In der ApfeltalkLIVE-Ausgabe Nummer 186 vom 26. Januar 2018 dreht sich alles um das drahtlose Laden per Qi (Tschi). Die in der Sendung erwähnten Daten gibt es hier noch einmal zum Nachlesen.
Qi (Tschi)
Der Standard besteht seit 2008 und wurde vom Wireless Power Consortium (WPC) gegründet. Qi hat sich trotz weiterer Konkurrenten (PMA und A4WP) zum Industrie-Standard durchgesetzt und wird mittlerweile von über 1.000 verschiedenen Geräten genutzt. Das wohl bekannteste Beispiel dürfte wohl die elektrische Zahnbürste sein. Apple trat 2017 der WPC bei und stattete daraufhin die in diesem Jahr erschienenen iPhone-Modelle 8 und X mit dieser Lademöglichkeit aus. Die Apple Watch Serie 1, welche aus dem Jahr 2015 stammt, nutzte auch schon eine induktive Lademöglichkeit, welche jedoch nur durch das eigens entwickelte oder durch Apple zertifizierte Ladegeräte funktionierte. Apple wurde damals vorgeworfen absichtlich den Qi-Standard umgangen zu haben, damit sie ihre eigenen Ladegeräte verkaufen könnten. Die Apple Watch Series 3 hingegen kann mit einigen Qi-Ladegeräten aufgeladen werden; die App “MacTracker” listet hierfür schon die voraussichtlich erst im Februar erhältliche Apple-Ladematte “AirPower” auf.
Was ist eigentlich Qi?
Wie schon erwähnt, wird Qi wie “Tschi” ausgesprochen. Qi kommt aus dem chinesischen und bedeutet übersetzt unter anderem “Lebensenergie”, welches ja gar nicht mal so abwegig ist. Aber wie funktioniert das und was passiert da überhaupt, wenn ich mein Smartphone auf die Ladestation lege?
Zuerst sollten wir uns mit der Technik befassen: Der Sender (die Ladestation) und der Empfänger (das iPhone) haben jeweils eine Metallspule mit entsprechender Ladeelektronik eingebaut. Beim Sender wird die Spule unter (Wechsel-)Strom gesetzt. So entsteht ein elektrisches Magnetfeld. Auf der Seite des iPhone wird dieses Magnetfeld von der dort verbauten Spule aufgenommen und de-moduliert. Aus Wechselstrom wird Gleichstrom, welcher nun in den Akku geleitet wird. Diese Art der Energieübertragung nennt sich “Induktive Energieübertragung”.
Dass die Energie nicht von selbst von A nach B wandert, indem man einfach zwei Spulen in Geräte verbaut und eine unter Strom setzt, sollte klar sein. Der Austausch wird durch die jeweilige Ladeelektronik der Geräte vorher ausgehandelt und anschliessend gesteuert. Dabei kommunizieren die Geräte mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 Kilobit pro Sekunde miteinander und handeln den Ladestrom vorher aus. Der Empfänger verwendet dabei eine RFID-ähnliche Technik um die Daten zu übermitteln.
Geschwindigkeit und Energieverlust
Der derzeitige Qi-Standard 1.2 unterstützt eine Ladung für Smartphones von bis zu 15W. Zur Einführung des iPhone 8 und dem iPhone X konnten diese mit höchstens 5W geladen werden. Erst mit dem iOS-Update auf Version 11.2 hat Apple die Unterstützung auf bis zu 7,5W freigeschaltet. Das Laden per USB-Adapter ist zwar nach wie vor schneller, aber mit einem entsprechend starken Qi-Ladegerät wäre eine Schnellladung von 50% in 30 Minuten lt. Apple möglich. – Die meisten Besitzer laden ihr Gerät aber wohl über Nacht auf, so dass die Ladegeschwindigkeit wohl nur für die Leute von besonderer Wichtigkeit ist, die oft und viel unterwegs mit dem Gerät arbeiten.
Wirkungsgrad
Der Energieverlust bzw. der “Wirkungsgrad” der drahtlosen Ladung bewegt sich im Bereich von 0,6 bis 0,95 (unter Laborbedingungen). Der Wirkungsgrad wird wie folgt ermittelt und ist am besten am Prinzip einer herkömmlichen Glühlampe zu erklären:
Der Einsatz der eingespeisten Leistung (Strom) beträgt 100%. Dieser wird in das Verhältnis zwischen Nutzen und Aufwand gesetzt. Hier wird es dann interessant, denn der Wirkungsgrad einer Glühlampe beträgt gerade einmal 5%, wie die folgende Grafik zeigt:
Die meiste Energie geht also als Wärme verloren, die bei der Glühlampe durch den Glühfaden abgegeben wird. Bei der induktiven Ladung sind die Verluste zwar deutlich geringer, aber bei einem Wirkungsgrad von 0,6 (60%) bis 0,95 (95%) immer noch vorhanden. Der Verlust wird unter anderem durch die Entfernung der Geräte (Spulen) zueinander bewirkt. Der Energieverbrauch ist daher etwas höher und die Ladegeschwindigkeit ist geringer als bei einer Ladung per USB.
Störungsanfällige Technik?
Auch wenn es relativ unwahrscheinlich ist: Die Übertragung per Qi könnte durch einen Langwellen-Sender in der Nähe gestört werden. Die Energieübertragung erfolgt nämlich im Bereich von 110 bis 205 kHz, welche sich im Langwellenbereich befindet.
Auch der Vibrationsalarm wurde als mögliche Störungsursache vermutet. Dieser sollte angeblich bei entsprechender Benachrichtigung durch einen Anruf oder einer Nachricht dafür sorgen, dass das Smartphone auf der Ladefläche verrutscht und so die Spulen nicht mehr die benötigte Nähe zueinander hätten. Dadurch sollte der Ladevorgang unterbrochen werden. Bisher wurde aber keine der genannten oder sonst vermuteten Störungen bestätigt. Sofern das Gerät ordnungsgemäß betrieben und das Smartphone passend auf die Ladestation gelegt wird, sollte dem erfolgreichen Ladevorgang eigentlich nichts entgegen stehen.
Laden per Qi – gibt es gesundheitliche Bedenken?
Auch hier wird kurz in der Sendung darüber gesprochen. Die meisten Benutzer laden ihre Smartphones auf dem Nachttisch neben dem Bett. Meistens wird dieses nur auf “nicht stören” und nicht in den Flugmodus versetzt. Dadurch strahlt das Gerät natürlich weiter im Mobilfunk- und WLAN-Netz. Da wir uns mittlerweile in einer regelrechten Strahlenwolke befinden, ist das Thema “Gesundheit” des Menschen immer mehr in den Fokus gerückt (Thema Elektro-Smog). Es wird allgemein zur nächtlichen Abschaltung des WLAN empfohlen. Das iPhone kann beim Ladevorgang zusätzlich in den Flugmodus versetzt werden, um so einen erholsameren Schlaf zu ermöglichen.
Und nun stellen wir uns noch ein Ladegerät auf den Nachttisch, welches drahtlos das Smartphone per elektromagnetischem Feld auflädt. Hier gibt es wieder zwei Meinungen: “Ja” es ist schädlich, weil jede Art von Strahlung auf den menschlichen Körper Einfluss hat und: “Nein”, es ist nicht schädlich, weil erstens die Strahlung selbst viel zu gering ist zweitens der Bereich der Strahlung durch die geringe Reichweite der Ladegeräte ebenfalls verschwindend gering ist. Sofern man das Gerät nicht direkt am Kopf betreibt gibt es da also keine Bedenken.
Apple arbeitet am “Ladenden Zimmer”
Anders ist es wohl, wenn kein fester Platz mehr nötig ist, sondern sich das iPhone innerhalb eines ganzen Raumes von selbst laden liesse. Auch hierüber wird in der Sendung gesprochen, denn angeblich versucht Apple gerade, diese Möglichkeit zu entwickeln. Hier wäre dann aber alles innerhalb des betreffenden Raumes einer dauerhaften elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt. Aufgrund des abzudeckenden Raumes müsste die Strahlung entsprechend hoch sein; hier sind gesundheitliche Bedenken wohl wirklich nicht unbegründet.
Empfehlungen für Qi-Ladestationen
Das Angebot von Qi-Ladestationen ist mittlerweile wirklich vielfältig. in der ApfeltalkLIVE-Sendung sprechen wir über die heimisch eingesetzten Geräte. Jesper und Michael zeigten unter anderem einige Produkte des bekannten Möbelherstellers IKEA, dessen Gründer Ingvar Kamprad kürzlich im Alter von 91 Jahren verstarb. Unter anderem bietet die Palette des Herstellers Möbelstücke, in denen die Qi-Lademöglichkeit bereits integriert ist.
Unter anderem wurden folgende Qi-Ladestationen in der Sendung erwähnt:
Choetech T520, ein Ständer, auf dem das iPhone steht – ideal für den Schreibtisch. (Apfeltalk-Artikel)
Choetech T511, eine Ladeplatte, die es auch mit Schnellladefunktion gibt. (Dieser Qi-Lader hat eine recht helle blaue LED)
Belkin F8M747, Diese Ausführung gibt es ebenfalls in 5W und 7,5W bei Amazon. Auch diese hat eine blinkende LED beim Ladevorgang.
Unsere Sendung vom 26. Februar könnt Ihr hier noch einmal ansehen:
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