Mit dem kabellosen^(Wireless) Laden können Sie Ihre Geräte aufladen, ohne ein USB-Kabel^{(USB cable)} anschließen zu müssen . Es ist ziemlich ordentlich, aber wie funktioniert es eigentlich? Warum sich überhaupt die Mühe machen? Was sind die Nachteile? 

Wir behandeln hier alles, was Sie über die Funktionsweise des kabellosen Ladens wissen müssen. Bald^(Soon) werden Sie vergessen, wie dieser ganze Kabelsalat war!

Eine Frage der Induktion^(Induction) , mein lieber Watt^{(My Dear Watt)} (Sohn)

Im Allgemeinen verwenden drahtlose Ladegeräte eine Eigenschaft von Magnetismus und Elektrizität, die als „Induktionsladung“ bekannt ist. Grundsätzlich^(Basically) wird elektrischer Strom in ein Magnetfeld umgewandelt. Dieses Feld induziert dann einen elektrischen Strom in dem Gerät, das Sie aufladen möchten.

Das ist ein bisschen zu stark vereinfacht, aber es ist im Wesentlichen das, was beim kabellosen Ladevorgang passiert. Es gibt zwei Spulen, eine in jedem Gerät, die die Energie von einer Form in eine andere umwandeln.

Dies ist die häufigste Form des kabellosen Ladens, die Sie wahrscheinlich in persönlichen Geräten wie Smartphones oder Smartwatches finden werden. Induktionsladen^(Induction) funktioniert nur über sehr kurze Distanzen. Normalerweise 10 mm oder weniger. Obwohl der Strom „drahtlos“ ist, müssen Sie das Gerät normalerweise auf eine Art Ladepad stellen, damit der Strom fließt. Induktionsladegeräte^(Induction) wie diese verwenden niederfrequente Signale, um Strom vom Ladegerät zum Gerät zu leiten.

Die resonante Alternative

Wäre es nicht cool, einfach einen Raum zu betreten und all Ihre Geräte mit Strom zu versorgen? Das ist das Versprechen der resonanten Aufladung. Verwenden von hochfrequenten Funkwellen, um drahtlos Strom an Geräte zu senden. 

Der große Vorteil dieser Methode ist, dass die relativ hochfrequenten Wellen viel weiter reisen können als Induktionsladegeräte. Wir reden hier von mehreren Metern. Solange Sie also in Reichweite der Spule bleiben, wird Ihr Gerät eingeschaltet. 

Es ist eine futuristische Idee, aber der Elektropionier Nikola Tesla hat sie vor mehr als einem Jahrhundert umgesetzt^{(more than a century ago)} . Wäre^(Had) die Geschichte in eine etwas andere Richtung gegangen, wäre drahtlose Elektrizität heute vielleicht die Standardmethode.

Ein Zwei-Pferde-Rennen

Es gibt verschiedene Ansätze, wie kabelloses Laden funktioniert, jeder mit seinen eigenen Vor- und Nachteilen. Verschiedene Unternehmen haben unterschiedliche Visionen, wie wir alle drahtlose Energie im täglichen Leben nutzen möchten. Dies hat zu mehreren Standards für das kabellose Laden geführt, und wie Sie wahrscheinlich erraten haben, arbeiten diese Standards nicht zusammen.

Kabellose Qi-Ladegeräte^{(Qi wireless chargers)} verwenden die Kurzstrecken-Induktionsmethode, und das finden Sie in den meisten persönlichen Geräten, die drahtlos aufladen.

Der AirFuel -Standard verwendet die Resonanzmethode mit großer Reichweite, und Sie werden sie wahrscheinlich noch nicht in Ihre Geräte integriert finden. Sie können jedoch spezielle Ladehüllen für Smartphones kaufen, die ihnen ^{(special charging cases)}AirFuel- Fähigkeit hinzufügen .

Schneller! Schneller!

Eine Sache, die Sie beim kabellosen Laden unabhängig vom Standard bemerken können, ist, dass sie nicht so viel Leistung bieten. Schnellladen ist bei der Verwendung eines Kabels so ziemlich zum Standard geworden. Moderne USB-C- Smartphones und -Laptops können oft zwischen 40 und 60 Watt aufnehmen. Mit USB-C Power Delivery können Sie tatsächlich 100 W Leistung über ein USB-C- Kabel übertragen, aber aktuelle Lithium-Ionen-Akkus in einem Telefon können das nicht akzeptieren.

Qi- oder AirFuel- Ladegeräte bieten nicht annähernd so viel Leistung, aber beide Standards entwickeln sich weiter. Zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels hat das drahtlose Schnellladen mit 40 W begonnen, auf den Markt zu kommen, und AirFuel hofft, irgendwann in der Zukunft 100 W zu erreichen. Wir können auch erwarten, dass sich die Batterietechnologie verbessert, wodurch es einfacher wird, Geräte schneller aufzuladen. 

Derzeit besteht jedoch ein großer Nachteil des kabellosen Ladens darin, dass es langsamer ist als die Verwendung einer direkten Kabelverbindung und Geräte, die selbst eine mäßige Menge an Strom benötigen, nicht aktiv mit Strom versorgen kann, um zu funktionieren.

Ein Ladegerät, das sie alle regiert

Ein großer Vorteil des kabellosen Ladens ist der Wegfall unterschiedlicher Kabelstandards. Nun^(Well) . Das setzt voraus, dass alle Ihre Geräte denselben Standard verwenden, aber das Qi-Laden wird für Geräte wie Smartphones ziemlich allgegenwärtig.

Jeder mit einem Qi-Gerät kann es also einfach auf Ihr Pad legen und aufladen. Das ist cool, aber das eigentliche Killer-Feature ist die Möglichkeit, mehrere Geräte gleichzeitig auf demselben Ladepad aufzuladen. Sie benötigen für jedes Gerät, das Sie aufladen möchten, ein Ladegerät mit einer Spule. 

„ Dreifach-Ladegeräte^{(triple chargers)} “ haben beispielsweise drei Spulen und damit drei Ladepunkte. Sie können drei Geräte nebeneinander stellen und gleichzeitig laden lassen. Das kann eine ziemlich elegante Lösung sein. Wenn Sie beispielsweise ein Dreifach-Ladegerät auf einem Beistelltisch in Ihrem Wohnzimmer platzieren, ist dies ein zentraler Ort, an dem die Leute ihre Geräte abstellen können.

Geräte, die nur drahtlos aufladen

Die meisten Geräte, die drahtlos aufgeladen werden, wie z. B. Smartphones, bieten Ihnen auch die Möglichkeit des kabelgebundenen Aufladens. Es gibt jedoch einige Geräte, mit denen Sie sie nur drahtlos aufladen können. Smartwatches sind ein Beispiel dafür^{(Smartwatches are one example of this)} und wenn man darüber nachdenkt, macht es Sinn. 

Wenn Sie ein Gerät erstellen möchten, das wirklich staub- und wasserdicht ist, kann es schwierig sein, eine Reihe von Anschlüssen zu haben. Ganz zu schweigen davon, dass kleine Geräte wie kabellose Knospen oder Smartwatches oft sowieso keinen Platz für Standardanschlüsse haben. 

Wie funktioniert kabelloses Laden auf größeren Geräten? Es gibt zwar noch keine uns bekannten Telefone, Tablets oder Laptops mit exklusivem kabellosem Laden, aber gehen Sie nicht davon aus, dass dies niemals passieren wird. Ein vollständig versiegeltes Gerät, das nur drahtlose Kommunikation und Aufladung verwendet, würde neue Türen in Bezug auf Robustheit und Design öffnen.

Telefone^(Phones) und Powerbanks , die kabelloses Laden ermöglichen^{(Power Banks That Provide Wireless Charging)}

Drahtlose Ladegeräte selbst sind in dem Sinne drahtlos geworden, dass Sie jetzt Powerbanks und sogar Smartphones erhalten können, die Geräte mit dem Qi-Standard drahtlos aufladen können. 

Smartphones wie das Note 10+ haben eine Funktion, die als „Wireless Powershare“ bekannt ist und sehr praktisch zum Aufladen von Geräten wie drahtlosen Ohrhörern oder Smartwatches ist. Drahtlose Powerbanks^{(Wireless power banks)} sind natürlich auch für diesen Anwendungsfall nützlich, aber es bietet auch die interessante Möglichkeit, Ihr Telefon an die Powerbank zu kleben und es vorübergehend als ein kabelloses Stück zu verwenden.

Eine drahtlose Zukunft

Das Qi-Induktionsladen mit kurzer Reichweite wird sicherlich bleiben, aber wir haben einige beeindruckende Demonstrationen des Ladens mit großer Reichweite mit der Resonanzmethode gesehen. Wenn Sie einen LCD - Fernseher mit einer Empfangsspule ausstatten, bringen Sie ihn einfach in Reichweite einer anderen Spule, die in einer Wand installiert ist, um ihn einzuschalten. 

Da sowohl Energie- als auch Datenübertragung drahtlos möglich sind, können Produktdesigner neue Wege gehen. Wir könnten auf eine interessante Zukunft von Geräten zusteuern, die immer Strom haben, nicht geöffnet werden müssen und in einigen Fällen möglicherweise keine Batterien mehr benötigen, um zu funktionieren.

Natürlich wird es noch einige Zeit dauern, bis drahtlose Stromversorgung mit großer Reichweite zur Norm wird. Sie können sicherlich auch einiges an Gegenwind erwarten. Es gibt bereits viele (normalerweise unbegründete) Bedenken hinsichtlich elektromagnetischer Strahlungstechnologien wie 5G, die Gesundheits- oder Umweltprobleme verursachen. Wir erwarten, dass die gleiche Art von Beschwerden auftreten wird, wenn die drahtlose Energieübertragung über große Entfernungen üblicher wird. 

Im Moment scheint jedoch niemand ein Problem mit dem Induktionsladen über sehr kurze Reichweiten zu haben. Wie^(How) viele Ihrer Geräte können drahtlos aufgeladen werden? Wie^(How) oft nutzt du diese Funktion? Wir würden uns freuen, davon in den Kommentaren zu hören.

 

How Does Wireless Charging Work?

Wireless charging lets you сharge up your gadgets without hаving to plug in a USB cable. It’s pretty neat, but how does it actually work? Why even bother? What are the downsides? 

We’ll tackle everything you need to know about how wireless charging works right here. Soon you’ll forget what all that wire clutter was like!

A Matter Of Induction, My Dear Watt(son)

Generally, wireless chargers use a property of magnetism and electricity known as “induction” charging. Basically, electric current is converted into a magnetic field. This field then induces an electric current in the device you want to charge.

That’s a bit of an oversimplification, but it’s essentially what happens in the wireless charging process. There are two coils, one in each device, that convert the energy from one form to another.

This is the most common form of wireless charging you’re likely to find in personal gadgets such as smartphones or smart watches. Induction charging only works over very short distances. Usually 10mm or less. So although the power is “wireless” you usually need to set the device down on some sort of charging pad for the power to flow. Induction chargers such as these use low frequency signals to move power from the charger to the device.

The Resonant Alternative

Wouldn’t it be cool to just walk into a room and have all of your devices receive power? That’s the promise of resonant charging. Using high-frequency radio waves to send power to devices wirelessly. 

The big advantage of this method is that the relatively high-frequency waves can travel much farther than induction chargers can manage. We’re talking multiple feet. So as long as you stay within range of the coil, your device will power up. 

It’s a futuristic idea, but electrical pioneer Nikola Tesla was doing it more than a century ago. Had history gone in a slightly different direction, wireless electricity might have been the standard way of doing things today.

A Two-Horse Race

There are different approaches to how wireless charging works, each with their own pros and cons. Different companies have different visions as to how we all want to use wireless power in daily life. This has given rise to multiple standards for wireless charging and, as you’ve probably guessed, these standards don’t inter-operate.

Qi wireless chargers use the short-range induction method and this is what you’ll find in most personal devices that charge wirelessly.

The AirFuel standard uses the long-range resonant method and you’re not likely to find it built into your gadgets quite yet. However, you can buy special charging cases for smartphones that add AirFuel capability to them.

Faster! Faster!

One thing you may notice about wireless charging, regardless of the standard, is that they don’t offer that much power. Fast-charging has become pretty much the standard when using a cable. Modern USB-C smartphones and laptops can often accept anything between 40 and 60 watts. Using USB-C Power Delivery, you can actually move 100W of power over a USB-C cable, but not current lithium ion batteries in a phone can accept that.

Qi or AirFuel chargers don’t offer nearly as much power, but both standards are evolving. At the time of writing, 40W wireless fast charging has started to enter the market and AirFuel hopes to reach 100W at some point in the future. We can also expect battery technology to improve, making it easier to charge devices more quickly. 

However, as of right now, one major downside of wireless charging is that it’s slower than using a direct wire connection and it can’t actively power devices that need even a moderate amount of power to work.

One Charger To Rule Them All

One great advantage of wireless charging is that it does away with all the different cable standards. Well. that’s assuming all your devices use the same standard, but Qi charging is becoming pretty ubiquitous for devices like smartphones.

So anyone with a Qi device can simply put it on your pad and charge up. That’s cool, but the real killer feature is the ability to charge multiple devices on the same charging pad at the same time. You need a charger with one coil for each device you want to charge. 

For example, “triple chargers” have three coils and therefore three charging spots. You can put three devices next to each other and have them charge at the same time. That can be a pretty elegant solution. For example, if you place a triple charger on a side table in your living room, it’s a central place where people can put their devices.

Devices That Only Charge Wirelessly

Most devices that charge wirelessly, such as smartphones, also give you the option of wired charging. However, there are some devices that only let you charge them wirelessly. Smartwatches are one example of this and when you think about it, it makes sense. 

If you want to create a device that’s truly dust and waterproof, having a bunch of ports can be a pain. Not to mention that small devices such as wireless buds or smartwatches often don’t have space for standard connectors anyway. 

How does wireless charging work on larger devices? While there are as yet no phones, tablets or laptops that we are aware of with exclusive wireless charging don’t assume it will never happen. A completely sealed device that uses only wireless communication and charging would open up new doors when it comes to ruggedization and design.

Phones & Power Banks That Provide Wireless Charging

Wireless chargers themselves have gone wireless in the sense that you can now get power banks and even smartphones that can charge devices wirelessly using the Qi standard. 

Smartphones such as the Note 10+ have a feature known as “Wireless Powershare” and it’s very handy for charging devices such as wireless earbuds or smartwatches. Wireless power banks are of course also useful for that use case, but it also brings up the interesting possibility of sticking your phone to the power bank and temporarily using it as one cable-free hunk.

A Wireless Future

Short-range Qi induction charging is certainly here to stay, but we’ve seen some impressive demonstrations of long range charging using the resonance method. Fitting an LCD TV with a receiver coil, simply bringing it within range of another coil installed within a wall will power it on. 

With both power and data transfer possible wirelessly, there are new avenues product designers can take. We might be heading for an interesting future of devices that always have power, don’t need to be opened and in some cases may no longer need batteries to operate.

Of course, it will be some time until long range wireless power becomes the norm. You can certainly expect quite a bit of pushback as well. There’s already plenty of (usually unwarranted) concerns about electromagnetic radiation technologies such as 5G causing health issues or environmental problems. We expect the same sorts of complaints to arise when long-range wireless power transmission becomes more common. 

For now however, no one seems to have an issue with very short range induction charging. How many of your devices can charge wirelessly? How often do you use that feature? We’d love to hear about it in the comments.

 

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