Giã từ cáp nguồn

Không gian công nghệ<br /> <br /> <br /> <br /> Giaõ töø caùp nguoàn<br />  nGUYỄN LÊ<br /> <br /> T rong thời đại mọi thứ đều "bỏ dây", từ điện thoại, internet,<br /> đến tai nghe, bàn phím... thế nhưng các thiết bị di động<br /> như smartphone hay tablet hiện vẫn không thể rời sợi cáp<br /> nguồn (cáp sạc pin) dài ngày! Điều này thật khó chấp nhận<br /> khi mà kỹ thuật truyền điện không dây đã xuất hiện cách đây<br /> hơn một thế kỷ.<br /> Năm 1899 nhà sáng chế người Nam Tư<br /> Nikola Tesla đã thực hiện thí nghiệm<br /> Kỹ thuật cảm ứng điện từ: xuất hiện Cộng hưởng cảm ứng: để truyền điện<br /> truyền điện “cách không” thắp sáng<br /> đầu tiên trên thị trường là những hệ qua khoảng cách xa hơn mà ít tổn thất<br /> các bóng đèn dùng kỹ thuật hiệu ứng<br /> thống sạc điện không dây, có dạng năng lượng, người ta “chế” thêm tụ<br /> điện từ, và đăng ký sáng chế công<br /> như miếng lót chuột máy tính gọi điện ở hai cuộn dây phát và thu để tạo<br /> nghệ này năm 1902. Từ đó đến nay, các<br /> là tấm sạc, truyền điện qua khoảng thành mạch cộng hưởng. Tần số cộng<br /> nhà khoa học đã phát triển nhiều kỹ<br /> cách chỉ vài cm cho thiết bị đặt trên hưởng được xác định bởi điện dung<br /> thuật truyền điện không dây. Nổi bật<br /> tấm sạc. Tấm sạc lấy điện trực tiếp từ của tụ điện và điện cảm của cuộn dây.<br /> nhất có lẽ là kỹ thuật cộng hưởng cảm<br /> ổ cắm, dòng điện đi qua cuộn dây Nhờ cộng hưởng, cuộn thu dễ “bắt<br /> ứng của nhà khoa học cũng gốc Nam<br /> (cuộn phát) trong tấm sạc tạo nên nhịp” và khuếch đại sóng từ trường do<br /> Tư Marin Soljacic cùng nhóm nghiên<br /> trường điện từ lan truyền qua không cuộn phát tạo ra. Một khi đã "bắt nhịp",<br /> cứu của Học viện Kỹ thuật MIT (Mỹ) với<br /> gian xung quanh, cuộn dây thứ hai luồng điện sẽ được truyền từ cuộn<br /> thí nghiệm thắp sáng bóng đèn 60 W<br /> (cuộn thu) gắn trong thiết bị (điện phát đến cuộn thu. Một cuộn phát có<br /> khoảng cách 2 m vào tháng 6/2007. thoại di động chẳng hạn) cảm ứng thể cấp nguồn (điện) cho nhiều cuộn<br /> điện trường này sinh ra dòng điện để thu (cùng tần số cộng hưởng). Nếu<br /> Cảm ứng sinh điện sạc pin. cuộn thu không cùng tần số cộng<br /> Điện không dây đang bước từ phòng hưởng, không có việc truyền điện.<br /> thí nghiệm ra thị trường. Về cơ bản,<br /> đến nay, gần như tất cả hệ thống điện<br /> không dây đã và đang được phát triển<br /> đều hoạt động dựa trên cùng nguyên<br /> lý như hệ thống ban đầu của Tesla – sử<br /> dụng hiệu ứng Faraday. Hiệu ứng này<br /> như sau: từ trường biến thiên cắt qua<br /> một vòng dây dẫn sẽ sinh ra một điện<br /> áp cảm ứng, nếu vòng dây tạo thành<br /> Hệ thống này có thể cấp nguồn (và<br /> mạch kín thì sẽ có dòng điện cảm ứng.<br /> sạc) cho nhiều thiết bị cùng lúc. Tấm<br /> Đây chính là nguyên lý hoạt động của<br /> sạc có thể thiết kế thông minh chỉ Các hệ thống điện không dây dùng kỹ<br /> các máy biến áp.<br /> phát điện khi có thiết bị phù hợp thuật cộng hưởng cảm ứng hiện chưa<br /> đặt lên nó. Từ trường chỉ làm việc với có trên thị trường nhưng số đơn sáng<br /> cuộn kim loại, nên người dùng không chế liên quan đến kỹ thuật này đang<br /> lo bị "giật" khi đứng giữa tấm sạc và tăng nhanh, tương lai có thể sẽ đánh<br /> thiết bị. Thật ra từ trường do tấm sạc bật các hệ thống dùng kỹ thuật cảm<br /> sinh ra chỉ có tác dụng trong phạm vi ứng điện từ do tính linh động cao hơn.<br /> hẹp, vì vậy thiết bị muốn tiếp nhận<br /> nguồn điện phải đặt thật gần. Về mặt Về lý thuyết, việc truyền điện không dây<br /> kỹ thuật có thể tăng cường độ dòng có thể thực hiện ở khoảng cách xa hơn<br /> điện đi qua cuộn dây phát để tạo ra từ và phạm vi ứng dụng rộng hơn. Khi đó,<br /> Cùng nguyên lý cơ bản nhưng có thể trường mạnh hơn và cho phạm vi tác cần kỹ thuật khác với các kỹ thuật cảm<br /> phân các hệ thống điện không dây động rộng hơn, nhưng vì từ trường ứng ở trên. Như chuyển năng lượng<br /> theo hai loại: cảm ứng điện từ và cộng phát tán mọi hướng nên phần lớn điện thành tia laser, những thí nghiệm<br /> hưởng cảm ứng. năng lượng sẽ bị thất thoát. gần đây cho thấy có thể dùng kỹ thuật<br /> <br /> STinfo .24. SỐ 1 & 2 - 2013<br />  Không gian công nghệ<br /> <br /> <br /> Những tên tuổi lớn trong sáng chế công Phần khúc sáng chế<br /> nghệ sạc không dây cho thiết bị di động các kỹ thuật sạc không dây<br /> <br /> <br /> 16%<br /> Cảm ứng<br /> 47%<br /> Cộng hưởng<br /> 37%<br /> Khác<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Kỹ thuật cảm ứng chiếm gần phân nửa số đơn sáng chế sạc<br /> không dây, tuy nhiên gần đây số đơn sáng chế với kỹ thuật<br /> cộng hưởng tăng nhanh hơn. Mỹ có nhiều sáng chế nhất,<br /> Nguồn: Displaybank, Key Patent Analysis of Mobile chiếm 40%, Hàn quốc đứng thứ hai : 29%.<br /> Wireless Charging Technology, tháng 05/2012 Nguồn: Displaybank, tháng 05/2012<br /> này truyền điện qua khoảng cách hơn<br /> 40 m. Có một số dự án thực hiện truyền<br /> điện qua khoảng cách hàng nghìn mét,<br /> như SHARP (Stationary High Altitude<br /> Relay Platform) của Canada, máy bay<br /> không người lái trong dự án này bay ở<br /> độ cao 21 km và được cấp nguồn (điện)<br /> từ mặt đất qua sóng viba.<br /> lái xe điện có thể đậu xe ở nơi bất kỳ<br /> Có thể một ngày nào đó các lưới điện để sạc. Nhưng tương lai chúng ta cũng<br /> sẽ biến mất, nhưng trước mắt thì chưa. không cần dừng xe để sạc, đầu năm nay<br /> Các kỹ thuật truyền điện không dây các nhà khoa học tại Đại học Stanford<br /> tầm xa chưa đạt được sự chín muồi Hiện tại trên thị trường có bán các tấm đã giới thiệu hệ thống cho phép sạc xe<br /> như kỹ thuật cảm ứng tầm ngắn. sạc và miếng ốp lưng điện thoại cho trong khi chạy.<br /> phép thực hiện sạc không dây. Các điện<br /> Cuộc sống thật dễ chịu khi không cần<br /> Hiện thực không “cắm” thoại mới hơn, như Nokia Lumia 920<br /> dây nguồn để sạc điện cho các thiết bị<br /> (mới ra mắt hồi tháng 9) được tích hợp<br /> Thị trường toàn cầu đã bùng nổ các di động. Những người mang tim nhân<br /> sẵn bộ sạc không dây theo chuẩn Qi.<br /> thiết bị di động. Các nhà sản xuất thiết tạo có lẽ đã mong chờ điều này từ lâu,<br /> bị di động không ai chịu ai nên cáp sạc Thế giới “không cần cắm” không chỉ có bởi hầu hết người mang tim nhân tạo<br /> “trăm hoa đua nở”, gần như mỗi thiết thiết bị di động như điện thoại hay máy đều phải nối dây với pin bên ngoài<br /> bị phải dùng một cáp sạc riêng. Mớ tính (laptop hay tablet). Nhiều người cơ thể, và hơn 40% bị nhiễm trùng từ<br /> cáp sạc vướng víu và việc “cắm sạc” muốn mua chiếc xe điện nhưng e ngại con đường này.<br /> cũng phiền toái với nhiều loại chấu về khoảng đường có thể đi được,<br /> cắm và ổ cắm. Những phiền phức này hay chỗ cắm sạc. Một số công ty<br /> sẽ sớm được giải quyết khi sạc không như WiTricity và Plugless Power<br /> dây trở thành công nghệ then chốt đang phát triển các trạm sạc<br /> của các thiết bị di động thế hệ mới. không dây cho xe điện. WiTricity<br /> Tháng ba năm nay tổ chức Wireless đã cấp phép công nghệ này<br /> Power Consortium đã đưa ra chuẩn Qi cho hãng sản xuất phụ tùng ô<br /> đảm bảo sự tương thích, cho phép các tô Delphi; Qualcomm cũng vừa<br /> thiết bị và tấm sạc của các hãng khác công bố kế hoạch tích hợp bộ<br /> nhau làm việc được với nhau. Hiện có sạc không dây cho xe Renault.<br /> hơn 125 công ty tham gia tổ chức này. Qua các đĩa cộng hưởng người<br /> <br /> STinfo .25. SỐ 1 & 2 - 2013<br />  Không gian công nghệ<br /> <br /> Tháng 9 vừa qua, giáo sư Dự báo doanh thu thị trường thiết bị điện không dây<br /> Ada Poon cùng các cộng<br /> sự tại Đại học Stanfod Wireless Power Revenue by Application, World Markets: 2012 - 2020<br /> công bố đã tìm ra cách<br /> thức truyền điện không $18,000<br /> dây vào cơ thể người để<br /> cấp nguồn cho các bộ $16,000 Thiết bị cho xe điện<br /> phận nhân tạo. $14,000<br /> Thiết bị hạ tầng<br /> Thiết bị công nghiệp<br /> Ở đâu cần nguồn điện, ở $12,000<br /> đó có chỗ cho ứng dụng Thiết bị điện tử tiêu dùng<br /> ($ Millions)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> truyền điện không dây. $10,000 Thiết bị di động<br /> Đến lúc nào đó, điện<br /> “không dây” có thể sẽ $8,000<br /> được “phát” khắp nơi<br /> $6,000<br /> như Wi-Fi hiện nay, khi<br /> đó các thiết bị có thể $4,000<br /> thậm chí không cần pin.<br /> $,2000<br /> Theo Pike Research,<br /> năm 2012, thị trường $-<br /> điện không dây khoảng 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020<br /> trên 4 tỉ USD, chủ yếu<br /> trong cấu trúc hạ tầng và thiết bị di (Source: Pike Research)<br /> động. Dự báo tương lai điện không<br /> dây sẽ phát triển ứng dụng trong<br /> nhiều lĩnh vực khác nhau, tăng<br /> mạnh ứng dụng trong các thiết bị<br /> di động và công nghiệp, doanh thu<br /> dự kiến vượt gấp 3 lần trong 8 năm<br /> tới, 15 tỉ USD vào năm 2020 .<br /> <br /> Mỏng, mạnh và xanh hơn<br /> Điện không dây không những tiện<br /> lợi mà còn dẫn đến nhiều thay đổi<br /> trong thiết kế. Một khi không còn<br /> cần phải cắm nguồn (và cũng không<br /> cần cổng dữ liệu vì đã có thể kết nối<br /> qua Bluetooth hay NFC), thiết bị có<br /> thể được “niêm phong” kín bưng để<br /> không bị thấm nước và chống bụi.<br /> Mỗi năm, có hàng tỷ cáp<br /> Khe cắm nguồn, cổng USB và giắc cắm<br /> nguồn được sản xuất và<br /> âm thanh có tỷ lệ bị sự cố cao nhất so<br /> với bất kỳ thành phần nào khác của hàng tấn rác độc thải ra!<br /> điện thoại di động. Loại bỏ các thành<br /> phần này, thiết bị sẽ hoạt động ổn định<br /> hơn và hình dáng có thể khác đi (như hơn, hay thậm chí dùng tụ điện thay cho tác hại môi trường này sẽ được giảm<br /> mỏng hơn chẳng hạn). pin để thiết bị mỏng và nhẹ hơn. tối đa trong “môi trường không dây”.<br /> Nếu không phải lo lắng về việc phải sạc Pin sạc được cho là giúp giảm rác thải Các rào cản về kỹ thuật và lo ngại về<br /> thiết bị sau mỗi 8 tiếng, có thể trang bị điện tử, thế nhưng mỗi năm người việc ảnh hưởng đến sức khỏe đang<br /> cho thiết bị di động các tính năng “ngốn dùng lại vứt bỏ hàng tỉ cáp sạc và chỉ dần được gỡ bỏ, công nghệ thân thiện<br /> nguồn điện” như bộ xử lý (CPU) nhanh riêng bộ sạc điện thoại mỗi năm tạo ra với môi trường và sản phẩm đang trên<br /> hơn, đồ họa đẹp hơn, màn hình lớn hơn cả trăm ngàn tấn rác. Khi chôn lấp, các đường ra thị trường, điện không dây<br /> và sáng hơn, và chạy cùng lúc nhiều tác bộ sạc này rò rỉ ra đất các chất độc như hứa hẹn sẽ sớm trở nên phổ biến và<br /> vụ nền. Hoặc có thể sử dụng pin nhỏ thủy ngân và chì. Việc lãng phí và gây thay đổi cuộc sống của chúng ta. �<br /> <br /> STinfo .26. SỐ 1 & 2 - 2013<br />