ما هو مستقبل الطاقة اللاسلكي وإجراء الاتصالات اللاسلكية

في أجهزة أداء الشحن اللاسلكي، يتم تضمين طريقة التحكم في مستقبل الطاقة اللاسلكية تلقي من خلال دائرة استقبال الطاقة أول طاقة من جهاز إرسال طاقة لاسلكي، وذلك عند إيقاف تشغيل مستقبل الطاقة اللاسلكي وقيادة وحدة تحكم في الاتصال باستخدام القوة الأولى المستلمة، وإنشاء اتصال اتصال بجهاز إرسال الطاقة اللاسلكية عن طريق وحدة التحكم في الاتصال، باستخدام مكدس الاتصالات الأول المخزن في الذاكرة الأولى وأثناء تلقي الطاقة الأولى، وإجراء الاتصال بجهاز إرسال الطاقة اللاسلكي عن طريق وحدة التحكم في الاتصال.

أساسيات مستقبل الطاقة اللاسلكي وإجراء الاتصالات اللاسلكية

تعمل المحطات الطرفية المحمولة مثل الهواتف الخلوية والمساعدات الرقمية الشخصية (PDA) بواسطة بطارية قابلة لإعادة الشحن نظراً لإمكانية نقلها، ومن أجل شحن البطارية قد يتم توفير الطاقة الكهربائية لبطارية الجهاز المحمول باستخدام جهاز شحن منفصل، وعادةً ما يكون لجهاز الشحن والبطارية أطراف اتصال منفصلة مثبتة على أسطحهما المكشوفة، وقد يتم توصيل جهاز الشحن والبطارية كهربائياً عن طريق التسبب في اتصال أطراف التلامس ببعضهما البعض.

ومع ذلك فإنّ مخطط شحن نوع الاتصال هذا عرضة للتلوث بسبب مادة غريبة نظراً لأنّ أطراف التلامس معرضة للخارج لذلك قد لا يتم شحن البطارية بشكل صحيح، وقد لا يتم أيضاً شحن البطارية بشكل صحيح عند تعرض أطراف التلامس للرطوبة، ومن أجل حل هذه المشكلات وغيرها تم تطوير تقنية الشحن اللاسلكي أو عدم الاتصال مؤخراً واستخدامها في العديد من الأجهزة الإلكترونية.

قد تضمن تقنية الشحن اللاسلكي التي تعتمد على نقل أو استقبال الطاقة اللاسلكية نظاماً يمكن فيه شحن البطارية تلقائياً بمجرد وضع هاتفاً خلوياً على لوحة شحن، دون توصيل الهاتف الخلوي بشحن منفصل الموصل، وقد تعمل تقنية الشحن اللاسلكي على تحسين الأداء المقاوم للماء للمنتجات الإلكترونية عن طريق الشحن اللاسلكي للمنتجات الإلكترونية، وقد تضمن إمكانية نقل الأجهزة الإلكترونية بسبب عدم ضرورة وجود شاحن سلكي. في الحقبة القادمة للسيارات الكهربائية، من المتوقع أن تتطور التقنيات ذات الصلة بشكل كبير.

يمكن تصنيف تقنية الشحن اللاسلكي تقريباً إلى مخطط الحث الكهرومغناطيسي القائم على الملف ونظام الرنين ونظام إشعاع التردد اللاسلكي (RF) أو الميكروويف، والذي يحول الطاقة الكهربائية إلى أفران ميكروويف وينقل الموجات الدقيقة، وتم استخدام مخطط الحث الكهرومغناطيسي على نطاق واسع ومع ذلك نظراً لأنّ تجارب نقل الطاقة لاسلكيًا من مسافة عشرات الأمتار باستخدام الموجات الدقيقة، قد نجحت مؤخراً في الداخل والخارج ويبدو أن جميع المنتجات الإلكترونية قد يتم شحنها لاسلكياً بدون أسلاك في أي وقت وفي أي مكان في المستقبل القريب.

• “PMP” هي اختصار لـ “Point to Multi point”.

مبدأ عمل مستقبل الطاقة اللاسلكي وإجراء الاتصالات اللاسلكية

تتوافق طريقة نقل الطاقة القائمة على الحث الكهرومغناطيسي مع مخطط نقل الطاقة بين ملف أولي وملف ثانوي، وإذا تحرك مغناطيس حول ملف فقد يتولد تيار مستحث وبناءً على هذا المبدأ يولد جهاز الإرسال مجالًا مغناطيسياً، ويتم إحداث تيار في المستقبل بسبب تغيير في المجال المغناطيسي ممّا ينتج عنه طاقة، وهذه الظاهرة تسمى ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي وطريقة نقل الطاقة التي تستخدم هذه الظاهرة ممتازة في كفاءة نقل الطاقة.

بالنسبة لمخطط الرنين يتم نقل الكهرباء لاسلكيًا باستخدام مبدأ نقل الطاقة القائم على الرنين كنظرية الوضع المزدوج حتى لو كان الجهاز الإلكتروني بعيداً عن جهاز الشحن بعدة أمتار، ويتسبب نظام الشحن اللاسلكي في حدوث صدى للموجات الكهرومغناطيسية التي تحتوي على طاقة كهربائية، وقد يتم نقل الطاقة الكهربائية الرنانة مباشرة فقط إلى جهاز إلكتروني له تردد الرنين.

يمكن إعادة امتصاص الطاقة الكهربائية غير المستخدمة كمجال كهرومغناطيسي بدلاً من الانتشار في الهواء، لذلك قد لا تؤثر الطاقة الكهربائية الرنانة على عكس الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى، وهناك حاجة لتطوير طريقة يمكن من خلالها أثناء تفريغ بطاريته، أن يقوم مستقبل الطاقة اللاسلكية بإجراء اتصال مع جهاز إرسال طاقة لاسلكي عن طريق تلقي طاقة الشحن من جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي، وقد يخزن جهاز استقبال الطاقة اللاسلكية مكدساً للاتصال في معالج التطبيق (AP) الخاص به.

وقد يقوم بتحميل المكدس من نقطة الوصول والاتصال بجهاز إرسال الطاقة اللاسلكي في عملية إجراء اتصال مع جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي، ومع ذلك في حالة نفاد شحن بطاريته فقد لا يقوم جهاز استقبال الطاقة اللاسلكي بتحميل المكدس من نقطة الوصول، لذلك قد لا يتم إجراء الاتصال للشحن اللاسلكي، ويتم توفير مستقبل طاقة لاسلكي قادر على إجراء الاتصال بجهاز إرسال طاقة لاسلكي حتى أثناء تفريغ بطاريته وطريقة تحكم في ذلك.

كما يتم توفير مستقبل طاقة لاسلكي للشحن اللاسلكي ويتضمن مستقبل الطاقة اللاسلكية دائرة استقبال طاقة تم تكوينها لتلقي من جهاز إرسال طاقة لاسلكي، طاقة أولى عند إيقاف تشغيل جهاز استقبال الطاقة اللاسلكي ووحدة تحكم في الاتصال تم تكوينها لتلقي، من خلال دائرة استقبال الطاقة الطاقة الأولى عند إيقاف تشغيل مستقبل الطاقة اللاسلكية.

وكذلك إنشاء اتصال اتصال مع جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي باستخدام حزمة اتصالات أولية مخزنة في ذاكرة أولى أثناء تلقي القوة الأولى وإجراء الاتصال مع جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي، ويشكل جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي اتصالاً كهربائياً بمستقبلات الطاقة اللاسلكية، وقد يرسل جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي الطاقة اللاسلكية على شكل موجة كهرومغناطيسية، إلى مستقبلات الطاقة اللاسلكية.

• “AP” هي اختصار لـ “Processor Application”.

تطور عمل مستقبل الطاقة اللاسلكي وإجراء الاتصالات اللاسلكية

قد يقوم جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي بإجراء اتصال ثنائي الاتجاه مع مستقبلات الطاقة اللاسلكية، ويقوم جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي ومستقبلات الطاقة اللاسلكية بمعالجة أو إرسال أو استقبال الحزم، والتي تم تكوينها في إطار محدد مسبقاً ويمكن استخدام مستقبل الطاقة اللاسلكية كمحطة اتصالات متنقلة ومساعدين رقمي شخصي (PDA)، ومشغل وسائط متعددة شخصي (PMP) وهاتف ذكي.

يوفر جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي الطاقة لاسلكياً للعديد من أجهزة استقبال الطاقة اللاسلكية، وقد يرسل مرسل القدرة اللاسلكي القدرة إلى مجموعة مستقبلات القدرة اللاسلكية، باستخدام مخطط الرنين وإذا كان جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي يتبنى مخطط الرنين، فيجب أن تكون المسافة بين مرسل الطاقة اللاسلكي ومجموعة مستقبلات الطاقة اللاسلكية أقل من (30 متراً)، وإذا كان جهاز إرسال القدرة اللاسلكية يتبنى مخطط الحث الكهرومغناطيسي، فمن المفضل أن تكون المسافة بين مرسل القدرة اللاسلكية ومجموعة مستقبلات الطاقة اللاسلكية أقل من (10 سم).

تستقبل مستقبلات الطاقة اللاسلكية طاقة لاسلكية من جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي، وشحن البطاريات المثبتة فيه بالقدرة المستلمة، وقد ترسل مستقبلات الطاقة اللاسلكية إلى جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي وإشارة لطلب نقل الطاقة اللاسلكية، والمعلومات اللازمة لاستقبال الطاقة اللاسلكية ومعلومات حالة مستقبل الطاقة اللاسلكي، ومعلومات للتحكم في جهاز إرسال الطاقة اللاسلكي وما شابه.

• “PDA” هي اختصار لـ “Personal Digital Assistant”.

• “PMP” هي اختصار لـ “Point to Multi point”.