفاوت این دو استاندارد شارژ بی‌سیم، به گسترده‌ی فرکانس انتقال نیرو مربوط می‌شود. این میزان در استاندارد چی ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلوهرتز و در PMA دوبرابر این میزان است. استاندارد PMA می‌تواند تا ۵ وات نیرو را انتقال دهد. در هر دو استاندارد از روش‌های نسبتا متفاوتی برای برقراری ارتباط بین دستگاه فرستنده و گیرنده استفاده می‌شود.

اتصال خازنی

اتصال خازنی یکی دیگر از انواع انتقال برق به‌صورت بی‌سیم است که در آن برای انتقال نیرو، یک میدان الکترونیکی درمقابل یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد. شرکت ژاپنی موراتا (Murata) مدعی است سیستمی مبتنی بر این روش برای شارژ بی‌سیم گوشی ساخته است. درواقع در این روش نیروی برق آی‌سی با استفاده از یک خازن کوپلاژ از یک مدار سری به مدار دیگر آن منتقل و جریان برق دی‌سی مسدود می‌شود. 

یکی دیگر از روش‌های شارژ بی‌سیم روش ارتباط میدان نزدیک از نوع القای مغناطیسی است که در آن یک لایه‌ی فیزیکی برای ایجاد ارتباط بی‌سیم بین دو دستگاه در مسافت کوتاه و یک میدان مغناطیسی کم قدرت و کوچک که قابلیت توسعه ندارد، بین آن‌ها قرار می‌گیرد. در این روش نیز سیم‌پیچی در دو دستگاه گیرنده و فرستنده قرار می‌گیرد. سیم‌پیچ فرستنده مدلاسیون میدان مغناطیسی را انجام می‌دهد و سیم‌پیچ دستگاه گیرنده مدلاسیون را اندازه‌گیری می‌کند. در این روش می‌توان از برچسب NFC و بلوتوث برای انتقال شارژ بین دو گوشی استفاده کرد.

میان‌میدانی / غیرتابشی

تشدید مغناطیسی

شارژ بی‌سیم تشدید مغناطیسی یکی دیگر از روش‌های شارژ بی‌سیم محسوب می‌شود که در آن فرکانس تشدیدی دو سیم‌پیچ یکسان می‌شود و وقتی دستگاه فرستنده درکنار هم قرار می‌گیرند، نیرو از فرستنده به گیرنده منتقل می‌شود. فناوری‌های Air Fuel و Air Charge و سیستم‌های شارژ بی‌سیم برندهای Witricity، Mojo Mobility و فناوری WiPower شرکت کوالکام نیز برپایه‌ی این روش شکل گرفته‌اند.

Air fuel

اخیرا سازمان صنعتی Power Matters Alliance با مشارکت گروه صنعتی Alliance For Wireless Power یا A4WP استاندارد ترکیبی جدیدی به‌نام هواسوختی (Air fuel) ایجاد کرده که برپایه‌ی اصل تشدید مغناطیسی شکل گرفته است و کمی با دو فناوری دیگر تفاوت دارد. توان انتقال نیرو در نسخه‌های اولیه‌ی این استاندارد ۳.۵ تا ۶.۵ وات بود؛ اما اکنون به ۵۰ وات رسیده است. در این استاندارد سیم‌پیچ‌های گیرنده و فرستنده که به‌خوبی تنظیم و با روش مغناطیس القایی به یکدیگر متصل شده‌اند، نیرو را به روش تشدیدی یا رزونانس و با فرکانس ۷ مگاهرتز انتقال می‌دهند. در استاندارد هواسوختی انعطاف‌‌پذیری فضایی درباره مکان قرارگیری دستگاه فرستنده و گیرنده وجود دارد.

AirCharge

فناوری AirCharge نیروی برق را با سرعتی بیش از سرعت انتقال امواج وای‌فای و به‌‌اندازه‌ی سرعت انتقال امواج بلوتوث منتقل می‌کند. این فناوری می‌تواند برای شارژ گوشی‌ها در مکان‌های عمومی (رستوران‌، کافی‌شاپ‌، فرودگاه، ایستگاه اتوبوس و قطار و فرودگاه) هتل‌ها (اتاق‌خواب‌ها و سالن استراحت و سالن کنفرانس)، فروشگاه‌ها، در وسایل حمل‌و‌نقل عمومی (اتوبو‌س‌ و قطار)، در مکان‌های ادرای و آموزشی (میزهای مورداستفاده در این مکان‌ها و اتاق جلسات و پذیرش و فضاهای ایجاد شده برای استراحت) استفاده شود.

Mojo Mobility

فناوری Mojo Mobility به کاربران اجازه می‌دهد گوشی خود را آزادانه روی تمام قسمت‌های پد شارژ بگذارند و امکان شارژ هم‌زمان چند دستگاه با نیازهای مصرفی متفاوت را نیز فراهم می‌کند. درضمن به‌دلیل اندازه‌ی کوچک دستگاه گیرنده‌ی ایجاد‌شده برپایه‌ی این فناوری، می‌توان آن را در گوشی‌ها و باتری‌ها و حتی جعبه‌ی وسایل الکترونیکی مختلف تعبیه کرد. درضمن پد‌های شارژ Mojo Mobility کاملا ضدآب و مهروموم‌شده هستند و دمای آن‌ها در حین شارژ افزایش نمی‌یابد. شرکت مبدع این فناوری شارژ‌های بی‌سیمی برای شارژ گوشی‌ های آیفون ساخته که در داخل بیش از ۱۱۰ خودرو می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.

از موجو موبایلیتی می‌توان در زمینه‌های مختلف استفاده کرد که از میان آن‌ها می‌توان به شارژ گوشی و تبلت و وسایل‌ پوشیدنی و شارژ چند گوشی به‌‌صورت هم‌زمان در خودرو و برقراری ارتباط بین آن‌ها و سیستم‌های سرگرمی و ناوبری با استفاده از فناوری نیروی میدان نزدیک یا Mojo’s Near Field Power اشاره کرد. درضمن به‌دلیل اینکه پدهای شارژ این فناوری کاملا مهروموم هستند، می‌توان از آن‌ها برای چند دستگاه به‌صورت هم‌زمان در محیط‌های استریل صنایع پزشکی و محیط‌های دارای شرایط دشوار نیز استفاده کرد؛ بنابراین، استفاده از این فناوری و نبود نیاز به استفاده از سیم می‌تواند زمینه‌ی طراحی سیستم‌های ساده شارژ در این محیط‌ها را نیز فراهم کند.

Witricity

فناوری Witricity نیز از روش تشدید مغناطیسی برای انتقال جریان برق استفاده می‌کند و معمولا برای شارژ خودروهای برقی استفاده می‌شود.

Wi Power

راندمان این روش بین ۶۰ تا ۹۰ درصد است و می‌تواند هم‌زمان چند دستگاه را شارژ کند که در جهات و موقعیت‌های مختلف روی فرستنده قرار می‌گیرند. گروه The Alliance For Wireless Power، مبدع این فناوری، همکاری خود را با شرکت کوالکوم و اینتل آغاز کرده است.

دورمیدانی / تابشی

استفاده از امواج رادیویی

نمونه‌ای از یک سیستم شارژ بی‌سیم با استفاده از امواج رادیویی

Energous

شرکت انرجوس سیستمی برای شارژ بی‌سیم کامپیوتر و لوازم جانبی اطراف آن طراحی کرده که فرستند‌ه‌‌ی آن در داخل نمایشگر تعبیه شده است.

Powercast

شرکت پاورکست هم موفق شده است نیرو را تا فاصله‌ی ۲۴.۳ متری انتقال دهد. البته فناوری این شرکت تنها برای تأمین نیروی وسایلی مانند حسگرها و قطعات الکترونیکی کوچک که به نیروی کمی نیاز دارند، مفید است و تنها توانایی انتقال یک وات برق را دارد.

OSSia

در فناوری شرکت اوسیا دستگاه گیرنده امواج را در همه‌ی جهات منتقل می‌کند و فرستنده، پس از دریافت آن‌ها موقعیت گیرنده را تشخیص می‌دهد و در مرحله‌ی بعد این امواج را که حتی می‌توانند از دیوار هم عبور کنند، دوباره به‌سمت گیرنده می‌فرستند. این کار برای شناسایی گیرنده‌ی در‌حال‌حرکت صدبار در ثانیه انجام می‌شود.

به‌تازگی استفاده از لیزر هم برای انتقال نیرو آغاز شده است. امواج الکترومغناطیسی سیم‌پیچ فرستنده به امواج طول موجی تبدیل می‌شود که نزدیک به طول موج طیف نور مرئی است و دستگاه گیرنده پس از دریافت امواج، آن‌ها را با استفاده از سلول‌های فتوولتاییک کوچک تبدیل به جریان برق می‌کند.

شرکت Wi-charge که استفاده از لیزر را برای انتقال نیرو آغاز کرده است، موفق به طراحی فناوری جالبی شده که باعث می‌شود در حین فرایند انتقال نیرو، نوری مرئی بین دو دستگاه ایجاد شود. درضمن این شرکت مدعی است لیزر می‌تواند نیرو را تا ۷۶.۲ متر نیز انتقال دهد. البته هنوز مشخص نیست لیزر بتواند نیروی لازم برای شارژ گوشی‌ها را تأمین کند یا نه.  

در این تصور هدفون و دسته‌ی کنسول درحال‌شارژ با اشعه‌های لیزر هستند که از دستگاهی که شبیه بلندگو است، متصاعد می‌شود. نقاط نورانی نیز اشعه‌های متمرکزشده‌ی لیزر هستند. 

امواج فراصوت

شارژ بی‌سیم با استفاده از امواج فراصوت نیز امکان‌پذیر است. در این روش فرستنده ابتدا امواج فرکانس بالا که انسان و حیوان نمی‌توانند آن‌ها را بشنوند، از وسیله‌ای مانند بلندگو پخش می‌‌کنند و امواج ازطریق هوا انتقال داده می‌شوند و به دستگاه گیرنده می‌رسند. هر زمانی درخواست دریافت شارژ از سوی دستگاه گیرنده متوقف شود، انتقال انرژی نیز پایان می‌یابد. در پایان هم دستگاه گیرنده پس از دریافت امواج، آن‌ها را به انرژی برق مصرفی تبدیل می‌کند. درواقع در این روش امواج الکترومغناطیسی به امواج فراصوت تبدیل می‌شوند. شرکت یوبیم (uBeam) از امواج فراصوت برای انتقال نیرو استفاده کرده است. فناوری این شرکت می‌تواند برای تأمین وسایل اینترنت اشیای صنعتی، وسایل الکترونیکی کم‌مصرف مثل گوشی، تبلت، لپ‌تاپ و...، تجهیزات پزشکی، خودروها و وسایلی که با شاررژر خورو شارژ می‌شوندو حتی هواپیماها استفاده شود. درضمن یوبیم می‌تواند به هوشمندسازی کشاورزی نیز کمک کند.

سیستم شارژ uBeam

نکات مهم در طراحی سیستم‌های شارژ بی‌سیم

مقایسه‌ی کلی انواع روش‌های شارژ بی‌سیم

در‌حال‌حاضر، متداول‌ترین نوع فناوری شارژ بی‌سیم، شارژ القایی و استاندارد Qi است که این روش می‌تواند برای شارژ گوشی‌های همراه و خودروهای برقی استفاده شود. یکی از معایب بزرگ این روش این است که اگر بین دستگاه گیرنده و فرستنده فاصله زیادی ایجاد شود، کارایی شارژر به‌شدت کاهش پیدا می‌‌کند. سیستم اتصال خازنی از نظر تجاری به اندازه‌ی شارژ القایی محبوب نیست و تنها برای شارژ دستگاه‌هایی مناسب است که به انرژی کمی نیاز دارند.

روش تشدید مغناطیسی برای تأمین نیروی وسایلی که به نیروی زیادی نیاز دارند (مانند جاروبرقی، لپ‌ تاپ، خودروی برقی یا ربات‌ها) به‌کار می‌‌رود و می‌تواند نیروی برق را ۳ تا ۵ متر انتقال دهد. این روش چند مزیت نسبت به شارژ القایی دارد که از میان آن‌ها می‌توان به توانایی انتقال نیرو به مسافت بیشتر و امکان شارژ هم‌زمان چند دستگاه با استفاده از یک سیم‌پیچ اشاره کرد. درضمن در این روش لازم نیست دو سیم پیچ در یک خط مستقیم درکنار یکدیگر قرار گیرند و عملکرد به‌اندازه‌ی شارژرهای سیمی پذیرفتنی است.

درباره‌ی فناوری‌هایی که از امواج رادیویی برای انتقال بی‌سیم نیرو استفاده می‌کنند باید گفت که این فناوری‌ها می‌توانند نیرو را تا فاصله‌ی زیادی انتقال دهند. البته نمی‌توانند نیروی زیادی را انتقال دهند و تنها برای انتقال نیرو به وسایل کم‌مصرف مناسب هستند. درضمن این فناوری‌ها هنوزهم در ابتدای راه خود قرار دارند و امواج رادیویی نیز می‌توانند تأثیر بدی روی سلامتی انسان‌ها و سایر موجودات بگذارد.

همچنین امواج فراصوت که درحال‌‌حاضر تنها شرکت uBeam موفق به منتقل‌کردن نیرو با استفاده از آن‌ها شده است، به سه دلیل ابزار خوبی برای انتقال بی‌سیم نیرو نیستند: اول اینکه این امواج نمی‌توانند میزان مناسبی از انرژی را انتقال دهد؛ دوم اینکه کارایی لازم را ندارند؛ سوم اینکه فرستنده و گیرنده کاملا باید در دیدرس یکدیگر باشند. 

کاربردهای شارژ بی‌سیم

مهم‌ترین کاربردهای شارژ بی‌سیم در یک نگاه

شارژ بی‌سیم، تنها مختص شارژ تلفن‌همراه نیست و کاربردهای متنوعی دارد که درادامه برخی از آن‌ها را بیان می‌کنیم.

شارژ وسایل الکترونیکی کوچک

ساخت دستگاه‌های شارژ وسایل مختلف در مکان‌های عمومی

گسترش استفاده از پدهای شارژ (فرستنده‌ها) مستلزم افزایش ایمنی است. با استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم می‌توان پدهای شارژ را کنار گذاشت و سیستم‌های شارژ هوشمندی را طراحی کرد که بتوانند شبکه‌هایی از شارژرها را تشکیل دهند. همچنین مبلمان و میز کنار آن‌ها را هم می‌توان به فرستنده‌های شارژ بی‌سیم تبدیل کرد. این سیستم‌ها می‌توانند در فرودگاه‌ها، ایستگاه‌های مترو، فروشگاه‌ها و... استفاده شوند و هم‌زمان چند وسیله را باهم شارژ کنند.

استفاده از شارژرهای بی‌سیم در خودروها

شارژ وسایل‌نقلیه‌ی برقی

شاژ بی‌سیم میدان نزدیک القایی

شارژ بی‌سیم میدان نزدیک خازنی روش دیگری برای شارژ خودروها است که در آن فرستنده و گیرنده سیم‌پیچ ندارند و درعوض چندین صفحه میان این دو قرار می‌گیرد و با ایجاد میدان مغناطیسی نیرو را به یکدیگر منتقل می‌کنند.

شارژ بی‌سیم خازنی

روش سوم روش تشدید مغناطیسی است. فناوری ویتریسیتی که برپایه‌ی این روش شکل گرفته، به‌دلایل زیر یکی از بهترین فناوری‌ها برای شارژ بی‌سیم خودرو است:

ساخت تجهیزات پزشکی

به‌تازگی کارشناسان سازمان مشاوران کمبریج فناوری جدید به‌نام Maglense ابداع کرده‌اند که می‌تواند برای ساخت وسایل کاشتنی منعطف بدون باتری در بدن مثل محرک‌های عصبی، ضربان‌ساز ، پروتز شبکیه، محرک نخاع و... برای استفاده در تمام بدن در هر اندازه و شکلی، به‌کار گرفته شود.

ساخت وسایل هوشمند خانگی

شارژ بی‌سیم می‌تواند برای تأمین نیروی قفل‌های هوشمند نیز به‌کار گرفته شود. معمولا افراد به‌دلیل عمر کم باتری قفل‌های هوشمند، از آن‌ها استقبال نمی‌کنند؛ زیرا ممکن است به‌دلیل اتمام شارژ یا خراب‌شدن باتری این فقل‌ها، پشت در بمانند. درصورت استفاده از شارژ برای این قفل‌ها، هم دیگر نیازی به باتری ندارد و هم می‌توان امکانات جانبی بسیاری خوبی مثل سیستم ذخیره‌‌سازی صدا و فیلم در سرویس‌های ابری یا فناوری‌های امنیتی به‌روزی مانند حسگرهای تشخیص اثر انگشت و تشخیص چهره را نیز به آن‌ها افزود. 

شارژ وسایل اینترنت اشیاء

فناوری Wi-charge می‌تواند علاوه‌بر وسایل هوشمند خانگی، وسایل اینترنت اشیاء را نیز شارژ کند. درضمن سیستم شارژ Humavox’s NEST نیز با استفاده از امواج رادیویی وسایل اینترنت اشیاء را در هر شکل و اندازه‌ای شارژ می‌کند. این سیستم درحقیقت شیئی به‌شکل کاسه یا جعبه است که وقتی وسیله‌ای درون آن قرار می‌دهید، شارژ می‌شود و می‌تواند چند وسیله را به‌صورت هم‌زمان شارژ کند. درضمن می‌توان شکل ظاهری این شارژر که با قیمت مقرون‌به صرفه‌ای عرضه می‌شود، براساس سفارش مشتری تغییر داد.

شارژ ربات‌ها

فناوری WiBotic فناوری جدیدی برای شارژ بی‌سیم ربات‌ها محسوب می‌شود. این فناوری کاملا بی‌خطر و مطمئن است و می‌توان در مقیاس گسترده از آن استفاده کرد. درضمن این فناوری می‌تواند به بهبود عملکرد ربات‌ها هم کمک کند. این فناوری مزایای زیادی دارد که از میان آن‌ها می‌توان به امکان سفارشی‌سازی آن براساس انواع مختلف ربات و بهبود عمر باتری وسایل مختلف و کاهش هزینه‌های مراقبت از ربات‌ها اشاره کرد. WiBotic می‌تواند برای شارژ انواع ربات‌های سیار، صنعتی، پهپادها و حتی ربات‌های دریایی و زیردریایی استفاده شود.

شارژ پهپادها 

استفاده از فناوری انتقال نیروی ابری (Power Cloud) می‌تواند راه‌حل خوبی برای شارژ بی‌سیم پهپادها باشد. در این فناوری یک سیستم انتقال نیرو که معمولا دایره‌شکل است و حلقه‌ای از سیم در اطراف آن قرار دارد، روی زمین نصب می‌شود. سپس این سیستم با ایجاد میدان مغناطیسی، پهپاد مجهز به یک آنتن مخصوص در‌حال‌پرواز برفراز خود را شارژ می‌کند. درضمن همان‌طورکه قبلا گفتیم، فناوری WiBotic می‌تواند برای شارژ پهپادها نیز استفاده شود.

شارژ بی‌سیم علاوه‌بر موارد مذکور، می‌تواند زمینه‌ی ساخت وسایلی همچون ابرخازن‌ها، نسل جدید ریموت کنترل تلویزیون و ابزارآلات صنعتی برقی مثل دریل، سنگ فرز و...، جاروبرقی بی‌سیم، جامایع‌های دستشویی برقی بی‌سیم و نسل جدید هدفون را فراهم کند.

 جدیدترین فناوری‌های شارژ بی‌سیم

شارژ بی‌سیم در فضای باز

به‌تازگی فناوری‌هایی برای استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم در فضای باز ایجاد نیز شده است. به‌عنوان مثال، مخترعان کشور جمهوری چک با استفاده از فناوری ام ام سیت (MMCite)، نیمکت‌های خورشیدی (نیمکت‌هایی که انرژی را تبدیل به برق می‌کند) را مجهز به شارژرهای بی‌سیم چی کرده‌اند. در استرالیا نیز شرکتی به‌نام اسپیشالایز سُلوشن (Specialised Solutions) موفق به انجام چنین کاری شده است. این شارژها علاوه‌بر نیمکت‌ها، روی سطوح دماسنج‌ها نیز نصب شده‌اند.

شرکت ایتالیایی نِری (Nery) هم نیمکت‌های بتنی منحصر‌به‌فردی ساخته که در آن‌ها یک آنتن وای‌فای و یک شارژر چی تعبیه شده است. شارژر چی در یک پنل در وسط نیمکت تعبیه شده است. شارژرهای مورداستفاده در فضای باز برای شارژ وسایلی مناسب هستند که نیروی کمی دارند و دربرابر آسیب‌های انسانی و آب و اشعه‌های خورشید نیز مقاوم هستند.

جدیدترین پژوهش‌ها درباره‌ی شارژ بی‌سیم

به‌تازگی پژوهشگران موفق به ایجاد سیستمی شدند که با استفاده از آن می‌توانند ورقه‌ای بسازند که از قابلیت شارژ بی‌سیم تلفن‌همراه و وسایل مشابه برخوردار است. این ورقه کاملا انعطاف‌پذیر است و می‌توان آن را بُرید؛ بنابراین، کاربران می‌توانند برای تغییر این ورق آن را ببُرند یا در قالب قرار دهند یا آن را خم کنند تا به شکل دلخواه یا موردنیاز آن‌ها درآید. طبق گفته‌ی پژوهشگران سیم‌پیچ این ورقه هم منعطف خواهد بود و به‌گونه‌ای طراحی شده که با چیده‌شدن هم آسیب نمی‌بیند.

نیروی لامپی که در تصویر می‌بینید به‌صورت کاملا بی‌سیم تأمین می‌شود

پنکه‌ی بی‌سیم و بدون باتری درحال کار در اتاق

آینده‌ی شارژ بی‌سیم

انتظار می‌رود در آینده‌ای نه‌چندان دور کابل‌های شارژ و انتقال نیرو کاملا منسوخ شوند و شارژ بی‌سیم به‌صورت گسترده‌ای استفاده است.

افزایش مسافت انتقال بی‌سیم نیرو

یکی از معایب اصلی انتقال نیرو بدون سیم، محدود‌بودن مسافت انتقال نیرو است که باعث شده بسیاری از افراد تمایلی به استفاده از آن نداشته باشند. البته به‌نظر می‌رسد با تلاش شرکت‌های ارائه‌دهنده‌ی این فناوری، مشکل مسافت برطرف شود.

شرکت یوبیم نیز از امواج فراصوت برای انتقال نیرو به مسافت زیاد استفاده کرده است. در این روش نیز مانند سایر روش‌های شارژ بی‌سیم، یک فرستنده امواجی با فرکانس بالا را که شنیده نمی‌شوند، ارسال می‌کند و گیرنده‌ای شبیه میکروفون، این امواج را دریافت و آن‌ها را به انرژی قابل‌استفاده تبدیل می‌کند.

امواج فروسرخ یا مادون قرمز هم می‌تواند ابزار خوبی برای انتقال نیرو به مسافت باشد. در فناوری شارژ بی‌سیم Wi-charge که قبلا در مورد آن صحبت کردیم، از این روش برای انتقال نیرو استفاده می‌شود. تقریبا ۵۰ درصد نورخورشید از نور مادون قرمز تشکیل شده و همیشه بخشی از اکوسیستم سیاره‌ بوده است. با استفاده از امواج قرمز می‌توان چند وات برق را تا فاصله‌ای درحدود ۴.۸۷ متر انتقال داد؛ بنابراین، استفاده از این امواج برای شارژ بی‌سیم گوشی و وسایل اینترنت اشیاء روش مناسبی به‌نظر می‌رسد. امواج فروسرخ نوعی نور هستند؛ به‌همین‌دلیل، دستگاه فرستنده و گیرنده باید کاملا در دیدرس یکدیگر باشند و بتوانند یکدیگر را رصد کنند.

چند سالی است که استاندارد جدیدی تحت‌عنوان Cota شکل گرفته  که در آن از امواج رادیویی شبیه امواج وای‌فای برای انتقال نیرو استفاده می‌شود. این روش نیز برپایه‌ی استفاده از دستگاه فرستنده‌ای شکل گرفته که می‌تواند هر دستگاه هم‌فرکانس خود را شارژ کند. این فناوری جدید به کاربران اجازه می‌دهد هنگام شارژ دستگاه خود، همراه‌با آن آزادانه در اتاق بچرخند و از آن استفاده کنند. البته اکنون تنها نمونه‌ی اولیه این فرستنده ساخته شده است؛ اما شرکت عرضه‌کننده‌ی این فناوری، یعنی اوسیا، امیدوار است چنین وسیله‌ای در آینده به‌صورت انبوه تولید شود و برای شارژ تلفن‌همراه و سایر وسایل دیگر استفاده شود.

درصورتی‌که بتوان نیروی برق را به‌صورت بی‌سیم در مسافت طولانی انتقال داد، امکان استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم در زمینه‌های مختلفی فراهم می‌شود که چند نمونه از آن‌ها را درادامه بیان می‌کنیم.

مکان‌های عمومی

همان‌طورکه قبلا گفتیم می‌توان از فناوری شارژ بی‌سیم برای شارژ دستگاه‌های مختلف در مکان‌های عمومی مثل کافی‌شاپ‌ها، رستوران‌ها، فرودگاه‌ها و... استفاده کرد. درصورت استفاده از این فناوری، افراد حاضر در این مکان‌ها می‌توانند دستگاه‌های خود را شارژ کنند که به یک شبکه‌ متصل هستند. همچنین امکان تأمین نیروی دستگاه‌های مختلف موجود در سالن‌های مختلف، مثل پایانه‌های فروش، دستگاه‌های کارت‌خوان و تبلت نیز فراهم خواهد شد. درضمن با بهره‌گیری از این فناوری دیگر لازم نیست در مکان‌ خاصی ثابت بمانید و می‌توانید آزادانه در محیط زیرپوشش امواج حرکت کنید. صاحبان کسب‌وکار نیز می‌توانند به‌لطف این فناوری در مکان‌های پررفت‌وآمد، از ایستگاه پرداخت بی‌سیم و فاقد تجهیزات متداول امروزی استفاده کنند.

حوزه‌ی پزشکی

استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم در بیمارستان‌ها و کلینیک‌‌ها و مطب پزشکان هم می‌تواند استفاده‌ی بیماران از دستگاه‌ها را راحت‌تر کند و هم هزینه‌ی استفاده از آن‌ها را کاهش داد. بسیاری از وسایل مورداستفاده در بیمارستان‌ها مانند دستگاه‌های نوار قلب یا پمپ‌های انفوزیون متحرک هستند؛ اما این دستگاه‌های باتری‌های گران‌قیمت و سیم‌های زیادی دارند. با استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم می‌توان باتری این دستگاه‌ها را حذف کرد که مراقبت از آن‌ها هزینه‌ی زیادی دارد و دستگاه‌های ثابت را به دستگاه‌های سیار تبدیل کرد؛ بنابراین، امکان استفاده از روش‌های درمانی بهتری برای پزشکان و بیماران فراهم می‌شود.

صنایع و کارخانجات

استفاده از حسگرها و وسایل اینترنت اشیای بی‌سیم در خطوط تولید و مونتاژ، یکی از کاربردهای ایده‌آل شارژ بی‌سیم محسوب می‌شود. درضمن این فناوری امکان توسعه‌ی ربات‌ها در فرایند تولید و ذخیره‌سازی را فراهم می‌کند. انتقال نیرو به‌صورت بی‌سیم می‌تواند باعث کاهش بیش‌ازپیش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری و کاهش مشکلات تولید ازجمله کاهش سرعت تولید یا توقف آن شود.

منازل

به‌تازگی فناوری‌هایی درحال‌گسترش هستند که می‌توانند امکان انتقال بی‌سیم نیرو به وسایل پرمصرف آشپزخانه را فراهم کنند. با استفاده از این فناوری‌ها می‌توان فرستنده‌ها را به‌راحتی زیر تمام پیشخوان‌های غیرفلزی نصب کرد و با قراردادن تمام وسایل برقی روی پیشخوان‌ها، به‌راحتی آن‌ها را به‌صورت بی‌سیم شارژ کرد. این فرستنده‌ها به‌دلیل اینکه در زیر پیشخوان‌ها و میزها نصب می‌شوند و از دید پنهان هستند، می‌توانند زمینه‌ساز طراحی مدرن‌تری برای آشپزخانه‌ها شوند.

حتی به‌نظر می‌رسد رؤیای نیکولا تسلا در آینده‌ی نزدیک به واقعیت بپیوندد و نیروی برق از دکل‌ها بدون سیم به وسایل برقی موجود در منازل انتقال داده می‌شود؛ زیرا چنین پروژه‌ای از مدتی پیش آغاز شده و درحال‌حاضر مراحل پایانی آن در‌حال‌اجرا است.

قطعا شارژ بی‌سیم در آینده کاربردهای بیشتری خواهد داشت که اکنون نمی‌توانیم درباره‌ی آن‌ها صحبت کنیم و حتی تعیین زمان مشخص برای آغاز این فناوری‌های جدید نیز امکان‌پذیر نیست؛ اما به‌جرئت می‌توان گفت در آینده استفاده از وسایلی که نیروی آن‌ها به‌صورت بی‌سیم تأمین می‌شود، به‌اندازه‌ی وسایل مجهز به وای‌فای گسترش می‌یابد و حذف باتری‌ها و سیم‌های متعدد در دستگاه‌های مختلف، امکان ایجاد طراحی زیباتر برای آن‌ها را فراهم می‌کند. درپایان با اطمینان‌خاطر باید بگوییم که شارژ بی‌سیم می‌تواند زمینه‌ساز پیشرفت‌های شگفت‌انگیزی در حوزه‌ی صنایع، شهرهای هوشمند، طراحی داخلی و خارج فضاهای مختلف، طراحی وسایل و گجت‌های پرمصرف حمل‌ونقل و پزشکی شود.