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Estándar de carga inalámbrica Qi

 Estándar de carga inalámbrica Qi

Qi, pronunciado chee, se ha convertido en el estándar aceptado para la carga inalámbrica.

Para proporcionar interoperabilidad, un requisito clave para la carga inalámbrica, era necesario desarrollar un estándar que pudiera ser adoptado por los principales fabricantes. De esta manera, el estándar de carga Qi permite utilizar un cargador para dispositivos de muchos fabricantes diferentes y, de esta manera, convertirse en un enfoque aceptado. Si se necesitaran diferentes cargadores, esto requeriría muchos cargadores diferentes para diferentes dispositivos y generaría confusión en el mercado.

En consecuencia, el estándar de carga inalámbrica Qi se ha convertido en la solución aceptada.

El nombre Qi proviene de la filosofía asiática, donde significa "energía vital" que se relaciona con la carga inalámbrica, que puede verse como un flujo de energía intangible.

Consorcio de energía inalámbrica

Para poder proporcionar un estándar para la tecnología de carga inalámbrica de baterías, se creó un grupo industrial llamado Wireless Power Consortium.

El Wireless Power Consortium celebró su primera reunión en Hong Kong en diciembre de 2008. Desde sus inicios, su membresía ha crecido de las ocho empresas iniciales a más de 100.

En agosto de 2009, el Wireless Power Consortium publicó la especificación de baja potencia Qi y, solo un mes después, se certificó el primer producto.

Bajo los auspicios del Wireless Power Consortium, la importancia de la energía inalámbrica ha crecido y más empresas se toman en serio la tecnología. Los primeros productos que utilizaron energía inalámbrica para cargar la batería requirieron la adición de una funda adicional. Sin embargo, el primer producto con receptores Qi integrados para la carga inalámbrica de baterías se anunció en marzo de 2011.

Conceptos básicos del estándar de carga inalámbrica Qi.

El estándar Qi ha sido desarrollado por Wireless Power Consortium y es aplicable para la transferencia de energía eléctrica a distancias de hasta 40 milímetros (1,6 pulgadas).

El estándar de carga inalámbrica Qi utiliza una plataforma de transmisión de energía similar al cargador que se usaría en un sistema cableado normal y un receptor de energía inalámbrico compatible que se encuentra en el dispositivo que se cargará. A continuación, la transferencia de energía se realiza mediante inducción magnética.

La forma en que se logra la carga de energía inalámbrica cumple con el estándar y permite utilizar un solo cargador inalámbrico Qi de cualquier proveedor para cargar cualquier dispositivo compatible con Qi. Como la mayoría de los sistemas de carga inalámbrica ahora cumplen con este estándar, significa que solo se requiere una almohadilla de carga para cargar todos los dispositivos.

Hay dos categorías de cargadores inalámbricos Qi:

  • Baja potencia: La categoría de baja potencia cubre los cargadores que pueden entregar potencia en el rango de 0 a 5 vatios. Esto cubrirá la mayoría de los dispositivos portátiles domésticos como teléfonos móviles, reproductores de música, auriculares Bluetooth, etc.
  • Potencia media: Los cargadores en la categoría de potencia media pueden entregar una potencia de hasta 120 vatios.

Dentro de cualquier sistema de carga inalámbrica Qi, hay dos elementos principales:

  • Estaciones base: La estación base Qi es el dispositivo que proporciona energía inductiva para la transmisión inalámbrica. Como tal, contiene un transmisor de potencia cuyo elemento principal es la bobina transmisora. El cargador Qi general suele tener una superficie plana. Normalmente se denomina Superficie de interfaz. El dispositivo o dispositivos móviles pueden colocarse sobre esta superficie.
  • Dispositivos móviles: Los dispositivos móviles Qi son aquellos que consumen la energía transmitida de forma inalámbrica. Por lo general, se usa para cargar la batería contenida en el dispositivo móvil.

Para mantener la eficiencia lo más alta posible, es necesario asegurarse de que el acoplamiento entre las bobinas de transmisión y recepción sea lo más alto posible. Para lograr esto, el dispositivo móvil debe colocarse en la posición en la que se pueda lograr. El estándar Qi define dos formas de lograr esto:

  • Posicionamiento guiado: Esta forma de colocación en un cargador Qi implica el uso de medios para guiar al usuario a colocar el móvil en el lugar correcto en la estación base Qi para cargar.
  • Colocación en cualquier lugar: La segunda forma de colocación del cargador Qi no requiere que el usuario coloque con precisión el dispositivo móvil en un área particular de la superficie de carga. En cambio, se puede utilizar un área más amplia. Esto se puede lograr utilizando más de una bobina transmisora.

La frecuencia utilizada para los cargadores Qi se encuentra entre 110 y 205 kHz para los cargadores Qi de baja potencia de hasta 5 vatios y 80-300 kHz para los cargadores Qi de potencia media.


Protocolo de datos Qi

El estándar de energía inalámbrica Qi incluye la capacidad para la estación base y el dispositivo móvil usando un sistema de transmisión de datos limitado. Esto permite que la estación base y la carga se comuniquen para proporcionar información sobre el estado de carga y similares. De esta manera, el dispositivo móvil puede informar a la estación base cuando está cargada, etc. De esta manera la estación base puede adaptar su salida para satisfacer las necesidades del dispositivo móvil y eliminando la transmisión de energía el dispositivo móvil está completamente cargado.

En funcionamiento, la detección inicial se produce como resultado de la detección de un cambio en la capacitancia o resonancia de la bobina del transmisor. Una vez que se ha detectado un objeto, la estación base valida el dispositivo colocado en él para la compatibilidad de carga Qi. La estación base envía una cadena de datos de 8 bits. El dispositivo móvil receptor tiene que responder y proporcionar la intensidad de la señal. Luego, la estación base envía múltiples pings digitales para proporcionar información sobre el posicionamiento óptimo del dispositivo móvil. Solo cuando se haya validado el dispositivo y se haya pasado la información, comenzará la carga. Durante el proceso de carga de Qi, el dispositivo móvil envía paquetes de datos de control para ajustar el nivel de potencia y finalmente finalizar la carga.

El protocolo de comunicación de datos del cargador Qi se define para garantizar que todos los dispositivos puedan comunicarse correctamente.


Formato de datos estándar Qi
Capacidad QiDetalles
Velocidad de datos2 kbps
Codificación de bitsBifásico
Codificación de bytesBit de inicio; Datos de 8 bits; bit de paridad; detener un poco
Estructura del paquete• Preámbulo (> = 11 bits)
• Encabezado (1 byte)
• Mensaje (1 a 27 bytes)
Un mensaje completo por paquete
Carga útil para el control
• Suma de comprobación (1 byte)

Detección de objetos extraños Qi

Uno de los problemas que podrían surgir con un sistema de carga inalámbrico es que se coloque un objeto metálico extraño sobre o cerca del cargador Qi. Cuando esto ocurre, el cargador puede inducir el flujo de corrientes en el objeto, dependiendo de su ubicación y del acoplamiento magnético, y como resultado, el objeto puede calentarse excesivamente. Esto podría representar un peligro, especialmente en un entorno doméstico.

Para evitar que esto ocurra, la estación base o el cargador pueden detectar la presencia de estos objetos y cortar la acción de carga para garantizar que solo los dispositivos móviles Qi adecuados estén acoplados al campo de inducción magnética y reciban energía.

Versiones de especificación Qi

Para cumplir con los requisitos más recientes, el estándar Qi se ha actualizado para cubrir nuevas áreas y mejorar otras. La siguiente tabla ofrece un resumen de algunos de los aspectos más destacados de las distintas versiones estándar de Qi.


Versiones estándar Qi
Versión QiDetalles
Versión 1.0• Nivel de potencia del transmisor Qi 5 Watts.
• Los diseños de transmisores incluyen: transmisor de bobina simple, transmisor de matriz de bobina y transmisor de bobina móvil.
• Variedad de receptores Qi
• Flexibilidad limitada en los diseños de transmisores Qi
Versión 1.1• Mayor flexibilidad en el diseño del transmisor Qi: 12 especificaciones de transmisor diferentes disponibles.
• "Detección de objetos extraños" mejorada. Esta es una característica importante porque evita el calentamiento de objetos metálicos en la vecindad de un transmisor activo.
• Posibilidad de un transmisor Qi alimentado a través de un puerto USB.

Problemas con Qi

Aunque el estándar Qi ha sido la forma de carga inalámbrica que se ha convertido en el estándar preferido, no está exento de problemas:

  • Se requiere una alineación precisa: Se requiere una alineación correcta del dispositivo bajo carga y el cargador. A menudo, los usuarios colocan elementos para cargar en el cargador, pero descubren que no se ha cargado porque no se ha alineado con la suficiente precisión. Esta es una de las quejas que muchos usuarios han reportado, pero a la que se han acostumbrado.
  • Interferencia y EMI: Aunque se puede hacer que los dispositivos funcionen dentro de los requisitos para la aceptación de EMI, esto no es fácil y también los objetos metálicos cerca de las bobinas de carga pueden causar efectos inusuales con EMI. Además, la carga puede tener efectos sobre objetos cercanos.

El estándar Qi se ha convertido en la única solución de carga inalámbrica real y se ha incorporado en muchos teléfonos nuevos, especialmente en los de gama alta. Los cargadores se pueden comprar por separado y también se encuentran integrados en muchos automóviles nuevos.

Ver el vídeo: Análisis de batería externa con carga inalámbrica QI (Octubre 2020).