Aus der element14 Community Wireless-Power-Ideen »Beyond the phone«

Nie wieder mit leerem Akku unterwegs: Die Spielzeug-Pistenraupe des Finalisten Hendrik Lipka.
Nie wieder mit leerem Akku unterwegs: Die Spielzeug-Pistenraupe des Finalisten Hendrik Lipka.

Daten drahtlos zu übertragen, ist zur Selbstverständlichkeit geworden. Allerdings ist die kabellose Freiheit immer noch eingeschränkt, denn ohne geladenen Akku geht nichts. Wie sich das ändern könnte, zeigen zwölf kreative Wireless-Power-Konzepte für Geräte des täglichen Lebens aus der element14 Community Challenge »Beyond the Phone«.

Smart Devices oder Haushaltsgeräte kabellos mit Energie versorgen? Diese Idee ist nicht neu und fand in Teilen schon ihre Umsetzung.

Nicola Tesla gelang es als Erster, elektrische Energie über die Luft zu übertragen. Für seinen »Apparatus for transmitting electrical energy« erhielt er 1914 das Patent erteilt. Fast hundert Jahre später, im Dezember 2008, wurde schließlich das Wireless Power Consortium gegründet, das sich einen globalen Standard für drahtloses Aufladen elektronischer Produkte zur Aufgabe gemacht hat. Zu den Mitgliedern zählen heute mehr als 200 Unternehmen, darunter Branchengrößen aus den Bereichen Mobiltelefone, Unterhaltungselektronik, Batterien und Halbleiter sowie Unternehmen für Wireless-Power-Technologie und -Infrastruktur, Automobilzulieferer und sogar Möbelhersteller. Mitte 2010 wurde schließlich Qi als Industriestandard zur induktiven Energieübertragung zu Mobilgeräten bis 5 W eingeführt. »Bei Qi kommt eine resonante induktive Kopplung zwischen Sender und Empfänger zum Einsatz. Hierbei tauschen Sender und Empfänger Daten für eine bessere Energieübertragung aus. Dabei moduliert der Sender das Sendefeld, und der Empfänger greift auf eine Technik zurück, die RFID ähnlich ist, um Daten an den Sender zu übermitteln«, erläutert Dianne Kibbey, Global Head of Community von element14.

Seitdem sind zahlreiche Qi-Ladegeräte auf dem Markt erschienen. Die Technologie, die etwa Smartphones drahtlos laden lässt, hat allerdings noch Optimierungspotenzial. Ein grundsätzlicher Nachteil von drahtloser Energieübertragung ist der geringere Wirkungsgrad im Vergleich zu kabelgebundenen Lösungen. Neben dem Interesse globaler Technologiefirmen hat das Thema auch ihren Reiz für Hobby-Entwickler: »Während in der Industrie das Thema Wireless Power noch überwiegend mit den momentan typischen Smart Devices verbunden wird, entstehen in Online-Foren unter Hobby-Entwickler Ideen für breitere Anwendungsbereiche der Technologie im Haushaltsbereich«, so Kibbey. In solchen Situationen, in denen neue Technologien zwar bekannt sind, aber noch ein ordentliches Entwicklungspotential haben, setzt Farnell element14 mit seinen Community-Challenges an. Bei diesen Design-Wettbewerben reichen die Teilnehmer zuerst ihre Ideen für eine bestimmte Technologie ein und erhalten dann, wenn sie als Finalisten ausgewählt werden, ein Entwicklungskit und zusätzliches Budget für Bauteile. Bisherige Themen waren unter anderem Wearable Technology und Home Automation. »Bei der aktuellen „Beyond the Phone Challenge“ werden zwölf verschiedene Wireless-Power-Lösungen für Alltagsgeräte entwickelt«, berichtet Kibbey.

Unter den zwölf Finalisten befinden sich dieses Mal gleich zwei deutsche Teilnehmer: Ein Elektrotechnik-Student aus Köln arbeitet an seiner Idee einer Ladestation für Fernbedienungen von Smart-TVs direkt am Gerät. Das zweite Projekt stammt von einem Entwickler aus Jena, der dafür sorgen will, dass das Spielzeug seines Sohnes nie wieder leere Batterien hat. Abhilfe schaffen sollen dabei Lithium-Ionen-Akkus mit speziellen Empfängern. Das Spielzeug wird am Ende des Tages einfach in einer Box verstaut, die gleichzeitig als Ladestation funktioniert und über Nacht arbeitet.