هرآنچه بايد درباره شارژ بي‌ سيم بدانيد؛ قسمت اول

شارژ بي‌سيم چيست؟

در تعريف مختصر شارژ بي‌سيم بايد بگوييم اين فناوري درواقع فرآيندي براي شارژ وسايل مجهز به باتري بدون نياز به هيچ سيم يا كابل است و انتقال بي‌سيم جريان برق به دستگاه گيرنده را امكان‌پذير مي‌كند. شارژ بي‌سيم به شارژ القايي هم شهرت دارد؛ البته شارژ القايي يكي از انواع شارژ بي‌سيم نيز محسوب مي‌شود.

تاريخچه

تاريخ آغاز انتقال بي‌سيم نيرو به سال ۱۸۹۱ بازمي‌گردد. نيكو تسلا، مخترع سرشناس آمريكايي، در سال ۱۸۹۱ موفق به ساخت يك سيم‌پيچ به‌نام سيم‌پيچ تسلا و ايجاد ميدان مغناطيسي و انتقال بي‌سيم جريان برق در هوا براي نخستين بار شد.

سيم‌پيچ تسلا

تسلا به تلاش خود براي انتقال بي‌سيم برق ادامه داد و در سال ۱۸۹۹ برجي به‌نام برج تسلا (Tesla Tower) ساخت و تصميم داشت ميليون‌ها ولت نيروي برق را از آن به‌صورت بي‌سيم به شهرها، كارخانه‌ها و منازل شخصي انتقال دهد.

برج تسلا

البته قبل از تسلا مخترعان ديگري هم انتقال بي‌سيم نيرو را مورد مطالعه قرار داده بودند. ويليام هنري وارد در سال ۱۸۷۱ و ميلن لوميس در سال ۱۸۷۲ طرحي را براي انتقال برق ارائه دادند كه براساس انديشه متخصصينيه‌ي وجود لايه‌اي از برق در جو در ارتفاع پايين شكل گرفته بود. اين دو مخترع معتقد بودند كه مي‌توان از اين لايه كه كاملا دردسترس است، براي انتقال جريان برق در هوا براي شارژ باتري‌ها، تأمين نور، گرمايش و حتي تأمين نيروي حركتي استفاده كرد.

توسعه‌ي فناوري‌هاي امواج مايكروويو قبل از آغاز جنگ جهاني دوم باعث شد در دهه‌ي ۱۹۶۰ دانشمندي به‌نام ويليام براون توانست براي نخستين‌بار موفق به انتقال برق در مسافت طولاني شود. درضمن او موفق شد در سال ۱۹۶۴ با تبديل امواج مايكرويو به برق DC، نيروي يك هواپيماي برقي را به‌صورت بي‌سيم تأمين كند.

در سال‌هاي ۱۹۸۷ و ۱۹۹۱ نيز پهپادهايي ساخته شدند كه نيروي مورد‌نياز آن‌ها به‌صورت بي‌سيم انتقال داده مي‌شد. در سال ۲۰۰۳ نيز ناسا نخستين هواپيماي خود را توليد كرد كه نيروي آن با ليزر تأمين مي‌‌شد.

انواع فناوري شارژ بي‌سيم

به‌طوركلي سه روش براي انتقال بي‌سيم نيرو و شارژ دستگاه‌ها وجود دارد كه هركدام از آن‌ها داراي روش‌ها و استاندارد‌هاي زيرمجموعه‌اي مختلفي هستند. اجازه دهيد قبل از اينكه با روش‌ها و استانداردهاي مختلف شارژ بي‌سيم آشنا شويم، ابتدا روش كلي شارژ باتري با سيستم شارژ بي‌سيم را براي شما توضيح دهيم.

نمونه‌اي از شارژر Qi

در سيستم‌هاي بي‌سيم شارژ باتري القايي، انتقال نيرو در پنج مرحله صورت مي‌گيرد كه به‌شرح زير است:

ميدان نزديك / غيرتابشي

در اين روش انتقال نيرو به‌صورت القايي انجام مي‌شود و دو استاندارد Qi و PMA برپايه‌ي اين روش شكل گرفته‌اند.

استاندارد Qi

يك نمونه شارژر بي‌سيم Qi

در اين نمودار افزايش توان شارژ بي‌سيم چي از توان پايه به توان توسعه‌يافته، نمايش داده شده است.

استاندارد PMA

يك نمونه شارژر بي‌سيم PMA

استاندارد Power Matters Alliance يا PMA شباهت بسيار زيادي با استناندارد Qi دارد و هر دو استاندارد برپايه‌ي اصول «مغناطيس القايي» شكل گرفته‌اند، تنها تفاوت اين دو استاندارد شارژ بي‌سيم، به گسترده‌ي فركانس انتقال نيرو مربوط مي‌شود. اين ميزان در استاندارد چي ۱۰۰ تا ۲۰۰ كيلوهرتز و در PMA دوبرابر اين ميزان است. استاندارد PMA مي‌تواند تا ۵ وات نيرو را انتقال دهد. در هر دو استاندارد از روش‌هاي نسبتا متفاوتي براي برقراري ارتباط بين دستگاه فرستنده و گيرنده استفاده مي‌شود.

اتصال خازني

اتصال خازني يكي ديگر از انواع انتقال برق به‌صورت بي‌سيم است كه در آن براي انتقال نيرو، يك ميدان الكترونيكي درمقابل يك ميدان مغناطيسي قرار مي‌گيرد. شركت ژاپني موراتا (Murata) مدعي است سيستمي مبتني بر اين روش براي شارژ بي‌سيم موبايل ساخته است. درواقع در اين روش نيروي برق آي‌سي با استفاده از يك خازن كوپلاژ از يك مدار سري به مدار ديگر آن منتقل و جريان برق دي‌سي مسدود مي‌شود. 

يكي ديگر از روش‌هاي شارژ بي‌سيم روش ارتباط ميدان نزديك از نوع القاي مغناطيسي است كه در آن يك لايه‌ي فيزيكي براي ايجاد ارتباط بي‌سيم بين دو دستگاه در مسافت كوتاه و يك ميدان مغناطيسي كم قدرت و كوچك كه قابليت توسعه ندارد، بين آن‌ها قرار مي‌گيرد. در اين روش نيز سيم‌پيچي در دو دستگاه گيرنده و فرستنده قرار مي‌گيرد. سيم‌پيچ فرستنده مدلاسيون ميدان مغناطيسي را انجام مي‌دهد و سيم‌پيچ دستگاه گيرنده مدلاسيون را اندازه‌گيري مي‌كند. در اين روش مي‌توان از برچسب NFC و بلوتوث براي انتقال شارژ بين دو موبايل استفاده كرد.

ميان‌ميداني / غيرتابشي

تشديد مغناطيسي

شارژ بي‌سيم تشديد مغناطيسي يكي ديگر از روش‌هاي شارژ بي‌سيم محسوب مي‌شود كه در آن فركانس تشديدي دو سيم‌پيچ يكسان مي‌شود و وقتي دستگاه فرستنده دركنار هم قرار مي‌گيرند، نيرو از فرستنده به گيرنده منتقل مي‌شود. فناوري‌هاي Air Fuel و Air Charge و سيستم‌هاي شارژ بي‌سيم برندهاي Witricity، Mojo Mobility و فناوري WiPower شركت كوالكام نيز برپايه‌ي اين روش شكل گرفته‌اند.

Air fuel

اخيرا سازمان صنعتي Power Matters Alliance با مشاركت گروه صنعتي Alliance For Wireless Power يا A4WP استاندارد تركيبي جديدي به‌نام هواسوختي (Air fuel) ايجاد كرده كه برپايه‌ي اصل تشديد مغناطيسي شكل گرفته است و كمي با دو فناوري ديگر تفاوت دارد. توان انتقال نيرو در نسخه‌هاي اوليه‌ي اين استاندارد ۳.۵ تا ۶.۵ وات بود؛ اما اكنون به ۵۰ وات رسيده است. در اين استاندارد سيم‌پيچ‌هاي گيرنده و فرستنده كه به‌خوبي تنظيم و با روش مغناطيس القايي به يكديگر متصل شده‌اند، نيرو را به روش تشديدي يا رزونانس و با فركانس ۷ مگاهرتز انتقال مي‌دهند. در استاندارد هواسوختي انعطاف‌‌پذيري فضايي درباره مكان قرارگيري دستگاه فرستنده و گيرنده وجود دارد.

AirCharge

فناوري AirCharge نيروي برق را با سرعتي بيش از سرعت انتقال امواج واي‌فاي و به‌‌اندازه‌ي سرعت انتقال امواج بلوتوث منتقل مي‌كند. اين فناوري مي‌تواند براي شارژ موبايل‌ها در مكان‌هاي عمومي (رستوران‌، كافي‌شاپ‌، فرودگاه، ايستگاه اتوبوس و قطار و فرودگاه) هتل‌ها (اتاق‌خواب‌ها و سالن استراحت و سالن كنفرانس)، فروشگاه‌ها، در وسايل حمل‌و‌نقل عمومي (اتوبو‌س‌ و قطار)، در مكان‌هاي ادراي و يادگيريي (ميزهاي مورداستفاده در اين مكان‌ها و اتاق جلسات و پذيرش و فضاهاي ايجاد شده براي استراحت) استفاده شود.

Mojo Mobility

فناوري Mojo Mobility به متخصصان اجازه مي‌دهد موبايل خود را آزادانه روي تمام قسمت‌هاي پد شارژ بگذارند و امكان شارژ هم‌زمان چند دستگاه با نيازهاي مصرفي متفاوت را نيز فراهم مي‌كند. درضمن به‌دليل اندازه‌ي كوچك دستگاه گيرنده‌ي ايجاد‌شده برپايه‌ي اين فناوري، مي‌توان آن را در موبايل‌ها و باتري‌ها و حتي جعبه‌ي وسايل الكترونيكي مختلف تعبيه كرد. درضمن پد‌هاي شارژ Mojo Mobility كاملا ضدآب و مهروموم‌شده هستند و دماي آن‌ها در حين شارژ افزايش نمي‌يابد. شركت مبدع اين فناوري شارژ‌هاي بي‌سيمي براي شارژ موبايل‌ هاي آيفون ساخته كه در داخل بيش از ۱۱۰ خودرو مي‌توان از آن‌ها استفاده كرد.

از موجو موبايليتي مي‌توان در زمينه‌هاي مختلف استفاده كرد كه از ميان آن‌ها مي‌توان به شارژ موبايل و تبلت و وسايل‌ پوشيدني و شارژ چند موبايل به‌‌صورت هم‌زمان در خودرو و برقراري ارتباط بين آن‌ها و سيستم‌هاي سرگرمي و ناوبري با استفاده از فناوري نيروي ميدان نزديك يا Mojo’s Near Field Power اشاره كرد. درضمن به‌دليل اينكه پدهاي شارژ اين فناوري كاملا مهروموم هستند، مي‌توان از آن‌ها براي چند دستگاه به‌صورت هم‌زمان در محيط‌هاي استريل صنايع پزشكي و محيط‌هاي داراي شرايط دشوار نيز استفاده كرد؛ بنابراين، استفاده از اين فناوري و نبود نياز به استفاده از سيم مي‌تواند زمينه‌ي طراحي سيستم‌هاي ساده شارژ در اين محيط‌ها را نيز فراهم كند.

Witricity

فناوري Witricity نيز از روش تشديد مغناطيسي براي انتقال جريان برق استفاده مي‌كند و معمولا براي شارژ خودروهاي برقي استفاده مي‌شود.

Wi Power

راندمان اين روش بين ۶۰ تا ۹۰ درصد است و مي‌تواند هم‌زمان چند دستگاه را شارژ كند كه در جهات و موقعيت‌هاي مختلف روي فرستنده قرار مي‌گيرند. گروه The Alliance For Wireless Power، مبدع اين فناوري، همكاري خود را با شركت كوالكوم و اينتل آغاز كرده است.

دورميداني / تابشي

استفاده از امواج راديويي

نمونه‌اي از يك سيستم شارژ بي‌سيم با استفاده از امواج راديويي

Energous

شركت انرجوس سيستمي براي شارژ بي‌سيم كامپيوتر و لوازم جانبي اطراف آن طراحي كرده كه فرستند‌ه‌‌ي آن در داخل نمايشگر تعبيه شده است.

Powercast

شركت پاوركست هم موفق شده است نيرو را تا فاصله‌ي ۲۴.۳ متري انتقال دهد. البته فناوري اين شركت تنها براي تأمين نيروي وسايلي مانند حسگرها و قطعات الكترونيكي كوچك كه به نيروي كمي نياز دارند، مفيد است و تنها توانايي انتقال يك وات برق را دارد.

OSSia

در فناوري شركت اوسيا دستگاه گيرنده امواج را در همه‌ي جهات منتقل مي‌كند و فرستنده، پس از دريافت آن‌ها موقعيت گيرنده را تشخيص مي‌دهد و در مرحله‌ي بعد اين امواج را كه حتي مي‌توانند از ديوار هم عبور كنند، دوباره به‌سمت گيرنده مي‌فرستند. اين كار براي شناسايي گيرنده‌ي در‌حال‌حركت صدبار در ثانيه

به‌تازگي استفاده از ليزر هم براي انتقال نيرو آغاز شده است. امواج الكترومغناطيسي سيم‌پيچ فرستنده به امواج طول موجي تبديل مي‌شود كه نزديك به طول موج طيف نور مرئي است و دستگاه گيرنده پس از دريافت امواج، آن‌ها را با استفاده از سلول‌هاي فتوولتاييك كوچك تبديل به جريان برق مي‌كند.

شركت Wi-charge كه استفاده از ليزر را براي انتقال نيرو آغاز كرده است، موفق به طراحي فناوري جالبي شده كه باعث مي‌شود در حين فرايند انتقال نيرو، نوري مرئي بين دو دستگاه ايجاد شود. درضمن اين شركت مدعي است ليزر مي‌تواند نيرو را تا ۷۶.۲ متر نيز انتقال دهد. البته هنوز مشخص نيست ليزر بتواند نيروي لازم براي شارژ موبايل‌ها را تأمين كند يا نه.  

در اين تصور هدفون و دسته‌ي كنسول درحال‌شارژ با اشعه‌هاي ليزر هستند كه از دستگاهي كه شبيه بلندگو است، متصاعد مي‌شود. نقاط نوراني نيز اشعه‌هاي متمركزشده‌ي ليزر هستند. 

امواج فراصوت

شارژ بي‌سيم با استفاده از امواج فراصوت نيز امكان‌پذير است. در اين روش فرستنده ابتدا امواج فركانس بالا كه انسان و حيوان نمي‌توانند آن‌ها را بشنوند، از وسيله‌اي مانند بلندگو پخش مي‌‌كنند و امواج ازطريق هوا انتقال داده مي‌شوند و به دستگاه گيرنده مي‌رسند. هر زماني درخواست دريافت شارژ از سوي دستگاه گيرنده متوقف شود، انتقال انرژي نيز پايان مي‌يابد. در پايان هم دستگاه گيرنده پس از دريافت امواج، آن‌ها را به انرژي برق مصرفي تبديل مي‌كند. درواقع در اين روش امواج الكترومغناطيسي به امواج فراصوت تبديل مي‌شوند. شركت يوبيم (uBeam) از امواج فراصوت براي انتقال نيرو استفاده كرده است. فناوري اين شركت مي‌تواند براي تأمين وسايل اينترنت اشياي صنعتي، وسايل الكترونيكي كم‌مصرف مثل موبايل، تبلت، لپ‌تاپ و...، تجهيزات پزشكي، خودروها و وسايلي كه با شاررژر خورو شارژ مي‌شوندو حتي هواپيماها استفاده شود. درضمن يوبيم مي‌تواند به هوشمندسازي كشاورزي نيز كمك كند.

سيستم شارژ uBeam

نكات مهم در طراحي سيستم‌هاي شارژ بي‌سيم

مقايسه‌ي كلي انواع روش‌هاي شارژ بي‌سيم

در‌حال‌حاضر، متداول‌ترين نوع فناوري شارژ بي‌سيم، شارژ القايي و استاندارد Qi است كه اين روش مي‌تواند براي شارژ موبايل‌هاي همراه و خودروهاي برقي استفاده شود. يكي از معايب بزرگ اين روش اين است كه اگر بين دستگاه گيرنده و فرستنده فاصله زيادي ايجاد شود، كارايي شارژر به‌شدت كاهش پيدا مي‌‌كند. سيستم اتصال خازني از انديشه متخصصين تجاري به اندازه‌ي شارژ القايي محبوب نيست و تنها براي شارژ دستگاه‌هايي مناسب است كه به انرژي كمي نياز دارند.

روش تشديد مغناطيسي براي تأمين نيروي وسايلي كه به نيروي زيادي نياز دارند (مانند جاروبرقي، لپ‌ تاپ، خودروي برقي يا ربات‌ها) به‌كار مي‌‌رود و مي‌تواند نيروي برق را ۳ تا ۵ متر انتقال دهد. اين روش چند مزيت نسبت به شارژ القايي دارد كه از ميان آن‌ها مي‌توان به توانايي انتقال نيرو به مسافت بيشتر و امكان شارژ هم‌زمان چند دستگاه با استفاده از يك سيم‌پيچ اشاره كرد. درضمن در اين روش لازم نيست دو سيم پيچ در يك خط مستقيم دركنار يكديگر قرار گيرند و عملكرد به‌اندازه‌ي شارژرهاي سيمي پذيرفتني است.

درباره‌ي فناوري‌هايي كه از امواج راديويي براي انتقال بي‌سيم نيرو استفاده مي‌كنند بايد گفت كه اين فناوري‌ها مي‌توانند نيرو را تا فاصله‌ي زيادي انتقال دهند. البته نمي‌توانند نيروي زيادي را انتقال دهند و تنها براي انتقال نيرو به وسايل كم‌مصرف مناسب هستند. درضمن اين فناوري‌ها هنوزهم در ابتداي راه خود قرار دارند و امواج راديويي نيز مي‌توانند تأثير بدي روي سلامتي انسان‌ها و ساير موجودات بگذارد.

همچنين امواج فراصوت كه درحال‌‌حاضر تنها شركت uBeam موفق به منتقل‌كردن نيرو با استفاده از آن‌ها شده است، به سه دليل ابزار خوبي براي انتقال بي‌سيم نيرو نيستند: اول اينكه اين امواج نمي‌توانند ميزان مناسبي از انرژي را انتقال دهد؛ دوم اينكه كارايي لازم را ندارند؛ سوم اينكه فرستنده و گيرنده كاملا بايد در ديدرس يكديگر باشند. 

كاربردهاي شارژ بي‌سيم

مهم‌ترين متخصصدهاي شارژ بي‌سيم در يك نگاه

شارژ بي‌سيم، تنها مختص شارژ تلفن‌همراه نيست و متخصصدهاي متنوعي دارد كه درادامه برخي از آن‌ها را بيان مي‌كنيم.

شارژ وسايل الكترونيكي كوچك

ساخت دستگاه‌هاي شارژ وسايل مختلف در مكان‌هاي عمومي

گسترش استفاده از پدهاي شارژ (فرستنده‌ها) مستلزم افزايش ايمني است. با استفاده از فناوري شارژ بي‌سيم مي‌توان پدهاي شارژ را كنار گذاشت و سيستم‌هاي شارژ هوشمندي را طراحي كرد كه بتوانند شبكه‌هايي از شارژرها را تشكيل دهند. همچنين مبلمان و ميز كنار آن‌ها را هم مي‌توان به فرستنده‌هاي شارژ بي‌سيم تبديل كرد. اين سيستم‌ها مي‌توانند در فرودگاه‌ها، ايستگاه‌هاي مترو، فروشگاه‌ها و... استفاده شوند و هم‌زمان چند وسيله را باهم شارژ كنند.

استفاده از شارژرهاي بي‌سيم در خودروها

شارژ وسايل‌نقليه‌ي برقي

شاژ بي‌سيم ميدان نزديك القايي

شارژ بي‌سيم ميدان نزديك خازني روش ديگري براي شارژ خودروها است كه در آن فرستنده و گيرنده سيم‌پيچ ندارند و درعوض چندين صفحه ميان اين دو قرار مي‌گيرد و با ايجاد ميدان مغناطيسي نيرو را به يكديگر منتقل مي‌كنند.

شارژ بي‌سيم خازني

روش سوم روش تشديد مغناطيسي است. فناوري ويتريسيتي كه برپايه‌ي اين روش شكل گرفته، به‌دلايل زير يكي از بهترين فناوري‌ها براي شارژ بي‌سيم خودرو است:

ساخت تجهيزات پزشكي

به‌تازگي متخصص كارشناسان سازمان مشاوران كمبريج فناوري جديد به‌نام Maglense ابداع كرده‌اند كه مي‌تواند براي ساخت وسايل كاشتني منعطف بدون باتري در بدن مثل محرك‌هاي عصبي، ضربان‌ساز ، پروتز شبكيه، محرك نخاع و... براي استفاده در تمام بدن در هر اندازه و شكلي، به‌كار گرفته شود.

ساخت وسايل هوشمند خانگي

شارژ بي‌سيم مي‌تواند براي تأمين نيروي قفل‌هاي هوشمند نيز به‌كار گرفته شود. معمولا افراد به‌دليل عمر كم باتري قفل‌هاي هوشمند، از آن‌ها استقبال نمي‌كنند؛ زيرا ممكن است به‌دليل اتمام شارژ يا خراب‌شدن باتري اين فقل‌ها، پشت در بمانند. درصورت استفاده از شارژ براي اين قفل‌ها، هم ديگر نيازي به باتري ندارد و هم مي‌توان امكانات جانبي بسياري خوبي مثل سيستم ذخيره‌‌سازي صدا و فيلم در سرويس‌هاي ابري يا فناوري‌هاي امنيتي به‌روزي مانند حسگرهاي تشخيص اثر انگشت و تشخيص چهره را نيز به آن‌ها افزود. 

شارژ وسايل اينترنت اشياء

فناوري Wi-charge مي‌تواند علاوه‌بر وسايل هوشمند خانگي، وسايل اينترنت اشياء را نيز شارژ كند. درضمن سيستم شارژ Humavox’s NEST نيز با استفاده از امواج راديويي وسايل اينترنت اشياء را در هر شكل و اندازه‌اي شارژ مي‌كند. اين سيستم درحقيقت شيئي به‌شكل كاسه يا جعبه است كه وقتي وسيله‌اي درون آن قرار مي‌دهيد، شارژ مي‌شود و مي‌تواند چند وسيله را به‌صورت هم‌زمان شارژ كند. درضمن مي‌توان شكل ظاهري اين شارژر كه با ارزش مقرون‌به صرفه‌اي عرضه مي‌شود، براساس سفارش مشتري تغيير داد.

شارژ ربات‌ها

فناوري WiBotic فناوري جديدي براي شارژ بي‌سيم ربات‌ها محسوب مي‌شود. اين فناوري كاملا بي‌خطر و مطمئن است و مي‌توان در مقياس گسترده از آن استفاده كرد. درضمن اين فناوري مي‌تواند به بهبود عملكرد ربات‌ها هم كمك كند. اين فناوري مزاياي زيادي دارد كه از ميان آن‌ها مي‌توان به امكان سفارشي‌سازي آن براساس انواع مختلف ربات و بهبود عمر باتري وسايل مختلف و كاهش هزينه‌هاي مراقبت از ربات‌ها اشاره كرد. WiBotic مي‌تواند براي شارژ انواع ربات‌هاي سيار، صنعتي، پهپادها و حتي ربات‌هاي دريايي و زيردريايي استفاده شود.

شارژ پهپادها 

استفاده از فناوري انتقال نيروي ابري (Power Cloud) مي‌تواند راه‌حل خوبي براي شارژ بي‌سيم پهپادها باشد. در اين فناوري يك سيستم انتقال نيرو كه معمولا دايره‌شكل است و حلقه‌اي از سيم در اطراف آن قرار دارد، روي زمين نصب مي‌شود. سپس اين سيستم با ايجاد ميدان مغناطيسي، پهپاد مجهز به يك آنتن مخصوص در‌حال‌پرواز برفراز خود را شارژ مي‌كند. درضمن همان‌طوركه قبلا گفتيم، فناوري WiBotic مي‌تواند براي شارژ پهپادها نيز استفاده شود.

شارژ بي‌سيم علاوه‌بر موارد مذكور، مي‌تواند زمينه‌ي ساخت وسايلي همچون ابرخازن‌ها، نسل جديد ريموت كنترل تلويزيون و ابزارآلات صنعتي برقي مثل دريل، سنگ فرز و...، جاروبرقي بي‌سيم، جامايع‌هاي دستشويي برقي بي‌سيم و نسل جديد هدفون را فراهم كند.

 جديدترين فناوري‌هاي شارژ بي‌سيم

شارژ بي‌سيم در فضاي باز

به‌تازگي فناوري‌هايي براي استفاده از فناوري شارژ بي‌سيم در فضاي باز ايجاد نيز شده است. به‌عنوان مثال، مخترعان كشور جمهوري چك با استفاده از فناوري ام ام سيت (MMCite)، نيمكت‌هاي خورشيدي (نيمكت‌هايي كه انرژي را تبديل به برق مي‌كند) را مجهز به شارژرهاي بي‌سيم چي كرده‌اند. در استراليا نيز شركتي به‌نام اسپيشالايز سُلوشن (Specialised Solutions) موفق به انجام چنين كاري شده است. اين شارژها علاوه‌بر نيمكت‌ها، روي سطوح دماسنج‌ها نيز نصب شده‌اند.

شركت ايتاليايي نِري (Nery) هم نيمكت‌هاي بتني منحصر‌به‌فردي ساخته كه در آن‌ها يك آنتن واي‌فاي و يك شارژر چي تعبيه شده است. شارژر چي در يك پنل در وسط نيمكت تعبيه شده است. شارژرهاي مورداستفاده در فضاي باز براي شارژ وسايلي مناسب هستند كه نيروي كمي دارند و دربرابر آسيب‌هاي انساني و آب و اشعه‌هاي خورشيد نيز مقاوم هستند.

جديدترين پژوهش‌ها درباره‌ي شارژ بي‌سيم

به‌تازگي پژوهشگران موفق به ايجاد سيستمي شدند كه با استفاده از آن مي‌توانند ورقه‌اي بسازند كه از قابليت شارژ بي‌سيم تلفن‌همراه و وسايل مشابه برخوردار است. اين ورقه كاملا انعطاف‌پذير است و مي‌توان آن را بُريد؛ بنابراين، متخصصان مي‌توانند براي تغيير اين ورق آن را ببُرند يا در قالب قرار دهند يا آن را خم كنند تا به شكل دلخواه يا موردنياز آن‌ها درآيد. طبق گفته‌ي پژوهشگران سيم‌پيچ اين ورقه هم منعطف خواهد بود و به‌گونه‌اي طراحي شده كه با چيده‌شدن هم آسيب نمي‌بيند.

نيروي لامپي كه در تصوير مي‌بينيد به‌صورت كاملا بي‌سيم تأمين مي‌شود

پنكه‌ي بي‌سيم و بدون باتري درحال كار در اتاق

آينده‌ي شارژ بي‌سيم

انتظار مي‌رود در آينده‌اي نه‌چندان دور كابل‌هاي شارژ و انتقال نيرو كاملا منسوخ شوند و شارژ بي‌سيم به‌صورت گسترده‌اي استفاده است.

افزايش مسافت انتقال بي‌سيم نيرو

يكي از معايب اصلي انتقال نيرو بدون سيم، محدود‌بودن مسافت انتقال نيرو است كه باعث شده بسياري از افراد تمايلي به استفاده از آن نداشته باشند. البته به‌انديشه متخصصين مي‌رسد با تلاش شركت‌هاي ارائه‌دهنده‌ي اين فناوري، اشكال مسافت برطرف شود.

شركت يوبيم نيز از امواج فراصوت براي انتقال نيرو به مسافت زياد استفاده كرده است. در اين روش نيز مانند ساير روش‌هاي شارژ بي‌سيم، يك فرستنده امواجي با فركانس بالا را كه شنيده نمي‌شوند، ارسال مي‌كند و گيرنده‌اي شبيه ميكروفون، اين امواج را دريافت و آن‌ها را به انرژي قابل‌استفاده تبديل مي‌كند.

امواج فروسرخ يا مادون قرمز هم مي‌تواند ابزار خوبي براي انتقال نيرو به مسافت باشد. در فناوري شارژ بي‌سيم Wi-charge كه قبلا در مورد آن صحبت كرديم، از اين روش براي انتقال نيرو استفاده مي‌شود. تقريبا ۵۰ درصد نورخورشيد از نور مادون قرمز تشكيل شده و هميشه بخشي از اكوسيستم سياره‌ بوده است. با استفاده از امواج قرمز مي‌توان چند وات برق را تا فاصله‌اي درحدود ۴.۸۷ متر انتقال داد؛ بنابراين، استفاده از اين امواج براي شارژ بي‌سيم موبايل و وسايل اينترنت اشياء روش مناسبي به‌انديشه متخصصين مي‌رسد. امواج فروسرخ نوعي نور هستند؛ به‌همين‌دليل، دستگاه فرستنده و گيرنده بايد كاملا در ديدرس يكديگر باشند و بتوانند يكديگر را رصد كنند.

چند سالي است كه استاندارد جديدي تحت‌عنوان Cota شكل گرفته  كه در آن از امواج راديويي شبيه امواج واي‌فاي براي انتقال نيرو استفاده مي‌شود. اين روش نيز برپايه‌ي استفاده از دستگاه فرستنده‌اي شكل گرفته كه مي‌تواند هر دستگاه هم‌فركانس خود را شارژ كند. اين فناوري جديد به متخصصان اجازه مي‌دهد هنگام شارژ دستگاه خود، همراه‌با آن آزادانه در اتاق بچرخند و از آن استفاده كنند. البته اكنون تنها نمونه‌ي اوليه اين فرستنده ساخته شده است؛ اما شركت عرضه‌كننده‌ي اين فناوري، يعني اوسيا، اميدوار است چنين وسيله‌اي در آينده به‌صورت انبوه توليد شود و براي شارژ تلفن‌همراه و ساير وسايل ديگر استفاده شود.

درصورتي‌كه بتوان نيروي برق را به‌صورت بي‌سيم در مسافت طولاني انتقال داد، امكان استفاده از فناوري شارژ بي‌سيم در زمينه‌هاي مختلفي فراهم مي‌شود كه چند نمونه از آن‌ها را درادامه بيان مي‌كنيم.

مكان‌هاي عمومي

همان‌طوركه قبلا گفتيم مي‌توان از فناوري شارژ بي‌سيم براي شارژ دستگاه‌هاي مختلف در مكان‌هاي عمومي مثل كافي‌شاپ‌ها، رستوران‌ها، فرودگاه‌ها و... استفاده كرد. درصورت استفاده از اين فناوري، افراد حاضر در اين مكان‌ها مي‌توانند دستگاه‌هاي خود را شارژ كنند كه به يك شبكه‌ متصل هستند. همچنين امكان تأمين نيروي دستگاه‌هاي مختلف موجود در سالن‌هاي مختلف، مثل پايانه‌هاي فروش، دستگاه‌هاي كارت‌خوان و تبلت نيز فراهم خواهد شد. درضمن با بهره‌گيري از اين فناوري ديگر لازم نيست در مكان‌ خاصي ثابت بمانيد و مي‌توانيد آزادانه در محيط زيرپوشش امواج حركت كنيد. صاحبان كسب‌وكار نيز مي‌توانند به‌لطف اين فناوري در مكان‌هاي پررفت‌وآمد، از ايستگاه پرداخت بي‌سيم و فاقد تجهيزات متداول امروزي استفاده كنند.

حوزه‌ي پزشكي

استفاده از فناوري شارژ بي‌سيم در بيمارستان‌ها و كلينيك‌‌ها و مطب پزشكان هم مي‌تواند استفاده‌ي بيماران از دستگاه‌ها را راحت‌تر كند و هم هزينه‌ي استفاده از آن‌ها را كاهش داد. بسياري از وسايل مورداستفاده در بيمارستان‌ها مانند دستگاه‌هاي نوار قلب يا پمپ‌هاي انفوزيون متحرك هستند؛ اما اين دستگاه‌هاي باتري‌هاي گران‌ارزش و سيم‌هاي زيادي دارند. با استفاده از فناوري شارژ بي‌سيم مي‌توان باتري اين دستگاه‌ها را حذف كرد كه مراقبت از آن‌ها هزينه‌ي زيادي دارد و دستگاه‌هاي ثابت را به دستگاه‌هاي سيار تبديل كرد؛ بنابراين، امكان استفاده از روش‌هاي درماني بهتري براي پزشكان و بيماران فراهم مي‌شود.

صنايع و كارخانجات

استفاده از حسگرها و وسايل اينترنت اشياي بي‌سيم در خطوط توليد و مونتاژ، يكي از متخصصدهاي ايده‌آل شارژ بي‌سيم محسوب مي‌شود. درضمن اين فناوري امكان توسعه‌ي ربات‌ها در فرايند توليد و ذخيره‌سازي را فراهم مي‌كند. انتقال نيرو به‌صورت بي‌سيم مي‌تواند باعث كاهش بيش‌ازپيش هزينه‌ها و افزايش بهره‌وري و كاهش اشكالات توليد ازجمله كاهش سرعت توليد يا توقف آن شود.

منازل

به‌تازگي فناوري‌هايي درحال‌گسترش هستند كه مي‌توانند امكان انتقال بي‌سيم نيرو به وسايل پرمصرف آشپزخانه را فراهم كنند. با استفاده از اين فناوري‌ها مي‌توان فرستنده‌ها را به‌راحتي زير تمام پيشخوان‌هاي غيرفلزي نصب كرد و با قراردادن تمام وسايل برقي روي پيشخوان‌ها، به‌راحتي آن‌ها را به‌صورت بي‌سيم شارژ كرد. اين فرستنده‌ها به‌دليل اينكه در زير پيشخوان‌ها و ميزها نصب مي‌شوند و از ديد پنهان هستند، مي‌توانند زمينه‌ساز طراحي مدرن‌تري براي آشپزخانه‌ها شوند.

حتي به‌انديشه متخصصين مي‌رسد رؤياي نيكولا تسلا در آينده‌ي نزديك به واقعيت بپيوندد و نيروي برق از دكل‌ها بدون سيم به وسايل برقي موجود در منازل انتقال داده مي‌شود؛ زيرا چنين پروژه‌اي از مدتي پيش آغاز شده و درحال‌حاضر مراحل پاياني آن در‌حال‌اجرا است.

قطعا شارژ بي‌سيم در آينده متخصصدهاي بيشتري خواهد داشت كه اكنون نمي‌توانيم درباره‌ي آن‌ها صحبت كنيم و حتي تعيين زمان مشخص براي آغاز اين فناوري‌هاي جديد نيز امكان‌پذير نيست؛ اما به‌جرئت مي‌توان گفت در آينده استفاده از وسايلي كه نيروي آن‌ها به‌صورت بي‌سيم تأمين مي‌شود، به‌اندازه‌ي وسايل مجهز به واي‌فاي گسترش مي‌يابد و حذف باتري‌ها و سيم‌هاي متعدد در دستگاه‌هاي مختلف، امكان ايجاد طراحي زيباتر براي آن‌ها را فراهم مي‌كند. درپايان با اطمينان‌خاطر بايد بگوييم كه شارژ بي‌سيم مي‌تواند زمينه‌ساز پيشرفت‌هاي شگفت‌انگيزي در حوزه‌ي صنايع، شهرهاي هوشمند، طراحي داخلي و خارج فضاهاي مختلف، طراحي وسايل و گجت‌هاي پرمصرف حمل‌ونقل و پزشكي شود.