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Ricarica Wireless… ma come funziona?

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Nokia Lumia 920 with DT 900 Ricarica Wireless... ma come funziona?

Nokia, sul proprio blog “Conversation”, ha pubblicato un articolo che spiega il funzionamento della ricarica wireless, ovvero lo scambio di energia senza fili che permette ai nuovi Lumia 920 e 820 di “fare il pieno di energia” semplicemente poggiandoli su un tavolino, accessorio o caricatore apposito. Purtroppo per voi icon biggrin Ricarica Wireless... ma come funziona? non mi limiterò alla spiegazione per la stampa come hanno fatto altri blog ma cercherò di semplificare utilizzando concetti presi direttamente dallo standard Qi.

Che cos’è la ricarica Wireless? Questa è la prima domanda che bisogna rispondere per spiegare il concetto. In breve:

“E’ un metodo per trasmettere energia attraverso l’aria, da un dispositivo all’altro” nel nostro caso con lo scopo di ricaricarlo.

Il sistema di induttori accoppiati magneticamente è costituito da una bobina L1 (contenuta all’interno degli accessori quali: altoparlanti, stazioni di ricarica, tavolini ecc…) che ha la funzione di trasmettere l’energia, una seconda bobina L2 (contenuta nel dispositivo ricevente) riceve l’energia irradiata.

figure1 Ricarica Wireless... ma come funziona?

La corrente alternata (presa dalla rete domestica) scorre sulla bobina L1 generando un campo magnetico che induce una caduta di tensione sulla bobina ricevente L2. Questo voltaggio viene usato per caricare o alimentare un dispositivo.

L’efficenza dipende dalla distanza (z) tra i due induttori e il loro diametro (D;D2). L’accoppiamento è determinato dalla forma degli induttori e l’angolo tra loro.

Fissiamo il parametro di qualità Q=100  e osserviamo nel grafico sottostante come all’aumentare della distanza tra le bobine L1 ed L2 l’efficenza cala drasticamente, lo stesso accade per differenze troppo elevate tra le dimensioni delle bobine (rapporto D2/D). Notare come un’alta efficenza si ottiene con una differenza minima da 0.3-0.4 salendo fino ad avere valore 1 (bobine uguali).

figure2 Ricarica Wireless... ma come funziona?

Anche l’accoppiamento è importante, ed è determinato come detto precedentemente dalla forma delle bobine e dall’angolo. Nel grafico sottostante possiamo osservare come due bobine parallele ma disallineate orizzontalmente, possono far variare il fattore di accoppiamento.

figure5 Ricarica Wireless... ma come funziona?

Vi rimando al sito Qi dove è spiegato molto bene il funzionamento e sono presenti le parti che ho tralasciato, inoltre vi consiglio di guardare la presentazione di slides che illustra molto bene tutto il sistema e le varianti di funzionamento.

via Nokia Conversation

  • Salvo

    fa tanto nikola tesla questa cosa :P

    • http://www.gdv.altervista.org Markk117

      eh eh… vedo che non hai notato il mio avatar xD

  • Matiu

    Solita wow feature, il cavetto rimane molto più pratico per usare lo smartphone mentre si ricarica, con quella piastra si è obbligati a tenerlo li attaccato…

    • Julyano87

      Con “quella piastra” saprei sempre dove appoggiarlo e quindi tenerlo sempre sotto carica quando non si usa…A casa non hai una scrivania per il pc dove appoggi anche il cellulare?

      • Julyano87

        Non pensare al doppio senso :-D :-D :-D :-D

    • http://www.gdv.altervista.org Markk117

      per le docking station o accessori come speaker ecc… è una killer features, invece che menartela per un cambio connettore sai già che tutto avviene wireless dalla richiesta dei dati, all’avvio di un applicazione alla ricarica basta che lo appoggi.

  • Tizio (L’Onni-orante “profiquo”)

    Matiu non credo che sia l’unico modo di ricarica, e comunque nel mio caso lascio l’alimentatore del tablet sempre attaccato, invece vorrei fare due domande all’ottimo mark
    1) con questa base si possono ricaricare 2 dispositivi (tutti e due con la stessa tecnologia)
    2) rispetto ad una ricarica con cavo ha la stessa efficienza la batteria, raffronti tempi di ricarica?

    • http://www.gdv.altervista.org Markk117

      Con gli accessori mostrati da nokia al momento si può ricaricare un solo device alla volta, ma nello standard Qi come mostrato nelle slide nel link a fondo pagina vi è la possibilità di creare un accessorio con un array di bobine per ricaricare più device.

      Alla batteria numericamente parlando non cambia nulla, per tempi di ricarica ed efficenza dobbiamo aspettare i primi datasheet degli accessori nokia in modo da vedere quanti mAh riecono ad erogare e ovviamente se c’è uno spreco o meno di energia. Ma sugli sprechi non credo ci siano problemi, nello standard Qi tengono conto delle normative a risparmio energetico.

      Poi con device e accessori alla mano vedremo meglio come si comportano!

      • Tizio (L’Onni-orante “profiquo”)

        Grazie! Anche se non penso di ripassare a MS sulla telefonia (mai dire mai), sono attento e incuriosito da nokia, questa piastra di ricarica mi “intriga” non poco, come hai detto tu la “specifica” sembra promettere anche altro, non mi stupirei se fosse solo l’inizio.
        Non vorrei dire una sciocchezza ma qualche tempo fa mi sembra di aver visto qualcosa del genere, mi riferisco al fatto di aver visto una grande piastra con in ricarica diversi devices.

        • http://www.gdv.altervista.org Markk117

          Nella domotica sono anni che si prova a proporre ma i costi sono eccessivi, le varie ditte produttrici di batterie come duracell ecc… hanno proposto ognuna la sua base di ricarica che prevedeva una cover più spessa e orrenda per permettere la ricarica oppure un accessorio usb che spenzolava dal device…

          Speriamo che con questo consorzio Qi si sistemino le cose e lo standard venga adottato da tutti.

      • Giovanni T.72

        Nell’articolo da te riportato si afferma che se la bobine fosse uguali, il rendimento sarebbe 1. In realtà questo è fuorviante perchè per avere rendimento 1 le bobine non basta che le 2 bobine siano uguali, ma dovrebbero essere letteralmente la stessa (L1=L2) ed ovviamente non è così. Questo sistema trasforma un flusso di corrente in un campo magnetico che viene poi ritrasformato in corrente. In questo passaggio si perde energia 2 volte. Quanta ne viene persa, dipende dai fattori riportati da te nella formula, ma in ogni caso è sicuro che se ne perde. Anche l’appoggiare il cellulare 1 cm più a destra o più a sinistra ti può cambiare drasticamente l’efficenza. Davvero non vedo l’utilità di questo accessorio, se non come simpatico ninnolo. Meglio il classico carica batteria.

  • Michele aka PhenoMik

    Ottima disamina … bravo Mark ! :D

    • http://www.gdv.altervista.org Markk117

      Grazie Mik!

  • checo79

    complimenti per l’articolo.

    • http://www.gdv.altervista.org Markk117

      THX!

  • Anello di Giada

    Markk grazie per il bellissimo articolo , ampio e tecnicamente ben documentato , mi permetto solo di farvi notare 2 aspetti che presi dalle nostre scimmie non sono a mio parere ben evidenziati :

    1) Efficenza : come indicato nel articolo in base al accoppiamento esiste una perdita di energia , al momento NON esiste nessun dispositivo in grado di generare un accoppiamento perfetto , cioè dato 100 di energia di trasmettere 100 alla batteria… sembrerà un po “genovese” ma se il vostro alimentatore attaccato alla presa “ciuccia” 100 di corrente se vi va bene … ma se vi va MOLTO bene arriva 70 – 75 al telefono … cioè viene dispersa in aria il 25-30 % di energia … e concludo , dati 10 € di bolletta al mese per ricaricare il vostro cell in questo modo … 2,5€ vanno “dispersi in aria”

    2) Al momento NON esiste nessuno studio scientifico che escluda in maniera categorica che il campo magnetico generato da questi carica batteria possa nuocere alla salute , considerato che generalmente i campi generati sono in alta frequenza ( proprio per limitare la dispersione di energia ) se fossi in voi li terrei lontani dalla camera da letto … da dove si soggiorna abitualmente … dalle scrivanie in cui lavoriamo … IHMO naturalmente.

    • Giovanni T.72

      Quoto al 100%.

    • http://www.gdv.altervista.org Markk117

      1) Fino a che le ditte produttrici dei singoli accessori non rilasciano un datasheet dei prodotti la perdita non è calcolabile, se trovate qualcosa in rete postatelo pure così approfondiamo!

      2) La stessa cosa vale per i cellulari, benchè vi sono studi purtoppo è ancora difficile stabilire se fanno male alla salute, i telefoni si usano da relativamente pochi anni per uno studio del genere. Stessa cosa sarà per questi apparecchi, anche se attivi solo in presenza del device in carica non consiglierei nessuno a tenerli sulla mensola a ridosso del letto, le cose cambiano se lo si tiene sulla scrivania o sulla mensola dell’uscio di casa!

      • Anello di Giada

        Mark , aggiungo :

        1) ho fatto una ricerca veloce , ma naturalmente le case produttrici ben si guardano da mettere in evidenza il fattore dispersione anche nei data sheets , ma come indicava sia l’articolo , sia Giovanni prima , per ottenere un accoppiamento perfetto ( sempre sia possibile ) dovresti porre in perfetto parallelo i 2 indutori …. come dicono a Bologna … se ci riesci mangio un bricco ;->

        2) Mark nel mio primo commento mi sono contenuto , ma cavolo qui si non si tratta di “semplici” cellulari ed antenne a bassa potenza ( messo e non concesso che bassa potenza x alta frequenza non sia dannoso ) , chiediti come mai non è riportato 1 solo dato reale in relazione alla potenza nei data sheet di questo prodotto e la Frequenza di lavoro ? … o meglio 2 dati ci sono

        http://www.nokia.com/it-it/prodotti/accessori/dt-900/specifiche/

        …. Vin= 230 V Iin= 300mA Pin = 69W … SESSANTANOVE WATT …se poi prendi Pin / Vout ( 1,2 V ) = 57 A erogati al dispositivo.. e sarei davvero curioso di misurare l’intensità di campo generata … certo sono in bassa tensione ( 1,2 V ) … ma se non ricordo male l’intensità di campo è direttamente proporzionale alla corrente erogata… ( tanto che si misura in A/m )

        http://people.roma2.infn.it/~carboni/campi-EM/campi.html

        Come più volte detto da molti scienziati non si riesce con i cellulari a dimostrare la correlazione tra malattia e cellulari perchè non è come una pistola… uno sparo e muori , ma è la ripetitività del esposizione nel tempo che causa problemi … e nei cellulari si parla di correnti e campi magnetici notevolmente inferiori a quello che SEMBRA dai dati che abbiamo disponibili il campo magnetico di questo dispositivo.

        Aggiungo un link :

        http://www.lanostratv.it/programmi-tv/rai-tre-report-telefoni-cellulari-e-tumori-quale-correlazione/

        Di recente si è ancora espressa l’Organizzazione Mondiale della Sanità, la quale ha riconosciuto che gli apprecchi sono dannosi per la salute. Kurt Straif ha spiegato che le radiazioni emesse da cellulare sono un “possibile cancerogeno”. Per Lennard Hardell, chi usa il telefonino almeno un’ora al giorno da dieci anni ha il doppio di possibilità di ammalarsi di tumore.

        Ed io sono un appassionato che SE può cambia un cell al anno ….

        • Julyano87

          E’ noto che una radiazione è pericolosa quando la sua lunghezza d’onda è dell’ordine dei cm (come minimo). Poichè

          Lunghezza d’onda = C/f (dove c è la velocità della luce e le onde e.m. nello spazio si propagano con questa velocità)
          si ha che
          lunghezza d’onda = 3*10^8 m/s / 50 hz = 0.6*10^7 m!!!!!!
          P.S. Ammesso che a frequenza = 50 hz si possa avere una cospicua radiazione…..

  • xreiz

    wireless per modo di dire

    • ronin

      Quotone,qui di wireless c’è solo la connessione device/ caricabatteria,quando implementeranno la ricarica tramite wifi allora avrà un senso.

      • http://www.gdv.altervista.org Markk117

        Il pairing avviene usando l’NFC, le applicazioni come ho scritto sopra sono innumerevoli e svincolano il produttore da connettori, vedi Apple che se ne frega degli standard.

        La ricarica tramite wi-fi non avverrà mai dato che i prossimi protocolli sono mirati a ridurre la potenza irradiata per garantire più autonomia ai device e minor dispendio di energia.

        Per fare queste cose serve un apparato dedicato allo scopo.

        • halduty

          Mi pare che lo standard, se vogliamo chiamare così un sistema di ricarica, scelto alla base di un comune accordo firmato dalla maggior parte delle software house, compresa la Apple, viene rispettato dalla Apple che produce il connettore, altrimenti perchè fabbricare un connettore apposito?

          L’nfc non è uno standard, a me spiace non vederlo ancora negli iphone, ma vista la scarsa sicurezza che offre, meglio così.

          Cosa avrebbero dovuto fare in Apple? Che vanta un mercato accessori da tutti invidiato, dare la possibilità ad uno smart di 69€ di riprodurre musica da un player nato per il brand Apple?
          Chi capirà la domanda capirà anche perchè esistono migliaia di accessori Apple, di ogni tipo, compreso un case per la ricarica wireless, che wireless non è visto che i due elementi si devono toccare praticamente e perchè il resto del mercato in questo campo, quello degli accessori, è a dir poco ridicolo

          • http://www.gdv.altervista.org Markk117

            Se apple volesse potrebbe inserire un codice di autenticazione negli accessori autorizzati proprio come ha fatto con il nuovo connettore.

  • Marco

    Legge di Lenz.

  • Anonimo

    …se questa cosa l avesse fatta apple sarebbero venuti giu tutti i santi dal paradiso… solo perche nokia adesso non è di moda ….i

  • roby

    Grazie mark per il bell’articolo! Domanda: volessi usare il cellulare mentre è in carica diventa parecchio scomodo o sbaglio? che ne pensi?

  • Marco

    Avendo testato il nokia 920 per una settimana posso dire che il 920 che sarà aggiunta in seguito una penna a induzione che si collegherà ai pc via usb che farà ricaricare il dispositivo mettendolo vicino. Molto pratico per poterlo usare sia in macchina che al lavoro che ovunque senza bisogno di portare gli accessori. Per ora è in fase di sviluppo ma uscirà pochi mesi dopo. In più il 920 potrà tranquillamente utilizzare il cavetto classico.