Компания Apple приобрела разработчика средств беспроводной зарядки из Новой Зеландии, технология которого позволяет одновременно передавать энергию сразу на множество устройств, начиная от телефонов и заканчивая пультами дистанционного управления.

Впрочем, какой бы привлекательной эта технология ни казалась для мобильных устройств, Apple, судя по всему, рассчитывает использовать ее для оборудования самого широкого спектра: пультов дистанционного управления Apple TV, собственной компьютерной мыши и даже для промышленных систем.

Прототип беспроводного зарядного приспособления PowerByProxi, с помощью которого одновременно можно заряжать сразу несколько устройств. Внутри него находятся компактная модель автомобиля с дистанционным управлением, контроллер Wii и пульт дистанционного управления телевизором. В качестве источника питания во всех этих устройствах применяются батареи формата AA с беспроводной зарядкой]

В сентябре Apple впервые представила технологию беспроводной зарядки для новых смартфонов iPhone 8 и iPhone X, а затем приобрела компанию PowerByProxi, выпускающую зарядные устройства мощностью от 2 до 150 ватт и аккумуляторные батареи AA с возможностью беспроводной зарядки.

PowerByProxi была создана в 2007 году предпринимателем Фади Мишрики на основе исследовательского проекта Оклендского университета. В последнее время компания фокусируется на организации производства контейнеров в форме коробок и чаш, внутри которых можно размещать множество одновременно заряжаемых устройств.

Как работает технология беспроводной зарядки

Источник: PowerByProxi 1. Напряжение сети преобразуется в высокочастотный переменный ток. 2. Переменный ток с помощью специальной схемы направляется на передающую катушку. 3. Проходя через передающую катушку, переменный ток формирует магнитное поле, достигающее расположенной в непосредственной близости приемной катушки. 4. Магнитное поле генерирует ток в приемной катушке устройства. 5. С помощью специальной схемы переменный ток, протекающий через приемную катушку, преобразуется в постоянный, заряжая батарею устройства.

Первым о продаже сообщило новозеландское издание Stuff, после чего соответствующее подтверждение было получено от Apple и PowerByProxi.

«Вместе с моей командой я рад присоединиться к Apple, – заявил Мишрики. – Заключенное соглашение стало признанием нашей ценности, и мы счастливы продолжать свое развитие в Окленде, распространяя по всему миру инновационные решения, созданные на территории Новой Зеландии».

Технологию своей компании Мишрики продемонстрировал на международной выставке потребительской электроники CES в 2013 году.

Компания из Окленда уже приступила к продаже крупномасштабных систем для строительной, телекоммуникационной, оборонной и сельскохозяйственной отраслей. Одним из таких продуктов стала система беспроводного управления для ветряных турбин.

Apple выбрала медленный, в большей степени методический путь к беспроводной зарядке. Ее технология Qi была представлена лишь в этом году, в то время как Samsung и другие производители смартфонов уже давно предлагают средства беспроводной зарядки своим клиентам.

Спецификации Qi (наиболее популярные на сегодняшний день в отрасли) в последней версии 1.2 описывают передачу энергии мощностью от 5 до 15 ватт. Для зарядки новых моделей iPhone 8 и iPhone X, которые поступят в продажу 3 ноября, в Apple решили остановиться на 7,5 Вт.

«Пока Apple отстает от остальных, – отметил программный директор направления мобильных телефонов в IDC Уильям Стофега. – Стремясь создавать красивые и тонкие устройства, компания не желает следовать в общем русле».

PowerbyProxi участвует в работе управляющего комитета организации Wireless Power Consortium (WPC), которая занимается разработкой стандартов Qi для беспроводной зарядки.

Недавно компания Apple анонсировала зарядный коврик AirPower (его выпуск намечен на 2018 год), который сможет одновременно заряжать до трех поддерживающих стандарт Qi устройств, включая новые версии Apple Watch, iPhone и зарядного корпуса для наушников AirPod. Аналогичные устройства уже присутствуют на рынке; их продает даже Ikea, в мебель которой встраиваются беспроводные зарядные устройства.

В состав семейства беспроводных зарядных средств Ikea входит площадка, позволяющая заряжать три устройства одновременно.

Слабосвязанную магнитно-резонансную зарядную технологию компании из Окленда удалось миниатюризировать и интегрировать в аккумуляторы формата AA, благодаря чему отпала необходимость во встраивании соответствующих средств непосредственно в устройства. Компоненты беспроводной зарядки занимают около 10% высоты батареи AA.

Главный аналитик компании Creative Strategies Каролина Миланези убеждена в том, что Apple проявила интерес к PowerByProxi, потому что технологии этой компании находят повсеместное применение.

«Думаю, что в долгосрочной перспективе у нас дома появится больше заряжаемых устройств, – указала Миланези. – Причем в первую очередь следует обратить внимание даже не на iPhone, а на мышь, карандаш и пульт дистанционного управления Apple TV. Здесь открываются самые широкие возможности. Однако пока с точки зрения беспроводной зарядки спецификации Qi далеки от идеала, поскольку требуют точного размещения объектов на зарядной площадке. Если же устройство на коврике окажется сдвинуто, вы уйдете из дома с незаряженным телефоном».

Стандарт Qi поддерживает как сильносвязанную, или индуктивную беспроводную зарядку, так и слабосвязанную, или резонансную, которая позволяет держать мобильное устройство на расстоянии до 4,5 см от зарядной площадки и при этом устойчиво получать энергию.

Беспроводной передатчик энергии PowerByProxi Proxi-Point позволяет передавать энергию на один модуль беспроводного приемника батареи, поддерживая при этом распознавание внешнего объекта

При таком расстоянии мобильное устройство можно размещать на коврике достаточно свободно, не выбирая для зарядки точное положение.

Зарядные устройства Qi могут передавать от 1 тыс. до 2 тыс. Вт, что делает их пригодными для зарядки мощного оборудования. При зарядке мобильных устройств передаваемая мощность, как правило, не превышает 15 ватт, при этом на беспроводную зарядку уходит столько же времени, сколько и на зарядку с использованием кабелей.

Компания PowerByProxi создала прототип беспроводной зарядной площадки для мобильных устройств, обеспечивающий вертикальную зарядку на высоту до 3,5 см.

В 2014 году PowerByProxi продемонстрировала высокорезонансную зарядную систему в виде чаши мощностью 7,5 Вт для тонких устройств: смартфонов и фаблетов. По словам разработчиков, для планшетов мощность можно увеличить до 15 Вт. Ранее беспроводные зарядные устройства PowerbyProxi пересылали от 3,5 до 5 Вт.

В чаше диаметром 10 см устройства можно размещать с произвольной ориентацией, даже укладывая их одно на другое.

Новая зарядная система доставляет до 15 Вт на один планшет или несколько смартфонов и фаблетов, которые размещаются в открытом контейнере, имеющем форму коробки или чаши. Технология PowerByProxi поддерживает обратную совместимость со стандартом Qi, который разрабатывается консорциумом WPC и будет использован компанией Apple в ее новейших моделях iPhone.

Зарядное устройство может одновременно заряжать восемь батарей сразу в нескольких устройствах. «Причем это не обязательно должны быть батареи формата AA, – отметил Мишрики. – Вполне подойдут и литиево-ионные или даже нестандартные, адаптированные к конкретной области применения батареи».

Другие производители, в частности компания Ossia, также выпускают аккумуляторы AA для беспроводной зарядки. В технологии Ossia Cota для зарядки устройств используется радиочастотное излучение.

PowerbyProxi является также разработчиком компонентов, и созданные ею прототипы беспроводных зарядных устройств лишь подтверждают выбранную концепцию. Компания поддерживает партнерские отношения с Samsung, Texas Instruments, Linear и другими производителями, которые на основании рабочих прототипов уже выпускают готовое оборудование.

Новейший прототип PowerByProxi Proxi-Com способен одновременно передавать энергию и данные. На первом этапе беспроводное устройств поддерживает три общих для промышленных приложений протокола: шину CAN, Ethernet и Digital GPIO (general purpose input/output circuit).

В 2013 году Samsung Ventures, глобальная инвестиционная группа гиганта электронной индустрии, инвестировала в PowerByProxi 4 млн долл.

«Согласно нашим исследованиям, PowerbyProxi с учетом ее опыта, послужного списка и всеобъемлющего патентного портфеля является лидером в области технологий беспроводной зарядки, – подчеркнул директор направления разработки средств беспроводной зарядки Samsung Electro-Mechanics Хью Ким. – Мы рады вести совместную работу над инновационными потребительскими продуктами, которые поднимают планку нашей отрасли еще выше».

Инвестиции в размере 4 млн долл. от Samsung Ventures Investment Corp. добавились к 9 млн долл., полученным PowerByProxi ранее (5 млн долл. из них были переданы инвестиционными фондами TE Connectivity и Movac).

Когда-нибудь о поиске способа подзарядить смартфон — или даже электромобиль — можно будет забыть. В условиях предстоящего перехода на следующее поколение беспроводных источников энергии японские инженеры разрабатывают систему, способную передавать большие объемы электроэнергии на значительные расстояния.

Общая идея заключается в том, чтобы обеспечить передачу энергии на нашу планету с неба.

Конечная цель исследований связана с созданием огромной космической солнечной панели, не подверженной влиянию погодных условий на Земле. Панель будет непрерывно собирать большие объемы энергии и отправлять их на Землю посредством микроволнового излучения.

Конечно, для масштабных целей существующие прототипы слишком скромны, но все равно значительно превосходят те системы беспроводной зарядки, которые сегодня можно приобрести для смартфонов и других устройств.

Компания J Space Systems продемонстрировала антенны, предназначенные для приема больших объемов энергии, которая будет передаваться при помощи микроволн

На традиционной ежегодной выставке электроники Ceatec в Японии компания J Space Systems продемонстрировала антенны, предназначенные для приема больших объемов энергии, которая будет передаваться при помощи микроволн. Оборудование, названное «ректенной» (rectenna), представляет собой специальную антенну, настроенную на использовавшуюся в ходе испытаний частоту 5,8 ГГц.

Исследователям из J Space удалось успешно передать энергию на расстояние около 50 метров, хотя потери были довольно существенными. После передачи 1,8 кВт с помощью квадратной антенны со стороной 1,2 метра приемная антенна размером 2,6 х 2,3 метра получила 340 Вт.

Аналогичные исследования проводятся и в компании Mitsubishi Heavy Industries. В прошлом году здесь сумели передать 10 кВт на расстояние 500 метров, что стало новым рекордом.

Исследователи видят несколько вероятных областей применения новых технологий. Одной из них является передача электроэнергии на короткие расстояния в окрестностях промышленных предприятий.

Другая потенциальная сфера применения – передача электроэнергии с воздушных шаров в места природных катастроф, где системы энергоснабжения перестали функционировать. Для этой цели можно задействовать также дроны или другие объекты, парящие в воздухе.

Но все эти скромные проекты меркнут перед футуристической идеей вывода на орбиту солнечных панелей, которые будут собирать огромные объемы солнечной энергии и передавать их на Землю.

Но сначала предстоит преодолеть еще очень много трудностей, в том числе уменьшить потери при передаче.

Японское космическое агентство признает, что мысль собирать солнечную энергию в космосе не нова. Однако предыдущие проекты, которые пытались реализовывать в других странах, были свернуты, поскольку не получили достаточной политической поддержки.

Тем не менее космическое агентство продолжает подталкивать исследователей к поиску новых технологий. При этом там понимают свои реальные возможности. «Для того чтобы преодолеть множество препятствий на пути к реализации проектов космических систем электроснабжения на основе энергии солнца, потребуется еще очень много времени и усилий», – говорится в заявлении агентства.

Французский стартап создал стикеры для беспроводной зарядки, которые приклеиваются к тыльной стороне смартфонов, планшетов, дронов и других устройств. Один зарядный коврик сможет одновременно обслуживать сразу несколько устройств.

Energysquare, созданная в прошлом году двумя французскими предпринимателями, запустила на сайте Kickstarter краудфандинговую кампанию, рассчитывая собрать на организацию производства 30 тыс. евро.

В основу технологии Energysquare положена электрическая проводимость металлических контактов, тогда как в большинстве популярных сегодня беспроводных зарядных устройств используется явление электромагнитной индукции, или резонанса, для создания электрического поля между двумя медными катушками – передатчиком и приемником.

Тонкий стикер снабжается проводом с разъемом Lightning или micro-USB, который вставляется в зарядный порт мобильного устройства. С помощью этого кабеля два электрода стикера контактируют с батареей заряжаемого устройства.

Стикеры для беспроводной зарядки приклеиваются к тыльной стороне смартфонов, планшетов и других устройств

Когда устройство помещается на поверхность зарядного коврика EnergySquare, состоящую из проводящих квадратов, отделенных друг от друга слоями изоляционного материала, два электрода вступают в контакт с двумя разными квадратами, и цепь замыкается.

«Мы разработали специальную поверхность и стикер, – пояснил генеральный директор Energysquare Тибо Геду. – Когда вы кладете телефон на поверхность коврика, два электрода стикера вступают в контакт с двумя разными квадратами. Поверхность распознает присутствие устройства и начинает заряжать его батарею. Зарядка осуществляется не посредством электромагнитной индукции, а напрямую, через контакты между стикером и поверхностью».

Каждый из проводящих квадратов зарядного коврика управляется встроенной системой независимо от других, поэтому заряжать можно сразу несколько мобильных устройств с использованием разных протоколов. Зарядный коврик переходит в активное состояние, как только два квадрата соприкасаются со стикером мобильного устройства. Коврик определяет момент, когда устройство зарядилось полностью, и после этого прекращает подачу энергии.

Поверхность зарядного коврика автоматически распознает посторонние металлические предметы и воду и при их наличии мгновенно отключается.

«На коврик можно класть все, что угодно, и мыть его водой, – сообщил Геду. – Для обеспечения совместимости со всеми видами портативных устройств – дронами, беспроводными колонками, портативными компьютерами и пр. – мы разработали специальный открытый стандарт».

За 39 евро первые спонсоры смогут получить зарядный коврик SquareOne и пять зарядных стикеров для iPhone, телефонов на Android или планшетов. У них также будет возможность заказать зарядный коврик SquareTwo с увеличенной площадью поверхности.

Основатели Energysquare утверждают, что благодаря новой технологии можно заряжать устройства с той же скоростью и эффективностью, что и от традиционной электрической розетки. Все, что нужно, – это наклеить на смартфон или планшет под управлением Android или Apple iOS небольшой стикер с разъемом Lightning или micro-USB, который вставляется в соответствующий порт устройства.

«Зарядка возможна при наличии прямого контакта между стикером и поверхностью коврика, – пояснил Геду. – На то, чтобы это осуществить, у компании ушло два года, но зато теперь в нашем распоряжении имеется полнофункциональная технология».

«Идея контактного зарядного коврика не нова, – сообщил Дэвид Грин, возглавляющий в IHS направление исследований блоков питания и беспроводных зарядных устройств. – И технологии такого рода действительно очень ценны. Наиболее многообещающий вариант контактной беспроводной зарядки был создан компанией JVIS USA, основавшей впоследствии объединение Open Dots Alliance в целях продвижения спецификаций с открытым кодом в автомобильной промышленности. Правда, возможности для внедрения этой технологии пока сильно ограничены».

Большинство используемых сегодня индуктивных зарядных устройств имеют специальный корпус, в котором находятся катушки с медными проводами.

Однако сейчас, когда спрос растет и большое число продуктов обладает функциями беспроводной зарядки, требуется выпускать модели мобильных устройств с уже встроенными зарядными компонентами, такие как Samsung Galaxy S6, а теперь еще и S7.

«Смысл в том, что подключать устройство не нужно, – пояснил Грин. Вы просто кладете его на коврик, и оно заряжается – никаких дополнительных приспособлений. Настоящее и ближайшее будущее отрасли мобильных телефонов связано с индуктивными технологиями, которые производители уже интегрируют в свои устройства. Разработаны соответствующие стандарты: Qi и PMA. Все больше устройств поддерживают и те и другие спецификации, обеспечивая работу в обоих режимах».

Следующим шагом должны стать беспроводные технологии, использующие явление магнитного резонанса, что позволит размещать телефон в нескольких миллиметрах от зарядного устройства.

«Такое оборудование появится довольно скоро, – отметил Грин. – Соответствующая инфраструктура зарядных устройств уже есть».

Препятствует дальнейшему развитию альтернативных технологий беспроводной зарядки в основном отсутствие соответствующих стандартов. С их появлением не очень удобные средства на основе магнитной индукции должны уйти в прошлое.

Несмотря на наличие значительного числа различных технологий, Геду убежден в хороших перспективах своего проекта, поскольку большинство современных мобильных устройств не имеет встроенных средств беспроводной зарядки, а Energysquare предлагает им простое решение.

«В основу нашего продукта положена очень простая идея о том, что устройства по большей части лежат на тех или иных поверхностях, и это время можно было бы использовать с пользой», – пояснил он.