Quais são os tipos de carregadores sem fio para smartphones?

Vamos falar sobre os (poucos) tipos de carregamento sem fio que atendem smartphones, listar os mais famosos aparelhos que aceitam a tecnologia e dar um panorama de tecnologias que devem chegar nos próximos anos.

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No geral, quando o assunto é smartphone, é mais fácil falar em consórcios do que em tecnologias diferentes. Consórcios são uniões de empresas que desenvolvem padrões para usarem juntas. O mais famoso é o Qi, mas temos também o AirFuel, entre outros menores.

Qi: o mais usado e praticamente único padrão

Lançada em 2008, essa é a única tecnologia que foi realmente utilizada pelas fabricantes de smartphone. Pronunciada como tchi, é a palavra chinesa para energia, e é na verdade um padrão de interface aberta que define a transferência de energia sem fio, desenvolvida pelo Wireless Power Consortium.

Atualmente, fabricantes como Asus, Google, HTC, Huawei, LG, Motorola, Nokia, Samsung, BlackBerry, Xiaomi, Sony e até a Apple utilizam o Qi. Sendo adotado desde 2012, esse é um padrão que se desenvolveu muito pouco, e que traz prós e contras.

Eles geralmente estão disponíveis em versões de 5W ou 10W, e têm um output de 1 ampére a 5 volts. Atualmente, o Qi utiliza os métodos de indução e ressonância, os quais veremos mais abaixo.

Prós do Qi:

• Não é preciso carregar cabos para todo lado para carregar seu aparelho
• Em um atual mundo sem conexões P2, é uma maneira de deixar o USB livre para fones
• Por ser um padrão bem aceito, locais que disponibilizam carregamento sem fio certamente serão Qi
• É energeticamente eficiente
• Já disponíveis dentro de automóveis

Contras do Qi:

• Permite apenas carregamento em curtíssimas distâncias (a média é de até meio centímetro)
• É preciso posição certa para a carga
• Há carregadores rápidos, mas ainda há uma perda de energia, o que deixa a carga lenta
• Na maioria dos casos, é mais lento do que o carregamento por fio
• Cases podem atrapalhar a carga
• Metal impede totalmente a carga

Quais smartphones usam o Qi?

São algumas centenas de aparelhos que utilizam o Qi, e aqui listamos alguns dos mais famosos e atuais:

• Apple iPhone: 8, 8 Plus, X, XR, XS, XS Max
• Google: Nexus 4, 5, 6, 7 (2013), Pixel 3, Pixel 3 XL
• Samsung Galaxy: Note 9, S9, S9+, Note 8, S8, S8+, S7, S7 Edge, S6, S6 edge (entre outros)
• Sony Xperia: XZ3, XZ2 Premium, XZ2 (entre outros)
• LG: G7 ThinQ, V30, V30+, G6 (alguns países), G3 (alguns países) (entre outros)
• Nokia: 8 Sirocco
• Huawei: Mate 20 Pro
• Xiaomi: Mi MIX 2S, Mi Mix 3

Qi Integrated e Qi Ready

Apesar de serem poucos os smartphones que disponibilizam a tecnologia já de fábrica, alguns outros dispositivos podem ter a tecnologia ativada, pois são Qi Ready, bastando adicionar o acessório correto no aparelho.

É o caso de todos os outros iPhones e também de alguns Pixels, Nexus, Huawei P9 e P10, LG G4 e G5, Motorola Moto Z2 Play e Force, Moto Z Force, OnePlus 2 e 3, Xiaomi Mi 5, Sony Xperia Z3, entre outros.

Qualquer smartphone pode carregar com Qi

Entretanto, se você quer muito essa facilidade no seu smartphone, é possível utilizar adaptadores universais em qualquer aparelho. Disponíveis em locais como Mercado Livre e sites chineses, não são oficiais e podem fazer a garantia do seu aparelho ficar inválida se um problema acontecer.

Ainda assim, basta adquirir um deles, instalar na conexão USB (sim, você perde o uso a ela enquanto estiver usando o Qi) e acondicionar a plaquinha atrás do seu aparelho. Fica melhor se for protegida por uma case.

AirFuel: crescendo, mas nem tanto

Outra opção de carregamento sem fio é o AirFuel, uma união de dois outros consórcios ou alianças que ocorreu em 2015, a Power Matters Alliance e a Alliance for Wireless Power (sim, confuso). O AirFuel funciona diferente do Qi, e é uma promessa de evolução da função de carregamento sem fio.

Ainda está mais em fase de testes do que outra coisa, mas a Dell já lançou em 2017 um notebook com AirFuel, e a LG lançou uma edição especial de um smartphone com a tecnologia. Suas maiores vantagens estão em carregar diversos dispositivos de uma vez só, com posição e distâncias mais flexíveis (de até 5 cm) e através de materiais como madeira, concreto, etc.

Além disso, pode chegar a uma potência de até 50W, de acordo com os projetos, e também pode ficar mais discreto em móveis, carros e outras aplicações, graças à flexibilidade de distância. Seu principal problema está na concorrência com o Qi, que já está mais espalhado e estabelecido, mesmo sendo menos eficiente.

Os desenvolvedores do AirFuel acreditam que existem casos diferentes para o carregamento sem fio, e por isso apostam em dois métodos diferentes, o de ressonância e o de radiofreqüência, que poderia alcançar metros de distância para carregamento. Vamos falar sobre todos abaixo.

Métodos de carregamento sem fio

Indução

É o método mais comum, utilizado desde os primeiros carregadores Qi até hoje. Na carga indutiva, a energia é transferida entre bobinas por um campo magnético via acoplamento indutivo. O campo magnético alternado é gerado pela bobina do transmissor. Esta bobina induz uma tensão alternada na bobina de recepção. Conectando uma carga à bobina de recepção, a energia é transferida.

De forma mais simples, o smartphone possui uma bobina e o carregador, outro. O campo magnético gerado entre elas por causa da bobina do carregador gera energia que é transmitida ao smartphone, e a bobina dele recebe essa energia e a transforma em carga para o aparelho.

Como já dito, esse precisa de um espaço muito apertado para funcionar, e quase qualquer material que não seja vidro e plástico podem atrapalhar a carga. Além do máximo médio de meio centímetro de espaço entre aparelho e carregador, é preciso uma posição correta de um em outro.

Ressonância

Os atuais carregadores Qi contam tanto com o carregamento por indução como o por ressonância, uma vez que esta última permite mais energia, dispensada a dispositivos mais potentes, inclusive carros.

Essa tecnologia é também utilizada pela AirFuel, que permite recarregar vários dispositivos de uma vez só, com distâncias mais flexíveis e com transmissão através de materiais diferentes do vidro e do plástico.

A maior diferença entre os métodos indutivo e ressonante é a distância em que atuam, e por isso precisam de meios diferentes de criar o campo eletromagnético. Seu contra está em sua menor eficiência energética, uma vez que precisa de mais força para gerar o campo em maiores distâncias.

Radiofreqüência (RF)

Outra tecnologia utilizada pela AirFuel, promete ser um enorme passo na área de carregamento sem fio. Utilizada para dispositivos menores como smartwatches e até smartphones. Sua diferença para as anteriores está no fato de usar ondas eletrônicas ou radiofrequência ao invés de campos magnéticos para carregar um dispositivo.

Um transmissor de RF transmite ondas de RF e um receptor embutido em um dispositivo capta tudo, converte- em eletricidade e alimenta o dispositivo. O RF pode alimentar dispositivos a uma distância que varia de alguns centímetros a alguns metros, estando aí sua maior vantagem.

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Existem duas categorias principais de carregamento sem fio RF: Near Field e Far Field (campo próximo e campo distante). O Far Field emite ondas eletrônicas e o transmissor (semelhante a um roteador Wi-Fi) localiza o receptor de RF em uma área definida. Se o aparelho estiver na área, ele carrega, mas quanto mais longe, mais a capacidade é limitada.

Já o Near Field permite que qualquer item tridimensional - uma caixa, uma mesa, etc - se torne uma estação de carregamento. Permite o carregamento total e maior liberdade espacial - oferecendo aos usuários uma verdadeira experiência de “drop and charge”.

Ultrassom

Alguns dias atrás, falamos sobre os tipos de biometria por leitura de digital, e uma das tecnologias mais novas nesse campo é o ultrassom. O mesmo acontece aqui no carregamento sem fio, e essa é uma tecnologia ainda em testes, ainda mais do que no caso do RF, mas que promete para o futuro.

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Não há muita informação disponível a respeito desse método, pois está em fase inicial, mas o funcionamento é conhecido, com o carregador enviando pulsos de ondas ultrassônicas que são lidas por um receptor, que os transforma em energia.

Você já usou o carregamento sem fio?

Fonte: AirFuel, WPC, ElectronicDesign