Без проводов. Настоящее и будущее беспроводных зарядных устройств
Унификация проводных интерфейсов так же неизбежна, как и их скорая замена на беспроводные аналоги. Когда вы в последний раз слышали о легендарной «тоненькой» зарядке для Nokia? Будучи, скажем, в гостях, уже сейчас почти не требуется каких-либо уточнений по поводу стандарта зарядного устройства для подпитки своего смартфона. Следующим шагом на этом пути развития зарядок является его беспроводной формат.
И это касается не только смартфонов. Стоит лишь вспомнить про новый MacBook с одиноким разъёмом USB Type-C, с помощью которого компания Apple достаточно однозначно намекнула на беспроводное будущее техники. Что сдерживает индустрию от повсеместного внедрения беспроводных зарядных устройств, и чем в данный момент могут похвастаться производители – об этом читайте под катом.
Мотивация производителей и состояние рынка
Кто пристально следит за мобильными новинками, заметил тенденцию производителей вводить некие трендовые фишки в новинки смартфонов. Одной из лидирующих на данный момент технологией является сканер отпечатков пальцев. Он есть во флагманах от Apple, Sony, Samsung, HTC и целой плеяды китайских компаний. Казалось бы, почему такая же участь не постигла функцию беспроводной зарядки, ведь аккумуляторы смартфонов остаются одной из главных слабостей сегмента устройств.
До недавнего времени надежды на популяризацию такого типа зарядок лежали на компании Google. На протяжении трёх поколений смартфонов Nexus (Nexus 4-6) эта функция числилась в спецификациях, но неожиданно пропала в недавно представленных Nexus 5X и Nexus 6P. На вопрос представителям Google на ресурсе Reddit об исчезновении уже привычной функции был получен исчерпывающий ответ. Во-первых, сохранение функции привело бы к неминуемому увеличению габаритов аппаратов. Во-вторых, смартфоны получили USB Type-C, с помощью которого пополнение заряда аккумулятора от 1% до 100% длится не более 97 минут.
Компания Apple, в отличие от Google, не стала подхватывать тренд, мотивируя это несостоятельностью технологии. Так, в 2012 году, после презентации iPhone 5, вице-президент Apple Филлип Шиллер (Philip Schiller) объяснил позицию компании, которая состоит в том, что беспроводную зарядку нельзя считать таковой, если аксессуар в любом случае необходимо подключать к источнику питания. К тому же, зарядка через USB, по мнению Шиллера, выглядит гораздо более универсальной: пополнить заряд, имея нужный кабель, можно от ноутбука, в самолёте и других местах. Таким образом, любители iOS-устройств на данный момент могут воспользоваться беспроводным способом зарядки лишь с помощью специальных приёмников, которые будут занимать lightning-разъем.
Впрочем, учитывая историю с производством крупных смартфонов наподобие iPhone 6 Plus, которые до этого открыто критиковались в компании, позиция Apple может измениться в ближайшем будущем. Серьёзным подспорьем в этой ситуации может стать продукция IKEA, в которую было решено устанавливать беспроводные зарядки. Такой подход может нивелировать те недостатки, о которых говорил Филлип Шиллер, ведь это значит, что зарядка может быть встроена абсолютно во всех местах пребывания пользователя.
На рынке также присутствуют производители, которые намерены всячески развивать беспроводные способы зарядки своих устройств. Лидером в этом плане можно назвать компанию Nokia (читай Microsoft), которая после выпуска Lumia 920 с функцией беспроводной зарядки до сих пор оснащает смартфоны этой особенностью. Например, недавно представленный Microsoft Lumia 950 на Windows 10 также обладает такой функцией. Более того, Microsoft выпускает сразу несколько моделей беспроводных панелей. Кроме тех, которые требуют подключения к USB-порту для последующего питания устройств, есть даже портативные, позволяющие беспроводным способом зарядить устройство, например, в дороге.
Также стоит отметить компанию Samsung, которая не только занимается внедрением функции беспроводной зарядки в основные модели смартфонов, но и выпускает такие девайсы как Pad EP-PG900I непосредственно для подзарядки. Например, флагманские устройства Galaxy S6 и Galaxy S6 Edge обладают такой функцией. Вместе с этим индукционную зарядку поддерживают некоторые смартфоны HTC, ASUS, Sony, Huawei и даже отечественный YotaPhone.
Согласно исследованию MIC (Market Intelligence & Consulting Institute) в 2014 году рынок продуктов с беспроводным способом зарядки достиг объёма 1,58 миллиарда долларов. При этом мировой рынок смартфонов составляет около 250 миллиардов. Если верить прогнозам исследования, то к 2019 году отрасль беспроводных зарядных устройств будет расти быстрее, чем медицинская и оборонная.
Причина таких смелых заявлений состоит в том, что кроме малогабаритных устройств потребность в таком способе зарядки может распространиться на самые различные предметы повседневной жизни, включая автомобили.
Стандартизируйте это
Первым, и, пожалуй, ключевым сдерживающим фактором на пути широкого внедрения беспроводных технологий зарядки является отсутствие единых стандартов. Природа проблемы становится очевидна ввиду вышеописанных данных о потенциальных масштабах рынка: каждый игрок хочет получить как можно больший кусок пирога. К тому же, каждый из популярных стандартов имеет свои достоинства и недостатки.
Самым распространённым стандартом беспроводной зарядки является Qi, который разработан консорциумом Wireless Power Consortium (WPC). Большинство вышеприведённых реализаций беспроводной зарядки используют именно Qi.
Стандарт основывается на электромагнитной индукции между двумя катушками, одна из которых находится в зарядном устройстве, а вторая – непосредственно в заряжаемом устройстве. Для удачного процесса зарядки необходимо, чтобы пластины катушек находились параллельно друг другу, а расстояние между ними не превышало 4 сантиметров.
Вторым по распространённости стандартом принято считать PMA (Power Matters Alliance), который также использует принцип электромагнитной индукции. Интересно то, что стандарт поддерживают те же компании, что и Qi: HTC, Sony, LG, Qualcomm, MediaTek и многие другие.
Принципиальная разница технологий заключается в том, что PMA использует другие частоты, а основная функция зарядки ложится на приёмник. Кстати, PMA имеет непосредственное отношение к истории по внедрению беспроводных зарядок в кофейнях Starbucks.
Тройку лидеров замыкает стандарт Rezence, созданный альянсом A4WP (Alliance for Wireless Power). В отличие от предыдущих технологий, Rezence основан на эффекте магнитного резонанса. Из явных достоинств стоит отметить возможность зарядки сразу нескольких устройств благодаря повышенной области распространения волн, более высокую мощность и расстояние действия.
Этот набор особенностей делает возможным установку таких модулей, например, прямо под столами, тем самым маскируя беспроводные зарядки. Несмотря на это, стандарт не может похвастаться успешными коммерческими реализациями.
Как бы то ни было, все эти стандарты крайне похожи на друг друга и отчётливо показывают недостатки технологии. Например, пользоваться аппаратом во время зарядки менее удобно, нежели при традиционном способе с проводом.
Нужно думать, что при глобальном распространении технологии беспроводной зарядки «выжить» сможет лишь сильнейший стандарт для унификации типа зарядных устройств. Однако в рамках выставки MWC 2015 компании MediaTek удалось убедить поклонников беспроводного типа подзарядки устройств, что всё не так плохо.
По задумке MediaTek, проблему выбора одного стандарта может решить фирменный чип MT3188 для мобильных устройств. По словам компании, разработка является первой, которая поддерживает все известные стандарты беспроводных зарядных устройств.
Чип уже поступил в серийное производство, и уже в ближайшем будущем будет применяться в планшетах, смартфонах и носимой электронике. На стенде компании в рамках MWC 2015 можно было проверить технологию с помощью чехлов для разных устройств с чипом или с прототипом устройства от MediaTek.
Не только для девайсов
Несмотря на то, что констатировать о полном вхождении технологии беспроводной зарядки на рынок мобильных устройств нельзя, перспективы развития стандартов уже выходят за его рамки. Так, беспроводной тип зарядки уже в скором времени может широко применяться в такой высокотехнологичной области производства как автомобилестроение.
На данный момент существует ряд готовых к использованию и массовому производству устройств для гибридных автомобилей. Флагманом в отрасли можно считать компанию Qualcomm, которая решила подумать над масштабированием уже существующих решений индукционных беспроводных зарядных устройств до более крупных объектов. Qualcomm Halo – это одно из первых внедрённых в эксплуатацию зарядных устройств для электромобилей, которое представляет собой небольшую площадку-передатчик энергии с источником питания 3,3 кВт или 6,6 кВт. Разумеется, на заряжаемом автомобиле также установлена нужная аппаратура.
Qualcomm Halo уже используется в чемпионатах по гонках на электромобилях «Формула Е». В частности, беспроводным способом заряжаются спорткары BMW i8. Разработчики не скрывают, что технология имеет недостатки. Например, КПД беспроводной зарядки меньше на 5% по сравнению с обычным способом. Негативное влияние магнитного поля беспроводных зарядок до конца не доказано, но в Qualcomm всё же предусмотрели автоматическое отключение датчиков в момент присутствия людей и животных возле устройства.
Илон Маск одобряет
Мобильные устройства обзаводятся гигантскими экранами, мощными камерами и уймой прочих новомодных и крайне «прожорливых» на энергоресурс особенностей. По воздуху получается оплатить счёт и передать информацию, но при желании продлить жизнь аппарату вряд ли получится избежать необходимости в виде проводного подключения к розетке.
Разумеется, есть ряд маркетинговых и технических проблем на пути «взрыва» рынка беспроводных зарядных устройств, но провода всё-таки рано или поздно останутся в прошлом, а о подзарядке как о процессе и вовсе можно будет забыть. По крайней мере, так нам пообещал Илон Маск 
