Meerdere spoelen voor Qi

Zo werkt Qi, de standaard voor draadloos opladen in de nieuwe iPhones

Lees alles over Qi, de standaard voor draadloos opladen die in de nieuwste iPhones wordt gebruikt. Hoe werkt het opladen precies en waarom gaat het trager dan via een kabeltje?

De Qi-technologie zorgt ervoor dat de iPhone 8 en iPhone X geschikt zijn voor draadloos opladen. Maar hoe werkt het Qi eigenlijk en waarom komt het zo moeizaam op gang?

iPhone spoel voor Qi-laden

Wat is de Qi-standaard?

Android-toestellen zoals de Nexus 5, LG G-serie en de Samsung Galaxy kunnen al draadloos opladen. Vanaf 2017 is het ook mogelijk bij de iPhone, maar alleen op de nieuwste modellen (vanaf iPhone 8). Qi is een standaard voor draadloos opladen, opgesteld door het Wireless Power Consortium (WPC). Dit is een organisatie waar Apple in 2017 lid van is geworden.

Qi werd al in 2008 uitgebracht en in 2016 waren er al bijna 150 smartphones, tablets en andere apparaten die er geschikt voor waren. Toch wordt het nog relatief weinig gebruikt voor smartphones. De meeste mensen laden hun toestel op via een kabeltje.

Apple’s steun zou ervoor kunnen zorgen dat Qi definitief doorbreekt, waardoor we over een tijdje over draadloze opladers zullen zien. Qi is één van de standaarden voor draadloos opladen; een andere is PMA van de Power Matters Alliance (PMA).

Hoe werkt Qi?

Bij Qi is sprake van inductieladen. Daarvoor is nog steeds een stroomkabel nodig, omdat het basisstation verbonden moet zijn met het stopcontact. Helemaal draadloos is het dus niet. Dat er toch gesproken wordt over draadloos opladen heeft ermee te maken dat je geen kabel meer op de smartphone hoeft aan te sluiten.

Het basisstation komt alleen in actie als er een geschikt toestel op wordt gelegd. Daarbij stuurt het basisstation van tijd tot tijd een testsignaal, om te controleren of er een Qi-geschikt toestel aanwezig is. De smartphone geeft hierbij een melding terug om aan te geven wat de signaalsterkte is.

Spoel voor inductieladen

Daarna kan het draadloos opladen beginnen. Zowel het basisstation als de smartphone beschikken over een spoel van metaaldraden. Dat was al zo bij de Apple Watch, zoals je op onderstaande foto kunt zien. In de schijfvormige oplader van de Apple Watch zit een bundel metaaldraadjes verstopt.

spoel voor draadloos opladen Apple Watch

Het systeem bestaat uit een zender (het basisstation) en de ontvanger (de smartphone). De spoel van de zender genereert een elektromagnetisch veld, dat stroom opwekt in de spoel van de ontvanger. De ontvanger stuurt een signaal terug om aan te geven welk vermogen is vereist en het basisstation past de output daarop aan. Als de batterij bijna vol is kan de smartphone een signaal sturen dat ervoor zorgt dat het basisstation naar een lager vermogen terugschakelt. Bij de iPhone 8 is dat ook zo: die begint te laden op vol vermogen en zakt daarna langzamerhand terug naar nul, tot de batterij vol is.

Beide apparaten communiceren met een snelheid van maximaal 2 Kbit per seconde. Sneller hoeft niet, omdat er niet zoveel data uitgewisseld hoeft te worden.

Qi op smartphones en andere apparaten

De Oral-B tandenborstels van Braun werken al sinds de jaren negentig met inductieladen. In 2012 bracht Nokia de Lumia 820 en 920 uit met Qi-laden en vlak daarna volgde de Nexus 4 van Google en LG. Gek genoeg ondersteunt de eerste Pixel-telefoon van Google het niet meer. In 2013 volgde de Nexus 5 en in 2014 de Samsung Galaxy S5. BlackBerry bracht in 2015 een telefoon uit die zowel Qi als PMA ondersteunde. Dit geldt ook voor de Galaxy S6 en S6 Edge van Samsung. Maar toch komt draadloos opladen van smartphones maar langzaam op gang.

Nu Apple draadloos opladen met Qi aanbiedt in de iPhone 8, iPhone 8 Plus en iPhone X zou dat wel eens kunnen veranderen. Apple staat erom bekend dat ze nieuwe technologie mainstream kunnen maken, omdat het zo gemakkelijk werkt dat iedereen het snapt.
Wel is er nog een beperking: de eerste draadloze opladers voor de iPhone 8 werken op een oudere Qi-standaard van 7,5 Watt, terwijl een nieuwere Qi-standaard vermogens tot 15 Watt toestaan. Opladers van Samsung kunnen dat al aan. Vermogen zegt niet alles, want opladen op een Qi-lader gaat vaak langzamer dan via een kabel met exact hetzelfde vermogen.

Waarom komt Qi moeizaam op gang?

Qi bestaat al een aantal jaren, maar het komt maar langzaam op gang. Waarom laden de meeste mensen nog steeds op via een kabeltje? Eén van de redenen is dat je speciale opladers nodig hebt, die ook weer geld kosten, terwijl je een oplaadkabeltje al standaard krijgt meegeleverd bij je toestel. Ook speelt mee dat Qi langzamer werkt dan opladen via de kabel, vooral als je toestel snelladen ondersteunt. Verder speelt mee dat er meerdere standaarden zijn. Het Wireless Power Consortium heeft Qi ontwikkeld, terwijl de AirFuel Alliance zich achter de PMA-standaard heeft geschaard. Gelukkig is Qi inmiddels wel de marktleider geworden en lijkt er langzamerhand sprake van één standaard.

Wat ook kan meespelen is dat Apple het nog niet ondersteunde. iPhone-gebruikers staan erom bekend dat ze graag voorop lopen en nieuwe dingen uitproberen, terwijl dat bij gebruikers van andere merken vaak wat langzamer gaat. Toch zal Qi niet snel de kabel overbodig maken.

Qi in de toekomst

Een ontwikkeling die interessant is om naar te kijken, is resonant wireless charging. Dit is een technologie die door Qi wordt ondersteund en die het mogelijk maakt om op grotere afstand te laden. Dit lost het probleem op dat je je iPhone altijd op de juiste plek op de lader moet leggen.

Resonant charging met Qi

Nu is het nog zo dat de spoelen van de zender en ontvanger precies op elkaar moeten liggen, met maar een paar millimeter afstand. Fabrikanten van laders lossen dit op door een kruisje of ander herkenningsteken op de laadmat te zetten, zodat je precies weet waar de spoel zit. Met resonant wireless charging kan de afstand tussen oplaadmat en smartphone wat groter zijn, maar er zit wel een nadeel aan: het is minder efficiënt. Het laden gaat dus trager en er gaat meer energie verloren. Een van de bedrijven die hier het verst mee gevorderd is, is Energous. Er waren ooit geruchten dat Apple met Energous zou samenwerken om draadloos opladen op grote afstand mogelijk te maken.

Meerdere spoelen voor Qi

Er is nog een andere mogelijkheid om het plaatsingsprobleem op te lossen, bijvoorbeeld door drie spoelen over elkaar te leggen. Daardoor is de kans groter dat de spoel van de smartphone vlakbij één van de spoelen in de lader zit. Fabrikanten kunnen ook een basisstation maken waarvan de spoel beweegbaar is, zodat deze precies onder die van de smartphone geplaatst kan worden.

Het mooist zou zijn als je je iPhone alleen maar in de buurt van de oplader hoeft te leggen, maar zover is het nog niet. En daarmee is het probleem van energieverlies ook nog niet opgelost. We willen snel én efficiënt laden en dat kan momenteel alleen goed via een kabeltje (en een USB-C-lader).

iPhones zijn geschikt voor Qi-laden op afstand

Er is goed nieuws voor mensen die een iPhone 8 of iPhone X hebben: ze blijken ook geschikt voor resonant inductieladen, dus op grotere afstand. Er is dan geen direct contact met een oplaadmat nodig. Daardoor komen we een stap dichterbij écht contactloos opladen.

Pi resonant opladen

Er is al een oplader die hiervoor geschikt is, namelijk de Pi. Deze is gemaakt door een startup en levert 10 Watt vermogen. Het mooie is dat je hiermee vier apparaten tegelijk kunt opladen. Voor de meeste smartphones zul je een speciale oplaadhoes nodig hebben, maar de iPhone 8 en X zijn standaard al geschikt hiervoor. Als de toestellen bewegen tijdens het laden, gaat het laadproces wel iets langzamer.

Pi resonant opladen

Het basisstation werkt op een afstand tot zo’n 30 centimeter. Een mogelijk struikelblok is de prijs en de beschikbaarheid. Het accessoire gaat zo’n 200 dollar kosten en hoewel je al een pre-order kan plaatsen, kan de fabrikant nog niet zeggen wanneer de eerste exemplaren worden geleverd.

Suggestie hoe we dit artikel kunnen verbeteren? Laat het ons weten!

Informatie

Laatst bijgewerkt oktober 2017
Devices iPhone 8, iPhone 8 Plus, iPhone X