มิติใหม่แห่งการชาร์จไร้สาย การชาร์จในระยะ 30 เมตร

ปัจจุบันการใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไร้สายคือเรื่องที่เกิดกันทั่วไป มีการใช้งานแพร่หลายในชีวิตประจำวันหลายภาคส่วนจนกลายเป็นสิ่งขาดไม่ได้ ความแพร่หลายในการใช้งานอุปกรณ์ไร้สาย ทำให้การชาร์จพลังงานสู่อุปกรณ์ทวีความสำคัญ จากการขยับหน้าที่มาเป็นอุปกรณ์ทำมาหากินในปัจจุบัน

 

          แน่นอนการชาร์จอุปกรณ์มีทั้งแบบที่ต้องอาศัยสายชาร์จและไม่ต้องใช้สาย แต่เราต่างทราบดีว่าในช่วงเวลาระหว่างชาร์จไม่สามารถใช้งานอุปกรณ์ได้สะดวกนัก ทั้งอันตรายจากอุปกรณ์และข้อจำกัดด้านระยะทาง แม้จะมีระบบการชาร์จไร้สายแต่ก็ไม่ได้มีอิสระในการใช้งานเท่าที่ควร

 

          ส่วนสาเหตุว่าทำไมการชาร์จแบบไร้สายจึงมีข้อจำกัดนั้น ก่อนอื่นคงต้องอธิบายการทำงานกันเสียก่อน

การชาร์จไร้สายในปัจจุบันทำงานยังไง? มีข้อจำกัดแบบไหน?

 

          สำหรับท่านที่ใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยเฉพาะโทรศัพท์มือถือย่อมทราบดีว่า การชาร์จอุปกรณ์ในปัจจุบันมีอยู่ 2 แบบคือ การเสียบสายชาร์จทั่วไป ซึ่งอาศัยสายชาร์จที่แถมมากับเครื่องในการเสียบกับปลั๊กไฟโดยตรง(แม้ปัจจุบันจะเริ่มมีการแถมน้อยลงแล้วก็ตาม) กับ การชาร์จไร้สาย ซึ่งแค่นำอุปกรณ์ไปวางลงบนแท่นก็ส่งผ่านพลังงานได้ทันที

 

          หลายท่านอาจคุ้นเคยกับการใช้สายชาร์จด้วยความเข้าใจง่ายไม่ซับซ้อน แค่นำสายมาเสียบกับปลั๊กไฟที่เหลือก็เพียงรอเวลา แต่สำหรับท่านที่พกพามือถือหลายเครื่องหรือใช้งานอุปกรณ์ไร้สายหลายชนิดย่อมเข้าใจว่า การใช้สายชาร์จอาจไม่สะดวกนักเพราะอุปกรณ์อาจใช้หัวชาร์จคนละแบบ การชาร์จไร้สายจึงสามารถใช้งานได้สะดวกกว่า

 

          แต่สงสัยกันหรือไม่เมื่อไม่มีสายชาร์จไว้ถ่ายทอดประจุจากสายไฟโดยตรง แล้วการชาร์จแบบไร้สายสามารถเติมประจุไฟฟ้าลงแบตเตอรี่ได้อย่างไร?

 

การชาร์จแบบไร้สาย หรือ Wireless Charging ทำงานโดยการเหนี่ยวนำสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า แบ่งออกเป็นภาคส่งจากแท่นชาร์จส่งสัญญาณในช่วงความถี่ที่กำหนด โดยต้องส่งสนามแม่เหล็กด้วยความถี่ที่เหมาะสมอย่างต่อเนื่องผ่านขนลวด อาศัยแผงวงจรภายในอุปกรณ์ส่งเพื่อควบคุมคลื่นแม่เหล็กที่ปล่อยออกไป

 

          ส่วนภาครับก็ต้องอาศัยขดลวดเพื่อเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก เพื่อนำมาแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าแล้วนำไปชาร์จกับแบตเตอรี่ต่อไป โดยมีมาตรฐานความปลอดภัยของอุปกรณ์จำพวกนี้คอยรองรับ เพื่อให้แน่ใจว่าสนามแม่เหล็กที่ส่งผ่านและรับนั้นจะมีความปลอดภัยเป็น MacSafe ในอุปกรณ์ Apple และ Qi ในอุปกรณ์กลุ่มแอนดรอยด์

 

          ด้วยการใช้งานระบบเหนี่ยวนำสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า การทำงานจะต้องนำขดลวดจากทั้งเครื่องรับและส่งมาวางตรงตำแหน่งกัน เป็นเหตุให้เวลาใช้งานต้องนำมือถือหรืออุปกรณ์ที่ต้องการไปวางบนจุดที่กำหนด เพื่อให้การส่งคลื่นแม่เหล็กนั้นไปได้อย่างราบรื่น แต่ก็กลายเป็นข้อจำกัดในขั้นตอนการชาร์จเช่นกันเพราะมือไม่อาจออกห่างจากแท่นชาร์จได้

 

          แต่ทุกอย่างกำลังจะเปลี่ยนไปเมื่อมีการคิดค้นระบบเลเซอร์อินฟราเรดที่มีระยะการชาร์จแบตเตอรี่ถึง 30 เมตร

 

          การชาร์จระบบเลเซอร์อินฟราเรด สู่การชาร์จพลังงานจากระยะห่าง

 

          แนวคิดนี้เป็นของนักวิจัยเกาหลีใต้แห่ง Sejong University เกิดแนวคิดพัฒนาระบบการชาร์จมือถือไร้สายขึ้นใหม่ เพื่อลบข้อจำกัดการชาร์จไร้สายในปัจจุบันที่ไม่ได้มีความต่างกับการใช้สายชาร์จเท่าไหร่นัก ด้วยการเปิดตัวระบบชาร์จเลเซอร์อินฟราเรดซึ่งมีระยะทำการมากถึง 100 ฟุต หรือราว 30 เมตร

 

          การทำงานของระบบนี้ประกอบด้วย 2 ส่วนสำคัญคือ ภาคส่ง โดยสามารถติดตั้งภายในห้อง เป็นเครื่องส่งสัญญาณแสงแบบพิเศษ สามารถส่งลำแสงอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นราว 1,550 นาโนเมตรได้ โดยจะทำการยิงคลื่นแสงชนิดนี้กระจายไปทั่วทั้งห้อง ส่วนภาครับจะอาศัยเลนส์ทรงกลมซึ่งจะช่วยเพิ่มความเข้มของแสง จากนั้นจึงส่งผ่านเข้าสู่โซล่าเซลล์ขนาดเล็กที่ติดตั้งแล้วนำมาผลิตกระแสไฟฟ้า

 

          ในการทดลองโดยการยิงลำแสงขนาด 400 มิลลิวัตถ์ ในระยะทาง 30 เมตรสู่ตัวรับ สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้ราว 85 มิลลิวัตถ์ แน่นอนว่านี่เป็นจำนวนกระแสไฟฟ้าที่น้อยมาก แต่นักวิจัยยืนยันว่าสามารถเพิ่มความเข้มข้นของแสงเพื่อเพิ่มอัตราผลิตพลังงานได้ โดยแสงที่ใช้ในระบบนี้มนุษย์เราไม่สามารถเห็นด้วยตาเปล่า จึงไม่ส่งผลกระทบในการใช้ชีวิตประจำวัน

 

          ข้อดีของระบบนี้คือจะช่วยแก้ไขปัญหาข้อจำกัดแบบเดิมของการชาร์จไร้สาย ทำให้ผู้ใช้งานไม่ต้องวางอุปกรณ์ไว้บนตำแหน่งที่กำหนดอีกต่อไป ช่วยเพิ่มความสะดวกและคล่องตัวให้แก่การใช้งานมากยิ่งขึ้น อีกทั้งไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์หรือปรับปรุงห้องมากนัก เพียงใช้อุปกรณ์ขนาดเท่าโคมไฟสักตัวก็พร้อมสำหรับการใช้งาน

 

 

          แน่นอนนี่ไม่ใช่แนวคิดในการผลิตอุปกรณ์ชาร์จไร้สายจากระยะไกลเจ้าแรก อันที่จริงบริษัทเทคโนโลยีจากจีนอย่าง Xiaomi ก็มีการเปิดตัว Mi Air Charge ไปในปี 2021 ให้สามารถทำการชาร์จแบตเตอรี่ไร้สายในระยะไกลได้เช่นกัน แต่การชาร์จระบบนี้ก็มีจุดเด่นในด้านระยะที่ไกลกว่า เพราะอุปกรณ์ Mi Air Charge ยังไม่ระบุระยะทำการออกมาแน่ชัด

 

          ปัจจุบันอุปกรณ์ชนิดนี้อาจยังอยู่ในขั้นทดลอง จำเป็นต้องปรับปรุงประสิทธิภาพในการรับพลังงานไฟฟ้าจากอินฟราเรด รวมถึงการพัฒนาระบบให้รองรับการชาร์จหลายอุปกรณ์พร้อมกัน แต่เมื่อได้รับการพัฒนาจนเสร็จสมบูรณ์ เราอาจไม่จำเป็นต้องพึ่งพาสายหรือแท่นชาร์จมือถืออีกต่อไป

 

          ที่ต้องทำมีเพียงเดินเข้าไปในห้องและเปิดเครื่องนี้ไว้ก็สามารถทำให้มือถือของเราพร้อมกลับมาใช้งานอีกครั้ง

 

 

          ที่มา

 

          http://www.bangkokgis.com/bangkokgis_2008//system_file/-t1549941835.pdf

 

          https://www.techhub.in.th/how-wireless-charge-working/

 

          https://newatlas.com/energy/wireless-charging-power-infrared-laser-100ft/

 

          https://www.blognone.com/node/120900