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Padrão de carregamento sem fio Qi

 Padrão de carregamento sem fio Qi

Qi, pronunciado chee, se tornou o padrão aceito para carregamento sem fio.

Para fornecer interoperabilidade, um requisito fundamental para carregamento sem fio, foi necessário desenvolver um padrão que pudesse ser adotado pelos principais fabricantes. Desta forma, o padrão de carregamento Qi permite que um carregador seja usado para dispositivos de muitos fabricantes diferentes e, desta forma, torna-se uma abordagem aceita. Se carregadores diferentes fossem necessários, isso exigiria muitos carregadores diferentes para dispositivos diferentes e geraria confusão no mercado.

Conseqüentemente, o padrão de carregamento sem fio Qi se tornou a solução aceita.

O nome Qi vem da filosofia asiática, onde significa "energia vital", que se relaciona ao carregamento sem fio, que pode ser visto como um fluxo intangível de energia.

Wireless Power Consortium

Para ser capaz de fornecer um padrão para a tecnologia de carregamento de bateria sem fio, um grupo da indústria chamado Wireless Power Consortium foi criado.

O Wireless Power Consortium realizou sua primeira reunião em Hong Kong em dezembro de 2008. Desde o seu início, o número de membros cresceu de oito empresas iniciais para mais de 100.

Em agosto de 2009, o Wireless Power Consortium publicou a especificação de baixa potência Qi e, apenas um mês depois, o primeiro produto foi certificado.

Sob os auspícios do Wireless Power Consortium, a importância da energia sem fio cresceu, com mais empresas levando a tecnologia a sério. Os primeiros produtos usando energia sem fio para carregar a bateria exigiam a adição de uma capa adicional. No entanto, o primeiro produto com receptores Qi integrados para carregamento de bateria sem fio foi anunciado em março de 2011.

Noções básicas do padrão de carregamento sem fio Qi.

O padrão Qi foi desenvolvido pelo Wireless Power Consortium e é aplicável para transferência de energia elétrica em distâncias de até 40 milímetros (1,6 polegadas).

O padrão de carregamento sem fio Qi usa uma almofada de transmissão de energia semelhante ao carregador que seria usado em um sistema normal com fio e um receptor de energia sem fio compatível localizado no dispositivo a ser carregado. A transferência de energia ocorre então usando indução magnética.

A forma como o carregamento de energia sem fio é obtido está em conformidade com o padrão e permite que um único carregador sem fio Qi de qualquer fornecedor seja usado para carregar qualquer dispositivo compatível com Qi. Como a maioria dos sistemas de carregamento sem fio agora está em conformidade com esse padrão, isso significa que apenas um carregador é necessário para carregar todos os dispositivos.

Existem duas categorias para carregadores sem fio Qi:

  • Baixa potência: A categoria de baixa potência cobre carregadores que podem fornecer potência na faixa de 0 a 5 watts. Isso cobrirá a maioria dos dispositivos portáteis domésticos, como telefones celulares, reprodutores de música, fones de ouvido Bluetooth, etc.
  • Potência média: Os carregadores na categoria de potência média podem fornecer potência de até 120 watts.

Em qualquer sistema de carregamento sem fio Qi, existem dois elementos principais:

  • Estações-base: A estação base Qi é o dispositivo que fornece energia indutiva para a transmissão sem fio. Como tal, ele contém um transmissor de energia do qual um elemento principal é a bobina de transmissão. O carregador Qi geral geralmente tem uma superfície plana. Isso normalmente é conhecido como superfície de interface. O dispositivo móvel ou dispositivos podem ser colocados em cima desta superfície.
  • Dispositivos móveis: Os dispositivos móveis Qi são aqueles que consomem a energia transmitida sem fio. Isso normalmente é usado para carregar a bateria contida no dispositivo móvel.

Para manter a eficiência o mais alta possível, é necessário garantir que o acoplamento entre as bobinas de transmissão e recepção seja o mais alto possível. Para conseguir isso, o dispositivo móvel deve ser colocado em uma posição onde isso possa ser feito. O padrão Qi define duas maneiras de conseguir isso:

  • Posicionamento guiado: Esta forma de colocação em um carregador Qi envolve o uso de meios para orientar o usuário a colocar o celular no local correto na estação base Qi para carregamento.
  • Colocação em qualquer lugar: A segunda forma de colocação do carregador Qi não exige que o usuário posicione com precisão o dispositivo móvel em uma área específica da superfície de carregamento. Em vez disso, uma área mais ampla pode ser usada. Isso pode ser feito usando mais de uma bobina transmissora.

A frequência usada para carregadores Qi está localizada entre 110 e 205 kHz para os carregadores Qi de baixa potência de até 5 watts e 80-300 kHz para os carregadores Qi de média potência.


Protocolo de dados Qi

O padrão de energia sem fio Qi inclui a capacidade da estação base e do dispositivo móvel usando um sistema de transmissão de dados limitado. Isso permite que a carga e a estação base se comuniquem para fornecer informações sobre o estado da carga e semelhantes. Desta forma, o dispositivo móvel pode informar a estação base quando está carregada, etc. Desta forma, a estação base pode adaptar sua saída para atender às necessidades do dispositivo móvel e removendo a transmissão de energia o dispositivo móvel está totalmente carregado.

Em operação, a detecção inicial ocorre como resultado da detecção de uma mudança na capacitância ou ressonância da bobina transmissora. Depois que um objeto é detectado, a estação base valida o dispositivo colocado sobre a compatibilidade de carregamento Qi. A estação base envia uma sequência de dados de 8 bits. O dispositivo móvel receptor deve responder e fornecer a intensidade do sinal. A estação base então envia vários pings digitais para fornecer informações sobre o posicionamento ideal do dispositivo móvel. Somente quando o dispositivo for validado e as informações forem passadas, o carregamento começará. Durante o processo de carregamento Qi, o dispositivo móvel envia pacotes de dados de controle para ajustar o nível de energia e, finalmente, encerrar o carregamento.

O protocolo de comunicação de dados do carregador Qi é definido para garantir que todos os dispositivos possam se comunicar adequadamente.


Formato de dados padrão Qi
Capacidade QiDetalhes
Velocidade de dados2 kbps
Codificação de bitsBi-phase
Codificação de bytesIniciar bit; Dados de 8 bits; bit de paridade; pare um pouco
Estrutura do pacote• Preâmbulo (> = 11 bits)
• Cabeçalho (1 Byte)
• Mensagem (1 a 27 Byte)
Uma mensagem completa por pacote
Carga útil para controle
• Checksum (1 Byte)

Detecção de objetos estranhos Qi

Um dos problemas que podem surgir com um sistema de carregamento sem fio é que um objeto metálico estranho é colocado sobre ou próximo ao carregador Qi. Quando isso ocorre, o carregador pode induzir o fluxo de correntes no objeto, dependendo de seu posicionamento e do acoplamento magnético e, como resultado, o objeto pode ficar excessivamente quente. Isso pode representar um perigo, especialmente em um ambiente doméstico.

Para evitar que isso ocorra, a estação base ou o carregador é capaz de detectar a presença desses objetos e cortar a ação de carregamento para garantir que apenas dispositivos móveis Qi adequados sejam acoplados ao campo de indução magnética e recebam energia.

Versões de especificação Qi

Para atender aos requisitos mais recentes, o padrão Qi foi atualizado para cobrir novas áreas e melhorar outras. A tabela abaixo fornece um resumo de alguns dos destaques das várias versões do padrão Qi.


Versões padrão Qi
Versão QiDetalhes
Versão 1.0• Nível de potência do transmissor Qi 5 Watts.
• Os projetos do transmissor incluem: transmissor de bobina única, transmissor de conjunto de bobinas e transmissor de bobina móvel.
• Variedade de receptores Qi
• Flexibilidade limitada em projetos de transmissores Qi
Versão 1.1• Maior flexibilidade de design do transmissor Qi: 12 especificações diferentes de transmissor disponíveis.
• "Detecção de objetos estranhos" aprimorada. Este é um recurso importante porque evita o aquecimento de objetos de metal nas proximidades de um transmissor ativo.
• Possibilidade de um transmissor Qi alimentado por uma porta USB.

Problemas com Qi

Embora o padrão Qi tenha sido a forma de carregamento sem fio que se tornou o padrão preferido, tem seus problemas:

  • Alinhamento preciso necessário: O alinhamento correto do dispositivo sob carga e do carregador é necessário. Freqüentemente, os usuários colocam itens a serem carregados no carregador, mas descobrem que ele não foi carregado porque não foi alinhado com precisão suficiente. Esta é uma das reclamações que muitos usuários relataram, mas a que se acostumaram.
  • Interferência e EMI: Embora os dispositivos possam ser feitos para operar dentro dos requisitos para aceitação de EMI, isso não é fácil e também objetos de metal próximos às bobinas de carga podem causar efeitos incomuns com EMI. Além disso, a carga pode ter efeitos em objetos próximos.

O padrão Qi se tornou a única solução real de carregamento sem fio e foi incorporado em muitos telefones novos, especialmente nos de última geração. Os carregadores podem ser comprados separadamente e também são encontrados embutidos em muitos automóveis novos.


Assista o vídeo: Carregador SEM FIO Wireless QI por Indução funciona de verdade? - CanalJMS (Novembro 2021).