Coraz częściej słyszy się o bezprzewodowym ładowaniu urządzeń mobilnych. Producenci wskazują je wręcz jako atut i jako duży przeskok technologiczny. Postanowiliśmy wyjaśnić pokrótce, jak działa bezprzewodowe ładowanie na przykładzie Sony Xperia XZ3 oraz objaśnić standard obsługujący ładowanie na odległość.
Nie bez powodu ładowanie bezprzewodowe zamiennie nazywane jest ładowaniem indukcyjnym. Należy zatem zacząć od wyjaśnienia czym jest zjawisko indukcji. Dotyczy ono kilku różnych dziedzin, ale my skupimy się na "tej" służącej nam do uzupełnienia poziomu energii w naszym smartfonie. Czyli indukcji elektromagnetycznej. Tutaj znowu, definicja rozgałęzia się na kilka pojęć, ale nam chodzi w tym wypadku o jedną konkretną, zresztą definicję, to sobie można samemu wyszukać, a ja chce Wam prosto wyjaśnić.... Czas na konkrety.
Indukcja "która służy do ładowania telefonu" wykorzystuje zjawisko odkryte przez Pana Faradaya, polegające na tym, że jeśli przez cewkę płynie prąd, to generuje ona wokół siebie pole elektromagnetyczne. Kształt tego pola zależny jest przede wszystkim od kształtu cewki, ale to w tej chwili mało istotne. Mówiąc w dużym uproszczeniu, można powiedzieć, że ta zasada działa w obie strony.
Co to oznacza w praktyce? Nie mniej nie więcej, tylko tyle, że jeśli cewkę umieścimy w zmiennym polu elektromagnetycznym, to na jej wyprowadzeniach otrzymamy napięcie zmienne. I na tym moglibyśmy zakończyć nasz opis zjawiska, ale zagadnienie to wymaga szerszego opracowania.
<h2>Bezprzewodowe ładowanie w praktyce</h2>
Informacje o tym, jak działa bezprzewodowe ładowanie, zaczerpnęliśmy z bloga Sony i wypowiedzi pana Marka Mazura, który w Sony Mobile odpowiada za przygotowanie i testy produktów przed ich wprowadzeniem na rynek, jest specjalistą w dziedzinie rozwiązań technologicznych mobilnego sektora urządzeń Sony. Odnosimy do źródła: https://blogs.sonymobile.com/pl/2018/07/24/jak-dziala-ladowanie-bezprzewodowe/
Jak sama nazwa wskazuje, ładowanie bezprzewodowe polega na przekazaniu energii bez konieczności użycia kabli. Wykorzystuje się tu technologię indukcji (odległość nie większa niż 7 mm) lub rezonansu (odległość do ok. 45 mm), a energia przekazywana jest przez fale elektromagnetyczne między dwoma cewkami bądź zestawami cewek na niewielką odległość. W praktyce, aby naładować urządzenie, należy podłączyć ładowarkę do gniazdka, a samo urządzenie umieścić w takim miejscu, aby cewki ładowarki i urządzenia znajdowały się jak najbliżej siebie. Warto zaznaczyć, że urządzenie może być ładowane nawet wtedy, kiedy jest wyłączone.
Musimy jednak pamiętać, że aby proces ładowania bezprzewodowego działał bez przeszkód, ładowarka i np. smartfon muszą spełniać te same standardy. Powszechnie stosowanym jest Qi, czyli standard, który został uzgodniony jeszcze w 2009 roku przez czołowych producentów urządzeń mobilnych zrzeszonych w Wireless Power Consortium. Od debiutu standard był wielokrotnie udoskonalany, na przykład w pierwotnej wersji urządzenie musiało leżeć bezpośrednio na ładowarce, teraz można je od siebie oddalić na ponad 4 centymetry, a nawet ładować kilka urządzeń jednocześnie. Przyspieszył się również sam proces ładowania, bo akumulator może być naładowany do połowy, w czasie około 30 minut.
Pamiętajmy jednak, że nawet najszybsze ładowanie nie będzie efektywne, jeśli w urządzeniu nie będzie zastosowana ochrona baterii, która pozwoli się cieszyć tym samym, a nawet dłuższym codziennym korzystaniem w miarę jej starzenia. Przykładem jest technologia Qnovo Adaptive Charging, którą opisujemy poniżej.
<h3>Jak działa szybkie ładowanie?</h3>
Na początek musimy jednak wyjaśnić pewną kwestię. Ładowanie akumulatora smartfona podzielone jest na dwie fazy. Gdy poziom naładowania akumulatora jest bardzo niski, zapewniony jest stały prąd ładowania, aż do osiągnięcia napięcia około 4,2V. Następnie ładowanie zostaje przełączone w tryb stabilizowanego napięcia, a prąd stopniowo spada, aż do pełnego naładowania ogniwa. Ten typ ładowania nosi nazwę CCCV, czyli najpierw prąd o stałej wartości (CC - constant current), a potem przy stałej wartości napięcia (CV - constant voltage) prądem o samoczynnie malejącej wartości. "Szybkie ładowanie" odnosi się do trybu CC, gdyż wtedy właśnie "pompowane jest" najwięcej energii. To też wyjaśnia, dlaczego ładowanie ostatnich 10 procent baterii może trwać dłużej niż pierwsze kilkadziesiąt procent.
Prąd ładowania i rozładowywania każdego akumulatora możemy oznaczyć symbolem xC, gdzie "x", to wartość liczbowa oznaczająca zależność między pojemnością akumulatora a jego ładowaniem lub czasem rozładowania.
Przykładowo prąd 1C, pobierany z akumulatora 100Ah, oznacza, że pobieramy 100A, jeśli obciążymy akumulator prądem 2C, to będzie oznaczało, że prąd ten wyniesie 200A i analogicznie, jeśli będzie to ½C, to prąd wyniesie 50A. Mam nadzieję, że jest dla Was jasne, ale podam jeszcze drugi przykład.
Jeśli mamy akumulator o pojemności np 1000mAh i będziemy go ładować prądem 1C, to będzie to znaczyło, że ładujemy go prądem o wartości 1000mA i analogicznie ładując prądem 0,5C, będzie to 500mA
Dlaczego o tym piszemy? Ponieważ wyższe współczynniki C przyspieszają czas ładowania. Tak jakby „popychają” więcej prądu do akumulatora na wczesnym etapie, ale kosztem całkowitych cykli dostępnych przed zmniejszeniem maksymalnej pojemności akumulatora.
Spadek ten jest spowodowany pogorszeniem elektrod, co następuje w miarę upływu czasu. Typowe C dla ładowarek do smartfonów wynosi od 0,5 do 0,7, ponieważ to zapewnia dobrą równowagę pomiędzy prędkością ładowania a żywotnością. Wyższe wartości mogą skrócić całkowity limit ładowania, ale większość producentów zaleca C niższe niż 1. Jednak technologia Qnovo Adaptive Charging pozwala na "szybkość" do 1,5C, jednocześnie na co najmniej 800 cykli przed zużyciem baterii. Zwykłe akumulatory litowo-jonowe wystarczą na 1000 cykli, ale tylko gdy będą poddawane standardowemu ładowaniu.
<h2>Technologia Qnovo Adaptive Charging</h2>
Nowoczesne smartfony wyposażane są najczęściej w niewymienne baterie, użytkownicy więc nie mogą jej samodzielnie wymienić, co z kolei stawia producentów przed wyzwaniem, ponieważ zastosowany akumulator musi działać wydajnie przez jak najdłuższy czas. Rozwiązaniem jest adaptacyjne ładowanie Qnovo, które z powodzeniem chroni baterię. W jaki sposób?
Oprogramowanie ładujące Qnovo działa na standardowych, niezmodyfikowanych ogniwach litowo-jonowych. Wykorzystuje unikalne i opatentowane podejście do ładowania smartfonów poprzez pomiar stanu baterii w czasie rzeczywistym i ciągłe dostosowywanie prądu ładowania. Pozostawienie całkowicie naładowanej baterii przez dłuższy czas, nie jest dla niej opyumalne, dlatego też urządzenie jest ładowane do 90 procent (po osiągnięciu tego poziomu ładowanie jest przerywane), a następnie „doładowywane” do 100 procent przed wybudzeniem, czyli bezpośrednio przed czasem rozpoczęcia aktywności.
Więcej informacji o działaniu technologii Qnovo Adaptive Charging oraz wykresy objaśniające cykle ładowania znajdziesz na stronie: https://www.sonymobile.com/pl/products/phones/xperia-xz3/battery/
Jak podaje Sony, technologia Qnovo umożliwia nawet dwukrotne wydłużenie żywotności baterii w porównaniu z ogniwami w innych smartfonach. Należy jednak mieć na uwadze, że każdy inaczej użytkuje smartfona, więc rozwiązanie Qnovo może pomagać w różnym stopniu, nie ulega jednak wątpliwości, że poprawienie się wydajności baterii powinno być odczuwalne, a na pewno będzie mocno zauważalne w porównaniu do modeli bez tej technologii.
<h2>Sony Xperia XZ3 z bardzo żywotną baterią</h2>
Nie bez powodu przywołujemy Sony Xperia XZ3. Japoński producent zaskoczył dotychczasowych użytkowników smartfonów nie tylko nowym wyglądem flagowca, ale też zastosowanymi technologiami, które sprawiają, że urządzenie jest jeszcze wydajniejsze, a to, co w nim szczególnie wzbudza zainteresowanie, to bardzo żywotna bateria. Technologia Qnovo Adaptive Charging, o której wspomnieliśmy wyżej, jest jednym z powodów, dlaczego warto sięgnąć po ten telefon, ale nie jedynym. Dzięki trybowi STAMINA zmniejsza się zużycie energii.
Smartfony Sony, w tym Xperia XZ3 (zobacz parametry urządzenia: https://www.sonymobile.com/pl/products/phones/xperia-xz3/ ), szacują czas pracy baterii, opierając się o to, jak zwykle używamy urządzenia. Jeśli w ciągu dnia kończy się zasilenie, wyświetla się monit o aktywowaniu trybu kondycji (zarządzania energią). Aby zmniejszyć zużycie energii baterii, zostają ograniczone lub wyłączone różne funkcje w zależności od poziomu trybu STAMINA. Może to być wydajność renderowania, animacje, jasność ekranu, udoskonalenie obrazu czy synchronizacja danych aplikacji w tle czy transmisje strumieniowe. Jest jeszcze tryb Ultra STAMINA, która powoduje wyłączenie transmisji danych w sieci komórkowej i Wi-Fi, również wybór aplikacji jest ograniczony, a widgety wyłączone (z wyjątkiem zegara). Nadal wciąż jednak można dzwonić, odbierać połączenia czy wysyłać wiadomości SMS.
Łatwe zarządzanie procesem ładowania poprzez wprowadzenie rozwiązań, których celem jest ochrona baterii, zwiększenie jej żywotności, optymalizacja wydajności, a także bezprzewodowe ładowanie, pozwala producentom wprowadzać na rynek cieńsze urządzenia elektroniczne. Przy tym zachowują niezbędne parametry, abyśmy mogli codziennie je użytkować bez konieczności ciągłego sięgania po ładowarkę.
Źródła:
https://en.letsgodigital.org/smartphones/sony-xperia-phone-battery/
https://support.sonymobile.com/pl/xperiam4aqua/userguide/battery-and-power-management/#gref
https://www.androidauthority.com/qnovo-adaptive-charging-597410/
http://blog.lupo-baterie.pl/czego-symbolem-jest-c/
https://www.komputronik.pl/informacje/ladowanie-indukcyjne-smartfona-bezprzewodowe/
[Artykuł sponsorowany]
Nie bez powodu ładowanie bezprzewodowe zamiennie nazywane jest ładowaniem indukcyjnym. Należy zatem zacząć od wyjaśnienia czym jest zjawisko indukcji. Dotyczy ono kilku różnych dziedzin, ale my skupimy się na "tej" służącej nam do uzupełnienia poziomu energii w naszym smartfonie. Czyli indukcji elektromagnetycznej. Tutaj znowu, definicja rozgałęzia się na kilka pojęć, ale nam chodzi w tym wypadku o jedną konkretną, zresztą definicję, to sobie można samemu wyszukać, a ja chce Wam prosto wyjaśnić.... Czas na konkrety.
Indukcja "która służy do ładowania telefonu" wykorzystuje zjawisko odkryte przez Pana Faradaya, polegające na tym, że jeśli przez cewkę płynie prąd, to generuje ona wokół siebie pole elektromagnetyczne. Kształt tego pola zależny jest przede wszystkim od kształtu cewki, ale to w tej chwili mało istotne. Mówiąc w dużym uproszczeniu, można powiedzieć, że ta zasada działa w obie strony.
Co to oznacza w praktyce? Nie mniej nie więcej, tylko tyle, że jeśli cewkę umieścimy w zmiennym polu elektromagnetycznym, to na jej wyprowadzeniach otrzymamy napięcie zmienne. I na tym moglibyśmy zakończyć nasz opis zjawiska, ale zagadnienie to wymaga szerszego opracowania.
<h2>Bezprzewodowe ładowanie w praktyce</h2>
Informacje o tym, jak działa bezprzewodowe ładowanie, zaczerpnęliśmy z bloga Sony i wypowiedzi pana Marka Mazura, który w Sony Mobile odpowiada za przygotowanie i testy produktów przed ich wprowadzeniem na rynek, jest specjalistą w dziedzinie rozwiązań technologicznych mobilnego sektora urządzeń Sony. Odnosimy do źródła: https://blogs.sonymobile.com/pl/2018/07/24/jak-dziala-ladowanie-bezprzewodowe/
Jak sama nazwa wskazuje, ładowanie bezprzewodowe polega na przekazaniu energii bez konieczności użycia kabli. Wykorzystuje się tu technologię indukcji (odległość nie większa niż 7 mm) lub rezonansu (odległość do ok. 45 mm), a energia przekazywana jest przez fale elektromagnetyczne między dwoma cewkami bądź zestawami cewek na niewielką odległość. W praktyce, aby naładować urządzenie, należy podłączyć ładowarkę do gniazdka, a samo urządzenie umieścić w takim miejscu, aby cewki ładowarki i urządzenia znajdowały się jak najbliżej siebie. Warto zaznaczyć, że urządzenie może być ładowane nawet wtedy, kiedy jest wyłączone.
Musimy jednak pamiętać, że aby proces ładowania bezprzewodowego działał bez przeszkód, ładowarka i np. smartfon muszą spełniać te same standardy. Powszechnie stosowanym jest Qi, czyli standard, który został uzgodniony jeszcze w 2009 roku przez czołowych producentów urządzeń mobilnych zrzeszonych w Wireless Power Consortium. Od debiutu standard był wielokrotnie udoskonalany, na przykład w pierwotnej wersji urządzenie musiało leżeć bezpośrednio na ładowarce, teraz można je od siebie oddalić na ponad 4 centymetry, a nawet ładować kilka urządzeń jednocześnie. Przyspieszył się również sam proces ładowania, bo akumulator może być naładowany do połowy, w czasie około 30 minut.
Pamiętajmy jednak, że nawet najszybsze ładowanie nie będzie efektywne, jeśli w urządzeniu nie będzie zastosowana ochrona baterii, która pozwoli się cieszyć tym samym, a nawet dłuższym codziennym korzystaniem w miarę jej starzenia. Przykładem jest technologia Qnovo Adaptive Charging, którą opisujemy poniżej.
<h3>Jak działa szybkie ładowanie?</h3>
Na początek musimy jednak wyjaśnić pewną kwestię. Ładowanie akumulatora smartfona podzielone jest na dwie fazy. Gdy poziom naładowania akumulatora jest bardzo niski, zapewniony jest stały prąd ładowania, aż do osiągnięcia napięcia około 4,2V. Następnie ładowanie zostaje przełączone w tryb stabilizowanego napięcia, a prąd stopniowo spada, aż do pełnego naładowania ogniwa. Ten typ ładowania nosi nazwę CCCV, czyli najpierw prąd o stałej wartości (CC - constant current), a potem przy stałej wartości napięcia (CV - constant voltage) prądem o samoczynnie malejącej wartości. "Szybkie ładowanie" odnosi się do trybu CC, gdyż wtedy właśnie "pompowane jest" najwięcej energii. To też wyjaśnia, dlaczego ładowanie ostatnich 10 procent baterii może trwać dłużej niż pierwsze kilkadziesiąt procent.
Prąd ładowania i rozładowywania każdego akumulatora możemy oznaczyć symbolem xC, gdzie "x", to wartość liczbowa oznaczająca zależność między pojemnością akumulatora a jego ładowaniem lub czasem rozładowania.
Przykładowo prąd 1C, pobierany z akumulatora 100Ah, oznacza, że pobieramy 100A, jeśli obciążymy akumulator prądem 2C, to będzie oznaczało, że prąd ten wyniesie 200A i analogicznie, jeśli będzie to ½C, to prąd wyniesie 50A. Mam nadzieję, że jest dla Was jasne, ale podam jeszcze drugi przykład.
Jeśli mamy akumulator o pojemności np 1000mAh i będziemy go ładować prądem 1C, to będzie to znaczyło, że ładujemy go prądem o wartości 1000mA i analogicznie ładując prądem 0,5C, będzie to 500mA
Dlaczego o tym piszemy? Ponieważ wyższe współczynniki C przyspieszają czas ładowania. Tak jakby „popychają” więcej prądu do akumulatora na wczesnym etapie, ale kosztem całkowitych cykli dostępnych przed zmniejszeniem maksymalnej pojemności akumulatora.
Spadek ten jest spowodowany pogorszeniem elektrod, co następuje w miarę upływu czasu. Typowe C dla ładowarek do smartfonów wynosi od 0,5 do 0,7, ponieważ to zapewnia dobrą równowagę pomiędzy prędkością ładowania a żywotnością. Wyższe wartości mogą skrócić całkowity limit ładowania, ale większość producentów zaleca C niższe niż 1. Jednak technologia Qnovo Adaptive Charging pozwala na "szybkość" do 1,5C, jednocześnie na co najmniej 800 cykli przed zużyciem baterii. Zwykłe akumulatory litowo-jonowe wystarczą na 1000 cykli, ale tylko gdy będą poddawane standardowemu ładowaniu.
<h2>Technologia Qnovo Adaptive Charging</h2>
Nowoczesne smartfony wyposażane są najczęściej w niewymienne baterie, użytkownicy więc nie mogą jej samodzielnie wymienić, co z kolei stawia producentów przed wyzwaniem, ponieważ zastosowany akumulator musi działać wydajnie przez jak najdłuższy czas. Rozwiązaniem jest adaptacyjne ładowanie Qnovo, które z powodzeniem chroni baterię. W jaki sposób?
Oprogramowanie ładujące Qnovo działa na standardowych, niezmodyfikowanych ogniwach litowo-jonowych. Wykorzystuje unikalne i opatentowane podejście do ładowania smartfonów poprzez pomiar stanu baterii w czasie rzeczywistym i ciągłe dostosowywanie prądu ładowania. Pozostawienie całkowicie naładowanej baterii przez dłuższy czas, nie jest dla niej opyumalne, dlatego też urządzenie jest ładowane do 90 procent (po osiągnięciu tego poziomu ładowanie jest przerywane), a następnie „doładowywane” do 100 procent przed wybudzeniem, czyli bezpośrednio przed czasem rozpoczęcia aktywności.
Więcej informacji o działaniu technologii Qnovo Adaptive Charging oraz wykresy objaśniające cykle ładowania znajdziesz na stronie: https://www.sonymobile.com/pl/products/phones/xperia-xz3/battery/
Jak podaje Sony, technologia Qnovo umożliwia nawet dwukrotne wydłużenie żywotności baterii w porównaniu z ogniwami w innych smartfonach. Należy jednak mieć na uwadze, że każdy inaczej użytkuje smartfona, więc rozwiązanie Qnovo może pomagać w różnym stopniu, nie ulega jednak wątpliwości, że poprawienie się wydajności baterii powinno być odczuwalne, a na pewno będzie mocno zauważalne w porównaniu do modeli bez tej technologii.
<h2>Sony Xperia XZ3 z bardzo żywotną baterią</h2>
Nie bez powodu przywołujemy Sony Xperia XZ3. Japoński producent zaskoczył dotychczasowych użytkowników smartfonów nie tylko nowym wyglądem flagowca, ale też zastosowanymi technologiami, które sprawiają, że urządzenie jest jeszcze wydajniejsze, a to, co w nim szczególnie wzbudza zainteresowanie, to bardzo żywotna bateria. Technologia Qnovo Adaptive Charging, o której wspomnieliśmy wyżej, jest jednym z powodów, dlaczego warto sięgnąć po ten telefon, ale nie jedynym. Dzięki trybowi STAMINA zmniejsza się zużycie energii.
Smartfony Sony, w tym Xperia XZ3 (zobacz parametry urządzenia: https://www.sonymobile.com/pl/products/phones/xperia-xz3/ ), szacują czas pracy baterii, opierając się o to, jak zwykle używamy urządzenia. Jeśli w ciągu dnia kończy się zasilenie, wyświetla się monit o aktywowaniu trybu kondycji (zarządzania energią). Aby zmniejszyć zużycie energii baterii, zostają ograniczone lub wyłączone różne funkcje w zależności od poziomu trybu STAMINA. Może to być wydajność renderowania, animacje, jasność ekranu, udoskonalenie obrazu czy synchronizacja danych aplikacji w tle czy transmisje strumieniowe. Jest jeszcze tryb Ultra STAMINA, która powoduje wyłączenie transmisji danych w sieci komórkowej i Wi-Fi, również wybór aplikacji jest ograniczony, a widgety wyłączone (z wyjątkiem zegara). Nadal wciąż jednak można dzwonić, odbierać połączenia czy wysyłać wiadomości SMS.
Łatwe zarządzanie procesem ładowania poprzez wprowadzenie rozwiązań, których celem jest ochrona baterii, zwiększenie jej żywotności, optymalizacja wydajności, a także bezprzewodowe ładowanie, pozwala producentom wprowadzać na rynek cieńsze urządzenia elektroniczne. Przy tym zachowują niezbędne parametry, abyśmy mogli codziennie je użytkować bez konieczności ciągłego sięgania po ładowarkę.
Źródła:
https://en.letsgodigital.org/smartphones/sony-xperia-phone-battery/
https://support.sonymobile.com/pl/xperiam4aqua/userguide/battery-and-power-management/#gref
https://www.androidauthority.com/qnovo-adaptive-charging-597410/
http://blog.lupo-baterie.pl/czego-symbolem-jest-c/
https://www.komputronik.pl/informacje/ladowanie-indukcyjne-smartfona-bezprzewodowe/
[Artykuł sponsorowany]
Fajne? Ranking DIY
