الرئيسية » أجهزة ذكية » ماهو Wireless Charging وكيف يعمل وماهي تطبيقاته المختلفة

ماهو Wireless Charging وكيف يعمل وماهي تطبيقاته المختلفة

بواسطة Ahmed Abdelwahab في 30 April,2017
featured image
أجهزة ذكية

الكثير منا يستخدم العديد من الشواحن والوصلات للقيام بعملية الشحن، ولكن الأمر يكون مزعجا عندما نواجه مشكلة ما مثل إنقطاع هذه الوصلات أو عدم كفائتها أو الخوف من التعرض لأي ضرر بسبب هذ الوصلات، لذلك كان لابد من إيجاد طريقة أكثر سهولة وكفاءة وأمان من الشحن التقليدي الا وهو Wireless Charging…أخر الوسائل المستخدمة لإعادة شحن الأجهزة الإلكترونية والتي تم إنتشارها في الفترة الأخيرة والتي تمنحنا الحرية في إعادة شحن هواتفنا الذكية بدون الحاجة الي الوصلات الفيزيائية مثل وصلات USB، إذن ماهي Wireless Charging أو الكهرباء اللاسلكية وكيف تعمل؟ دعونا أعزائي المتابعين نأخذكم في جولة سريعة نتعرف فيها معا علي هذه التقنية…

Wireless Charging

Wireless-Charging
صورة لهاتف Galaxy S6 Edge يتم شحنه لاسلكيا

عندما نتحدث عن خاصية ( Wireless Charging ) فإنها ليست فقط تقنية جديدة خاصة بشحن الهواتف الذكية، فبالطبع هناك تطبيقات و إستخدامات أخري كثيرة لها مثل المعدات اليدوية اليومية كفرشاة الأسنان الإلكترونية مثلا والحواسيب النقالة أو حتي السيارات الكهربائية !! وغيرها من التطبيقات التي تستخدم خاصية الشحن اللاسلكي والتي توفر وسيلة أكثر سهولة وأمان من وسائل الشحن التقليدية…

الجدير بالذكر أيضا أن فكرة الكهرباء اللاسلكية ليست جديدة تماما في الواقع، إذ سبق للعالم الشهير نيكولا تسلا تصميم وإنشاء برج كهربائي في مدينة نيويورك عام 1905 بغية نقل الكهرباء بدون أسلاك عبر الهواء، طامحا في ذلك إلى التوسع في استخدام الكهرباء اللاسلكية عبر العالم، بيد أن محاولاته تلك فشلت في النهاية. لكن هذا الجهد لم يذهب هباءً على أية حال، إذ بنى عليه الخبراء والعلماء جهدهم وتمكنوا في النهاية من تحقيق الفكرة على أرض الواقع.

بشكل عام فإن خاصية Wireless Charging تعمل عن طريق نقل الطاقة الكهربائية بإستخدام مجال كهرومغناطيسي يقوم بنقل الطاقة من الجهاز المرسل ( الشاحن ) إلي الجهاز المستقبل ( الهاتف علي سبيل المثال ) بشكل أمن ليقوم الجهاز المستقبل بعد ذلك بإستخدام هذه الطاقة لشحن بطاريته..

بالرجوع إلي قانون أمبير فإنه عند مرور تيار كهربائي في سلك كهربي يتولد مجال كهربيي حول هذا السلك، وبالمثل فعند مرور هذا التيار في ملف كهربي يتولد مجال مغناطيسي حول هذا الملف يعتمد علي حجم الملف وعدد لفاته، وإذا ما تم وضع ملف أخر داخل المجال الكهرومغناطيسي المتولد من الملف الأول فسينشأ ما يسمي بتيار كهربي مستحث في هذا الملف الأخر، وهذا ما يسمي بالحث الكهرومغناطيسي.

Wireless-Charging
صورة توضيحية توضح مبدأ عمل الشحن اللاسلكي

كما يتضح لنا من الصورة فسنفترض أن لدينا جهاز الشحن الموضح بالصورة وموصل به الهاتف الموضح أيضا، فعندما نقوم بوضع الهاتف علي مقربة من جهاز الشحن بحيث يكون الهاتف داخل المجال المغناطيسي لجهاز الشحن فإن الهاتف تلقائيا سيبدأ في عملية الشحن كما هو موضح بالصورة..

كما ذكرنا فإن النظرية السابقة والتي تستخدم في عملية الشحن اللاسلكي تسمي الحث الكهرومغناطيسي المزدوج أو الإقتران الحثي ( inductive coupling )، فإن التقدم في الأبحاث في هذا المجال أدت بدورها إلي التوصل إلي وسيلة أكثر فعالية والتي تسمي بالرنين المغناطيسي أو الإقتران الرنيني الحثي (Resonant inductive coupling ) وهو يقوم علي نفس المبدأ ولكن مع بعض الإختلافات التي سنذكرها، ولكن الشحن عن طريق الرنين سيوفر بعض الفوائد الأكثر فاعلية مثل:

1-مجال أوسع لنقل الطاقة والذي يعني بدوره حرية أكبر في وضع هاتفك في أي مكان وليس بالضرورة أن يكون ملاصقا لجهاز الشحن اللاسلكي.

2-شحن أكثر من جهاز في نفس الوقت والذي سيوفر سهولة أكبر وفائدة عند إستخدامك لأكثر من جهاز لاسلكي تريد شحنهم في نفس الوقت

3-سرعة أكبر في عملية الشحن اللاسلكي، فعلي الرغم من أن التقنية أفضل وأكثر أمانا من وسائل الشحن التقليدية فإنها أبطأ في عملية الشحن الأمر التي سيتم التغلب عليه مع تقنية الرنين.

تقنية الرنين مختلفة قليلا، حيث أنها عادة ما تعمل على مسافة أكبر من بضع بوصات وذلك عن طريق ضبط تردد التذبذب لتتناسب بين الجهاز المتلقي و الجهاز المرسل. وهذا يوفر مسافة شحن ( نقل للطاقة ) أطول ولكن علي حساب قوة التيار حيث يتم فقد جزء من هذه الطاقة خلال هذه العملية علي عكس الإقتران الحثي الذي يوفر جودة أعلي في نقل الطاقة ولكن لمسافات أقل.

معايير الـ Wireless Charging

هناك الكثير من المعايير المختلفة المستخدمة في عمليات الشحن اللاسلكي

هناك أكثر من معيار للـWireless Charging، لعل أشهرهما معياري Qi و PMA للشحن اللاسلكي وهما يعتمدان علي الإقتران الحثي، هذين المعيارين هما معيار Qi الأشهر والتي تستخدمه الكثير من الشركات والذي يعود لمجموعة تسمي بإتحاد الطاقة اللاسلكية ( Wireless Power Consortium ) و معيار PMA الخاص بتحالف AirFuel Alliance والتي تستخدمه أيضا بعض الشركات، كما أن هناك بعض الهواتف أيضا تستخدم كلا المعيارين مثل هاتف Galaxy S6 وهاتف Galaxy S6 Edge، وعلي الرغم من أن المعيارين يستندان علي نفس المبدأ وهو الإقتران الحثي فالفارق الوحيد بينهما هو ترددات الإرسال وبروتوكولات الاتصال المستخدمة في التواصل مع الأجهزة وكيفية التحكم في إدارة الطاقة.

كيف تعمل هذه الخاصية مع هواتفنا

الأمر غاية في البساطة فالخاصية ستعمل عند توصيل أي هاتف داعم لهذه التقنية من الشركات المختلفة بمنصة الشحن ( الشاحن الخاص بها ) لذلك سيتوجب عليك الرجوع إلي الموقع الخاص بالشركة المصنعة لهاتفك لتري إذا ما كان هاتفك يدعم هذه التقنية أم لا

إذا كان هاتفك داعم للخاصية من الأساس ستحتاج فقط إلي شاحن متوافق معه

وبشكل عام فالقائمة الاتية بها هذه الهواتف التي تدعم الخاصية بشكل رسمي

  • Samsung Galaxy: S7, S7 Edge, Note 5, S6, S6 Edge
  • Microsoft Lumia: 1520, 1020, 930, 929, 928, 920
  • Google Nexus: 4, 5, 6, 7 (2013)
  • BlackBerry: Priv
إذا كان هاتفك غير داعم للخاصية من الأساس ستحتاج إلي شاحن متوافق معه وأيضا إلي تغيير الغطاء الخلفي

في حالة كان هاتفك لا يدعم هذه الخاصية أو ليس في القائمة المذكورة أعلاه ستحتاج إلى استبدال الغطاء الخلفي الخاص بهاتفك، ولكن ليست كل الهواتف أيضا ستدعم هذه الخاصية عن طريق تغيير الغطاء الخلفي الخاص بها فقط المذكورة في القائمة الأتية.

  • Apple: iPhone 7, iPhone 7 Plus, iPhone SE, iPhone 6S, iPhone 6S Plus, iPhone 5S
  • Samsung: Galaxy S5, Galaxy S4, Galaxy S3, Galaxy Note 3, Galaxy Note 2
  • Microsoft: Lumia 930, Lumia 925, Lumia 830
  • Sony: Xperia Z3, Xperia Z2, Xperia Z
إذا كان هاتفك غير داعم للخاصية من الأساس ولا يمكنك تغير الغطاء الخلفي فستحتاج إلي شاحن متوافق معه وقطعة تعمل عن طريق وصلة USB أو Lightning port الخاصة بجهازك

في حالة لم يكن هاتف مذكورا في القائمة السابقة، ستحتاج إلي أداة إضافية تقوم بتوصيلها بهاتفك ليدعم الشحن اللاسلكي كما هو موضح بالصورة السابقة.

الإستخدامات المختلفة للـWireless Charging

لعل من أشهر التطبيقات والإستخدامات لخاصية Wireless Charging هي الهواتف والأجهزة النقالة، ولكن يبدو أن التقنية تستقطب المزيد والمزيد من المهتمين بالتقنية ولعل سوق السيارات ليس ببعيد عن هذه التقنية فقد قامت بعض الشركات مثل Mercedes و Audi بدعم هذه التقنية بداخل سياراتهم لتقوم بشحن هاتفك النقال وأنت في طريقك، بعض الشركات أيضا قامت بتفعيل الخاصية لتتناسب مع الكثير من أعمالنا اليومية، حيث قامت بعض الشركات بدمج الخاصية علي بعض المكاتب الإلكترونية ليقوم هاتفك بالشحن بمجرد وضعه علي مكتبك في مكان عملك، الفيديو القادم من معرض CES 2016 والتي يوجد به بعض التطبيقات العملية لهذه الخاصية وما تم الإعلان عنه بخصوصها من قبل الشركات.

وأخير تتعدد آفاق استخدام تقنية الكهرباء اللاسلكية وتتنوع على نحو كبير ولا يمكن حصره في الواقع، لكن يمكن مع ذلك إعطاء أكثر من مثال عن المزايا والفوائد المرجوة من وراء هذه التقنية الجديدة. وبداية فإنه لا جدال في أن انتشار الكهرباء اللاسلكية سينهي الحاجة إلى مد الأسلاك الكهربائية، وإلى إنفاق ملايين الدولارات اللازمة لمد الأسلاك وعمل التوصيلات السلكية وبقية التجهيزات.

Wireless Charging
لن تبحث عن شاحنك بعد الان

كما ينتظر أن يؤدي انتشار الكهرباء اللاسلكية إلى ثورة في نمط استخدام الأجهزة المنزلية، حيث أن استعمال الكهرباء سيكون مشابهاً لاستعمال الإنترنت اللاسلكي حاليا في منازلنا، بحيث إنه سيمكن شحن هواتفنا الذكية وهي في جيوبنا، كما سيمكن تشغيل التلفاز وبقية الأجهزة المنزلية من دون أي توصيلات كهربائية.

ستتمكن من شحن سيارتك وهي في المرأب

من جهة أخرى يتوقع أن يؤدي انتشار تقنية الكهرباء اللاسلكية إلى دعم وانتشار صناعات ومنتجات أخرى عديدة مقترنة باستهلاك الطاقة، مثل صناعة السيارات والمركبات الهجينة الجديدة التي تعمل بواسطة الكهرباء من خلال تزويد مرائب ومحطات توقف هذه المركبات بمصدر طاقة كهربائية لاسلكية، بما يمكن معه شحن بطارياتها بطريقة ذاتية بمجرد الدخول إلى المرأب، بدلا من شحنها عن طريق الوصلات، أو قد يصل الأمر حتي إلي تزويد الطرق نفسها بأجهزة شحن لاسلكي بحيث تتم شحن السيارات أثناء سيرها !!

الكهرباء اللاسلكية ستكون مفيدة جدا في مجال الطب

وفي المجال الطبي، يمكن أن تساعد الكهرباء اللاسلكية على رفع جودة الخدمة الطبية المقدمة وتقليل احتمالات التلوث وتحسين أداء الأجهزة الطبية، مثل جهاز تنظيم ضربات القلب، وزيادة قدرة المرضى وذوي الإعاقة على استخدام الأجهزة التعويضية والأطراف الصناعية المعتمدة على استخدام البطاريات القابلة للشحن.

مميزات وعيوب هذه التقنية

عند النظر إلي هذه التكنولوجيا الجديدة فإن الكهرباء اللاسلكية توفر لنا الكثير من المميزات المختلفة مثل سهولة التعامل معها والأمان بالإضافة إلي أنه مع تطور التقنية سنتمكن من شحن أكثر من هاتف في وقت واحد والتحرك بحرية أثناء عملية الشحن كما أن عملية الشحن تتم يشكل تلقائي، ولا يمكن كذلك نسيان فضل الكهرباء اللاسلكية على البيئة، من خلال تقليل نسبة التلوث وهدر الطاقة والترتيبات اللازمة للتخلص من البطاريات والنفايات الإلكترونية، حيث يشار في هذا إلى أن هناك أكثر من 40 مليار بطارية غير قابلة للشحن يتم التخلص منها سنويا.

في مقابل المزايا السابقة، تواجه تقنية الكهرباء اللاسلكية في المرحلة الحالية ( شأنها شأن أي منتج علمي جديد ) بعض الصعوبات والتحديات الصعبة، مثل ضعف المدى الذي يمكن للطاقة الكهربائية الإنتقال خلاله كما أشرنا مسبقا، حيث يتناسب ذلك طردياً مع حجم الملف الكهربائي المثبت بالجهاز الكهربائي، ومن هذه التحديات، ضعف كفاءة التقنية الحالية بالنسبة لقدرة وقوة الطاقة الكهربائية المنقولة، وبالطبع فإن كفاءة وجودة الكهرباء اللاسلكية في المرحلة الحالية لا يمكن مقارنتها بكفاءة الكهرباء المنقولة بواسطة الأسلاك، لكن هذه مجرد بداية حالها كحال أي تكنولوجيا جديدة تظهر إلي النور..

هل قمت بتجربة الشحن اللاسلكي Wireless Charging لهاتفك من قبل وما هي إنطباعاتك عن هذه الخاصية؟ شاركونا بآرائكم في التعليقات..

ما هو انطباعك؟
Happy
11%
Thumbs Up
89%
Laugh
0%
Unsure
0%
Surprised
0%
Sad
0%
Devil
0%
  • سامي

    شكرا على المقال الرائع 😊😊😊