Qi (стандарт питания)

Основная статья: Беспроводное зарядное устройство

Qi

Создатель

Wireless Power Consortium

Опубликован

Официальный сайт

Беспроводное зарядное устройство для мобильного телефона стандарта Qi

Qi («Ци», в честь термина восточной философии) — стандарт, разработанный Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, WPC) для индукционной передачи энергии на расстояние до 4 см.

Аппаратура Qi включает в себя пластину передатчика (с плоской катушкой) в базе (подключается к стационарному источнику энергии) и совместимый приёмник в подключаемом заряжаемом устройстве (также плоская катушка); при использовании подключаемое устройство размещают на пластине передатчика. При этом используется принцип электромагнитной индукции, между этими двумя плоскими катушками (аналогично, как, например, в обмотках трансформаторов).

Стандарт Qi предусматривает два варианта: низкой мощности — от 0 до 5 Ватт и средней мощности — до 10 Ватт.

Производители, использующие этот стандарт в некоторых своих устройствах: Apple, Asus, HTC, Huawei, LG Electronics, Motorola Mobility, Nokia, Samsung, Xiaomi, Sony, Yota Devices. Консорциум беспроводной электромагнитной энергии был основан в 2008 году, является открытым и объединяет различных производителей Азии, Европы и Америки. Его цель — создание единого стандарта для технологии индукционной зарядки. Когда Qi стандарт наберёт популярность, ожидается появление публичных зарядных устройств в кафе, аэропортах, спортивных аренах и т. д.

Протокол передачи данных Qi

Qi включает в себя возможность для базовой станции и мобильного устройства использовать ограниченную систему передачи данных. Это позволяет заряжать и передавать базовой станции информацию о состоянии заряда. Таким образом, базовая станция может адаптировать свою работу удовлетворения потребности мобильного устройства и прекратить свою работу, когда мобильное устройство полностью заряжено.

В процессе работы начальное обнаружение происходит в результате отклонения изменения ёмкости или резонанса катушки передатчика. Как только объект был обнаружен, базовая станция проверяет устройство, размещено ли на нём именно Qi-совместимое устройство. Базовая станция передает 8 бит строковых данных. Принимающее мобильное устройство должно реагировать и предоставить сигнал. Базовая станция затем посылает несколько цифровых пингов, чтобы проверить информацию об оптимальном положении мобильного устройства. Только тогда, когда прибор был проверен, и информация передаётся, начнётся зарядка. Во время процесса зарядки Qi-устройство отправляет пакеты данных управления, чтобы регулировать уровень мощности и, наконец, прекратить зарядку.

Протокол передачи данных зарядного устройства Qi определяется для того, чтобы все устройства могли взаимодействовать правильно.

Qi Стандартный Формат Данных	Qi Возможности
Скорость передачи данных	2 Кбит/с
Битное кодирование	Bi-phase
Кодирование байта	Стартовый бит; 8 бит данных; — бит четности; стоп-бит
Структура пакетов	• Преамбула (>=11 бит) • Заголовок (1 Байт) • Сообщения (от 1 до 27 байт) Одно полное сообщение на пакет Полезные данные для контроля • Контрольная Сумма (1 Байт)

Спецификация стандарта Qi доступна и бесплатна.

> См. также

• Беспроводная передача электричества

Беспроводная зарядка по технологии Qi: разбираемся вместе с Nobby Expert

Идея беспроводной передачи энергии появилась еще в 19 веке, а впервые она была продемонстрирована сербским гением Николой Тесла в 1893 году на Всемирной Колумбовой выставке в Чикаго. Казавшаяся чудом технология теперь уже прочно вошла в обиход и встречается повсеместно, начиная от забавных, но бесполезных левитирующих лампочек и заканчивая действительно удобными вещами типа беспроводных зарядок для мобильных устройств.

Технология передачи энергии к аккумулятору смартфона без использования разъема и кабеля появилась давно, еще в 2008, то есть спустя всего год после презентации iPhone и зарождения рынка смартфонов в его нынешнем понимании. Производители устройств и комплектующих создали Консорциум беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium), целью работы которого стало объединение разных производителей для создания универсальной технологии беспроводной зарядки. Благодаря этому сотрудничеству появилась технология Qi — читается «Ци» (реже «Чи») и обозначает «энергию» или «жизненную силу» в китайской философии. Благодаря работе Консорциума были определены требования и принципы работы устройств и зарядных станций с поддержкой стандарта Qi, вследствие чего пользователи сегодня могут использовать индукционные коврики без оглядки на бренд смартфона и не менять аксессуары после покупки нового устройства.

Нельзя сказать, что после утверждения стандарта технологии Qi и начала его использования все прочие компании свернули разработки. Постоянно проводятся исследования, которые обеспечили бы значительно большую скорость зарядки или увеличение расстояния между ковриком и устройством – но ничего из этого не готово к массовому производству и в отсутствии достойных революционных идей все больше производителей смартфонов начинают внедрять поддержку стандарта Qi. Даже компании Apple и Sony «сдались», добавив поддержку беспроводной зарядки в модельный ряд смартфонов 2017-2018, а в списке аутсайдеров пока остаются только недорогие китайские бренды, которые стараются экономить на комплектующих или не хотят менять отлаженное производство однотипных алюминиевых корпусов. Впрочем, ситуация скоро может измениться, например, по слухам флагманский Xiaomi Mi7 будет поддерживать зарядку по стандарту Qi.

На рынке аксессуаров тоже наблюдается постоянное развитие. Начинают поставляться беспроводные станции для общественных пространств, индукционные площадки встречаются в автомобилях или продаются как дополнительные аксессуары для авто, появляется много решений для домашнего использования. А главное — чаще всего цены на беспроводные зарядки не так высоки, чтобы отказывать себе в удобстве их использования. Фирменные аксессуары от производителей могут продаваться по очень высокой стоимости (4-7 тысяч рублей), но всегда есть альтернативы сторонних производителей, которые не уступают в дизайне, качестве и технологиях. Например, сейчас мы тестируем модель Expert NBE-WC-12-01 (1890 рублей) с поддержкой расширенной версии стандарта Qi Fast Charge и силой тока в 1.2A.

Эта модель Nobby представляет собой компактную площадку круглой формы. Производитель использует качественный и приятный на ощупь пластик черного цвета, также есть светящееся кольцо, меняющее цвет в момент начала зарядки смартфона. Аксессуар не занимает на столе много места, а главное, имеет классическую плоскую поверхность. Это актуально для смартфонов типа Sony Xperia XZ2 с изогнутой задней панелью, который может скатываться с некоторых зарядных станций, но уверенно лежит на аксессуарах Nobby. Нет риска положить смартфон как-то не так и потом обнаружить его рядом с ковриком не заряженным.

Мы протестировали устройство Nobby с iPhone X, Samsung Galaxy S9 и Sony Xperia XZ2 — во всех случаях было очень удобно, поскольку не нужно искать провод, подключать и отключать его, а можно в любой момент положить смартфон на площадку. В плане скорости модель Expert NBE-WC-12-01 работает как заявлено и действительно быстро заряжает смартфон.

Что касается принципа работы беспроводных зарядок, с этим все достаточно просто. Базовая станция состоит из индукционной катушки, которая создает электромагнитное поле при поступлении переменного тока. В устройстве находится похожая катушка, способная улавливать это поле, конвертируя полученную энергию в постоянный ток — и передавая его на аккумулятор для подзарядки. Впрочем, это объяснение для обычного потребителя, технари знают, что на самом деле система сложнее и в ней также используются преобразователи тока, выпрямители, контроллеры, регуляторы напряжения и другие компоненты цепи. Но так ли это важно знать обычному потребителю? Намного более интересными кажутся другие вопросы: влияние на здоровье, безопасность использования и ограничения.

Несмотря на появление дополнительного источника излучения в доме, переживать на этот счет не нужно. В зарядках стандарта Qi используются неионизирующие частоты, которые гарантированно не оказывают вредного воздействия на здоровье. Причем как человека, так и мелких домашних животных. За десять лет работы Консорциума проводилось много исследований, и все они подтвердили возможность использования зарядных станций без ограничений. Насчет безопасности также полный порядок: зарядка возможна только с Qi-совместимыми устройствами, есть система контроля температуры при внезапном нагреве. Даже если на зарядный коврик попадет посторонний предмет, проблем не будет.

Что же касается ограничений, единственное, что пока не могут «победить» производители — это металлические корпуса. Начиная с первых устройств типа Lumia 920 и заканчивая iPhone X в смартфонах приходится экспериментировать с материалами. Раньше это был пластик, который использовался даже в премиальном сегменте, а теперь ему на смену пришло более эффектное стекло. Возможно, именно поэтому владельцы iPhone так долго были лишены возможности заряжать смартфоны на ковриках. Во времена «четверки» Qi еще не был таким популярным, а после этого компания продолжительное время делала ставку на металл. Сейчас, отчасти из-за желания производителей реализовать функцию беспроводной зарядки и отчасти из-за эффектного дизайна, наиболее популярным материалом для задних панелей флагманов стало стекло. Вся актуальная линейка iPhone, флагманы Samsung Galaxy, новейшие Sony Xperia XZ2 и XZ2 Compact, LG V30 ThinQ и Nokia 8 Sirocco — эти и другие топовые устройства поддерживают технологию Qi.

В итоге мы не можем придумать причины отказываться от использования зарядных устройств со стандартом Qi, если смартфон поддерживает эту технологию. Беспроводной коврик это очень удобно, поскольку можно просто положить на него устройство, а не искать провода и разъем. Аксессуары стоят недорого, они безвредные и безопасные. Мы уже упомянули бренд Nobby и решили рассказать о том, как используем его в редакции. Модель Expert была выбрана лучшим вариантом для офисного использования — на работе чаще всего мы заряжаем только одно устройство и нам очень важна более высокая скорость. Например, если нужно срочно собраться на встречу. Впрочем, в модельном ряду аксессуаров Nobby есть и другие беспроводные зарядные устройства. Например, модель Nobby Рractic NBP-WC-10-01 имеет силу исходящего тока 1А (то есть, заряжает медленнее), зато оснащена двумя портами USB для проводного подключения устройств. Такое решение хорошо подходит для домашнего использования, поскольку позволяет занять всего одну розетку, а заряжать смартфон без проводов и другие устройства типа смарт-часов или наушников.

Внутренняя сила и энергия стандарта Qi

Qi (произносится «чи») является мировым стандартом в области технологий беспроводной зарядки. Слово «Qi» взято из китайской философии и означает «присущая всему внутренняя сила и энергия». Стандарт Чи является полностью открытой и гибкой платформой, которая позволяет компаниям-членам Wireless Power Consortium (консорциума беспроводной электромагнитной энергии) дифференцировать свои продукты, предоставляя потребителям новые возможности.

Чи является единственным решением беспроводной зарядки, полностью интегрированным в смартфоны, без необходимости использования специальных корпусов или крышек аккумулятора. Разработанный Wireless Power Consortium в 2010 году универсальный стандарт Qi гарантирует, что любой телефон, фотоаппарат, пульт дистанционного управления или другое устройство с логотипом Qi будет работать с любой зарядной поверхностью, на которой имеется логотип Qi, независимо от производителя или торговой марки. Аналогично установленному стандарту для обмена данными на коротких расстояниях Bluetooth или стандарту беспроводных сетей Wi-Fi, консорциум Qi точно так же устанавливает стандарт для беспроводной зарядки.

С полномасштабным внедрением Qi ситуация изменяется радикально — просто поместите Qi-совместимое устройство на поверхность зарядки Qi и оно начнет заряжаться. Просто и эффективно — прощай путаница из кабелей, привет совместимость, независимо от производителя или торговой марки.

Цель консорциума — сделать беспроводную зарядку Qi повсеместной, внедрив ее в тех местах, где люди работают, живут и путешествуют. Потребители смогут заряжать свои устройства легко и незадумываясь, куда бы они ни шли, оставив «пустой» аккумулятор в прошлом.

Почему важно, чтобы беспроводная зарядка была стандартной?

Беспроводная зарядка аккумуляторов широко используются в течение многих лет в таких продуктах как, например, электрические зубные щетки — сегодня существует много различных типов зарядных устройств и решений для различных электронных устройств и большинство из них несовместимы.

Это означает, что каждый раз, когда вы покупаете новый телефон или устройство, вам, вероятно, придется использовать новое зарядное устройство. Скорее всего вам знакома ситуация с кучей старых зарядных устройств, разложенных по всему дому — некоторые уже устаревшие, другие еще использующиеся, приобретенные специально или полученные в комплекте с новым гаджетом. Сколько их у вас?

Как работает Qi?

Qi работает на базе известного более 100 лет принципа создания безопасного электромагнитного поля между зарядным устройством и устройством, с помощью процесса, называемого магнитной индукцией — зарядные устройства имеют встроенную катушку передатчик, создающую электромагнитное поле, подающую энергию непосредственно на антенну-приемник заряжаемого устройства.

Беспокоиться о точном центрировании при установке Qi-совместимого устройства на зарядку ненужно (поддерживаются индуктивный и резонансный способы зарядки). Более того, Qi поддерживает возможность зарядки нескольких устройств одновременно (зависит от площади зарядки) — просто поместите свои телефоны на поверхность зарядки экраном вверх. Если аппарат не помещается на поверхности зарядки или установлен неправильно, заряжаться он не будет, но и к повреждению телефона или зарядного устройства это не приведет.

Стандарт Qi способен и на бесконтактную зарядку — последний вариант передатчика увеличивает расстояние, на котором устройство может заряжаться от зарядных платформ. Это позволит интегрировать зарядки в широкий диапазон поверхностей, в том числе, в мебель, столешницы столов и автомобили.

Зарядные устройства Qi являются более энергоэффективными, чем подобные технологии, в которых энергия тратится впустую, если она передается на расстоянии более, чем на пару сантиметров — лишь очень малая часть передаваемой мощности попадет в аккумулятор вашего устройства.

С Qi, эффективность зарядки приближается к стандартной (проводной), а время зарядки занимает, примерно, столько же времени. Сами зарядки поддерживают функции энергосбережения — когда устройство полностью заряжено, зарядка отключается, чтобы экономить энергию.

Важно, но Qi работает не только с мобильными устройствами

В настоящее время стандарт Qi предназначен для устройств, требующих 5 Вт или меньше, таких как мобильные телефоны, камеры или пульты дистанционного управления, Wireless Power Consortium работает над тем, чтобы Qi был применим для использования в больших устройствах, таких как планшеты или ноутбуки.

Какие компании поддерживают Qi?

Стандарт Qi поддерживается более 130 ведущими отраслевыми компаниями, включая Verizon Wireless, Motorola, Nokia, Philips, Toshiba, Sony, ConvenientPower, Energizer, Freescale Semiconductor, Fulton Innovation, HTC, LG, Panasonic, BlackBerry (Research in Motion), Texas Instruments, и Visteon. Что это означает для нас? То, что в ближайшем будущем появится еще больше устройств, которые будут поддерживать стандарт беспроводной зарядки Qi.

Совместимость

В настоящее время выпущен ряд устройств, полностью поддерживающих Qi , но это не означает, что его нельзя применить и к несовместимым устройствам. Например, используя специальный чехол, крышку аккумулятора или аксессуар.

Какие продукты поддерживают Qi сейчас?

В декабре компания Toyota объявила, что в 2013 году Toyota Avalon Limited будет первым доступным автомобилем, в консоли которого будет встроена беспроводная зарядка Qi с возможностью подзарядки мобильных телефонов и других устройств.

Кроме того, на рынке уже присутствует более ста полностью совместимых с Qi продуктов, в том числе:

• HTC Droid DNA
• HTC 8X
• Google Nexus 4
• LG Spectrum 2
• Nokia Lumia 920

Кроме них существуют устройства, работающие со сменными крышками для аккумулятора, чехлами или специальными аксессуарами:

Аксессуары с поддержкой Qi (неполный список):

Как это работает: Qi

Привет всем, уважаемые пользователи лучшего мобильного портала Trashbox. Возможно, вы знаете о существовании беспроводных зарядных устройств для смартфонов и планшетов. Технология зарядки «без проводов» имеет довольно короткое название — Qi (произносится «чи»). Сегодня я в подробностях расскажу вам о ней. Давайте же узнаем, что такое Qi и как это работает. Самое интересное под катом.

Qi (мировой стандарт питания) — стандарт индуктивной передачи электрической энергии от одного устройства к другому на расстояние до 4 сантиметров. Был утверждён Консорциумом беспроводной энергии четыре года назад, то есть в далёком 2009 году. В настоящее время используется для беспроводной зарядки смартфонов и других мобильных устройств. Принцип работы стандарта питания Qi заключается в передаче энергии от так называемой базы приёмнику с помощью магнитного поля.
Состав базовой станции (трансмиттера) включает в себя преобразователь переменного тока, сенсор силы тока и напряжения, передающую катушку и контроллер. Приемник или ресивер состоит из принимающей катушки, стабилизатора напряжения и контроллера.
Подключенная к сети катушка базы образовывает электромагнитное поле, которое в следствии передаётся приёмнику, а от него — к аккумулятору мобильного устройства. Не беря в расчёт передачу энергии, стандарт Qi позволяет осуществлять обмен данными между мобильными устройствами. Он используется для передачи информации о состоянии заряда аккумулятора и позволяет производить автоматическое отключение используемого зарядного устройства.
Qi предусматривает два варианта мощности трансмиттера: низкой мощности — от 0 до 5 ватт и средней мощности — до 120 ватт. Первый вариант способен заряжать смартфоны и часы, а второй — планшетные компьютеры. Коэффициент полезного действия беспроводных зарядных устройств составляет примерно 80%.
Зарядное устройство может состоять из нескольких передающих катушек, активирующихся в зависимости от положения на нём устройства, которое необходимо зарядить. Стандарт Qi поддерживает протокол передачи данных между зарядными и заряжаемыми устройствами на скорости 2 кбит/с. Сейчас по этому протоколу от заряжаемого устройства передаётся информация о необходимом уровне электроэнергии для полной зарядки, а также сообщения о том, что устройство зарядилось.
Большинство современных смартфонов от самых разных производителей мобильных устройств поддерживают беспроводную зарядку из коробки. Правда, они относительно тяжелые (например, вес смартфона Nokia Lumia 920 составляет 185 грамм при диагонали дисплея в 4.5 дюйма), поэтому производители в некоторых случаях синтезируют на плату контакты, к которым подключается аксессуар — насадка с ресивером на корпус.

Спецификация стандарта Qi доступна любому производителю и абсолютна бесплатна. Сегодня ею оснащают свои мобильные устройства компании Nokia, Samsung, LG, ASUS, Motorola, Huawei, HTC и многие другие. Стандарт Qi поддерживается более 130 ведущими отраслевыми компаниями. Ожидается появление публичных беспроводных зарядных устройств в кафе, аэропортах, спортивных аренах и других общественных местах.

Технология Qi. Что это такое?

27 Февраля 2019

Время идет, со временем происходит эволюция нашей жизни, быта и всего нас окружающего. Когда-то мобильный телефон был прерогативой фильмов фантастики, когда-то видеосвязь казалась чем-то нереальным, а затем использование сенсоров стало таким же обыкновенным явлением как и шариковая ручка.

В нашем завершающем десятилетии, а это 2019 год, мы привыкли иметь доступ в Интернет через Wi-Fi, придя домой, в кафе или на работу. Слушать музыку или разговарить через гарнитуру при помощи Bluetooth. Мы лишены проводов и другой сопуствующей волокиты, воспринимается это уже как данность. «Так должно быть!» — крутится в голове у многих.

Теперь же обратим свое внимание на набирающую обороты технологию, которая дает возможность заряжать Ваше устройство без проводов.

Немного истории.

Исследования способа беспроводной передачи электроэнергии возникла еще в 19-ом веке, и впервые она была продемонстрирована на Всемирной Колумбовой выставке в 1893 году, в Чикаго, США, изобретателем-гением сербского происхождения Николой Тесла. Тогда казавшаяся чудом технология, теперь прочно входит в обиход нашей жизни, от левитирующих лампочек и удобными беспроводными зарядками для мобильных устройств.

В 2008 году был основан «Консорциум беспроводной электромагнитной энергии» (Wireless Power Consortium, WPC), который объединил в себе производителей электроники и комплектующих всего мира для разработки единого стандарта технологии беспроводной зарядки. Благодаря этому сотрудничеству появился стандарт Qi — читается правильно в китайском произношении как «Ци» (реже «Чи»), по-английски «Кью-ай», и обозначает «энергию» или «жизненную силу» в восточной философии.

С помощью трудов Консорциума были определены основные требования, рабочие принципы устройств и зарядных станций с поддержкой Qi. Как результат сегодня, пользователи всего мира могут использовать индукционные устройства без особенностей на бренд, тип смартфона, акссесуары со поддержкой Qi полностью унифицированы и соответственно совместимы.

Позже, в 2009 году компания Palm выпустила первый телефон с поддержкой беспроводной зарядки. Затем, в 2012 году, Nokia представила на рынок два смартфона с поддержкой технологии Qi — Lumia 820 и Lumia 920. Уже ближе к 2017/8 году стали оснащать свои смартфоны функцией беспроводной зарядки и другие игроки рынка, такие как Samsung, Apple, Huawei и другие.

Так и начинается новый бум в использовании мобильной электроники!

Принцип работы.

Принцип работы стандарта Qi — это явление электромагнитной индукции, включает в себя индукционную катушку, которая создает электромагнитное поле при наличии переменного тока (например, беспроводная зарядка) и совместимый приёмник (например, смартфон с поддержкой Qi, в который встроен этот катушка-приемник), катушка улавливающая это поле, конвертирует получаемую энергию в постоянный ток, и затем эта энергия передается на аккумулятор.

Стандарт Qi предусматривает два варианта: низкой мощности — от 0 до 5 Ватт и средней мощности — до 10 Ватт.

Безопасность для здоровья.

Наличие излучения при работе устройств стандарта Qi не оказывает вредного воздействия для здоровья человека и животных. Магнитное излучение не является ионизирующим — оно влияет на организм человека не больше, чем Wi-Fi или сигнал мобильной связи. Можно пользоваться без какой-либо опаски!

Qi — универсальная функция.

У многих выстроется образ, что возможность беспроводной зарядки стандарта Qi — это прерогатива только дорогих смартфонов. Однако, мы обрадуем пользователей многих устройств. На этот случай производители выпускают целый ассортимент специальных аксессуаров по недорогой стоимости. Вам будет необходимо только докупить специальный приемник или чехол со встроенным приемником, который подключается в стандартный порт для зарядки — тот же micro-USB, Type-C, Lightning. Приемник можно зафиксировать опять же с помощью чехла, и в результате получится смартфон с поддержкой Qi.

Мощность заряда при Qi

Qi стандарт беспроводного заряда выдает ток — 1 ампер и напряжение 5 вольт. Стандартный адаптер питания, который идет в комплект со смартфоном выдает от 1 до 2А. При зарядке телефона от компьютера (USB-порта) — телефон заряжается с током от 0,5А (USB 2.0) до 0,9А (USB 3.0).

На основе этим данных можно определить, что беспроводной способ зарядки в среднем менее быстрый чем заряд напрямую от адаптера свыше 1А, однако при обычном использовании вы не заметите разницы.

Беспроводная мышка, открытие машины брелком, включение телевизора пультом. Возможно, Вы, никогда не пользовались беспроводной зарядкой, это намного более удобно!

Беспроводное будущее. Заключение.

В последнее время к новшеству Qi начали обращать интерес производители автомобилей. Они наблюдают процесс эволюции, что технологии постепенно отходят от использования проводов, чтобы сделать эксплуатацию более удобной. Многие именнитые бренды автомашин встраивают беспроводные зарядные устройства в интерьер своих различных моделей. Это дает развитие и перспективу для дальнейшего будущего.