Induktives Laden mit Qi

Samsung S7 hat induktiv voll geladen

Ich beziehe mich bewusst nicht nur auf Handys bzw. Smartphones, weil ich glaube, dass dieses induktive Laden viele andere Anwendungsmöglichkeiten bietet. Ich möchte ja auch den Akku eines tragbaren LoRaWAN-Sensors künftig induktiv laden, aber das ist ein anderes Thema…

Dass es die Möglichkeit gibt, Smartphones induktiv aufzuladen, ist mir schon länger bewusst. Ich habe aber auch gesehen, dass es mehrere Standards gibt, die nur eingeschränkt (wenn überhaupt) kompatibel erscheinen. Im letzten Urlaub habe ich einiges zu dem Thema gelesen und bin nun auf den Zug aufgesprungen und sehr begeistert.

Hauptgrund war, dass es nun einen von allen Herstellern anerkannten und kompatiblen Standard gibt und meine Bedenken hinsichtlich Gesundheitsproblemen durch permanente Strahlung zerstreut wurden.

Funktionsweise

Induktives Laden läuft: 53%. Ca. 1 h 22 min bis voll geladen

Wie funktioniert das induktive Laden? Im Prinzip werden eine Ladeschale (oder Halterung) benötigt, die mit einer Stromversorgung (meist USB) verbunden ist und ein Endgerät (Smartphone), das induktives Laden unterstützt. Sobald man das Smartphone auf die Ladeschale legt, beginnt das Handy zu laden.

Dabei bedient man sich einer Technologie, die von Transformatoren her längst bekannt und im Einsatz ist: eine Spule in der Ladeschale induziert ein Magnetfeld und dieses wird von einer Spule im Smartphone wieder in elektrischen Strom umgewandelt.

Spezifikation

Das Wort „Qi“ bedeutet auf chinesisch „Lebensenergie“ und ist vielleicht von Qi Gong her bekannt. Hier beschreibt der Name die proprietäre Technologie des Wireless Power Consortiums. Nachdem sich der konkurrierende Standard „Powermat“ der „Power Matters Alliance“ zurückgezogen hat, ist nun Qi der de-facto Industriestandard.

Die Übertragung findet im Bereich der Langwelle von 110 bis 205 kHz mit nominal 19 Volt statt. Es gibt mehrere Leistungsklassen von 5-15 Watt (Low Power) bis 120 Watt (Medium Power). Ich glaube, dass dadurch in naher Zukunft auch Anwendungen für andere Geräte mit höherem Energiebedarf ermöglicht werden. Die Übertragung funktioniert meist bei einem Abstand im Bereich einzelner Millimeter. Die Effizienz der Übertragung liegt je nach Gerät bei 60-90%, ist also immer verlustbehafteter im Vergleich zum Laden über Kabel.

Besonders gut hat mir gefallen, dass der Standard auch eine Datenübertragung zwischen den Geräten definiert. Diese ist mit 2 kbit/s spezifiziert und ermöglicht den Informationsaustausch zwischen den Qi-Komponenten. Damit ist nun auch klar, dass der Sendeteil (zB. die Ladeschale) nicht permanent ein starkes elektromagnetisches Feld erzeugt, sondern erst mit höherer Leistung beginnt, sobald ein kompatibles Endgerät erkannt wurde, die Datenverbindung hergestellt ist und die Geräte vereinbart haben, welche Ladung (zB. Leistung) durchgeführt wird.

Kann mein Smartphone Qi und was mache ich, wenn nicht?

Die einfachste Möglichkeit herauszufinden ob das eigene Smartphone Qi unterstützt ist wie üblich: ausprobieren, oder im Handbuch nachlesen. 😉

Samsung Smartphones sind beispielsweise seit dem Samsung S6 Qi-fähig und Apple-Geräte seit dem iPhone 7.

Es ist aber auch möglich, das eigene Smartphone nachzurüsten. Dazu gibt es recht günstig dünne induktive Ladeempfänger, die man zB. in der Schutzhülle des Handys verstecken kann. Diese Empfänger werden zB. per USB Micro (oder Typ C) an das Smartphone angeschlossen. Das Handy merkt eigentlich nicht, dass es induktiv geladen wird, sondern erkennt natürlich nur, dass es an einem „Ladekabel“ hängt. Der USB-Port ist damit natürlich auch belegt – das sollte man beachten. Die Empfänger sind so dünn und oft so passgenau, dass sie zwar einerseits kaum sichtbar/spürbar sind, andererseits aber kaum Spielraum haben und man immer die Hülle herunternehmen muss, falls man den USB-Port anders nutzen möchte.

Ladeempfänger ist zu lang und verdeckt den Fingerprint Sensor teilweise

Außerdem empfehle ich sehr, nachzusehen ob der Ladeempfänger von der Form für das eigene Smartphone passt. Bei meinem ersten Kauf für mein Nexus 5X habe ich einen zu großen Empfänger gekauft, der verdeckt fast die Hälfte des Fingerprint-Scanners. Den verwende ich nicht, also stört es mich nicht, aber hätte ich besser aufgepasst, hätte ich was Passendes um’s gleiche Geld bekommen.

Ergebnisse im Test

Mittlerweile habe ich ein paar Ladeschalen und ein paar Qi-fähige Endgeräte getestet, sowie eine handvoll Handys nachgerüstet.

Es funktioniert alles einwandfrei. Man muss sich daran gewöhnen, dass die Ladezeiten länger werden, weil die meisten kostengünstigen Qi-Geräte 800mAh oder vielleicht 1000mAh schaffen. Damit brauchen moderne Handyakkus schon rein rechnerisch 4-5 Stunden für eine volle Ladung. Aufgrund des Verlusts in der Übertragung wird das nochmal erheblich mehr. Über Nacht ist das aber normalerweise kein Problem.

Ich erwähne die längere Ladezeit nur deswegen so explizit, weil ich das Gefühl habe, dass bei kabelgebundenen Lademöglichkeiten gerade die Erwartungen sehr hoch gesteckt werden, nämlich „mehrere zig“-Prozent in einzelnen Minuten laden zu können. Dort kommen auch Ströme von 4,6 Ampere zum Einsatz, die über den USB-Port in den Akku „gedrückt“ werden. (Vgl. Qualcomm Quick Charge 3 oder 4+).

Eine berichtenswerte Erfahrung habe ich aber auch gemacht: ich habe mir eine Ladeschale ins Büro gelegt. Tagsüber bin ich öfters in Besprechungen und dann meist nur 20 Minuten kurz am Platz die neuen Emails durchschauen. Früher habe ich dabei nie oder selten das Handy angesteckt und aufgeladen. Heute lege ich es regelmäßig bei diesen kurzen Aufenthalten auf die Ladeschale. Und das führt dazu, dass ich tagsüber immer wieder nachlade und so an manchen Tagen eigentlich kaum noch unter 90% auf der Akkuanzeige komme…

Eine weitere Erkenntnis ist, dass man manche Smartphones relativ genau platzieren muss, damit das Laden funktioniert. Die Spulen müssen möglichst übereinander liegen. Ein Samsung S6 zum Beispiel funktioniert auf einem meiner getesteten Ladeschalen (es handelt sich um dieses Modell) nur, wenn ich es eher rechts platziere. Mittig funktioniert es nicht und links auch nicht. Andere Smartphones funktionieren mittig und rechts, aber links auch nicht. Daran habe ich mich aber recht schnell gewöhnt und lege die jeweiligen Geräte mittlerweile ohne viel Nachdenken richtig auf.

Folgende Geräte sind auf den Fotos in diesem Blog gezeigt:

Fazit

Ich liebe es! Einziger Wermutstropfen ist der Energieverlust bei der Übertragung. Das ist sehr schade und Verschwendung. Von der Zuverlässigkeit, Kompatibilität und Geschwindigkeit (für mich ausreichend) alles super!

Meldung eines Samsung S7

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