Почему стоит использовать беспроводные устройства?

5 наивных вопросов о беспроводной зарядке, которые продолжают задавать

На Хабре есть немало статей о беспроводной зарядке смартфонов, и в комментариях к каждой из них, нет-нет, да и проскользнет наивный вопрос, который местные старожилы мгновенно заминусуют, отправив комментатора учить матчасть. Мы как, не побоимся этого слова, крупнейший производитель зарядных устройств для смартфонов с удовольствием проведем ликбез по беспроводным зарядкам, ответим на вопросы и развеем пару мифов. И начнем, пожалуй, с вопроса, от которого большинство хабровчан начинают скрежетать зубами.

Опасна ли беспроводная зарядка для здоровья?

Шапочка из фольги и свинцовые трусы компенсируют все негативные… извините, шутка. Уверения о некоем опасном излучении беспроводных зарядок можно воспринимать только со снисходительной улыбкой. Как говорится, не учите физику, и ваша жизнь будет полна чудес (и/или необоснованных страхов). Если на расстоянии двух сантиметров над поверхностью станции телефон перестает заряжаться и даже распознавать беспроводную зарядку, то откуда взяться излучению, которое будет «бить» на метры вокруг, выжигая мозг и репродуктивную систему?

Каждую секунду вас пронзают радиоволны сотовой связи, Wi-Fi, Bluetooth, ТВ и радиовещания и множество других сигналов в самых разных диапазонах, вы подвергаетесь воздействию электромагнитного поля от компьютера, любого электроприбора и даже электропроводки в стенах, а уж как «фонит» работающая микроволновка! И всё это не оказывает ровным счетом никакого влияния на вас, потому что это не ионизирующее излучение (то есть, не радиация).
Изучением влияния неионизирующего излучения на человека ученые занимаются десятки лет, и за это время было не раз доказано, что реальную опасность для людей представляют только долговременные тесные объятия с мощными неэкранированными излучателями, вроде военного радара, базовой станции сотовой связи, направленной точно на вас на расстоянии в пару метров или микроволновки без двери. И вред будет заключаться в разогреве молекул воды в клетках и денатурации белков.

Единственная рекомендация, которая хоть как-то затрагивает беспроводные зарядки для смартфонов, — не подносить работающую зарядку к кардиостимулятору. По инструкции медицинским устройствам вообще противопоказано любое постороннее мощное излучение. При этом нет никаких доказательств или случаев влияния Qi-зарядки на кардиостимулятор. Более того, уже разработана беспроводная зарядка для самих кардиостимуляторов.

Человеку беспроводная зарядка не может навредить никоим образом. А вот себе самой — вполне, если между телефоном и станцией оставить металлический предмет (как монета на фото). Электромагнитная индукция — дело такое.
Фото: Wireless Power Consortium

Однако если задаться такой целью, с помощью беспроводной зарядки действительно можно нанести вред смартфону. Дело в том, что хоть Qi-станции могут обнаруживать посторонние металлические предметы, попавшие между двумя катушками, некоторые тонкие предметы, вроде скрепок или декоративных вставок на чехле, могут остаться незамеченными. Оказавшись над передающей индукционной катушкой, металл неизбежно начнёт нагреваться. Нескольких минут хватит, чтобы та же скрепка раскалилась и начала плавить пластик.

Какой блок питания нужен для беспроводной зарядки?

КПД проводной зарядки составляет около 97%, то есть потерь энергии практически нет. А вот КПД беспроводных зарядок колеблется на уровне 60–75%. В теории, в сферических условиях в вакууме, так сказать. В реальности на КПД зарядки стандарта Qi влияет положение телефона на зарядной станции (то есть положение индукционных катушек друг относительно друга), их характеристики и размеры.

В этом году технологические новостные сайты наперебой репостили «исследование» энтузиаста, сравнившего скорость и энергопотребление проводной и беспроводных зарядок. Закономерно, результаты оказались не в пользу последних, причем КПД индукционной зарядки варьировался от станции к станции и особенно сильно зависел от положения смартфона на них. Если за 100% взять эффективность проводной зарядки, то КПД Qi варьировался от 20% до 53%, а самый лучший результат показала оригинальная Google Pixel Stand — 61%. Правда, исследование было посвящено не скорости или тепловыделению беспроводных зарядок, а их энергопотреблению — автор вел читателя к выводу, что если хотя бы половину от 3 млрд смартфонов в мире заряжать по воздуху с таким КПД, энергопотребление и нагрузка на энергосети возрастут. С одной стороны, с математикой не поспоришь. С другой, неутешительный вывод держится на вероятности «если бы, да кабы», а энергопотребление в мире и так растёт за счет цифровизации общества.

Кстати, возьмите на вооружение USB-тестер, с помощью которого можно измерять напряжение, ток и переданную энергию. Такой гаджет стоит около 1000 рублей, но позволяет безошибочно оценить качество USB-кабелей и выходные параметры зарядных устройств. Архиполезная вещь в хозяйстве!
Фото: AliExpress

Исходя из невысокого реального КПД индукционной зарядки, мы приходим к необходимости подключения зарядной станции к блоку питания повышенной мощности. Если 5-ваттную станцию подключить к 5-ваттному ЗУ, то из-за потерь скорость зарядки смартфона будет… скорее всего, никакой, потому что результирующая мощность на приёмной катушке смартфона окажется незначительно выше энергопотребления телефона в режиме ожидания. Производители Qi-станций рекомендуют использовать блоки питания с мощностью на 30–40% выше, чем у Qi-зарядки. Так, Apple для своей новой 15-ваттной MagSafe для iPhone 12 рекомендует докупить адаптер с мощностью не ниже 20 Вт. К счастью, не обязательно производства Apple. Мы провели сравнение скорости зарядки iPhone 12 Pro через MagSafe, подключенного к оригинальному 20-ваттному адаптеру Apple и к крохотному Anker Nano на те же 20 Вт. Разница между двумя блоками питания укладывается в несущественную погрешность — 188 минут в случае с ЗУ Apple 20 Вт и 190 минут в паре с Anker Nano 20 Вт. А при зарядке от этих блоков питания не через MagSafe, а напрямую по кабелю, батарею удалось зарядить за одинаковое время в 104 минуты.

Кстати, о MagSafe. Формально с новой зарядкой Apple совместимы все iPhone с Qi-приемником, но лишь семейство iPhone 12 будет заряжаться с максимальной мощностью 15 Вт, тогда как предыдущие модели смартфона — только 5 Вт. Также обозреватели заметили странную несовместимость MagSafe с мощными блоками питания для MacBook — в паре с 96-ваттным адаптером MagSafe «раскачался» только до 10 Вт. Есть мнение, что в адаптер для ноутбука просто не «зашит» необходимый профиль питания, требуемый для MagSafe.

Раньше мы тоже советовали приобретать для наших беспроводных зарядок блоки питания примерно на 40% мощнее, однако теперь самые мощные Qi-станции, вроде Anker PowerWave II Stand мы просто комплектуем сетевым адаптером необходимой мощности. Если в комплекте с вашей Qi-зарядкой не оказалось кабеля, докупите гарантированно хороший провод — дешёвые безымянные USB-кабели часто не могут передать высокие токи, а наименее качественным кабелям не покоряется даже 0,5 А.

Опасна ли беспроводная зарядка для смартфона?

Рискуем удивить, но да. Как и проводная зарядка. А уж как опасно для аккумулятора отсутствие любой зарядки и уход в глубокий разряд! Аккумуляторы вообще от жизни умирают. На скорость наступления неизбежного конца по большей части влияет лишь интенсивность использования батареи. В некотором смысле литий-ионные батареи следуют завету «live fast, die young» — чем быстрее аккумулятор выработает свой ресурс циклов заряда/разряда, тем быстрее потеряет ёмкость и потребует замены.

Заметьте, мы говорим о ресурсе, выраженном в количестве циклов зарядки. Самому аккумулятору абсолютно все равно, каким образом ему пытаются восполнить заряд: по проводу или через индукционную катушку — контроллер питания любой входящий ток приведёт к нужным характеристикам и лишь затем подаст на элемент питания.

Но нет дыма без огня, откуда-то ведь взялись городские легенды об опасности беспроводной зарядки? В этом мифе есть доля правды, только не там, где полагают большинство несведущих владельцев смартфонов. Повторим: ток, подаваемый непосредственно на аккумулятор, не различается в зависимости от способа зарядки, так что никакого «повреждения индукционными токами» при использовании стандарта Qi быть не может в принципе. Аккумулятору вредит лишь нагрев до высоких температур, который ускоряет деградацию анода и катода и, как следствие, ведёт к снижению ёмкости и в особо тяжёлых случаях даже к короткому замыканию. Ускоренный износ батареи наблюдается при её нагреве выше 30 °C, то есть температурный порог издевательски мал и ниже температуры тела человека.

Давайте считать и прикидывать. КПД Qi-зарядок составляет около 60%, большая часть потерянной энергии преобразуются в тепло, которое нагревает катушки и, соответственно, смартфон, а вместе с ним и аккумулятор. Важный момент — для наиболее высокого КПД катушки в станции и смартфоне должны находиться точно друг над другом, при их смещении станция вынуждена повышать мощность, что вызывает повышенный нагрев.

Дешевые безымянные Qi-зарядники не испортят ваш смартфон, зато могут испортиться сами — экономия на элементной базе и некачественная пайка могут закончиться коротким замыканием. И хорошо, если не случится возгорания.
Фото: iphones_ru / Instagram

Смартфоны могут охлаждаться только естественным образом, поэтому добротный чехол серьезно ухудшает отвод тепла. Это не значит, что надо непременно избавляться от чехлов во имя сохранности батареи — новый аккумулятор через пару лет обойдётся дешевле, чем потенциально разбитый экран сейчас. Но свою лепту в перегрев смартфона чехол всё-таки вносит.

Поэтому же мы не рекомендуем добавлять смартфону функцию беспроводной зарядки с помощью Qi-приёмника в виде тонкой пластины со штекером. Смартфоны без Qi-катушки просто не рассчитаны на то, что сквозь них начнут протекать индукционные токи, а тыльную часть начнет нагревать индукционная катушка. В лучшем случае при использовании такого ресивера вы получите очень быструю деградацию аккумулятора из-за перегрева, в худшем — испорченные MEMS-компоненты, вроде компаса или гироскопа.

Подобные Qi-ресиверы для смартфонов можно купить за 200–300 рублей, но мнимое удобство может обернуться повреждениями аккумулятора и микромеханических компонентов смартфона.
Фото: AliExpress

Всё-таки стандарт беспроводной зарядки Qi разрабатывался не наобум лазаря. Начинку смартфонов предложили защищать изолирующей пластиной, возможные негативные эффекты от перегрева были просчитаны, а мощность — ограничена гарантированно безопасными значениями (те самые 5 Вт в первых ревизиях стандарта, 15 Вт сейчас).

Даже в самом неблагоприятном случае беспроводная зарядка не превратит телефон в сковородочку для жарки шкварок. В смартфоны встроен термодатчик, который не позволяет батарее нагреваться выше 45 °C. Если обнаружится перегрев, например из-за толстого чехла, не дающего телефону охлаждаться естественным образом, то контроллер питания потребует снизить подаваемую мощность.

Но всё это касается оригинальных спецификаций Qi с базовым ограничением мощности беспроводной зарядки смартфонов в 15 Вт. А что же с быстрыми беспроводными зарядками?

Беспроводная зарядка высокой мощности опасна или нет?

Заряжать современный смартфон от беспроводной станции мощностью 5 Вт — это очень медитативное занятие, имеющее смысл только если телефон оставлять на прикроватной тумбочке на всю ночь. Для тех, кто закономерно не хочет ждать по шесть часов, производители смартфонов предлагают собственные проприетарные быстрые зарядки, на полную мощность работающие только с определёнными устройствами их же марки. Так у Huawei есть SuperCharge на 27 Вт и 50 Вт, OPPO представила AirVOOC на 65 Вт, а Xiaomi так и вовсе в ноябре 2020 года анонсировал 80-ваттную беспроводную зарядку, способную зарядить батарею на 4000 мА·ч за 19 минут.

Чудо техники от Xiaomi — беспроводная зарядка телефона за 18 минут. А что с температурой батареи? Пока неизвестно.

Потрясающие мощности и, в теории, потрясающее тепловыделение. Заметим, что при проводной зарядке гаджеты тоже нагреваются, и этот нагрев зависит от мощности зарядки (при условии, что сам смартфон в этот момент не используется, иначе нагрев будет значительно выше). Но при беспроводной передаче энергии тепла выделяется всё же больше. Соответственно, Qi-зарядник на 5 Вт нагреется крайне несущественно, на 15 Вт — побольше, а вот как должен разогреться смартфон, который питают через 80-ваттную беспроводную станцию… На самом деле однозначно мы пока не можем ответить на этот вопрос, сверхмощная зарядка Xiaomi ещё не вышла в серию, и реальных независимых тестов пока не проводилось.

Итак, с тепловыделением быстрых беспроводных зарядок более-менее разобрались — в теории оно выше, но практически нагрев контролируется термодатчиками и разнесением высокой мощности на две отдельных передающих катушки. Но есть другой возможный негативный фактор, общий и для проводной, и для беспроводной быстрой зарядки — повышенный ток, подаваемый на аккумулятор.

Разрядка и зарядка литий-ионной батареи представляет собой процесс передачи положительных ионов лития между анодом и катодом. Чем выше мощность заряда или разряда, тем быстрее ионы покидают один электрод и прикрепляются к другому. В ходе эксплуатации батареи анод и катод неизбежно изнашиваются, а быстрая зарядка незначительно ускоряет этот процесс. Насколько? Если использовать исключительно «быстрый» способ, то разница в ёмкости в сравнении с медленно заряжаемым аккумулятором проявится года через два или примерно 500–600 циклов, но при таком износе в принципе разумно заменить батарею, так как та неизбежно потеряет 10–15% ёмкости. Подчеркнем, что эта проблема проявляется при использовании и проводных, и беспроводных зарядных устройств высокой мощности.

Почему в некоторых смартфонах беспроводная зарядка до сих пор на 5 Вт?

Стандарт Qi сразу создавался открытым, поэтому за установку индукционной Qi-катушки производители гаджетов не платят никаких лицензионных отчислений. Соответственно, поддержка Qi — это лишь вопрос себестоимости индукционного модуля и перепроектирования внутренностей смартфона. Всякая компания вольна решать, внедрять ли ей поддержку Qi или нет и катушку какой мощности интегрировать.

В мире продукции, выпускаемой тиражом в десятки и сотни тысяч (а кому повезёт со спросом — и миллионов) штук экономия даже в несколько центов не бывает лишней. Например, в iPhone X закупочная стоимость компонентов для реализации беспроводной зарядки составила $6. И это по мегаоптовой скидке для уважаемого заказчика, и это для катушки с мощностью приёма не более 7,5 Вт. Для флагмана за $1000 лишние $6 в себестоимости погоды не делают, чего не скажешь об Android-фонах начального и среднего уровня, производители которых не прочь сэкономить для повышения конкурентоспособности среди равных.

Смартфон Palm Pre опередил свое время, став первым массовым телефоном с беспроводной зарядкой. И это в 2009 году, за год до появления Qi, за два года до первого Android-фона с опциональной Qi-крышкой и за шесть лет до интеграции Qi-катушек внутрь смартфонов.
Фото: HP

К счастью, цена катушек пала достаточно низко, чтобы установка приёмника даже на 10 Вт практически не отражалась на цене телефона, хотя 3–4 года назад смартфоны почти поголовно имели катушки всего на 5 Вт. В современных устройствах приемник Qi с мощностью 5 Вт можно встретить только по двум причинам: либо вам попалось удешевлённое по всем возможным фронтам устройство, либо это намеренный шаг для разнесения смартфонов компании по разным ценовым сегментам, чтобы дорогие модели имели более явные преимущества над дешёвыми.

Проходи, ложись, заряжайся

К делам великой важности стоит подходить легко, к делам малой важности стоит подходить серьёзно. Чтобы получить максимум удовольствия от модуля беспроводной зарядки в вашем смартфоне, следует с умом выбрать зарядную станцию, качественный кабель и зарядное устройство, а не покупать всё самое дешёвое на китайской новогодней распродаже. Кладите смартфон на станцию максимально ровно, следите, чтобы в чехле (если он есть) не было металлических вставок и, главное, не бойтесь за своё здоровье и здоровье аккумулятора.

Разбираемся, как работает Wi-Fi, почему не нужен мощный роутер и что реально влияет на работу сети

Со страниц Интернета к нам устремляются призывы к покупке «мощных» роутеров. Давайте разберемся, почему это бессмысленно и выясним, от чего на самом деле зависит хорошая работа Wi-Fi сети.

реклама

Примечание: сразу уточню – речь идет о типичном «домашнем» применении Wi-Fi роутеров или точек доступа, а не о специализированных решениях, требующих дальней связи и т.п.

Сила есть – ума не надо?

Темная сторона силы

реклама

Итак, пусть изначально у нас есть некий стандартный роутер/точка доступа с официально разрешенными для нашей страны параметрами по мощности сигнала, который работает «в полную силу», то есть на мощности передатчика 100%. Напоминаю, это 23 дБм / 200 мВт в диапазоне 5ГГц или 20 дБм / 100 мВт в диапазоне 2,4 ГГц.

Примечание: единица измерения мощности беспроводного сигнала измеряется в дБм или мВт.

Излучаемый роутером/ТД сигнал распространяется вокруг, и попадает на приемные устройства, существенно ослабнув «по пути». Какой примерно сигнал мы имеем на стороне клиента (смартфона, планшета, ноутбука и т.д.)? Ну, к примеру, -50 дБм / 0.00001 мВт или -67 дБм / 0.0000002 мВт.

В то же время беспроводной клиент, который обычно представляет собой мобильное устройство, имеет задачу не только подключиться к сети, но и подольше проработать от батареи. Поэтому клиент не «выбрасывает» напрасно энергию в эфир. Мощность передатчика клиентов обычно находится на уровне 11-17 дБм (12.5-50 мВт). То есть, эта мощность в от 8 до 2 раз меньше, чем мощность сигнала роутера, если говорить об устройствах в 2,4 ГГц диапазоне.

реклама

При этом у беспроводных роутеров/ТД всегда есть CCA Threshold – порог слышимости сигнала, и если уровень сигнала не превышает этот порог, роутер/ТД считает его шумом. Предположим, этот порог – 82 дБм. Таким образом, наш условный роутер с 5 дБи антеннами будет работать с устройствами, уровень сигнала от которых в точке размещения роутера не менее -87 дБм (-87 дБм сигнал + 5 дБи коэффициент усиления антенны роутера = -82 дБм).

Примечание: разумеется, это чисто условный пример, в котором все параметры условно-типичные и даны для понимания ситуации; ваш роутер может иметь антенны с коэффициентом усиления отличающимся от 5 дБи, и иной порог, например – для определенного оборудования Ubiquiti в целом стабильная связь гарантируется при уровне сигнала до -70дБм; порог для сетей 5ГГц ниже чем для 2,4 ГГц даже на одном и том же оборудовании и т.п., но это нюансы, в которые мы углубляться не будем.

В целом для роутера и клиента можно руководствоваться простым правилом: при прочих равных условиях, сигнал теряет 6 дБ мощности (т.е. в 4 раза) при увеличении расстояния от передатчик в 2 раза.

Однако, как было сказано выше, мощность сигнала роутера/ТД обычно в 2-8 раз выше, чем на клиентах. И с отдалением от роутера/ТД неизбежно возникнет ситуация, когда клиент будет слышать сигнал роутера хорошо, а вот роутер будет слышать более слабый сигнал клиента на «грани» возможностей или не слышать вообще (так как уровень сигнала клиента будет опускаться за порог слышимости CCA Threshold). И возникнет странная ситуация, когда сигнал Wi-Fi от роутера на клиентском устройстве вроде бы ловится, но связи нет или она постоянно «отваливается».

реклама

Причина в асимметрии «силы» связи: к примеру, когда клиент мощностью 14 дБм слышит роутер/ТД на -84 дБм (-84 дБм + 2 дБи коэффициент усиления антенны клиента = условный порог слышимости -82 дБм), до роутера/ТД доходит сигнал от клиента лишь на уровне -90 дБм, что находится ниже порога слышимости. При указанных условиях беспроводная связь гарантированно оборвется.

То есть, в каналах беспроводной связи уже при типичных стандартных параметрах работы роутеров/ТД возникает существенная проблема со связью, вызванная асимметрией мощностей Wi-Fi излучателей. И если дополнительно поднять мощность сигнала на одной стороне (роутере/ТД), то проблема только усугубится. Перемещаясь с мобильными клиентами, вы все более часто будете сталкиваться с ситуацией, когда Wi-Fi роутер «теряет» устройства, и именно потому, что у него существенно более сильный сигнал. Клиент «услышит» роутер/ТД, а роутер клиента – нет. Вот почему серьезные производители оборудования не рекомендуют использовать Wi-Fi роутеры и точки доступа на максимальной мощности. Привожу в доказательство фрагмент презентации Cisco (с полной презентацией можно ознакомится здесь).

Даже наоборот, для устранения асимметрии и получения стабильной связи рекомендуется понизить мощность Wi-Fi передатчика в роутере/ТД.

Но если не мощность сигнала, то что же тогда определяет скорость и надежность Wi-Fi соединения?

Скорость подключения, которая ни о чем не говорит.

Скорость подключения по Wi-Fi определяют три параметра: тип модуляции, количество потоков (зависит от количества антенн) и ширина радиоканала.

Но «теоретическая» скорость подключения на основе вышеуказанных параметров имеет мало общего с реальной скоростью работы беспроводной сети. Что же оказывает влияние на эту скорость?

Дело в том, что модуляция в сети непостоянна. Самые прогрессивные модуляции на сегодня – 256 QAM и 1024 QAM (модуляция определяет, сколько бит передается в одном радиосимволе). Но! Эти плотные модуляции очень чувствительны к шуму. И достигаются они только при высоком соотношении сигнал/шум (SNR), когда клиент находится близко к Wi-Fi роутеру/ТД. С удалением от роутера/ТД растет шум, SNR падает, модуляция упрощается для надежности соединения и, как следствие – падает скорость связи. Плюс свою лепту в проблемы сети добавляет интерференция.

Интерференция и шум

Причиной коллизий из-за интерференции в Wi-Fi сетях являются беспроводные устройства, работающие на том же или близком канале. Это вполне могут быть соседские Wi-Fi устройства, а не ваши, и повлиять на их работу вы не сможете.

Примечание: в частности, поэтому рекомендуется использовать непересекающиеся каналы для соседних Wi-Fi роутеров; непересекающиеся каналы помогают избегать интерференции (хотя полностью проблему, конечно, не решают – проблемы растут по мере удаления от передатчиков).

Итак, интерференция – это помеха, вызываемая радиоволнами соседних Wi-Fi устройств.

Источником шума в беспроводных сетях являются не Wi-Fi устройства, использующие для работы тот же радиочастотный диапазон, что и Wi-Fi оборудование. Это различные Bluetooth устройства, 2,4ГГц и 5 ГГц ресиверы, радиотелефоны, микроволновые печи и другое оборудование.

Примечание: впрочем, поврежденные пакеты Wi-Fi и сигналы от устройств за пределами порога CCA Threshold тоже считаются шумами. Сигналы от Wi-Fi устройств, работающих отдаленно от роутера на том же канале, не считаются интерференцией, поскольку сигналы таких устройств не могут быть демодулированы.

Как уменьшить интерференцию и шум в Wi-Fi сети? Для домашнего пользователя я вижу только два варианта действий: перейти на другой канал и провести деагрегацию каналов. Так как объединение каналов уже само по себе ухудшает SNR: каждый дополнительный 20 MГЦ канал отнимает примерно 3dB у показателя SNR.

Примечание: уменьшение ширины канала в 10 раз увеличивает соотношение сигнал-шум в те же 10 раз. Вот почему в стандарте 802.11ax реализована идея разделения канала на дополнительные поднесущие. Сужение канала повышает соотношение сигнал/шум, что и дало возможность использовать прогрессивную кодировку 1024 QAM.

Но решающее влияние на быстродействие вашей сети будет оказывать не соотношение сигнал/шум, не интерференция как таковая, не мощность беспроводного сигнала, и уж тем более не количество беспроводных сетей вокруг, как ошибочно думают многие. Быстродействие вашей беспроводной сети будет в значительной степени определяться утилизацией канала. Ну, если вы живете не в тайге среди медведей, конечно. Там Wi-Fi каналы утлилизировать будет некому, кроме вас.

Проблемы утилизации

Что такое утилизация канала? И почему она сильно влияет на скорость работы Wi-Fi сети? Утилизация – это доля эфирного времени, которую занимают все работающие на данном канале устройства, и чьи сигналы могут быть демодулированы нашим Wi-Fi роутером/ТД, то есть энергия которых выше за CCA Threshold. По сути, пакеты нашей сети «втискиваются» в доступные узкие эфирные рамки между пакетами других сетей, работающих в этом же радиодиапазоне. Увы, но с максимальной производительностью наша беспроводная сеть работает лишь тогда, когда соседские сети на используемом канале не слишком активны или простаивают (а лучше всего – если они на нем отсутствуют). Вот почему настоятельно рекомендуется уходить на самые «незанятые» Wi-Fi радиоканалы. Там банально меньше «утилизаторов» сети.

Примечание: утилизация важна потому, что в Wi-Fi сетях доступ эфирному диапазону реализован по протоколу CSMA/CA (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий), согласно которому беспроводные устройства периодически «слушают» свою частоту на канале, и если она занята, передача данных откладывается, а затем через некоторое время устройство снова делает попытку прослушивания частоты.

Отметим, что утилизация канала никак не влияет на отображаемую в системе скорость беспроводного подключения, но в то же время имеет огромное влияние на реальную практическую производительность беспроводной сети.

Живой пример: стоит одному из беспроводных пользователей поставить на закачку какой-нибудь крупный файл (не говоря уже о торрентах), не выставив разумных ограничений на темп загрузки, как скорость работы всех остальных пользователей на используемом таким юзером Wi-Fi канале существенно упадет, именно из-за утилизации канала. Причем неважно, подключены пользователи к этой же сети, или же к ближайшим сетям использующим тот же Wi-Fi канал. Более того, эффект негативно скажется и на соседних Wi-Fi каналах тоже.

Какой уровень утилизации канала может быть приемлем? Компания Cisco полагает что при утилизации канала более 80%, «ловить» в сети уже нечего. Нет, сеть, конечно, будет работать и при такой утилизации. Но о работе в чем-то близком к реалтайму речь уже не идет.

Низкая утилизация канала – отлично

Средняя утилизация канала – приемлемо

Примечание: не факт, что на канале, на котором меньше всего Wi-Fi сетей, самая низкая утилизация канала – все зависит от сценариев эксплуатации сетей. Установить канал(ы) с самой низкой утилизацией можно только эмпирическим путем.

Одним из эффективных средств уменьшения канальной утилизации (речь идет о средствах, доступных для домашних пользователей), являются: переход на другой канал, уменьшение количества подключенных клиентов в сети, особенно медленных (возможно стоит перевести их в отдельную сеть), уменьшения количества неподключенных Wi-Fi клиентов в зоне действия сети, а также – уменьшение радиуса действия беспроводного роутера, то есть уменьшение мощности передатчика (это отсечет самых дальних и медленных клиентов, которые долго занимают канал и «тормозят» сеть, а также дальние неподключенные устройства, которые регулярно отправляющие менеджмент-фреймы, в том числе не ваши устройства).

Примечание: для устранения конфликтов с соседними сетями Wi-Fi сейчас введен идентификатор BSS Color (Base Service Station), который помечает каждый пакет, что позволяет роутерам и клиентам определить, какие пакеты передаются от соседних сетей, и просто игнорировать их. Это снижает интерференцию от соседних беспроводных сетей и ускоряет передачу данных, но эта возможность доступна только в новейшем стандарте 802.11ах.

Итог

Как видим, использование роутера с большой мощностью Wi-Fi сигнала вовсе не означает, что ваша сеть будет работать лучше, станет надежнее или «дальнобойнее». Скорее наоборот. Чем более мощный Wi-Fi роутер/ТД и чем больше радиус его покрытия – тем больше интерференции и шумов такое устройство наловит, тем больше будет утилизация беспроводных каналов и меньше – производительность сети. Да еще и соседям такой гаджет будет создавать лишние помехи. Как-то так.

Ну а если вам есть что прибавить к вышесказанному – прошу в комментарии.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news – это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.

Super-акцент: лучшая беспроводная техника для людей, которые не сидят на месте

Беспроводная техника очень улучшает и упрощает жизнь современного человека. У вас будет свобода доступа практически в любом месте в соответствии с вашими потребностями. Вы можете получить доступ к файлам на компьютере, лежа на пляже у моря, или насладиться оперой в походах. Возможности безграничны, а количество беспроводных гаджетов исчисляется миллионами.

Зачем вам нужна беспроводная техника?

© Sitthiphong/IStock

В течение 1997-1998 годов мы заходили в интернет только с помощью модема и длинного шнура. Тогда мы были привязаны к одному месту и использовали Интернет со скоростью до 256 Кбит. В 2000-х провайдеры кабельных услуг начали предоставлять широкополосное соединение через кабельные провода. Однако пропускная способность была ограничена, и мы все равно не могли почувствовать свободу без модема.

Примерно в то же время оборудование, такое как маршрутизаторы, модемы, было дорогостоящим. Вам нужен и модем и роутер для общего доступа в интернет. Технологии начали развиваться медленно. В настоящее время у нас есть только одно устройство, которое действует как модем и маршрутизатор для совместного использования несколькими гаджетами. Более того, беспроводные технологии приобрели большую известность в сообществе.

Гигабитный интернет уже через 5-10 лет будет поступать в дома беспроводным путем по каналу от специальных передатчиков к домашним роутерам. Уже сейчас технологию раздачи сети со скоростью 125 мегабайт в секунду разрабатывает стартап Starry. По всем городам в дальнейшем будут расположены миниатюрные системы раздачи интернета. Их сигналы будут считывать антенны и модемы, установленные снаружи дома. После этого связь будет поступать по кабелю к вашему Wi-fi-роутеру. Технология уже испытывается в бета-режиме в Бостоне, США, и в дальнейшем она распространиться на весь мир.

Так, зачем на самом деле нам нужны беспроводные гаджеты? Чтобы иди в ногу со временем. Мир не стоит на месте и развивается. Пример выше — яркое тому доказательство.

С быстрым развитием смартфонов и планшетов беспроводные технологии приобретают все большее значение. Беспроводные технологии обеспечивают недорогой и простой способ совместного использования одного подключения к интернету между несколькими ПК, смартфонами, планшетами и даже принтерами. Вам нужен только один модем или доступный Wi-fi, с помощью которого вы можете добавить дополнительные гаджеты в свою сеть. Но вот вопрос — когда это реально оправданно и удобно, а когда является просто способом заставить нас купить новинки технологического мира?

Удобно — это когда беспроводная техника может использоваться везде. Полезно — это когда беспроводная техника используется для улучшения здоровья и обучения. Ну и не лишним будет, если она экономит время, деньги и уменьшает стресс.

Беспроводные гаджеты могут быть вредны лишь в том случае, когда их использование не ограничено рамками времени. В данном случае люди становятся заложниками такого удобного мира и отрекаются от реальности, что может быть опасно для психики.

Больше всего дискуссий происходит на тему: технологий и детей. Конечно, есть много «нет», однако как можно лишить ребенка возможности познавать окружающий мир и стать его полноценной частью. Родителям нужно просто соблюдать меру по части их использования подрастающим поколением, а не полностью исключать их из жизни малыша, тем самым выделяя его на фоне других детей. Планшеты, телефоны и разные устройства, в этом случае, могут стать отличным источником знаний.

Жизнь современного человека сложно представить без беспроводной техники. Да и зачем игнорировать те возможности, которые они нам дают, ведь это путь к прогрессу.

Преимущества использования беспроводной техники в офисе, дома, на встречах и на отдыхе

© Sitthiphong/IStock

Основным преимуществом беспроводной техники является то, что она позволяет вам получать доступ к файлам, картам, информации, контактам, музыке и т.д. из любой точки вашего дома, офиса и даже на отдыхе. Надежная беспроводная сеть позволяет синхронизировать файлы или передавать информацию с вашего ноутбука или интернета на портативные гаджеты, такие как смартфоны, планшеты, наушники, колонки и т.д. Вы сможете отправлять электронные письма с помощью часов, устанавливать таймер кофемашины из телефона, регулировать температуру кондиционера дома из офиса и т.д.

На встречах или в офисе, если у вас высококачественное и надежное широкополосное соединение, вы сможете передавать файлы быстрее, чем отправлять их в других режимах, таких как электронная почта. Более того, вы сможете делиться информацией между несколькими устройствами. Однако совместимый принтер должен быть включен с беспроводной технологией, такой как Wi-Fi и Bluetooth.

Это позволит вам создавать документы в любом месте вашего дома или офиса и нажимать опцию «Печать». Вы можете собирать распечатанные файлы с компьютера, к которому вы подключены. По умолчанию компьютер будет иметь проводное подключение, но другие переносные гаджеты могут получать доступ к тому же принтеру с помощью беспроводной связи.

Беспроводная техника дает большое преимущество и в отношении здоровья, а также фитнеса. Например, умные часы и фитнес-браслеты помогают считать калории, шаги, помогать вам в ваших спортивных достижениях всесторонне.

Беспроводные колонки идеально подходят для отдыха. Просто включите их и вы будете наслаждаться музыкой даже там, где до розетки очень далеко. Также на отдыхе помогают разные Power bank, которые помогают зарядить телефон, когда очень надо.

Если у вас есть смартфон, вы можете легко играть в игры на нем с помощью беспроводного соединения. Это означает, что вы сможете играть со своей семьей и друзьями, независимо от вашего компьютера.

И нельзя забывать об умных очках дополненной реальности, которые сейчас хоть и не так популярны из-за своей цены, но в них большее будущее. Они делают почти все, что может смартфон с интернетом. Только пользоваться ими намного удобнее.

Лучшая беспроводная техника, которая нужна каждому

© Sitthiphong/IStock

Беспроводная техника является очень мобильной, поэтому она просто необходима каждому. Вы сможете сидеть в любом месте и получить доступ к сети без провода.

В настоящее время есть много гаджетов, которые не имеют порта проводной локальной сети. Вы можете использовать их для навигации в интернете в любое время с помощью беспроводных сетей.

Вы можете купить планшеты с функциональностью SIM-карты. Следовательно, вы сможете совершать голосовые звонки, в том числе просматривать веб-страницы, используя лишь одно устройство.

Беспроводные гаджеты в виде планшетов или ноутбуков, кроме прочего, позволяют повысить производительность. Они дают больше свободы действий. Более того, они не только значительно упростят жизнь, но и увеличат скорость работы. Вы можете работать даже из кафе через дорогу, не беспокоясь, что у вас не будет связи.

Поскольку так много деловых людей путешествуют по всему миру, им также просто необходимо иметь хотя-бы парочку беспроводных гаджетов, которые станут незаменимыми помощниками.

Большим преимуществом беспроводных гаджетов является и то, что помогают общаться с друзьями и родственниками по всему миру, используя протокол передачи голоса через интернет. Также вы можете увидеть лица и местоположение важных вам людей. Предприятия, в свою очередь, могут ежедневно использовать видеовстречи, чтобы узнать о ходе работы.

Для занятых людей беспроводная техника станет настоящем сокровищем. К тому же, почти всеми такими устройствами можно управлять дистанционно. Например, вы можете запустить чайник или сварить кофе к вашему приходу с работы, а также включить отопление, ну или просто настроить в доме климат-контроль.

Беспроводная техника для разных нужд

Приведем вам разные виды техник и существующие беспроводные технологии, которые сделают вашу жизнь заметно лучше.

1. Беспроводная техника для работы за компьютером

Для настольных компьютеров есть технологии позволяют заметно уменьшить число проводов, которые соединяют домашний или рабочий компьютер с внешними устройствами. Среди них можно выделить следующие беспроводные гаджеты:

• беспроводная мышь;
• беспроводная клавиатура,
• беспроводной принтер;
• беспроводные наушники и микрофон;
• беспроводные адаптеры для дисплея;
• беспроводной жесткий диск.

• Беспроводные наушники Motorola Pulse Escape Black

Наушники Motorola Pulse Escape обеспечивают отличное сопряжение с любым Bluetooth-устройством. В них есть удобная кнопка, которая одним нажатием позволяет включать и выключать наушники, управлять вызовами, а также запускать процесс сопряжения без необходимости доставать ваш телефон или переключать окна на мониторе компьютера. В комплекте также идет шнур mini-jack (разъем 3,5 мм). Диапазон частот наушников составляет 20 Гц-20 кГц, а вес — 190 грамм. Цена в Украине составляет около 900 грн.

• Беспроводная мышь Logitech M170 Wireless Black/Grey

Беспроводная мышь от Logitech — это сочетание удобства и качества. Благодаря использованию новейшей беспроводной технологии связи на частоте 2.4 ГГц диапазон ее действия составляет 10 м. От 1-й батарейки типа AA мышь будет работать до года. Мышь совместима с Microsoft Windows и Mac OS. Цена в Украине составляет около 300 грн.

• Беспроводная клавиатура Rapoo E9260

Клавиатура интеллектуально подключается к рабочему компьютеру. Она может переключатся между Bluetooth 3.0, 4.0 и 2.4 G. Это, в свою очередь, обеспечивает стабильную беспроводную передачу. 4-миллиметровые клавиши на тонкой панели из алюминия, принесут вам удобство и хорошее тактильное ощущение за счет своих мембран. Цена в Украине составляет около 1300 грн.

2. Беспроводная техника для развлечений

Техника для развлечений и игр — это самый основной виновник путаницы с шнурами в доме или в офисах. Телевизор может быть соединен с игровой приставкой, кабельным боксом и колонками. В итоге получается 4 электрокабеля, 2 кабеля HDMI, оптический кабель звуковой системы и 5 разводов для подключения сателлитов. Эту ситуацию можно исправить также беспроводными технологиями:

• телевизор или ресивер Smart TV с Bluetooth для колонок;
• смотреть видел через стрим-сервисы типа Netflix, Amazon Video или Hulu непосредственно через Smart TV или консоль (Xbox, PS4);
• можно использовать небольшие стриминговые устройства, которые подключаются к HDMI порту телевизора.

• Беспроводная акустическая система Samsung HW-M450/RU

Беспроводная акустическая система позволяет очень просто подключить ваш саундбар к акустической системы без единого провода. С саундбаром вы сможете создать аудиосистему на много каналов, и наслаждаться окружающим звуком. Общая мощность звука составляет 320 Вт. Разъемы и интерфейсы: HDMI, USB, Bluetooth, Wi-Fi, цифровой оптический вход, AUX. Цена в Украине составляет около 7000 грн.

• Беспроводной универсальный пульт Vinga Wireless keyboard air Mouse for TV, PC PS Media (AM-101)

Пульт дистанционного управления поможет вам управлять всеми программами в пространстве как обычной компьютерной мышкой. Вам будет нужно только подключить радиопередадчик, который идет в комплекте с пультом, в разъем USB и любое устройство (медиаплеер, планшет, компьютер на Windows или на MacOS) в течении пары секунд начнет работать, облегчая управление с этими устройствами. Цена в Украине составляет около 500 грн.

• Беспроводной микрофон для караоке DM EW 100

Этот микрофон подходит для дружеских посидело и презентаций, тренингов. Компактная, хорошего качества радиосистема с 2-мя радиомикрофонами хорошо подходит для организации разных мероприятий, офисного и домашнего использования. В системе также есть подавление помех. Цена в Украине составляет около 1000 грн.

3. Беспроводная техника для мобильных устройств

Современные телефоны, планшеты и нетбуки работают уже без проводов, пока нет нужды их заряжать или слушать музыку. Для того чтобы совсем забыть, что такое шнуры, нужно использовать беспроводную зарядную станцию. Их есть очень много разных на любой вкус.

Bluetooth-наушники – это очень удобная вещь. Неприятности возникают, когда нужно поменять настройки проигрывателя и следом перенастроить под них сами наушники. Компания Apple, например, решила эту трудность, выпустив новый чип W1, облегчающий соединение с принимающим устройством. AirPod и iPhone должны синхронизироваться сразу же после открытия зарядного порта.

Ну и нельзя упомянуть портативные колонки, которые также вас избавляют от ненужных шнуров. Сейчас выпускают такие колонки, что и по мощности могут не уступать портативным.

• Беспроводная Bluetooth колонка с подсветкой Flame

Динамик имеет технологию Bluetooth 4.2, рабочий диапазон в открытом пространстве составляет до 10 м. Колонка уникальна тем, что в ней использованы 96 светодиодных индикаторов, после нажатия кнопки подсветки на динамике, это создает эффект пламени. Она может работать около 8 часов без зарядки. Цена в Украине составляет около 700 грн.

• Беспроводная зарядка Wireless Charger QI GY-68

Беспроводная зарядка освобождает вас от проводов и быстро заряжает смартфон, так как имеет 9 Ватт. Устройство совместимо с разными устройствами и подходит для разных аккумуляторов. Она имеет эстетичный внешний вид и изготовлена из экологически чистых материалов. Цена в Украине составляет около 500 грн.

• Беспроводные наушники Bluetooth с разъемом для карты памяти Wireless MS-T1

Беспроводные наушники Wireless отлично подходят для занятий спортом. Связь с мобильным телефоном у них отличная, а звучание также на должном уровне. Емкость аккумулятора составляет 80 мА. Этого хватает для 6 часов работы или 120 часов в режиме ожидания. Дальность приема — 10 м. Цена в Украине составляет около 400 грн.

6 причин начать пользоваться мобильным роутером

Многим из нас хотелось бы на время остаться без Интернета и связи, отдохнуть от мессенджеров и социальных сетей. Но иногда ситуация совершенно противоположная: нужно срочно что-то отправить, оплатить или попросту посмотреть важнейший матч со своего гаджета. Мы уже знаем, что сотовый сигнал бывает не всегда устойчивым у одного оператора. А еще друзья или близкие просят вас включить режим модема. Вряд ли это удобно: телефон быстро разряжается и греется. На помощь придет беспроводной мобильный роутер. Эта неприхотливая штучка — самая настоящая палочка-выручалочка. Рассказываем, почему его стоит приобрести.

Разбираемся, зачем нужен портативный Wi-Fi роутер

Как настроить Интернет на даче

Мы с друзьями стараемся почаще выбираться на дачу в летний сезон. Природа и свежий воздух — дело хорошее, но качественный интернет никто не отменял. Кроме того, мы слушаем музыку, смотрим спортивные трансляции. Но каждый из нас пользуется разными операторами связи, которые не всегда стабильно работают в Подмосковье.

Портативный роутер — прекрасный вариант, чтобы оставаться онлайн на природе или на даче

Да и включать смартфон с самым хорошим сигналом в режим модема не совсем удобно. По этой причине мой друг берет с собой портативный 4G-роутер: его достаточно оставить в одном месте в доме, где есть хороший сигнал. К нему могут подключиться сразу несколько устройств, а аккумулятора хватит на 5-6 часов активного использования. Отдых точно не будет испорчен!

В нашем Яндекс.Дзен пишем о том, о чем еще никто не знает. Подписывайтесь!

Как всегда оставаться на связи

Портативный роутер помогает мне работать отовсюду

Работа в редакции AndroidInsider.ru требует всегда быть на связи. Не могу сказать, что это плохо, но ноутбук практически прирос к моим ногам. Включать смартфон в режим точки доступа я не всегда могу — аккумулятор разряжается слишком быстро, а сигнал передачи данных, порой, оставляет желать лучшего. Нет времени на рассуждения, кто виноват — я включаю мобильный роутер и готов к любым поворотам судьбы и даже к тому, что в один момент рухнут крупные соцсети.

Как начать экономить деньги

Портативный Wi-Fi роутер поможет сэкономить на домашнем интернете

Один мой друг проводит весь день в работе и возвращается домой, как он говорит, просто переночевать. В течение дня он может оказаться в самых разных местах, а связь должна быть всегда. Кстати, дома у него нет беспроводного интернета — зачем все усложнять и тратить деньги впустую, когда можно использовать удобный карманный роутер с безлимитным тарифным планом? Это универсальное решение всех бед. Хотспот всегда с собой: пользуешься и сам, и раздаешь Интернет друзьям, если того требует ситуация. Главное — не забыть его зарядить.

Как пользоваться Интернетом за границей

В путешествии вам просто необходим карманный роутер, чтобы не остаться без связи

Кажется, пандемия потихоньку отступает, а другие страны потихоньку открываются для туристов. Этим пользуются многие знакомые, совмещая работу и путешествия. К сожалению, стоимость услуг связи в роуминге по-прежнему остается неприлично высокой: как говорится, Интернет по цене поездки. На помощь снова приходит многофункциональный роутер, в который можно просто вставить местную сим-карту, дав доступ к Сети всем имеющимся устройствам. С таким удобным гаджетом вам не придется больше переживать за сохранность средств на балансе телефона.

Какой гаджет подарить бабушке

Подарите роутер, чтобы ваша бабуля всегда была на связи

Не так давно мы уже рассказывали об умной колонке, которая не даст загрустить и будет отличным подарком для родственников. К сожалению, такое устройство требует постоянного доступа в Интернет. Это важно для звонка, для прослушивания музыки. В общем, без Wi-Fi никуда. Зачем мучаться с домашним Интернетом, если решение лежит на поверхности — карманный Wi-Fi роутер прост в использовании. Главное — не забывать подключать его к сети, чтобы он ненароком не разрядился. Теперь умная колонка всегда будет онлайн, а вы не будете переживать за то, что гаджетом не пользуются.

Чем опасен публичный Wi-Fi

Публичные точки доступа не отличаются безопасностью. Будьте внимательны

Нас повсюду окружают точки доступа Wi-Fi. Их настолько много, что смартфон не успевает переключаться между ними. Безусловно, Wi-Fi в метро или в кафе — это очень удобно. Но это хорошая почва для работы мошенников: достаточно лишь подключиться не к той точке доступа и все ваши данные перейдут к злоумышленникам. Если уж и решили воспользоваться Wi-Fi, то держите под рукой удобный мобильный роутер. Это намного безопаснее, чем использовать публичную точку доступа.

Мы нашли 6 необычных причин, почему вам точно пригодится этот простой гаджет. Уже пользовались им? Расскажи о своем опыте в нашем Telegram-чате!

Новости, статьи и анонсы публикаций

Свободное общение и обсуждение материалов

Компания Xiaomi выпускает не только смартфоны, но и другие умные устройства. Особой популярностью у фанатов пользуются фитнес-браслеты Mi Band, но в линейке производителя также есть смарт-часы. Причем они выходят под разными брендами от Amazfit до Redmi. К 2022 году моделей стало настолько много, что в их списке можно легко запутаться. Попробуем разобраться, какие смарт-часы Xiaomi стоит купить прямо сейчас, чтобы использовать их в связке с любым Андроид-смартфоном.

Одна из главных ошибок любого начинающего предпринимателя – неправильный выбор ПО для учета продукции и покупка дорогстоящих компьютеров. Моноблоки, ноутбуки на Windows – эти штуки стоят крайне дорого, особенно сейчас, но зачастую работают не так как надо. Обратите внимание на то, чем пользуются в популярных кофейнях и ресторанах: недорогие планшеты на Android, названия которых даже не знаешь. Железо тут второстепенно – важна лишь программа, которая помогает автоматизировать процессы, оформлять заказы и даже создавать меню. Рассказываем, какая программа для управления рестораном будет работать без глюков даже на старом планшете или смартфоне.

Не знаю, как вы, а я обожаю телефоны, которые в наше время могут быть нестандартными. Кажется, что сейчас ничего подобного уже быть не может, но это не совсем так. Например, в iPhone и OnePlus есть механический переключатель звука, который находится сбоку, и позволяет одним переключением ползунка выключить все звуки. Это очень удобная функция, которую многие недооценивают. При этом OnePlus умудрилась от нее отказаться. Раньше она была во всех ее флагманских телефонах, но уже вышел первый телефон без него. Сначала я расстроился из-за этого, но оказывается, еще не все потеряно, и вот почему. Давайте рассмотрим это, а заодно поймем, почему так произошло и в чем плюсы этого ползунка.

Какая бредятина! Кроме оплаты своего тарифа за телефон нужно купить роутер, установить в него сим-карту и оплатить тариф на эту сим-карту. В чем тут экономия? Кроме этого этот роутер еще нужно таскать с собой и следить, чтоб он был заряжен. Роутер раздает сигнал от сотового оператора и если сигнал плохой, то почему пройдя роутер он станет хорошим?

>Роутер раздает сигнал от сотового оператора и если сигнал плохой, то почему пройдя роутер он станет хорошим?

Например, в этом случае:
Сигнал хорошо принимается только возле окна на даче. А если хочешь сидеть в комнате на диване и сёрфить в Интернете — там скорость будет совсем слабая и сигнал будет периодически теряться. С мобильным роутером его можно положить на подоконник у окна, где хороший сигнал, а со смартфоном/планшетом/ноутбуком сидеть в комнате на диване, куда от роутера сигнал нормально доходит, а от сотового оператора уже плохо.

7 причин, почему беспроводное электричество и мощные беспроводные зарядки останутся в научной фантастике

В закладки

Беспроводные зарядки удобны: бросил гаджет на подставку, и ничего подключать не надо. А как здорово было бы использовать их для подзарядки электроавтомобилей!

И почему эти странные ученые до сих пор не могут воспроизвести технологию великого Тесла? Странные они, сто лет работают и результата нет.

Именно так думает почти каждый, кто задумывается современных технологиях передачи электричества. Ведь без проводов быстрее, удобней и надежнее (наверно).

На практике передача малых токов без проводов легко осуществима на малых расстояниях. Но как только требуется высокий ток, повышенная мощность работы или большое расстояние трансляции — начинаются серьезные проблемы, связанные с простейшими физическими законами.

А есть и другие трудноразрешимые задачи.

Никола Тесла — великий учитель и великий обманщик

Большая часть мифов, связанных с беспроводной передачей электричества, досталась человечеству от конспирологов и «переваренных» ими многочисленных мифов о великом сербско-американском изобретателе.

Ещё в начале двадцатого века он экспериментами в Колорадо-Спрингс показал возможность передачи электромагнитного поля на удалении, когда ему удалось зажечь лампочку на расстоянии свыше трёх километров.

Как ему это удалось? Официального ответа на этот вопрос нет, поскольку методика эксперимента осталась в тайне. А известные записи рассказывают совсем о другом.

Зато есть законы физики и впечатления очевидцев, которые говорят о невероятной мощности передатчика (по меркам времени, конечно): потрачено было намного больше энергии, чем нужно какой-то лампочке.

А поскольку цифр нет, данных нет — не миф ли это, как и многие другие его разработки? Тесла оказался величайшим мистификатором своего времени, а раскрыть это во всей красе позволяют современные «достижения».

Сегодня его труды пытаются повторить с помощью инвестиций новозеландской энергетической компании Powerco силами местного стартапа Emrod.

Согласно официальной информации, проект Emrod предусматривает беспроводную передачу энергии между приёмником и передатчиком на расстоянии прямой видимости, а это, на самом деле, могут быть десятки километров.

Созданный прототип на данный момент проходит лабораторные испытания, а затем начнутся и полевые, в которых планируется передавать ток мощностью до 2 кВт.

Заявлено, что за счёт новых радиопоглощающих материалов КПД приёмной (выпрямляющей) антенны доведён до 100%, а КПД передающей системы приближается к 70 %.

И тут-то они попались: ничто не может иметь КПД в 100%. Законы сохранения энергии и принцип причинности никто не отменял: передающаяся волна не может полностью преобразовываться в необходимый тип энергии.

В случае с электричеством и реальными инженерными устройствами все совсем печально.

1. Беспроводные зарядки имеют низкое КПД

Сегодня существует три основных варианта мощности беспроводных Qi-зарядок: 5 Вт, 7,5 Вт, 10 Вт. Для сравнения, самые распространенные проводные — 5 Вт, 10 Вт и 18 Вт.

Коэффициент полезного действия проводных блоков питания, преобразующих переменный ток в постоянный с заданными параметрами, балансирует в пределах от 50 до 85%. Остальное выделяется теплом и выражается нагревом элементов электроцепи.

Минимальным условием для работы Qi хотя бы с 5 Вт — зарядное устройство на 10 Вт. Иначе ничего не выйдет, зарядка не заработает.

При этом для работы Qi с мощностью 10 Вт необходим блок питания с поддержкой QC 3.0 на 18 Вт или мощнее (чаще предлагается использовать PD на 24 Вт).

КПД преобразования составляет всего 55%.

Сама передача от зарядки к устройству тоже является источником потерь: телефон в среднем принимает 4,2 Вт из 5Вт (КПД 85%) и 9,1Вт из 10Вт (КПД около 90%).

Из 18 Вт сделать 9,1 Вт с КПД 50% — это теперь называется «зеленая экономичная энергетика»?

Неужели нет более удачных технологий? Есть. Теоретически проблема проста: повышаем напряжение, уменьшаем ток, снижаем потери.

Только в электронике аккумулятор на 4,35 В, поэтому придётся оснащать смартфон понижающим преобразователем. Который должен быть рассчитан

• на конкретные параметры зарядки
• с запасом по напряжению
• и обладать большими потерями из-за преобразования и особенностей использованных для него транзисторов

Высокомощные беспроводные интерфейсы, активно продвигаемые Xiaomi и другими китайскими брендами предлагают более высокие токи.

За счет этого, а так же дорогой электроники (и специфичного распределения себестоимости) им удаётся достичь КПД до 55-70%.

Однако им требуются высокомощные Power Delivery источники тока с мощностью 65 Вт и выше, которые сами по себе имеют достаточно высокие потери.

Поэтому чаще всего производители комплектуют Qi-зарядку собственным блоком питания. В итоге общая стоимость аксессуара на свободном рынке может достигать 20-40% от стоимости самого гаджета. Отдельно ничего не купить. Так зачем, если скорее всего с новым смартфоном придётся покупать более мощное устройство?

2. Тепловые потери никто не отменял

Второй проблемой являются уже упомянутые выше тепловые потери: энергия, которая теряется в процессе преобразования электрического тока из переменного в постоянный и при передаче его на расстояние, превращается в тепловую.

Происходит нагрев. Преимущественно самого зарядного устройства, а за счет этого — и заряжаемых гаджетов.

Для обычного LiPo-аккумулятора потери даже при обычной зарядке составляют не менее 15-20%. Добавляем потери выше, характерные для беспроводной передачи — получаем очень много тепла.

Все это куда-то нужно направить и рассеять в пространстве: LiPo батареи очень боятся любого нагрева — часто достаточно 100 градусов для маленького пожара.

Ещё одна проблема кроется в устройстве беспроводной зарядке. Что это? Набор электромагнитных катушек с парой чипов, которые передают поле в такие же катушки заряжаемому гаджету.

Плохое позиционирование и разные размеры катушек увеличивают потери и нагрев, снижая скорость зарядки.

Иногда это пытаются решать магнитами (MagSafe), иногда — перемещаемыми катушками или увеличением их числа, иногда — просто отключая процесс при нагреве. Результаты неплохие, но только для малых токов.

Увеличиваем мощность передачи — получаем кратное увеличение потерь. Фактически, даже 65 Вт без точного позиционирования можно рассматривать в виде маленького пожара.

Стоит ли рисковать или оставить технологию в виде прототипа на тот момент, когда люди привыкнут использовать беспроводные зарядки?

3. Беспроводное электричество взаимодействует с металлом

На самом деле существующие зарядки чуть сложнее, чем просто набор катушек: есть ещё несколько уровней защиты на уровне протокола (да-да, зарядник и гаджет общаются между собой) и схемотехники.

Один из уровней блокирует включение зарядки при попадании металлического предмета на электромагнитный передатчик.

Оказавшись над передающей индукционной катушкой, металл неизбежно начнёт нагреваться. Например, нескольких минут хватит, чтобы та же скрепка раскалилась и начала плавить пластик.

В MagSafe и автомобильных держателях магниты и их ответные металлические части лежат в стороне от катушки, поэтому взаимодействия нет.

В более сложных системах сначала нужно отладить очень точное позиционирование. Для автомобиля, дрона или розетки такое маловероятно.

Теоретически, можно подобрать частоту передачи, при которой взаимодействие будет минимальным (потребуются хитрые катушки).

Прототип решения существует и много лет тестируется. Но до серии ещё не дошло, и вряд ли это произойдёт в обозримом будущем: стоимость высокая, сложность изготовления и работы повышена.

Ко всему прочему, процесс зарядки более нестабилен.

4. Вред электромагнитного излучения не доказан. И не опровергнут

Это самый интересный вопрос, на который есть конкретный ответ только с определенными устройствами и границами. Безусловно, Qi-зарядки для гаджетов совершенно безопасны.

Даже самые мощные экземпляры, доступные для покупки в рознице, работоспособны только на малом расстоянии: мощность излучения не должна превышать 50 мВт/см2 на расстоянии 20 см от зарядки.

Правда, есть тонкость: расстояние и мощность на нём лимитировано правилами Комиссий по связи (разных стран). Поскольку предположения о возможном вреде существуют, но однозначно не установлены.

Дальше излучение практически не проникает ввиду своих свойств: электромагнитное излучение катушки с током распространяется кольцеобразно, образуя замкнутый контур.

Направленное излучение требует других частот, других мощностей, других типов излучения. Вред которых, кстати, чуть более изучен.

Маломощные радиопередающие устройства, в частности, мобильные телефоны, не оказывают влияния на организм человек: эксперименты показывают отсутствие негативного влияния на организм человека.

Облучение высокомощных станций, например, радиолокаторов и базовых станций, на определенных частотах вредно в непосредственной близости от источника и может вызывать недомогания. В остальном подтвержденной информации нет.

Что будет, если значительно увеличить мощность Qi-подобной зарядки? Очевидно, все зависит от конкретных параметров тока: силы, напряжения и частоты.

Их правильный подбор осуществить можно, но из-за человеческой глупости всегда можно получить внештатную ситуацию.

А вот излюбленный гиками «метод передачи тока Теслы» прекрасно выбивает автоматы, портит технику: резонанс частоты неизбежен.

Впрочем, и тут нужно только правильно подобрать параметры для исключения взаимодействия. И надеяться, что неподходящая под новый стандарт техника не окажется между зарядкой и заряжаемым устройством.

5. Чем больше источников тока, тем менее предсказуемы последствия

Наконец, ещё одна нерешенная физическая проблема: суперпозиция электромагнитных полей. Чем больше зарядных устройств и их мощность, тем дальше и больше распространяются их волны.

В какой-то момент они начнут взаимодействовать. Это не кажется проблемой, на первый взгляд.

Ровно до тех пор, пока кто-нибудь не решит поставить пару зарядок рядом, сместив вектор распространения на что-то чувствительное к электромагнитному полю.

Этим «чем-то» может быть устройство связи, кардиостимулятор, станция связи и любое другое электронное устройство.

Проблема не в том, что оно попадёт под действие одного источника — теоретически, даже мощные беспроводные зарядки можно спроектировать так, чтобы не мешать электронике.

Но при наложении волн друг на друга получится неизвестная величина, которую сложно предсказать. Нужен ли такой риск?

Кстати, судя по слухам именно это «убило» беспроводную зарядку AirPower от Apple, которая могла нести 32 катушки (слаботочных!).

«Со временем эти гармоники суммируются и в воздухе появляются очень мощные сигналы, — поясняет — А это может представлять сложность — к примеру, такое излучение может остановить чей-нибудь кардиостимулятор, если будет достаточно мощным. Или замкнуть чей-нибудь слуховой аппарат».

Уильям Лампкинс, технический вице-президент O & S Services

Если от аппарата Apple гармоники разлетались во все стороны, возможно, AirPower не смог пройти тесты регуляторов США или ЕС.

6. Для каждого устройства нужна своя зарядка

Та же проблема с позиционированием электромагнитных катушек в итоге ведёт к следующей — отсутствие единого стандарта в отрасли.

Компании договорились использовать слаботочную Qi-технологию и унифицировали устройства. Но то Samsung, то Xiaomi выпускают модели, которые не работают с чужими зарядками на полной скорости.

Высокомощная беспроводная зарядка Xiaomi, представленная пару месяцев назад, работает только при точном попадании на базу.

И заряжает быстро батарею только до 50%, снижая мощность в последствии с 80 до 20 Вт. Причем, даже на максимальной «скорости» эффективность составляет только 65 Вт.

Эта зарядка не работает «на пониженных оборотах» с другими смартфонами — катушки имеют другой размер. По той же причине стандартные Qi-зарядки «раскачиваются» с соответствующим Mi 11 Ultra только до 10 Вт.

Нужен единый стандарт процесса, иначе инфраструктура будет работать только для одного производителя.

Даже в отношении смартфонов пользователю это не выгодно. А что говорить об автомобилях?

Особенно когда существующие прототипы от Momentum Dynamic обещают невероятные невозможные 100% КПД?

7. Придётся модернизировать энергоснабжение всего мира

Наконец, существует ещё одна причина, о которой любят вспоминать только противники электромобилей. Существующий мир уже опутан проводами определенного сечения, разработанными электросетями и обустроенными электростанциями.

Любое резкое повышение потребления электроэнергии требует серьезной модернизации.

В российских новостройках промышленных городов это почти незаметно. Но представьте: в Лондоне ещё существуют дома с «пробками», запитанные от тонких линий вековой давности. Сохранились целые улицы, запитанные при личном участие Вестингауза в начале прошлого века.

А тут предлагается не просто использовать повсеместно электричество, но делать это с низким КПД, огромными тепловыми потерями.

Большинство городов к этому не готово. Потому что беспроводную зарядку все равно нужно чем-то питать — и эту линию придётся сделать ОЧЕНЬ толстой, увеличив и выработку энергии.

То есть потребуется на 50% больше ветряков, солнечных панелей — или ещё одна ТЭЦ, поскольку они плохо масштабируются.

Но ведь прототипы уже существуют? Прогресс не остановить!

Как ни странно, в странах, где актуален научный подход и правит сухой математический анализ, отношение к «зеленому электричеству» и его беспроводной передаче своеобразное.

Так, министерство промышленности и информационных технологий Китая вынесло некоторое время назад на обсуждение «Временное постановление о радиоуправлении устройств беспроводной зарядки (передачи энергии)».

В нем предлагается с 1 января 2022 года запретить производство, импорт, продажу и использование беспроводных зарядных устройств мощностью более 50 Вт. Вероятно, документ уже вступил в действие.

Несмотря на обилие стартапов, обещающих дешёвую технологию передачи электричества без проводов на расстоянии, реальный продукт не выпускает никто.

Стоит задуматься, ведь первые рабочие прототипы беспилотников, снабжаемых питанием с земли лазерным лучом были успешно испытаны в 2007-2009 годах.

Тем более, что вопросов к эксплуатации этой технологии не меньше, чем к Николе Тесла.

Одно пока можно сказать с уверенностью: когда решатся все существующие НО, мир ждёт новая техническая революция. И это будет совсем другой мир.

В закладки

Удобна ли беспроводная зарядка?

Начиная с iPhone 8, Apple стала внедрять в свои устройства беспроводную зарядку по открытому стандарту Qi (правильно читается как «Ци»). Большие компании, вроде IKEA, и мелкие фирмы начали производить как отдельные зарядки, так и другие устройства (настольные лампы, например) с возможностью подзарядить телефон. Даже Apple хотела выпустить свою зарядку AirPower, но что-то пошло не так.

Беспроводная зарядка — будущее или маркетинговый ход?

Так действительно беспроводная зарядка хороша и удобна, и нам просто обязательно необходимо на неё перейти? Или это просто очередной маркетинговый ход, направленный на дополнительную прибыль компаний-производителей устройств? Давайте посмотрим.

Статья содержит субъективное мнение автора, приправленное оценочными суждениями, всеми видами иронии, сарказмом, гиперболами, метафорами и специфическим юмором. Если вы не готовы к такому, почитайте лучше статью о том, что такое Dolby Atmos и зачем он в iPhone. И обязательно оставьте комментарий. Помните, что каждый комментарий на AppleInsider.ru продлевает запас аккумулятора iPhone на 20 минут.

Зачем вам беспроводная зарядка? Во-первых, это красиво

Плюсы беспроводной зарядки

• Удобство и эстетика. Главный плюс, ради которого все и покупают пачки беспроводных зарядок — это удобство. Не надо никакие провода постоянно вставлять в разъём. Особенно это раздражает в машине, когда на ходу нужно попасть в разъём. Ещё и кабель этот постоянно валяется. То ли дело беспроводная. Пришёл на работу или домой, кинул телефон на подставку — зарядка пошла.

Беспроводные зарядки должны были уравнять iPhone и Android хоть в чём-то

• Совместимость. Второй жирный плюс, который обрадовал всех пользователей смартфонов. Больше нет проблем с зарядкой смартфона в общественных местах — Qi-зарядка универсальна и подходит для любых смартфонов. Lightning у вас в смартфоне или USB-С — вообще всё равно. Кидаете свой Xiaomi Mi 8 SE или iPhone 11 Pro Max на специальный коврик в кафе — и заряжаете телефон, пока «подзаряжаетесь» сами. Больше не нужно просить у официантов зарядный кабель или таскать свой.

Читайте далее: #Главред: Зачем мне беспроводная зарядка для iPhone

Минусы беспроводной зарядки

• Низкая скорость зарядки. Беспроводная зарядка «насыщает» энергией аккумулятор вашего смартфона значительно медленнее, чем проводное соединение. Тут дело в низком КПД самого способа передачи энергии и малой мощности устройства. У беспроводной зарядки коэффициент полезного действия около 80%, когда у проводной 95-98%. Сделать зарядку мощнее, чем проводную, невозможно из-за опасности сильного электромагнитного излучения для здоровья человека. Кроме того, тогда в зарядке пришлось бы разместить мощный трансформатор. Не самое изящное решение. Единственный вариант хоть как-то ускорить процесс — использовать зарядный адаптер мощнее, например, от iPad. Со стандартным от iPhone ваш смартфон будет заряжаться целую вечность.

В некоторых вещах от IKEA есть встроенная беспроводная зарядка

• Неудобство в некоторых случаях. Не всегда удобно пользоваться устройством одновременно с беспроводной зарядкой. Держать телефон в руках при наборе текста точно не получится. Ответить на звонок без наушников или громкой связи тоже нельзя. Положили iPhone на зарядку в шикарной Audi Q8 мужа (или жены) — всё, больше никакого листания блога Hi-News.ru на Яндекс.Дзен. Читать, конечно, можно. Но не откинувшись в кресле, а согнувшись над подлокотником, где эта зарядка находится.

Как должна была выглядеть AirPower. Но не получилось

• Перегрев устройства. Физика процесса при беспроводной зарядке такова, что в это время телефон греется существенно больше. Особенно если вы при этом будете им пользоваться. Сгореть он, конечно, не сгорит. Но нежными пальцами брать в руки будет некомфортно. Эксперты говорят, что как раз по этом причине Apple отказалась от выпуска своей AirPower. В компании так и не смогли совместить своё представление о внешнем виде устройства с безопасностью его использования.
• Возможны ошибки при зарядке. Одна из самых частых претензий к беспроводным зарядкам — необходимость точно совместить катушки индуктивности в устройствах. Чуть промазали — и зарядка прекратилась. Если оставили телефон заряжаться на ночь, то с утра вполне можете увидеть, что он не зарядился. То ли он чуть выскользнул из нужной зоны из-за вибрации телефона от сообщений, то ли с самой «базой» что-то случилось, но зарядка прекратилась через полчаса после начала. С кабелем такое не произойдёт, если он исправен.

Не все чехлы смогут работать с беспроводной зарядкой

• Несовместимость с некоторыми чехлами. Для беспроводной зарядки необходимо минимизировать расстояние между катушками индуктивности смартфона и «базы», между ними желательно нахождение минимума преград.

Как выглядит индукционная катушка в iPhone

• Больше никаких алюминиевых iPhone. И вот это обидно. Беспроводная зарядка забрала у нас алюминиевый корпус iPhone. В 2016 году на заводе Foxconn прошли испытания беспроводных зарядок для iPhone. Выяснилось, что алюминиевый корпус вызывает помехи и делает процесс заряжки крайне настабильным.

AirPods с беспроводной зарядкой стоят на 3500 рублей дороже обычных. Стоит ли оно того?

Читайте далее: Беспроводная зарядка, Smart Battery Case, AirPower – как зарядить iPhone в 2019 году?

Стоимость.Чтобы оснастить свою жизнь беспроводными зарядками, потребуется выложить кругленькую сумму. Минимум две настольные подставки: домой и на работу, зарядка в машину, если нет встроенной. Не забудьте про мощные адаптеры питания, одноамперный точно не подойдёт. Вот и набежало уже 5000-10000 рублей. И ведь вы хотите AirPods с беспроводной зарядкой? Доплатите ещё 3500 рублей.

Беспроводная зарядка, конечно, технически интересная вещь. Не зря в своё время Никола Тесла потратил столько времени на изучение способов беспроводной передачи электричества. Хотя для меня минусы беспроводной зарядки перевешивают плюсы, и подставка от Belkin лежит без дела.

А какие у вас впечатления от беспроводной зарядки? Поделитесь с нами в Telegram-чате AppleInsider.ru.

Больше минусов, чем плюсов. Стоит ли использовать беспроводную зарядку

Эксперты рассказали о недостатках беспроводной зарядки

Производители смартфонов все чаще внедряют в свои гаджеты поддержку беспроводной зарядки, однако она имеет ряд значительных недостатков, например, увеличенное время подзарядки и нагрев устройства. К чему еще следует быть готовым при использовании этой технологии — в материале «Газеты.Ru».

Скорость зарядки

Прежде всего, беспроводной способ подзарядки аккумулятора сильно уступает по скорости проводному.

В среднем по сравнению с использованием кабелей беспроводная зарядка занимает на 30-80% больше времени для полной зарядки устройства.

«Большинство смартфонов с возможностью беспроводной зарядки имеют индукционную катушку стандарта Qi с мощностью 5 Вт. Разумеется, существуют и более мощные зарядки, но при использовании такого стандарта производители гаджетов экономят на лицензионных отчислениях. Скорость при такой зарядке крайне низкая», – рассказал «Газете.Ru» модератор официального сообщества Honor в России Антон Шамарин.

Редактор направлений гаджеты и ПК «Ситилинк Журнала» Михаил Гаглоев также отметил, что основной минус технологии беспроводной зарядки – низкий КПД.

«Более низкая эффективность означает, более медленную скорость. Впрочем, самые продвинутые модели смартфонов и зарядных подставок сейчас поддерживают беспроводную зарядку на мощности 50-60 Вт. До самых производительных «классических» адаптеров питания, которые выдают до 120 Вт все еще далеко, но уже вполне достаточно чтобы реализовать сценарий подзарядки «на ходу»,— рассказал Гаглоев.

Перегрев

Процесс беспроводной зарядки гаджета сильно нагревает телефон, что в свою очередь, плохо сказывается на аккумуляторе.

«Технология беспроводной зарядки основывается на явлении электромагнитной индукции. Данный способ передачи электроэнергии предполагает больший нагрев устройства, нежели при зарядке от кабеля. Как известно, это негативно сказывается на аккумуляторе, что в перспективе грозит уменьшением его срока службы. Наличие чехла на гаджете также ухудшает охлаждение нагретого устройства», — объяснил Шамарин.

Беспроводные зарядки достаточно сильно нагреваются во время работы, а значит нагревают и заряжающееся устройство, отметил Гаглоев.

«Для решения этой проблемы в конструкции зарядных станций часто используют охлаждающие вентиляторы, а встроенные контроллеры осуществляют постоянный мониторинг температуры и прекращают процесс при достижении опасных значений», — пояснил собеседник «Газеты.Ru».

Неудобный формат

Беспроводная зарядка предполагает, что телефон будет лежать неподвижно на верхней части зарядной площадки.

Если пользователь положил телефон неровно или его что-то сместило, то заряжаться гаджет не будет.

«Для лучшей зарядки смартфон должен быть расположен таким образом, чтобы индукционные катушки заряжаемого гаджета и беспроводной зарядки находились друг над другом. Если смартфон положили на зарядку не идеально, то скорость зарядки может увеличиться. Он также может сдвинуться с места от продолжительной вибрации, и зарядка вовсе прекратится», — считает Шамарин.

Таким образом, использование телефона и одновременная беспроводная зарядка невозможны, что особенно неудобно, если пользователь находится не дома, а где-либо в общественном месте, и срочно нуждается в восполнении аккумулятора.

Недешевое удовольствие

Чтобы опробовать беспроводную зарядку, пользователю нужно купить площадку для нее. В среднем комплект для зарядки iPhone, AirPods и Apple Watch стоит около 3 тыс. рублей. Если вы хотите приобрести оригинальную зарядку MagSafe, то вам придется доплатить за нее 4 тыс., двойная станция стоит 13 тыс. руб.

Зарядка для Android-смартфонов стоит в районе 1-2 тыс. рублей, фирменная беспроводная станция зарядки от Samsung может обойтись в 4 тыс. руб. Что же касается проводной зарядки, то подходящий адаптер питания и кабель зачастую входит в комплект нового смартфона и не требует дополнительных вложений.