L’obiettivo era quello di produrre congegni che non necessitino di alcuni cavo né per scambiare dati e informare tra loro né, tantomeno, per alimentarsi.
Il team di ricerca indirizzato da David Ricketts, professore associato di ingegneria elettronica e informatica presso l’università americana, ha infatti messo a punto un organismo capace di tramandare sia energia elettrica che dati senza andare a ricadere troppo su peso, forma e estensioni del dispositivo che dovrebbe accoglierli.
Un sistema che, nei primi test, ha presentato di poter funzionare a una distanza di qualche decina di centimetri con un’efficacia nella ricarica energetica più che riguardosa e, allo stesso tempo, trasferire dati a grande celerità. Insomma, una specie di Wi-Fi con ricarica a distanza che potrebbe mutare il modo nel quale utilizziamo pc, tv, ma anche elettrodomestici.
La ricarica wirelss
L’attuale tecnologia di ricarica wireless fonda infatti il proprio funzionamento sulla composizione di campi magnetici e la loro trasformazione in energia elettrica. In particolare, un sistema di ricarica a distanza si genera di due elementi: una base a induzione e un meccanismo in grado di “captare” campi magnetici e trasformarli in carica elettrica.
All’interno della basetta di ricarica, infatti, trova alloggio una bobina capace di cambiare corrente in un campo magnetico a breve-medio raggio. La stessa bobina si ritrova all’interno di smartphone compatibili e si occupa, al contrario, di “captare” il campo magnetico e terminare la trasformazione contraria in energia utilizzabile per caricare la batteria.
Il limite maggiore di questo sistema di ricarica a distanza è raffigurato dal raggio d’azione: smartphone e altri dispositivi mobili devono essere a diretto contatto con l’appoggio (o distaccati di pochissimi centimetri), altrimenti il campo magnetico diventa troppo debilitato e instabile e non può essere adoperato per ricaricare la batteria.
Non c’è da meravigliarsi, dunque, se molti produttori stiano raccogliendo sforzi e risorse nella realizzazione di sistemi di ricarica wireless con un campo d’azione più grande.
Sistema a doppia banda
Il gruppo di ricercatori statunitensi, ad esempio, è stato in grado di mettere a punto un insieme di ricarica a distanza capace di operare in maniera efficiente (ovvero, delimitando la dispersione di efficienza energetica nell’aria) anche a lontananze di diverse decine di centimetri.
La peculiarità della loro ideazione, però, è un’altra: lo stesso complesso di antenne e bobine impiegato per la ricarica wireless è stato adottato per la trasmissione di dati e informazioni. In questo modo è possibile racchiudere peso e dimensioni dei dispositivi mobili, ottimizzandone l’impiego e l’efficienza.
Per ridurre la dispersione di carica nel corso della ricarica a distanza, infatti, è necessario impiegare antenne con una larghezza di banda molto circoscritta. Ciò significa che, utilizzando le stesse antenne per l’invio dati, la celerità di trasmissione non potrà essere notevole.
I primi test e applicazioni pratiche
Per dimostrare la bontà della loro invenzione, il team di ricercatori della North Caroline State University ha compiuto diversi test, posizionando trasmettitore e ricevente a una lontananza di circa 20 centimetri. Accordando la trasmissione di carica elettrica a quella dei dati, il sistema ha avuto una privazione di efficienza minima.
Il caso Xiaomi
La casa produttrice Xiaomi consente di ricaricare i dispositivi senza cavi o pad, anche a diversi metri di lontananza, portando la ricarica wireless al livello seguente, andando a ovviare a diversi dei contrattempi più abitualmente riscontrati in questa funzionalità.
Tuttavia, la ricarica wireless non è fedelmente perfetta, con elementi quali la produzione di calore, la perdita di energia e funzionalità delimitate. Ma l’aspetto inferiore è che richiede il posizionamento esatto del dispositivo sul pad di ricarica, tributando un uso più complicato rispetto ai tipici caricabatteria con cavo.
La ricarica remota di Xiaomi sfrutta due tecniche wireless relative al posizionamento nello spazio e al trasferimento di energia. L’avanzamento tecnologico non si è fermato e, dopo aver visto la moderna introduzione della ricarica wireless anche negli iphone.
L’azienda ha da anni intrapreso la ricerca e lo sviluppo di questa caratteristica tecnologia. Si tratta a tutti gli effetti di una ricarica wireless, ma all’ennesimo potere. Come è facile intuire infatti, abbiamo un terminale che deve essere ricaricato e una base che riapprovvigiona tale device.
Quest’ultima, grazie a caratteristiche onde, riesce ad alimentare la cella dello smartphone a distanza. Ma non solo uno. E’ infatti possibile procedere con la ricarica di più terminali simultaneamente.
Esperimenti in corso
Xiaomi ha condiviso alcuni dettagli sulla sua nuova tecnica specificando che tale ricerca è in grado di fornire 5W di potenza a un singolo congegno su una lontananza di un paio di metri dalla “pila di ricarica isolata auto-sviluppata”. All’interno di questa pila , ci sono 5 antenne che stabiliscono con precisione la posizione del nostro dispositivo.
Una volta che il sistema ha trovato lo smartphone, tramanda direzionalmente onde di larghezza millimetrica tramite il processo di beamforming usufruendo delle altre 144 antenne trasmittenti.
La commercializzazione del sistema non è possibile al momento, non solo per ragione legate al prezzo e alle risorse, quanto piuttosto alle leggi sulla sicurezza. Non sono state fatte ancora indagini circa il grado di rischiosità sul fisico di questa tecnica.
