طرز کار شارژ وایرلس و بیسیم

شارژ وایرلس یکی از تکنولوژی هایی هست که هنوز جا نیفتاده اما قطعا تا چندسال دیگه جای شارژرهای سیمی رو میگیرد! از زمان معرفی گوشی گلکسی اس 4 به بعد مفهوم شارژ وایرلس توی رسانه ها منتشر شد و در حال حاضر خیلی از گوشی های هوشمند با شارژر بی سیم شارژ میشند. حالا با من همراه باشید تا ببینیم شارژ وایرلس چیه و چه کار می کند.

شارژ وایرلس چیست ؟

وقتی شما یه اس ام اس میدید ، اطلاعات کدگذاری میشوند، به مرکز انتقال و بررسی دیتا در مخابرات ارسال میشوند و از اونجا به مقصد مورد نظر شما فرستاده میشن . پس شما به صورت کاملا بی سیم می تونید یه دیتا حالا صوتی تصویری متن هر چی که باشه رو بفرستید. اینجا صحبت از دیتا هست، توی شارژ وایرلس صحبت از جریان و ولتاژ الکتریکی هست.

شارژ وایرلس یا بی سیم یعنی کاری کنیم که بدون نیاز به سیم ، جریان یا ولتاژ منتقل بشه . برای این کار نیاز به یه فرستنده و یه گیرنده انرژی داریم که حالا در ادامه توضیح میدم. فرستنده یه چیزی مثل بشقاب یا پیش دستی ( حالا هر شکلی می تونه داشته باشه ، می تونه یه جعبه مستطیلی باشه ) و گیرنده هم که دستگاه شماست ، حالا گوشی ، لپ تاپ یا تبلت که در حال حاضر گوشی های هوشمند بیشتر از شارژ وایرلس استفاده می کنند!

شارژ وایرلس چگونه کار می کند؟

همه چیز به القای الکترومغناطیسی مربوط میشه ، یعنی پایه و اساس شارژ وایرلس بر سیم پیچ استواره . یه سیم پیچ فرستنده و یه سیم پیچ گیرنده.

یادش بخیر تو هنرستان فیزیک می خوندیم همین مبحث رو بررسی کردیم ! ببینید توی این پست فرصت توضیح اینکه چی باعث میشه تا این اتفاقات بیفته نیست چون باید 53 تا فرمول فیزیک رو باز و بسته کنیم تا به نتیجه برسیم اما در حدی که متوجه عملکرد شارژ وایرلس بشید توضیح میدم.

اگه یه میخ بردارید و دورش یه سیم مسی ( عایق ، با روکش ) بپیچید جوری که دو طرف سیم بیرون باقی بمونه تا دو سر سیم رو به یه باتری وصل کنید ، جریان داخل سیم باعث ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف سیم میشه یعنی مثل آهن ربا . هرچی تعداد دورهای سیم پیچیده شده دور میخ بیشتر باشه میدان قوی تری داریم . حالا می تونید با همون میخ ، میخ یا سوزن های دیگه رو بلند کنید ( مثل آهن ربا ) . اگه قطب های باتری رو جابجا کنیم ، جهت میدان مغناطیسی هم تغییر می کنه و قطب شمال و جنوب میدان جابجا میشه . نکته مهم اینه که با اعمال جریان ثابت نمی تونیم میدان مغناطیسی پایدار داشته باشیم اما اگه جریان متناوب یا متغیر بهش بدیم می تونیم میدان مغناطیسی پایدار داشته باشیم.

حالا اگه یه سیم پیچ دیگه با همین شرایط بسازیم و کنار سیم پیچ اولیه قرارش بدیم ، میدان مغناطیسی حاصل از سیم پیچ اولیه به سیم پیچ دوم القاء میشه و باعث حرکت الکترون در سیم پیچ دومی میشه . اگه سیم پیچ دوم رو به یه ولتمتر وصل کنیم ، می بینیم که عقربه ولتمتر حرکت می کنه . همین ولتاژ القا شده ، توسط مدار کنترل شارژ داخل گوشی ، به باتری می رسه و باتری هم شارژ میشه ! حالا دیگه ما این جریان یا ولتاژ الکتریکی رو می تونیم برای مصارف مختلف استفاده کنیم .

پس یه بار دیگه مرور می کنیم : اساس کار شارژ وایرلس اینه : جریان برق شهر توسط مدار الکتریکی مخصوصی به جریان با فرکانس بالا تبدیل میشه ، این جریان الکتریکی رو ابتدا توسط یه سیم پیچ اولیه یا فرستنده به میدان مغناطیسی تبدیل می کنیم و توسط یه سیم پیچ دوم یا گیرنده ، این میدان مغناطیسی رو مجددا به جریان یا ولتاژ الکتریکی تبدیل می کنیم و به مصرف کننده می فرستیم .

وقتی شارژر وایرلس به برقه ، مداوم داره میدان مغناطیسی تولید میکنه ، به محض نزدیک شدن گوشی یا هر دستگاهی که سیم پیچ گیرنده داره ، در میدان مغناطیسی تغییر ایجاد میشه و فرستنده متوجه حضور گیرنده میشه و عملیات انتقال شارژ شروع میشه . گیرنده درون خودش یه مدار کنترل شارژ داره ، زمانی که باتری پر میشه یه دستور به فرستنده می فرسته مبنی بر اینکه آقا عملیات رو متوقف کن من دیگه کارم تموم شده !

در مورد شارژ وایرلس در گوشی هوشمند یا تبلت هم قضیه به همین شکله ! اگه گوشی مجهز به شارژ وایرلس یا بی سیم داشته باشید ، موقع خرید یه دستگاه بشقابی شکل بهتون میدن . این دستگاه همون شارژر وایرلس هست که میدان مغناطیسی تولید می کنه ، همون فرستنده است . توی این فرستنده یه سیم پیچ بزرگ تعبیه شده که میدان مغناطیسی تولید می کنه و از طریق القای مغناطیسی و بدون نیاز به سیم ، این میدان رو به سیم پیچ گوشی شما منتقل می کند.
توی گوشی موبایل شما هم یه سیم پیچ گیرنده تعبیه شده که میدان مغناطیسی رو به جریان تبدیل می کنه . این جریان ، به باتری گوشی شما ارسال میشه تا باتری رو شارژ کند.
استانداردهای مختلف شارژ وایرلس

واسه اینکه گیرنده و فرستنده در سیستم شارژ وایرلس به درستی با هم در ارتباط باشن باید دارای استاندارد مشابه باشن . یعنی اون سیم پیچ و قطعاتی که داخل گیرنده هست با قطعات داخل فرستنده هماهنگ باشن . اگه اینجوری نباشه ، شارژ وایرلس انجام نمیشه . در حال حاضر چند تا استاندارد مختلف برای شارژ بی سیم وجود داره . تو یه پست جداگونه در مورد همشون توضیح میدم اما اینجا هم بگم بد نیست .

■ استاندارد Qi ( تلفظ کنید ” چی ” ) که اکثر شرکت ها از همین استاندارد Qi استفاده می کنن . متشکل از شرکت هایی مثل هواوی ، ایسوس ، سامسونگ ، الجی ، بلک بری ، سونی ، موتورولا ، اچ تی سی هست . از سال 2012 معرفی شده .

■ استاندارد A4WP که مخفف Alliance for Wireless Power به معنی همبستگی برای برق وایرلس هست . شامل شرکت هایی مثل کوالکام ، سامسونگ ، اینتل ، برودکام ، جیل الکترونیک هست .

■ استاندارد PMA که مخفف Power Matters Alliance هست . متشکل از شرکت ها و انجمن هایی مثل دوراسل ، AT&T ، فلکسترونیکس ، FCC هست . در ژانویه 2015 اعلام شد که دو استاندارد PMA و A4WP قصد ادغام و تشکیل یه استاندارد بزرگتر و بهتر رو دارن .
فواید شارژ وایرلس یا بی سیم

■ کاهش هزینه ! خب قطعا استفاده از سیم هزینه داره ، توی اون سیم فلز مس وجود داره که فلز گرونیه

■ دوام بیشتر ! اینکه هر روز شارژر رو داخل دیوار و کابل شارژر رو داخل گوشی بکنید ، ممکنه به پریز برق ، شارژر ، کانکتور و پورت ها آسیب بزنه .

■ راحتی بیشتر ! فکر نمیکنم احتیاج به توضیح داشته باشه یه مثالش اینه که خیلی وقتا رابط شارژر به گوشی رو جا میذاریم یا آسیب دیده .

■ استفاده ساده تر در علم پزشکی ! تو یه سری جراحی های پزشکی ، دکترها مجبورن که بعضی قطعات مخصوص رو داخل بدن بیمار جاساز کنن . اون قطعات برای کار ، احتیاج به برق دارن ، در حال حاضر برق از طریق سیم های رد شده در بدن بیمار منتقل میشه که احتمال عفونت رو بیشتر می کنه اما اگه وایرلس باشه دیگه این دغدغه از بین میره !
معایب شارژ وایرلس

■ سرعت کمتر در شارژ وایرلس ! فعلا تکنولوژی شارژ وایرلس به اندازه شارژ سیمی سریع نیست

■ راندمان کمتر و گرمای بیشتر ! خب به دلیل وجود سیم پیچ و القای ولتاژ و تبدیل انرژی های مغناطیسی به الکتریسیته و برعکس مقداری تلفات به صورت گرما داریم . راندمان در شارژ وایرلس حدود 60 تا 70 درصد هست اما در تغذیه سوئیچینگ راندمان حدود 90 تا 98 درصد می چرخه .

■ پیچیدگی و احتیاج به قطعات بیشتر !

نکات ریز در مورد شارژ وایرلس

■ لازم به ذکره که شارژ بی سیم یعنی ارتباطی بین گوشی و شارژر نیست ، وگرنه خود شارژر برای کار کردن نیاز به برق شهر داره

■ شارژهای وایرلسی هستن که به طور همزمان دو یا سه گوشی رو به طور وایرلس و یکی دو تا دیگه رو هم از طریق پورت USB شارژ می کنن .

■ گوشی که استاندارد Qi داره ، نمی تونه با شارژر وایرلس استاندارد PMA شارژ بشه .

■ یه سری گوشی ها به طور داخلی سیم پیچ دارن اما واسه بعضی گوشی های دیگه می تونید کاور مخصوص شارژ وایرلس رو بخرید و بهش وصل کنید .