Une startup transforme des luminaires en chargeurs sans fil avec un laser IR
De nos jours, quand on parle de recharge sans fil, on pense immédiatement au couplage inductif tel qu’il est implémenté dans les tapis de charge ou les solutions RF, comme le démontrent Powercast ou Energous. Mais Wi-Charge affirme que sa solution est à la fois plus sûre (sans rayonnement, sans interférence) et plus économe en énergie, car un faisceau laser infrarouge focalisé avec précision est tout ce qu’il faut pour transférer de l’énergie entre un point de charge et des périphériques clients équippés d’une cellule photovoltaïque additionnelle.
Interviewé par eeNews Europe (partenaire de ECI), le co-fondateur et PDG de Wi-Charge, Victor Vaisleib, a accepté de nous en dire davantage sur la technologie et la feuille de route de son entreprise.
« Le terme » chargeur sans fil « est utilisé pour une très large gamme de solutions différentes sans qu’il n’indique quels sont les avantages particuliers pour les utilisateurs », reconnaît Vaisleib, « nous aimons décrire ce que nous offrons comme » chargeur autonome « , c’est-à-dire indépendant de toute intervention de l’utilisateur.
Selon le PDG, pour être pratique, une infrastructure d’alimentation sans fil doit être capable de fournir suffisamment de puissance sur une distance suffisante, sans demander aux utilisateurs d’installer leurs appareils sur un chargeur d’alimentation spécifique ou sur un tapis de charge. Les composants doivent également être petits. La solution Wi-Charge est conforme à toutes ces exigences, tout en étant beaucoup plus efficace que d’autres solutions de recharge sans fil RF longue distance.
En considérant la physique de la recharge sans fil, Vaisleib note: « en envoyant de l’énergie à distance, un faisceau diverge toujours, ce qui est une mauvaise chose car trop peu de puissance va dans la bonne direction, et trop de puissance se divise et va ailleurs. Avec la transmission RF seules des distances relativement modestes peuvent être atteintes, avec une capacité de puissance d’environ une fraction de Watt, limitée par le niveau d’exposition maximal autorisé pour la sécurité. Les faisceaux de longueur d’onde plus courte conservent mieux leur intégrité. Avec un laser infra rouge nous avons un faisceau capable de délivrer tout son contenu de puissance sur un petit récepteur « .
Essayer d’établir des comparaisons d’efficacité énergétique avec Powercast ou Energous s’avère difficile puisque les fabricants ne publient jamais leurs spécifications. Mais en procédant à une rétro-ingénierie succincte à partir de bribes d’information trouvés dans une demmande d’autorisation FCC d’Energous, l’analyse théorique de Vaisleib indique qu’un émetteur 10W fournirait environ 0,1W de puissance à une distance d’environ 75cm.
«Même avec une mise en œuvre matérielle idéale, une simple analyse de la propagation du faisceau RF dans l’air indique une grande inefficacité, sans même tenir compte des pertes de conversion de l’alimentation», explique le PDG.
« Avec les ultra sons, vous obtenez quelques pourcentages de la puissance initiale atteignant l’appareil cible, avec la RF, vous obtenez seulement une fraction d’un pour cent.Tout ce que j’ai lire sur les rapports publics est d’accord avec cela. Si c’était possible avec la RF, nous serions heureux de pouvoir l’utiliser. L’idée fondamentale d’adopter l’infrarouge n’a pas été un processus rapide, nous l’avons eue sur plus de cinq ans de développement »nous a dit Vaisleib lors d’un entretien téléphonique.
À l’opposé, la société affirme qu’elle peut fournir plusieurs watts de puissance à des distances allant jusqu’à 10 mètres, avec de très petits composants, offrant une solution qui peut être facilement déployée comme infrastructure de recharge sans fil.
Nous avons alors demandé: qu’y a-t-il dans un émetteur et comment un émetteur identifie-t-il et cible-t-il précisément les dispositifs à charger dans une pièce?
«Pour diriger le faisceau, comme dans toutes les technologies à base de laser, rien ne vaut les micro-miroirs. C’est le moyen le plus efficace pour diriger un rayon laser, et selon l’application on peut multiplexer des faisceaux ou utiliser des miroirs différents ou les deux. Pour des appareils assez grands tels que les smartphones, nous pouvons focaliser un seul faisceau alors que pour les appareils plus petits tels que les capteurs ou les webcams, nous pouvons utiliser un faisceau dirigé séquentiellement sur plusieurs appareils « , a révélé Vaisleib.
En ce qui concerne l’identification et l’acquisition des cibles, le PDG a expliqué que chaque récepteur cible clignote en retour avec un motif particulier qui permet à l’émetteur de discriminer les besoins en puissance des récepteurs individuels. Intégrés dans l’émetteur de puissance, des réseaux de pin-diodes sont agencés pour trianguler et localiser les différentes sources de signal, cartographiant ainsi les récepteurs dans la pièce afin qu’ils puissent être ciblés avec des niveaux de puissance appropriés.
Mais vous avez besoin d’un récepteur supplémentaire, y compris la cellule photovoltaïque, et ça pourrait prendre un certain temps pour convaincre les utilisateurs finaux d’investir dans ce genre d’infrastructure, avons nous objecté.
« Des partenaires nous contactent pour intégrer notre solution dans tous types d’appareils intelligents, pour la fourniture d’énergie sans contact aux caméras sans fil, aux serrures de porte, aux haut-parleurs intelligents et autres appareils qui ne sont pas encore aussi répandus que les smartphones. » a répondu le PDG.
« Nous voyons des constructeurs OEM venir chez nous pour intégrer les récepteurs d’énergie sans fil dans leurs appareils avec une alimentation sans fil qui pourrait être un transmetteur à prise murale vers différents appareils », a-t-il ajouté.
Tout d’abord, l’entreprise veut étendre son infrastructure d’alimentation sans fil via des partenariats B2B dans des bureaux ou des lieux publics tels que des cafés et des restaurants, où les récepteurs pourraient être intégrés dans différents facteurs de forme. Cela pourrait être des boîtiers de smartphone ou des dongles que les clients pourraient utiliser. Fait intéressant, un exemple pratique que Vaisleib nous a donné était celui des tapis de recharge sans fil. Pour être intégrés dans les meubles, ceux-ci doivent être câblés. Mais généralement, dans les cafés et les restaurants, environ 70 à 75% des tables et des sièges sont libres, ce qui signifie qu’ils ne peuvent pas être câblés facilement. Mais vous pourriez avoir des transmetteurs montés au plafond qui transmettent leur puissance aux tapis de chargement intégrés dans des meubles sans câble.
«Nous n’annonçons pas encore de partenariats, mais nous travaillons avec plusieurs fabricants. Après plusieurs années, une fois que nous avons construit l’infrastructure, nous voyons une combinaison de modèles de développement: vendre le matériel n’est peut-être pas la meilleure solution. Nous pourrions offrir des abonnements mensuels pour la maintenance et les mises à niveau, dans certains modèles, nous pourrions conserver la propriété du matériel et recueillir des données précieuses « .
« Avec une carte de notre infrastructure, nous pourrions indiquer aux gens où se rendre pour recharger leur téléphone.Les données recueillies seraient subordonnées aux besoins des clients.Nous pouvons dire si votre batterie a diminué de 40%, les utilisateurs finaux pourraient décider du type de charge qu’ils veulent pour leur batterie afin qu’elle puisse durer plus longtemps « .
Avec une telle infrastructure, les opérateurs de téléphonie mobile peuvent souhaiter offrir nos services seulement à leurs abonnés, par exemple en offrant une charge rapide à un type d’abonné et une recharge moindre aux autres. Un café ou un restaurant pourrait appliquer des frais spécifiques par table ou par client en fonction de programmes de fidélisation. La distribution d’énergie peut être entièrement configurable par logiciel, de sorte qu’un opérateur de casino pourrait vouloir fournir seulement une charge lente à ses clients, pour qu’ils restent plus longtemps.
Bien sûr, l’intégration avec les luminaires est un choix évident à long terme et l’entreprise veut aller dans cette direction à long terme.
« Cela correspond bien à ce que nous faisons et de nombreux fabricants d’éclairage viennent vers nous avec cette demande », a reconnu le PDG, « mais la technologie doit mûrir un peu, elle doit être acceptée par les clients avant de pouvoir cibler directement les consommateurs. Le premier émetteur que nous avons montré au CES était dans un facteur de forme d’ampoule avec des LED, ce qui montrait le potentiel pour l’intégration dans des luminaire « .
Intérrogé sur la possibilité pour le faisceau laser de l’émetteur de puissance de pouvoir également servir à encoder des données pour la communication de la lumière (style LiFi), Vaisleib ne veut pas créer de confusion avec les partenaires potentiels:
« Si vous regardez nos premiers brevets, nous avons également breveté la connexion de données avec ces liens, et techniquement, cette possibilité existe, mais commercialement, nous ne l’avons jamais trouvé bénéfique car pour l’instant, les liaisons radio sont bien supérieures ».
Si le LiFi est devient courant dans 20 ans, alors Wi-Charge pourrait certainement l’intégrer, mais pour l’instant il considère l’application trop « niche ».
Sur sa page Web, la société envisage la prolifération de hotspots de facturation à distance dans les maisons, les bureaux et les lieux publics, d’une manière similaire à l’adoption du WiFi, libérant ainsi les appareils mobiles de toutes les connexions par câble. Il répertorie dans son catalogue de produits plusieurs types de transmetteurs de puissance, avec des capacités de livraison allant de 500 mW d’une unité de 137x137x59 mm à 2 500 mW pour la version luminaire LED.
On its webpage, the company envision the proliferation of remote charging hotspots in homes, offices and in public areas in a way similar to the adoption of WiFi, freeing mobile devices from all cable connections. It lists in its product catalogue several types of power transmitters, with power delivery capacities ranging from 500mW from a 137x137x59mm unit to 2,500mW for the LED luminaire version.
Wi-Charge – www.wi-charge.com
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